CN101896707B - 机动车的产生压缩空气的装置以及产生压缩空气的装置的运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于机动车(12)的驱动发动机(10),具有:多个气缸腔(14,16,18,20,22,24);一个收集通道(26)以及多个发动机制动阀(14′,16′,18′,20′,22′,24′),气缸腔(14,16,18,20,22,24)可通过该发动机制动阀与收集通道(26)连接。根据本发明提出,在该收集通道(26)上布置有排放阀(28),收集通道(26)可通过该排放阀与压缩空气处理装置(32)的输送管道(30)连接。此外,本发明涉及一种用于为具有驱动发动机(10)的机动车(12)供应压缩空气的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的驱动发动机,具有:多个气缸腔;一个收集通道;以及多个发动机制动阀,该气缸腔可通过发动机制动阀与收集通道连接。
此外,本发明涉及一种用于为具有驱动发动机的机动车供应压缩空气的方法,其中,驱动发动机具有:多个气缸腔;一个收集通道;以及多个发动机制动阀,该气缸腔可通过发动机制动阀与收集通道连接。
背景技术
在道路交通中或者在轨道交通中的铁路中的现代的机动车,例如是载货机动车和客车具有许多压缩空气用户,它们的压缩空气需求通常由具有空气压缩机的压缩空气供应设备来满足。例如运转制动器和空气悬架可以归类为消耗空气的装置。产生压缩空气的空气压缩机通常直接由驱动装置来驱动,该驱动装置也用于机动车的牵引。
在此,缺点是,一般来说在机动车中需要一个用于产生压缩空气的空气压缩机,该空气压缩机需要结构空间并且增大了机动车的重量。
发明内容
因此,本发明的目的在于,使在正常运行中为机动车产生压缩空气的空气压缩机变得不再是必要的。
该目的通过独立权利要求的特征来实现。
本发明的有利的实施方式在从属权利要求中给出。
本发明在这种类型的驱动发动机上这样地设计,即在收集通道上布置有排放阀(Zapfventil),收集通道可通过该排放阀与压缩空气处理装置的输送管道连接。机动车的驱动发动机在发动机制动期间用于消除动能。在此,为了节省燃料,中断在驱动发动机的气缸腔中的燃料喷射,其中制动功率通过压缩功和驱动发动机的内部摩擦实现。这在推动阶段(Schubphase)期间同样适用,其中在此不希望驱动发动机有制动效果,因此空气并不是在气缸腔中被压缩,而是通过收集通道在气缸腔之间来回泵送空气。通过在收集通道上布置排放阀,可以在发动机制动期间或者在推动阶段期间为机动车产生压缩空气,该压缩空气可通过压缩空气处理装置的输送管道来输送。
在此,可以以有利的方式提出,发动机制动阀可单独地通过发动机控制设备控制。对发动机制动阀的单独控制能够实现各个气缸腔在其各自的压缩冲程期间适宜地与收集通道连接。
可以以有利的方式提出,发动机制动阀通过阀装置进行先导控制。
本发明还涉及一种用于为机动车供应压缩空气的***,具有根据本发明的驱动发动机和用于处理产生的压缩空气的压缩空气处理装置。这种类型的***可以在没有空气压缩机的情况下为各个用户提供压缩空气。
尤其是可以提出,在输送管道上设置有接口,在该接口上可抽出未处理的压缩空气。可以在该接口上为仅仅需要较低质量的压缩空气的用户提供未处理的压缩空气,由此使得压缩空气处理装置去负荷。
这种类型的方法被由此进一步地发展,即收集通道通过排放阀与压缩空气处理装置的输送管道连接。
以这种方式,根据本发明的驱动发动机的优点和特点也在该方法的范畴中得到应用。
这也适用于在接下来给出的根据本发明的方法的特别优选的实施方式。
这以有利的方式由此进一步发展,即在发动机制动期间,仅仅气缸腔与收集通道连接,在收集通道中刚好提供压缩功。
此外可以提出,在驱动发动机的推动阶段期间,仅仅气缸腔与收集通道连接,在收集通道中刚好提供压缩功。
以有利的方式可以提出,气缸腔的一部分在其压缩阶段中与收集通道连接,而剩下的气缸腔正常地运行。如果发动机没有制动并且也没有设置推动阶段,那么驱动发动机也可以因此在负载阶段期间用于产生压缩空气。驱动发动机的气缸腔的一部分在此用于产生压缩空气,而剩下的气缸腔用于驱动机动车。
可以优选地提出,即没有燃料导入到那些在下一次的压缩阶段期间与收集通道连接的气缸腔中。通过这种措施可以提高由驱动发动机产生的压缩空气的质量,这是因为,通过可以以这种方式实现的扫气循环(Spuelzyklus)降低了燃料剩余物和废气的量。
尤其优选的是,没有燃料导入到那些在再下一次压缩阶段期间与收集通道连接的气缸腔中。如果一个接一个地执行两个扫气循环,那么由驱动发动机产生的压缩空气的质量因此可以进一步改善。
附图说明
现在参考附图根据优选的实施方式来示例性地说明本发明。图中示出:
图1是根据本发明的驱动发动机的示意图,以及
图2是根据本发明的***的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的驱动发动机的示意图。示出的驱动发动机10包括气缸腔14,16,18,20,22,24,活塞14″′,16″′,18″′,20″′,22″′,24″′在这些气缸腔中周期性地上下运动。通过布置在每个气缸腔14,16,18,20,22,24上的进气阀58,由压缩机46压缩的新鲜空气可通过吸入管道70输送给气缸腔14,16,18,20,22,24。通过喷射喷嘴56实现将燃料分别输送给气缸腔14,16,18,20,22,24,而借助于排气阀60通过涡轮48的废气管道72来输送废气,并且以这种方式来驱动压缩机46。此外,在各个气缸腔14,16,18,20,22,24之间还布置有收集通道26,其相对于各个气缸腔14,16,18,20,22,24通过发动机制动阀14′,16′,18′,20′,22′,24′来关闭。发动机制动阀14′,16′,18′,20′,22′,24′分别通过阀装置14″,16″,18″,20″,22″,24″进行先导控制,其中,阀装置14″,16″,18″,20″,22″,24″又通过控制线路64由发动机控制设备34进行控制。此外,发动机控制设备34可以通过传感器50来探测驱动发动机10的未示出的曲轴的位置,并且通过用于阀控制装置54的接口和用于喷射控制装置52的接口来控制喷射喷嘴56和进气阀以及排气阀58,60。此外,发动机控制设备34可以通过未示出的信号线来控制排放阀28,该排放阀布置在收集通道26和通至压缩空气处理装置32的输送管道30之间的连接线路中。在此也示出了空气压缩机42,其通过止回阀44同样与输送管道30连接。
如果驱动发动机10处于发动机制动阶段中,那么由发动机控制设备34来中断通过喷射喷嘴56进行的燃油供应,而空气由驱动发动机10通过废气管道72、涡轮48和未示出的、差不多关闭的、布置在涡轮48下游的节流阀来供应。如果该空气应该被用于为机动车提供压缩空气,那么因此在压缩冲程期间,相应的发动机制动阀14′,16′,18′,20′,22′,24′可以被开启,而相应的进气阀以及排气阀58,60被关闭,并且在收集通道26中推动空气。如果排放阀28同时被切换到其未示出的打开位置中,那么被推动的空气就可以通过输送管道30进一步到达至压缩空气处理装置32。
如果驱动发动机10处于推动阶段,那么因此同样由发动机控制设备34来中断通过喷射喷嘴56进行的燃油供应。因为在推动阶段期间应该通过驱动发动机10消除尽可能少的动能,所以在气缸腔14,16,18,20,22,24中的空气并不在压缩冲程期间压缩,而是通过收集通道26通过适当地控制发动机制动阀14′,16′,18′,20′,22′,24′来泵送到或吸入到那些刚好执行吸入冲程的气缸腔14,16,18,20,22,24中。当通过收集通道26泵送的或者吸入的空气应该被用于为机动车供应压缩空气时,刚好执行吸入冲程的气缸腔14,16,18,20,22,24的发动机制动阀14′,16′,18′,20′,22′,24′能够以简单的方式保持关闭,而排放阀28同时被带入到其未示出的打开位置中。以这种方式,在压缩冲程期间在收集通道26中推动的空气可以同样通过输送管道30到达至压缩空气处理装置32。
重要的是,在各个气缸腔14,16,18,20,22,24的压缩冲程期间进行压缩空气输送,并且所属的发动机制动阀14′,16′,18′,20′,22′,24′与排放阀28一同在压缩冲程期间被开启。如果应该在发动机制动或者推动阶段之外产生压缩空气,那么这可以通过独立的空气压缩机42实现,该空气压缩机同样连接至输送管道30。但也可能的是,通过喷射喷嘴56对一个或者多个气缸腔14,16,18,20,22,24进行的燃料供应可以被中断,并且在其压缩冲程期间可以开启所属的发动机制动阀14′,16′,18′,20′,22′,24′,从而可以产生压缩空气。其燃料供应未被中断的气缸腔14,16,18,20,22,24在此期间正常地继续运行。在此也可以考虑的是,在各个循环中,将另一个气缸腔14,16,18,20,22,24用于输送压缩空气,从而可以更好地控制驱动发动机10的平稳运转或者在驱动发动机10的内部的热增长。如果考虑到每个活塞14″′,16″′,18″′,20″′,22″′,24″′的转矩曲线集合和最大可能的转矩,那么在喷射时间和喷射量实现优化的情况下,驾驶员就不会察觉到由于使用一个或者多个气缸腔14,16,18,20,22,24来输送压缩空气而造成的功率损耗。由于驱动发动机10的较大的工作容积的原因,驱动发动机10仅仅需要一个非常短的时间以便用于输送大的空气量。驱动发动机在每个单位时间大约输送十倍于常规空气压缩机的空气体积。此外,因为阀控制装置非常快速和耐用,也可以突出地使用最短的推动阶段或者额定转矩间隙(Solldrehmomentloecher)。在此,在未加载的情况下,可实现的空气压力大约为13巴。在典型地加载百分之一的情况下也可以实现16巴,并且空气压缩机特性曲线通过驱动发动机10的压缩特性曲线来代替。由于改变的用于提供压缩空气的方法,为此需要考虑的是,例如通过在输送管道30中的加长的冷却螺旋(Kuehlwendel)、改进的预滤器和设计用于较大的油量的油分离器,附加的或者改善了的空气冷却可能是必须的。此外,可以考虑提升机动车的压缩空气装置的总压力水平,这是因为驱动发动机10可以提供比通常应用的空气压缩机42更高的输送压力。
图2示出了根据本发明的***的示意图。在机动车12中布置的***36包括根据本发明的驱动发动机10,该驱动发动机具有排放阀28和压缩空气处理装置32。此外,在压缩空气处理装置32中设置有预滤器62,由根据本发明的驱动发动机10输送的压缩空气的污染程度较高,该预滤器对此做了考虑。在输出侧,在压缩空气处理装置上连接有用户68。此外,在连接驱动发动机10和压缩空气处理装置32的输送管道30上,在止回阀44的后方布置有空气压缩机42,其可通过驱动发动机10借助于离合器66驱动。如果驱动发动机10并未处于发动机制动阶段或者推动阶段,并且驱动发动机并未设计用于在负载阶段输送压缩空气,那么离合器66被关闭并且压缩空气通过空气压缩机42输送向压缩空气处理装置32。此外在压缩空气处理装置32的前方,从输送管道30分接出接口38,通过该接口可以抽出未处理的压缩空气。***36由发动机控制设备34控制。为此目的,发动机控制设备34通过控制线路64与驱动发动机10、排放阀28、空气压缩机42、离合器66和压缩空气处理装置32连接。此外,发动机控制设备34可通过压力传感器74确定在机动车12的压缩空气***中起控制作用的压力。发动机控制设备34以这种方式能够确定,是否有必要通过驱动发动机10或者空气压缩机42输送压缩空气。
在当前的说明书中、附图中以及在权利要求书中公开的本发明的特征,不仅单独地、也在任意的组合中对于实现本发明来说都是重要的。
参考标号
10驱动发动机
12机动车
14气缸腔
14′发动机制动阀
14″阀装置
14″′活塞
16气缸腔
16′发动机制动阀
16″阀装置
16″′活塞
18气缸腔
18′发动机制动阀
18″阀装置
18″′活塞
20气缸腔
20′发动机制动阀
20″阀装置
20″′活塞
22气缸腔
22′发动机制动阀
22″阀装置
22″′活塞
24气缸腔
24′发动机制动阀
24″阀装置
24″′活塞
26收集通道
28排放阀
30输送管道
32压缩空气处理装置
34发动机控制设备
36***
38接口
42空气压缩机
44止回阀
46压缩机
48涡轮
50传感器
52喷射控制装置
54阀控制装置
56喷射喷嘴
58进气阀
60排气阀
62预滤器
64控制线路
66离合器
68用户
70吸入管道
72废气管道
74压力传感器
Claims (11)
1.一种用于机动车(12)的驱动发动机(10),具有:
-多个气缸腔(14,16,18,20,22,24);
-一个收集通道(26);以及
-多个发动机制动阀(14′,16′,18′,20′,22′,24′),所述气缸腔(14,16,18,20,22,24)通过所述发动机制动阀与所述收集通道(26)连接,
其中,在所述收集通道(26)上布置有排放阀(28),所述收集通道(26)通过所述排放阀与压缩空气处理装置(32)的输送管道(30)连接,
其特征在于,设置有发动机控制设备(34),所述发动机控制设备设置用于在所述驱动发动机(10)的一个循环中使用多个所述气缸腔中的一个气缸腔来输送压缩空气,并且在后来的循环中使用多个所述气缸腔中的另外的气缸腔来输送压缩空气。
2.根据权利要求1所述的驱动发动机(10),其特征在于,所述发动机制动阀(14′,16′,18′,20′,22′,24′)单独地通过所述发动机控制设备(34)控制。
3.根据权利要求1或2所述的驱动发动机(10),其特征在于,所述发动机制动阀(14′,16′,18′,20′,22′,24′)通过阀装置(14′′,16′′,18′′,20′′,22′′,24′′)进行先导控制。
4.一种用于为机动车(12)供应压缩空气的***(36),具有:
-驱动所述机动车(12)的、根据权利要求1或2所述的驱动发动机(10);以及
-用于处理产生的压缩空气的压缩空气处理装置(32)。
5.根据权利要求4所述的***(36),其特征在于,在所述输送管道(30)上设置有接口(38),在所述接口上可抽出未处理的压缩空气。
6.一种用于为具有驱动发动机(10)的机动车(12)供应压缩空气的方法,其中,所述驱动发动机(10)具有:
-多个气缸腔(14,16,18,20,22,24);
-一个收集通道(26);以及
-多个发动机制动阀(14′,16′,18′,20′,22′,24′),所述气缸腔(14,16,18,20,22,24)通过所述发动机制动阀与所述收集通道(26)连接,
其中,用于输送压缩空气的所述收集通道(26)通过排放阀(28)与压缩空气处理装置(32)的输送管道(30)连接,其特征在于,在所述驱动发动机(10)的一个循环中使用多个所述气缸腔的一个气缸来输送压缩空气;以及在后来的循环中使用多个所述气缸腔的另外的气缸来输送压缩空气。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在发动机制动期间,仅仅所述气缸腔(14,16,18,20,22,24)与所述收集通道(26)连接,在所述收集通道中刚好提供压缩功。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,在所述驱动发动机(10)的推动阶段期间,仅仅所述气缸腔(14,16,18,20,22,24)与所述收集通道(26)连接,在所述收集通道中刚好提供压缩功。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述气缸腔(14,16,18,20,22,24)的一部分在其压缩阶段中与所述收集通道连接,而剩下的所述气缸腔(14,16,18,20,22,24)正常地运行。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,没有燃料导入到那些在下一次的所述压缩阶段期间与所述收集通道(26)连接的所述气缸腔(14,16,18,20,22,24)中。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,没有燃料导入到那些在再下一次的所述压缩阶段期间与所述收集通道(26)连接的所述气缸腔(14,16,18,20,22,24)中。
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2010
- 2010-06-21 US US12/819,775 patent/US8079344B2/en not_active Expired - Fee Related
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