СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ХОЛОДНОГО ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ И/ИЛИ УСТРОЙСТВА ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ Российский патент 2019 года по МПК F02D41/06 F02N19/00 

Изобретение относится к способу предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя внутреннего сгорания и/или устройства для нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с наддувом. Кроме того, изобретение относится к моторному транспортному средству, в частности транспортному средству для перевозки грузов и пассажиров, содержащему двигатель внутреннего сгорания с наддувом, устройство для нейтрализации отработавших газов и устройство для предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя внутреннего сгорания с наддувом и/или устройства для нейтрализации отработавших газов.

Из практики известно, что выброс вредных веществ двигателя внутреннего сгорания можно эффективно снижать с помощью каталитической обработки отработавших газов с помощью системы для нейтрализации отработавших газов, например, имеющей катализатор отработавших газов. Однако важной предпосылкой для этого является достижение катализатором точки начала экзотермического подъема температуры (Light-Off-Temperatur). Ниже этой температуры катализатор отработавших газов мало или совсем не эффективен, и реакция происходит лишь с недостаточно низкими показателями преобразования.

В системах с газотурбинным наддувом оптимальное для выброса вредных веществ достижение катализатором точки начала экзотермического подъема температуры является критичным на основании теплоотвода за счет работающей на отработавших газах турбины. Таким образом, в двигателях внутреннего сгорания этого вида требуется принятие мер для быстрого достижения катализатором точки начала экзотермического подъема температуры при холодном пуске.

Часто используются системы дополнительного воздуха, с целью ограничения выбросов при холодном пуске. При этом, например, с помощью насоса дополнительного воздуха во время прогрева двигателя вдувается вторичный воздух вблизи выпускных клапанов. За счет реакции вдуваемого воздуха с содержащимися в горячих отработавших газах не сгоревшими составляющими частями отработавших газов и дальнейшего окисления в катализаторе, он быстрее нагревается.

В DE 44 41 164 А1, например, предлагается подавать наддувочный воздух через трубопровод наддувочного воздуха к двигателю внутреннего сгорания и располагать в этом трубопроводе наддувочного воздуха дроссельную заслонку. По потоку перед дроссельной заслонкой и по потоку после нагнетателя ответвляется циркуляционный трубопровод к стороне всасывания нагнетателя. В циркуляционном трубопроводе расположен регулятор циркулирующего воздуха. Соединительный трубопровод ведет от стороны давления нагнетателя к трубопроводу отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, при этом в этом соединительном трубопроводе расположен соединенный с управляющим блоком двигателя регулировочный клапан.

Недостатком указанных выше решений является необходимость предусмотрения дополнительных конструктивных элементов, таких как, например, насос вторичного воздуха, циркуляционный трубопровод, регулятор циркулирующего воздуха, дроссельная заслонка и т.д.

Кроме того, из практики известны устройства для облегчения холодного пуска двигателя с целью нагрева воздуха сгорания, например, в виде факельного устройства для облегчения пуска или штифта накаливания, которые расположены во впускном воздушном канале двигателя внутреннего сгорания. Такое устройство для облегчения холодного пуска двигателя служит, в частности, для обеспечения холодного пуска двигателей внутреннего сгорания, таких как, например, дизельные двигатели или бензиновые двигатели с или без наддувочного воздуха. Оно применяется, в частности, в дизельных двигателях, таких как дизельные двигатели с прямым впрыском для использования в грузовых автомобилях, с целью обеспечения надежного пуска двигателя при низких температурах, например, ниже -10°С. Недостатком этих приспособлений для облегчения холодного пуска двигателя является то, что действие нагрева ограничивается лишь температурой наддувочного воздуха, и не происходит нагрева цилиндров или устройства для нейтрализации отработавших газов.

Таким образом, задачей изобретения является создание улучшенного способа для предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя внутреннего сгорания с наддувом, с помощью которого можно предотвращать недостатки уровня техники.

Эти задачи решены с помощью способа с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения и применения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения и поясняются в последующем описании частично со ссылками на фигуры.

Согласно изобретению, предлагается способ предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя внутреннего сгорания с наддувом и/или устройства для нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с наддувом. Способ относится, в частности, к способу предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя в состоянии покоя, соответственно, к способу предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя непосредственно перед или во время выполнения холодного пуска двигателя внутреннего сгорания с наддувом.

При этом в соответствии с уровнем техники для нагрева наддувочного воздуха в состоянии покоя двигателя во впускном канале расположено устройство для облегчения холодного пуска двигателя. Устройство для облегчения холодного пуска двигателя может быть факельным устройством облегчения пуска или устройством накаливания, таким как штифт накаливания или решетка накаливания. Предусмотрена возможность наддува двигателя внутреннего сгорания с помощью приводимого в действие электродвигателем наддувочного устройства, и тем самым обеспечивается возможность наддува также в состоянии покоя двигателя, соответственно, в двигателе внутреннего сгорания без зажигания. Кроме того, двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один рабочий цилиндр, который имеет по меньшей мере один впускной клапан, который находится в соединении с впускным каналом, и по меньшей мере один выпускной клапан, который находится в соединении с системой выпуска отработавших газов. Кроме того, предусмотрено устройство для установки положения клапанов. Устройство может устанавливать положение клапанов за счет вращения коленчатого вала и/или, если имеется, посредством управления регулятором фазы распределительного вала.

В способе предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя после распознавания холодного пуска выполняются следующие этапы: активация устройства для облегчения холодного пуска двигателя в состоянии покоя двигателя, активация режима эксплуатации наддувочного устройства с помощью электродвигателя и установка перекрытия клапанов и/или положения смены заряда по меньшей мере между одним впускным клапаном и по меньшей мере одним выпускным клапаном рабочего цилиндра, с целью подачи по меньшей мере части подаваемого с помощью надувного устройства наддувочного воздуха непосредственно в систему отвода отработавших газов. Под непосредственной подачей наддувочного воздуха в систему отвода отработавших газов понимается подача нагретого наддувочного воздуха в систему отвода отработавших газов с продувкой рабочего цилиндра и без процесса зажигания. При этом не требуется определенной последовательности трех указанных выше стадий. Они могут начинаться друг за другом или одновременно.

Режима эксплуатации наддувочного устройства с помощью электродвигателя обеспечивает возможность подачи наддувочного воздуха в двигатель внутреннего сгорания, несмотря на состояние покоя двигателя, соответственно, также без энергии турбины из воздуха сгорания двигателя внутреннего сгорания, и возможности нагрева за счет активированного устройства для облегчения холодного пуска двигателя. Установка перекрытия клапанов по меньшей мере между одним впускным клапаном и по меньшей мере одним выпускным клапаном рабочего цилиндра приводит к тому, что поток нагретого наддувочного воздуха входит в соответствующий рабочий цилиндр с перекрытием клапанов и продувается через выпускной клапан на сторону отработавших газов. При перекрытии клапанов впускной клапан и выпускной клапан по меньшей мере частично одновременно открыты, так что процесс продувки осуществляется с помощью входящего через впускной клапан наддувочного воздуха в систему отвода отработавших газов. За счет этого предварительно нагревается, с одной стороны, рабочий цилиндр и, с другой стороны, система для нейтрализации отработавших газов, в частности, катализатор для обработки отработавших газов. Таким образом, можно отказаться от дополнительного обводного воздушного трубопровода к стороне всасывания наддувочного устройства или от дополнительных вторичных насосов.

После фазы предварительного нагрева, например, после заданного времени, можно затем приводить в действие стартер, с целью пуска двигателя. За счет подогретого или подогретых цилиндров двигатель внутреннего сгорания имеет улучшенные характеристики зажигания, соответственно, характеристики пуска. За счет подогретого устройства для нейтрализации отработавших газов быстрее достигается катализатором точка начала экзотермического подъема температуры, и уменьшается выброс токсичных веществ.

При этом приводимое в действие с помощью электродвигателя надувочное устройство предпочтительно выполнено в виде работающего на отработавших газах турбонагнетателя. Такие работающие на отработавших газах турбонагнетатели с поддержкой от электродвигателя само по себе также известны из уровня техники и имеют электрически приводимый в действие компрессор потока. При этом с помощью электродвигателя в переходном режиме, например, во время замедленного увеличения давления при низких частотах вращения, можно подавать ограниченно по времени вспомогательную энергию. Таким образом, особое преимущество состоит в том, что работающий на отработавших газах турбонагнетатель можно использовать также для нагрева рабочего цилиндра и устройства для нейтрализации отработавших газов, так что нет необходимости в дополнительных насосах или электрических компрессорах. Другим преимуществом является то, что вращающаяся турбина работающего на отработавших газах турбонагнетателя поддерживает подачу горячего воздуха к системе для нейтрализации отработавших газов.

Однако в рамках изобретения возможно также, что вместо приводимого в действие электродвигателем, работающего на отработавших газах турбонагнетателя предусмотрен электрический компрессор, который приводится в действие лишь электрически, а не с помощью приводимой в действие энергией потока отработавших газов турбины.

Устройство для установки положения клапанов может быть предназначено для установки по меньшей мере одного углового положения коленчатого вала, которое за счет вращения распределительного вала создает перекрытие клапанов и которое для установки углового положения коленчатого вала управляет стартерным электродвигателем двигателя внутреннего сгорания или стартерным генератором коленчатого вала. Кроме того, устройство для установки положения клапанов может быть также предназначено для вращения с помощью регулятора фазы распределительного вала, если он имеется, распределительного вала так, что устанавливается большее перекрытие клапанов.

При этом в рамках изобретения возможно также, что на этапе установки перекрытия клапанов перекрытие клапанов и/или положение смены заряда устанавливается последовательно для соответствующего или соответствующих следующих подлежащих зажиганию в процессе пуска рабочих цилиндров. Это обеспечивает то преимущество, что целенаправленно подогревается следующий подлежащий зажиганию в процессе холодного пуска цилиндр.

Согласно одному варианту реализации изобретения, в двигателе внутреннего сгорания, который выполнен в виде рядного шестицилиндрового двигателя, предусмотрено, что на этапе установки перекрытия клапанов коленчатый вал последовательно поворачивается три раза или больше раз на 120º, с целью установки одного из двух синхронно работающих рабочих цилиндров на верхнюю мертвую точку смены заряда. За счет этого в последующем процессе пуска следующий подлежащий зажиганию рабочий цилиндр уже подогрет.

Кроме того, возможно также, что привод клапанов осуществляется не через распределительный вал, а что привод клапанов двигателя внутреннего сгорания выполнен в виде электромагнитного привода клапанов, управление которым осуществляется с помощью устройства для установки положения клапанов, с целью установки перекрытия клапанов. Кроме того, существует также здесь снова возможность поворота распределительного вала с помощью регулятора фазы, с целью установки большего перекрытия клапанов.

В другом варианте выполнения изобретения на этапе установки перекрытия клапанов происходит медленный непрерывный поворот коленчатого вала в состоянии покоя двигателя. Непрерывный поворот коленчатого вала создает также последовательно перекрытия клапанов, так что по меньшей мере часть подаваемого надувочным устройством наддувочного воздуха подается непосредственно в систему отвода отработавших газов.

Согласно одному предпочтительному варианту выполнения, двигатель внутреннего сгорания работает с самовоспламенением и является, в частности, дизельным двигателем.

Наличие процесса холодного пуска может быть установлено, когда температура охлаждающего средства или температура всасываемого воздуха при пуске двигателя внутреннего сгорания находится ниже порогового значения.

Кроме того, изобретение относится к моторному транспортному средству, предпочтительно к транспортному средству для перевозки грузов и пассажиров, содержащему устройство для нейтрализации отработавших газов; расположенное во впускном канале устройство для облегчения холодного пуска двигателя для нагрева наддувочного воздуха в состоянии покоя двигателя; снабженный наддувом, предпочтительно самовоспламеняющийся двигатель внутреннего сгорания, имеющий по меньшей мере один рабочий цилиндр, который имеет по меньшей мере один впускной клапан, который находится в соединении с впускным каналом, и по меньшей мере один выпускной клапан, который находится в соединении с системой отвода отработавших газов; приводимое в действие с помощью электродвигателя надувочное устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания; и устройство для установки положения клапанов рабочих цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Согласно изобретению, моторное транспортное средство содержит дополнительно управляющий блок для предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя внутреннего сгорания с наддувом и/или устройства для нейтрализации отработавших газов в состоянии покоя двигателя, которое предназначено для реализации раскрытого здесь способа.

Для предотвращения повторов, раскрытые относительно способа признаки следует рассматривать раскрытыми и подлежащими защите относительно устройства.

Указанные выше предпочтительные варианты выполнения и признаки изобретения можно произвольно комбинировать друг с другом. Другие преимущества изобретения поясняются ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

Фиг.1 - блок-схема двигателя внутреннего сгорания с поддерживаемым с помощью электродвигателя, работающим на отработавших газах турбонагнетателем;

Фиг.2 - блок-схема способа для предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя, согласно одному варианту выполнения изобретения; и

Фиг. 3А, 3В и 3С - пример управления коленчатым валом для установки перекрытия клапанов для рядного шестицилиндрового двигателя, согласно одному варианту выполнения изобретения.

На Фиг.1 показан в виде блок-схемы снабженный наддувом дизельный двигатель 3 внутреннего сгорания транспортного средства для перевозки грузов и пассажиров и согласованный с ним поддерживаемый электродвигателем, работающий на отработавших газах турбонагнетатель (ATL) 10. При этом показаны лишь те компоненты, которые необходимы для понимания изобретения. В частности, не изображены устройство для нейтрализации отработавших газов, система зажигания, контур циркуляции топлива и контур охлаждения, которые выполнены каждый само по себе известным образом.

Поддерживаемый электродвигателем, работающий на отработавших газах турбонагнетатель 10 содержит турбину 12, которая приводится в действие с помощью отработавших газов двигателя 3 внутреннего сгорания, которые подаются через трубопровод 19 отработавших газов. Турбина 12 обычно соединена с помощью вала 13 с компрессором 11, при этом компрессор 11 сжимает подлежащий подаче в двигатель 3 внутреннего сгорания наддувочный воздух и тем самым повышает мощность двигателя 3 внутреннего сгорания.

Работающий на отработавших газах турбонагнетатель 10 выполнен в виде поддерживаемого электродвигателем, работающего на отработавших газах турбонагнетателя. Особенность этого варианта выполнения состоит, среди прочего, в том, что электродвигательный привод компрессора 11 потока осуществляется с помощью небольшого электродвигателя 14, который интегрирован в корпус компрессора 11. Электродвигатель 14 может эксплуатироваться как в режиме электродвигателя, так и в режиме генератора, и для этого им управляет управляющий блок 15, который дополнительно соединен с аккумулятором энергии 16 электрической энергии. С помощью силовой электроники управляющего блока 15 можно подавать электрическую энергию из аккумулятора энергии 16 в электродвигатель 14, что показано с помощью сплошных линий 17а, или рекуперированная энергия из работающего на отработавших газах турбонагнетателя подается в аккумулятор энергии 16 электрической энергии, что показано с помощью штриховых линий 17b. Работающий на отработавших газах турбонагнетатель 10 известен из уровня техники, и его описание приведено, например, в выпуске 3/2014 журнала ”MTZ - Motortechnische Zeitschrift”, страницы 50-55. Следует подчеркнуть, что в рамках изобретения можно применять также другие конструктивные решения относительно поддерживаемого электродвигателем, работающего на отработавших газах турбонагнетателя.

Через впускной канал 18а двигатель 3 внутреннего сгорания получает необходимый для сгорания свежий воздух. Свежий воздух предварительно сжимается в компрессоре 11 и в данном примере выполнения подается через трубопровод 18b наддувочного воздуха в охладитель 4 наддувочного воздуха, а затем через трубопровод 5 наддувочного воздуха подается в двигатель 3 внутреннего сгорания. В трубопроводе 5 наддувочного воздуха или во впускном канале 18а расположено дополнительно факельное устройство 6 облегчения холодного пуска, с помощью которого можно нагревать наддувочный воздух при холодном пуске. Как указывалось выше, вместо факельного устройства 6 облегчения пуска можно применять также штифт накаливания.

Для пуска двигателя внутреннего сгорания может быть предусмотрен обычный стартер, который для пуска двигателя внутреннего сгорания входит в зацепление своей пусковой шестерней с соединенным без возможности проворачивания с коленчатым валом пусковым зубчатым колесом и приводит его во вращение. В качестве альтернативного решения, как это сильно схематично показано на Фиг.1, для пуска двигателя внутреннего сгорания может быть предусмотрена эксплуатируемая как в режиме электродвигателя, так и в режиме генератора электрическая машина в виде электрического стартерного генератора (KSG) 8 коленчатого вала, которая обычно расположена коаксиально коленчатому валу 7 и между двигателем 3 внутреннего сгорания и коробкой передач (не изображена). При этом KSG 8 находится в соединении с коленчатым валом 7, например, за счет того, что ротор KSG 10 в смонтированном состоянии соединен без возможности проворачивания с расположенным на коленчатом валу 7 маховым колесом. Кроме того, KSG 8 применяется для установки положения клапанов в рамках предварительного нагрева устройства для облегчения холодного пуска двигателя, как будет более подробно пояснено ниже.

Кроме того, показан другой управляющий блок 1, который может быть выполнен в виде части системы управления двигателем. Управляющий блок предназначен для управления через соответствующие управляющие провода 2 работающим на отработавших газах турбонагнетателем 10, факельным устройством 6 облегчения пуска и стартерным генератором 8 коленчатого вала (или обычным стартером) в рамках способа предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя.

На Фиг.2 показана блок-схема выполнения способа предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя, согласно одному варианту выполнения изобретения.

Перед выполнением предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя определяют, предстоит ли холодный пуск транспортного средства. Наличие условий для холодного пуска можно определять с помощью известных из уровня техники подходов. Обычно процесс холодного пуска отличается от процесса теплого пуска температурой охлаждающего средства. Если, например, температура охлаждающего средства при пуске двигателя внутреннего сгорания ниже заданного порогового значения, то предстоит холодный пуск. Пороговое значение определяется экспериментально и заносится в память управляющего блока 1.

При распознавании холодного пуска двигателя 3 внутреннего сгорания (на этапе S1) выполняются следующие этапы этапе. На этапе S2 с помощью управляющего блока 1 активируется факельное устройство 6 облегчения холодного пуска. Кроме того, управляющий блок 1 управляет управляющим блоком 15 работающего на отработавших газах турбонагнетателя 10 на этапе S3, с целью активации режима эксплуатации с помощью электродвигателя работающего на отработавших газах турбонагнетателя 10. Таким образом, компрессор 11 приводится в действие электрически и подает наддувочный воздух в факельное устройство 6 облегчения холодного пуск, за счет чего оно нагревается.

На этапе S4 устанавливаются впускные и выпускные клапаны (не изображены) одного или нескольких цилиндров двигателя 3 внутреннего сгорания на перекрытие клапанов. Для этого программное обеспечение управляющего блока 1 выполнено так, что он в качестве реакции на распознавание холодного пуска на этапе S1, подает в ротор стартерного генератора 8 коленчатого вала такой ток, что он автоматически перемещается в заданное положение поворота относительно статора стартерного генератора 8 коленчатого вала. При этом заданное положение поворота ротора соответствует заданному положению поворота, т.е. угловому положению коленчатого вала 7 и тем самым распределительного вала или в целом привода клапанов, при котором по меньшей мере один впускной клапан и по меньшей мере один выпускной клапан по меньшей мере одного цилиндра двигателя 3 внутреннего сгорания устанавливается на перекрытие клапанов. Заданное положение поворота ротора заранее определяется, например, экспериментально и заносится в память управляющего блока 1.

С помощью индуктивного или емкостного и самого по себе известного датчика положения (не изображен) предварительно определяется фактическое положение поворота ротора относительно статора стартерного генератора коленчатого вала и тем самым коленчатого вала 7. Из практики, например, известна возможность измерения положения поворота ротора относительно статора с помощью дополнительного, имеющего форму стакана или горшка конструктивного элемента (не изображен), который закреплен без возможности проворачивания на маховом колесе. На конструктивном элементе выполнена специальная геометрия или маркировка (дорожка датчика), которая может считываться индуктивным или емкостным датчиком положения, с целью определения положения поворота дорожки датчика и тем самым ротора. Управляющий блок 1 вычисляет посредством образования разницы из заданного положения поворота и фактического положения поворота требуемый поворот ротора, с целью занятия положения поворота для перекрытия клапанов.

После установки перекрытия клапанов, по меньшей мере часть подаваемого приводимым в действие с помощью электродвигателя компрессором 11 наддувочного воздуха подается через открытый впускной клапан и открытый выпускной клапан непосредственно в систему отвода отработавших газов при нахождении двигателя в состоянии покоя. Таким образом, эксплуатация в режиме электродвигателя работающего на отработавших газах турбонагнетателя 10 обеспечивает возможность, несмотря на состояние покоя двигателя, соответственно, без энергии турбины из воздуха сгорания двигателя внутреннего сгорания, подачи наддувочного воздуха в двигатель внутреннего сгорания и нагрева за счет активированного устройства 6 для облегчения холодного пуска. Установка перекрытия клапанов и/или положения смены заряда между по меньшей мере одним впускным клапаном и по меньшей мере одним выпускным клапаном рабочего цилиндра приводит к тому, что нагретый наддувочный воздух проходит в соответствующий рабочий цилиндр с перекрытием клапанов и через выпускной клапан выдувается на сторону отработавших газов. За счет этого подогревается, с одной стороны, рабочий цилиндр и, с другой стороны, система для нейтрализации отработавших газов, в частности, катализатор обработки отработавших газов.

Затем на этапе S5 осуществляется пуск двигателя 3 внутреннего сгорания.

На Фиг. 3А, 3В и 3С иллюстрируется в качестве примера управление коленчатым валом 7 для установки перекрытия клапанов для рядного шестицилиндрового двигателя, согласно одному варианту выполнения изобретения. Отдельные цилиндры 30 обозначены позициями от 30_1 до 30_6.

Согласно одному варианту выполнения, на этапе S4 установки перекрытия клапанов коленчатый вал (KW) 7 в состоянии покоя двигателя поворачивается последовательно три раза на 120°, с целью установки одного из двух синхронно работающих и в процессе пуска зажигаемых следующими рабочих цилиндров на верхнюю мертвую точку смены заряда (LWOT).

На Фиг.3А показано первое положения поворота 0° коленчатого вала 8, в котором поршни цилиндров 30_1 и 30_6 находятся в положении верхней мертвой точки (ОТ), при этом первый цилиндр 30_1 находится в положении верхней мертвой точки зажигания (ZOT, между тактом сжатия и рабочим тактом), а шестой цилиндр 30_6 находится в положении верхней мертвой точки смены заряда (LWOT, между тактом выпуска и тактом всасывания).

На Фиг.3В показано следующее положение коленчатого вала, который с помощью управляющего блока посредством управления стартерным генератором 8 коленчатого вала повернут на 120° на этапе S4. Следовательно, здесь второй цилиндр 30_2 находится в положении LWOT, а пятый цилиндр - в положении ZOT. На Фиг.3С показано следующее положение коленчатого вала, который с помощью управляющего блока 1 посредством управления стартерным генератором 8 коленчатого вала повернут еще раз на 120º на этапе S4. Следовательно, здесь третий цилиндр 30_3 находится в положении ZOT, а четвертый цилиндр - в положении LWOT.

В положении LWOT впускной клапан и выпускной клапан соответствующего цилиндра находятся с перекрытием клапанов. Следовательно, предварительно нагреваются цилиндры 30_6, 30_2, а затем 30_4. В последующем процессе пуска они являются также следующими зажигаемыми цилиндрами 30, которые уже подогреты, что улучшает их характеристики зажигания.

Изобретение не ограничивается указанными выше предпочтительными примерами выполнения. Возможно множество вариаций и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые поэтому входят в объем защиты. В частности, изобретение претендует также на защиту объекта и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, независимо от пунктов формулы изобретения, на которые они ссылаются.

Перечень ссылочных позиций

1 Управляющий блок

2 Управляющий провод

3 Двигатель внутреннего сгорания

4 Охладитель наддувочного воздуха

5 Трубопровод наддувочного воздуха н

6 Факельное устройство облегчения пуска

7 Коленчатый вал

8 Стартерный генератор коленчатого вала

10 Приводимый в действие с помощью электродвигателя

работающий на отработавших газах турбонагнетатель

11 Компрессор

12 Турбина

13 Вал

14 Электродвигатель

15 Управляющий блок работающего на отработавших газах турбонагнетателя

16 Аккумулятор электрической энергии

17а, 17b Провода для передачи энергии

18а Канал наддувочного воздуха

18b Трубопровод наддувочного воздуха

19 Трубопровод отработавших газов

30, 30_1-30_6 Рабочий цилиндр

LWOT Верхняя мертвая точка (ОТ) смены заряда

ZOT Верхняя мертвая точка (ОТ) зажигания

Изобретение относится к управлению двигателями внутреннего сгорания. Техническим результатом является облегчение холодного пуска двигателя внутреннего сгорания с наддувом и/или устройства для нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с наддувом посредством предварительного нагрева. Результат достигается тем, что для нагрева наддувочного воздуха в состоянии покоя двигателя во впускном канале расположено устройство для облегчения холодного пуска. Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один рабочий цилиндр, который имеет по меньшей мере один впускной клапан, который находится в соединении с впускным каналом, и по меньшей мере один выпускной клапан, который находится в соединении с системой выпуска отработавших газов, а также устройство для установки положения клапанов. Предусмотрена возможность наддува двигателя с помощью предназначенного для приведения в действие с помощью электродвигателя наддувочного устройства. В способе после распознавания (S1) холодного пуска двигателя внутреннего сгорания выполняются следующие этапы: включения устройства для облегчения холодного пуска в состоянии покоя двигателя (S2), включения работы с помощью электродвигателя наддувочного устройства (S3) и установки (S4) перекрытия клапанов по меньшей мере между одним впускным клапаном и по меньшей мере одним выпускным клапаном рабочего цилиндра, с целью подачи по меньшей мере части подаваемого с помощью наддувочного устройства, подогретого с помощью устройства для облегчения холодного пуска наддувочного воздуха непосредственно в систему отвода отработавших газов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя (3) внутреннего сгорания с наддувом и/или устройства для нейтрализации отработавших газов транспортного средства,

при этом для нагрева наддувочного воздуха в состоянии покоя двигателя во впускном канале (5) расположено устройство (6) для облегчения холодного пуска двигателя, и

при этом двигатель (3) внутреннего сгорания содержит:

по меньшей мере один рабочий цилиндр (30), который имеет по меньшей мере один впускной клапан, который находится в соединении с впускным каналом (5),

по меньшей мере один выпускной клапан, который находится в соединении с системой выпуска отработавших газов, а также устройство (1, 8) для установки положения клапанов, и выполнен с возможностью наддува двигателя с помощью приводимого в действие с помощью электродвигателя наддувочного устройства (10),

при этом в способе после распознавания (S1) холодного пуска двигателя (3) внутреннего сгорания выполняют следующие этапы:

активация устройства для облегчения холодного пуска двигателя в состоянии покоя двигателя (S2),

активация режима эксплуатации наддувочного устройства с помощью электродвигателя (S3); и

установка перекрытия клапанов (S4) по меньшей мере между одним впускным клапаном и по меньшей мере одним выпускным клапаном рабочего цилиндра (30) с целью подачи по меньшей мере части наддувочного воздуха, подаваемого с помощью наддувочного устройства (10), подогретого с помощью устройства для облегчения холодного пуска двигателя, непосредственно в систему отвода отработавших газов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

(а) приводимое в действие с помощью электродвигателя наддувочное устройство является поддерживаемым электродвигателем, работающим на отработавших газах турбонагнетателем (10); и/или

(b) приводимое в действие с помощью электродвигателя наддувочное устройство является электрическим компрессором.

3. Способ по любому из п.п. 1 или 2, отличающийся тем, что устройство (6) для облегчения холодного пуска двигателя является факельным устройством облегчения пуска или устройством накаливания, таким как, например, штифт накаливания или решетка накаливания.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

(a) устройство (1, 8) для установки положения клапанов предназначено для установки по меньшей мере одного заданного углового положения коленчатого вала (7), которое создает перекрытие клапанов и которое для этого управляет стартерным электродвигателем двигателя внутреннего сгорания или стартерным генератором (8) коленчатого вала; или

(b) привод клапанов двигателя внутреннего сгорания выполнен в виде электромагнитного привода клапанов, управление которым осуществляют с помощью устройства для установки положения клапанов, с целью установки перекрытия клапанов; или

(c) если двигатель внутреннего сгорания оснащен по меньшей мере двумя кулачковыми распределительными валами и по меньшей мере одним регулятором фазы кулачкового распределительного вала, то управление по меньшей мере одним регулятором фазы кулачкового распределительного вала осуществляют так, что увеличивается перекрытие клапанов.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе установки перекрытия клапанов перекрытие клапанов устанавливают последовательно для соответственно подлежащего(их) зажиганию следующим(и) в процессе пуска рабочего цилиндра (цилиндров) (30).

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что двигатель внутреннего сгорания выполнен в виде рядного шестицилиндрового двигателя, и на этапе (S4) установки перекрытия клапанов коленчатый вал последовательно поворачивают три раза на 120° для установки одного из двух синхронно работающих и в последующем процессе пуска подлежащих зажиганию последовательно рабочих цилиндров на верхнюю мертвую точку смены заряда (LWOT).

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что на этапе (S4) установки перекрытия клапанов происходит медленное непрерывное вращение коленчатого вала в состоянии покоя двигателя.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что двигатель (3) внутреннего сгорания работает с самовоспламенением и является, в частности, дизельным двигателем.

9. Моторное транспортное средство, предпочтительно транспортное средство для перевозки грузов и пассажиров, содержащее

устройство для нейтрализации отработавших газов; расположенное во впускном канале (5) устройство для облегчения холодного пуска двигателя для нагрева наддувочного воздуха в состоянии покоя двигателя; предпочтительно самовоспламеняющийся двигатель (3) внутреннего сгорания с наддувом, имеющий по меньшей мере один рабочий цилиндр (30), который имеет по меньшей мере один впускной клапан, который находится в соединении с впускным каналом, и по меньшей мере один выпускной клапан, который находится в соединении с системой отвода отработавших газов; выполненное с возможностью приведения в действие с помощью электродвигателя надувочное устройство (10) для наддува двигателя (3) внутреннего сгорания; устройство для установки положения клапанов рабочих цилиндров (30) двигателя (3) внутреннего сгорания; и

управляющий блок (1) для предварительного нагрева для облегчения холодного пуска двигателя (3) внутреннего сгорания с наддувом и/или устройства для нейтрализации отработавших газов в состоянии покоя двигателя, которое предназначено для выполнения способа по любому из пп. 1-8.