[發明專利]用于開環控制和/或閉環控制燃燒發動機的廢氣渦輪增壓器的方法

有效

• 申請號: 201880070764.4
• 申請日: 2018-10-04
• 公開（公告）號: CN111263851B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: S.海因肯
• 申請（專利權）人: 大眾汽車有限公司
• 主分類號: F02B37/24
• 分類號: F02B37/24;F02B37/12;F02D41/14;F02D41/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬宇;陳浩然

本發明涉及一種用于控制和/或調節燃燒發動機的廢氣渦輪增壓器的方法，其中廢氣渦輪增壓器被保護免于超過最大轉速，其中將實際增壓壓力與理論增壓壓力相比較。超過廢氣渦輪增壓器的最大轉速的危險通過以下方式減小，即，關聯于廢氣渦輪增壓器的調整參量(4,5,6,10)與調整參量極限特性曲線(7,8)相比較且若有可能被限制，其中調整參量極限特性曲線(7,8)在理論增壓壓力的改變后具有時間上受限的第一部分(7)和時間上聯接的第二部分(8)，其中第一部分(7)在預確定的目標時間(Δx)后結束，其中調整參量極限特性曲線的第二部分(8)相對于第一部分(7)如此降低，從而無法達到廢氣渦輪增壓器的最大轉速。

技術領域

本文涉及一種用于開環控制和/或閉環控制廢氣渦輪增壓器的方法。廢氣渦輪增壓器在本發明的范疇中被保護免于超速(überdrehzahl)。

背景技術

廢氣渦輪增壓器具有壓縮機和渦輪。在吸氣行程(Ansaugtakt)期間，盡最大可能大的新鮮氣體量通過壓縮機輸送到一個或多個氣缸中。對此，渦輪由廢氣流且因此同樣與渦輪聯結的壓縮機驅動。由廢氣渦輪增壓器預壓縮的加熱的空氣可通過增壓空氣冷卻在進入到氣缸中前冷卻。為了保護廢氣渦輪增壓器免于損壞，應避免，渦輪輪(Turbinenrad)和壓縮機輪的轉速超過最大轉速。

尤其使用用于調節或控制廢氣渦輪增壓器的調整參量。廢氣渦輪增壓器設有增壓壓力調節，其能夠實現如下，即，廢氣渦輪增壓器已經在較低的廢氣流的情形中具有較高的功率且盡管在較高的轉速的情形中不超過負荷極限。提升的廢氣質量流因此具有提升的轉速。該增壓壓力調節可以以不同的形式實現。當使用帶有可變的渦輪幾何形狀(VTG)的廢氣渦輪增壓器時，其具有可調整的導葉(Leitschaufel)。備選地，可使用帶有廢氣門的廢氣渦輪增壓器。調節可或者經由廢氣門(尤其在奧托發動機的情形中)，或者經由可調整的導葉(尤其在柴油發動機的情形中)實現。廢氣門或導葉的該位置取決于調整參量來實現。在此尤其使用電氣調整環節(Stellglied)，其能夠實現廢氣門或導葉的連續的位置。在借助于廢氣門的增壓壓力調節中，在廢氣系(Abgasstrang，有時也稱為廢氣道)中使用相應的旁路閥。該廢氣門或旁路閥可將廢氣流的一部分導引經過渦輪，以便如此避免增壓壓力的提高。由此，可使用廢氣渦輪增壓器，其已經在較低的轉速的情形中足夠地產生增壓壓力。在較高的增壓器轉速的情形中，廢氣質量流的一部分被導引經過渦輪，以便不使增壓器過載。導葉在渦輪輪前的廢氣流中可調整，由此可使功率輸出和響應行為匹配于不同的運行條件。在少量氣體通過量和同時較高功率需求的情形中，廢氣通過減少的流動橫截面加速且導引到渦輪葉片上，這提高渦輪的轉速且由此提高壓縮機的功率。相反地，在通過較大的橫截面的較高的氣體通過量的情形中流動速度降低，這減少了廢氣渦輪增壓器的功率。

由廢氣渦輪增壓器提供的增壓壓力此時取決于大量因素，其在控制和/或調節廢氣渦輪增壓器的情形中應被考慮。在調節廢氣渦輪增壓器的情形中，目標是如下，即，實際增壓壓力達到理論增壓壓力。當例如在壓縮機和相應的氣缸之間的壓力管中出現泄漏時，則才較晚達到理論增壓壓力，因為實際增壓壓力通過泄漏降低。在較大的泄漏的情形中，理論增壓壓力若有可能甚至無法達到。此外，廢氣渦輪增壓器的作用方式取決于在廢氣系中的廢氣背壓。當廢氣背壓提升時，則少量能量供驅動渦輪使用。也就是說，即使在這樣的情況中，實際增壓壓力相比在較低的廢氣背壓的情形中更慢地構建。廢氣背壓在帶有顆粒過濾器、例如奧托顆粒過濾器的燃燒發動機中不是恒定的。例如，可通過炭黑、灰燼和/或水的沉積實現在廢氣設施中的臨時的背壓提升。