專利名稱：具有進(jìn)氣空氣加熱的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
在本公開的內(nèi)容中，表述“內(nèi)燃發(fā)動機(jī)”具體地包含火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)，但是也包含柴油發(fā)動機(jī)，以及也包含混合動カ內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
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內(nèi)燃發(fā)動機(jī)具有汽缸體和至少ー個汽缸蓋，其彼此相連，從而形成汽缸。為了控制充氣交換，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)需要控制元件(通常為閥門的形式)以及用于致動所述控制元件的致動裝置。將閥門運(yùn)動所需的閥門致動機(jī)構(gòu)(包括閥門本身)稱為閥動裝置。汽缸蓋常常用于容納閥動裝置。在充氣交換期間，通過汽缸的出氣ロ釋放燃燒氣體，并且通過進(jìn)氣ロ發(fā)生燃燒室的充氣，也就是說燃燒空氣的引入。如果內(nèi)燃發(fā)動機(jī)配備有排氣再循環(huán)系統(tǒng)，那么除了從環(huán)境吸入的新鮮空氣外，燃燒空氣也可包含排氣。如果不直接將燃料注入汽缸，而是例如被引入到汽缸上游的進(jìn)氣管，則不僅將燃燒空氣也將燃料通過進(jìn)氣口供應(yīng)給汽缸。閥動裝置的目標(biāo)是在正確的時間開啟和閉合進(jìn)氣口和出氣ロ，且快速打開最大可能的流動橫截面以便保持進(jìn)入氣流或排出氣流的節(jié)流損耗較小，并且以便確保燃燒室最大可能地充有新鮮混合物和有效的(即完全的)排氣排出。依照現(xiàn)有系統(tǒng)，通往進(jìn)氣ロ的進(jìn)氣管線被至少部分集成在汽缸蓋中，并且通常合并以形成單個總進(jìn)氣管線，以便形成至少ー個所謂的進(jìn)氣歧管。對內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的進(jìn)ロ區(qū)域存在各種需要。除了其他事物，還考慮提供這樣的進(jìn)氣管線的設(shè)置和設(shè)計，為了確保以新鮮混合物良好充氣汽缸，該設(shè)置和設(shè)計導(dǎo)致進(jìn)氣燃燒空氣中盡可能少的損失壓力。進(jìn)氣管線的幾何構(gòu)造進(jìn)一歩對汽缸中的充氣運(yùn)動具有影響，并且因此影響混合物形成，特別是在直接噴射內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中。因此，常常將進(jìn)氣管線設(shè)計成產(chǎn)生所謂的滾流或旋流，其加速且?guī)椭旌衔镄纬?，其中，滾流是繞與曲柄軸的縱軸線平行的虛擬軸線的空氣旋渦，而旋流是其軸線平行于活塞或汽缸縱軸線的空氣旋渦。在充氣交換期間，沿進(jìn)氣管中的流徑的壓カ變化。這種局部壓カ波動隨著氣態(tài)介質(zhì)中的波而傳播。為了使得可以利用這些動態(tài)波過程來優(yōu)化充氣交換，例如可能將進(jìn)ロ區(qū)域設(shè)計成朝向進(jìn)氣沖程的末端，正壓波抵達(dá)進(jìn)氣ロ，該正壓波引起壓縮，并且因此引起一定的后續(xù)充氣效應(yīng)。此處，具有可變長度的進(jìn)氣管線是有利的。多種多樣的附加管線，例如排氣再循環(huán)系統(tǒng)的再循環(huán)管線或充氣空氣冷卻器或壓縮機(jī)的旁路管線，可以通入進(jìn)氣管線或總進(jìn)氣管線中。
此外，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可配備有加熱裝置，其被設(shè)置在進(jìn)ロ區(qū)域，也就是說進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)，并且用于加熱進(jìn)氣空氣。進(jìn)氣空氣的加熱可用于各種目的，例如為了縮短冷啟動后的暖機(jī)階段，如DE19854077A1 中所述。德國公開說明書DE102006030464A1也在啟動和暖機(jī)階段之外在大容量柴油機(jī)中利用對進(jìn)氣空氣的加熱，以便當(dāng)使用低十六烷值的燃料時避免怠速時熄火。此外，在顆粒過濾器再生期間啟用加熱元件，并且當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于預(yù)定最小值時也啟用加熱元件。例如在德國公開說明書DE10214166A1和歐洲專利EP0793399B1中描述適合在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中使用的加熱裝置。從現(xiàn)有系統(tǒng)已知的所述加熱裝置包含條狀加熱元件，其可電加熱，并且其具有矩形橫截面輪廓。條狀加熱元件以如下方式被設(shè)置在進(jìn)ロ區(qū)域中，即其矩形橫截面對進(jìn)氣燃燒空氣施加最小的可能阻力。條狀加熱元件的橫截面的第一窄側(cè)面面向進(jìn)氣燃燒空氣流，·而矩形橫截面的長側(cè)面沿流動方向延伸，以便進(jìn)氣燃燒空氣在較大的縱向側(cè)面上切向流動。橫截面的這種對齊不僅從流動方向是有利的，而且關(guān)于通過對流的傳熱也是有利的。在DE19854077A1中詳細(xì)說明內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域中的加熱裝置的設(shè)置，只是說明，可將加熱裝置基本設(shè)置在進(jìn)氣區(qū)域中提供的充氣空氣冷卻器的下游。上述方法也討論加熱裝置本身的構(gòu)造，特別是用作插座或框架的法蘭的構(gòu)造，并且也討論了條狀加熱元件的設(shè)計以及其所用的材料或材料混合物。

發(fā)明內(nèi)容
然而，發(fā)明人在此已認(rèn)識到，進(jìn)氣加熱器可以被構(gòu)造成除了加熱充氣空氣之外還優(yōu)化進(jìn)入汽缸的空氣流。因而，提供用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的實(shí)施例。具有至少ー個汽缸蓋和至少兩個汽缸且其中每個汽缸都具有至少ー個用于向汽缸供給燃燒空氣的進(jìn)氣ロ的ー個示例性內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包含進(jìn)氣管線，其通往每個進(jìn)氣ロ ；總進(jìn)氣管線，其中至少兩個汽缸的進(jìn)氣管線合并以便形成分配器連接點(diǎn)；以及加熱裝置，其被設(shè)置在總進(jìn)氣管線中，加熱裝置具有至少ー個條狀加熱元件，其橫截面的第一窄側(cè)面面向進(jìn)氣燃燒空氣流，其中，加熱裝置被設(shè)置成鄰近分配器連接點(diǎn)，其中進(jìn)氣管線在該分配器連接點(diǎn)處合并從而形成總管線，加熱裝置和分配器連接點(diǎn)之間的間隔小于汽缸的直徑。在依照本公開的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中，加熱裝置被設(shè)置成盡可能靠近汽缸的進(jìn)氣ロ，特別是鄰近進(jìn)ロ歧管的分配器連接點(diǎn)，其中各個進(jìn)氣管線在此分支到至少兩個汽缸。該設(shè)置有助于加熱裝置執(zhí)行其實(shí)際功能，特別是向汽缸提供也就是說供給預(yù)加熱的燃燒空氣。因?yàn)榭拷峙淦鬟B接點(diǎn)設(shè)置加熱裝置，所以最大程度地縮短了經(jīng)預(yù)熱的燃燒空氣到汽缸的路徑。因此，賦予經(jīng)預(yù)熱的燃燒空氣盡可能短的冷卻距離和盡可能短的冷卻時間。最小化了汽缸進(jìn)氣口和加熱裝置之間的進(jìn)氣管線部分的熱慣量，因此減少了該部分的質(zhì)量和長度。所述措施確保燃燒空氣在進(jìn)入汽缸時處于盡可能高的溫度，因此，特別是相當(dāng)程度地縮短了內(nèi)燃發(fā)動機(jī)冷啟動后的暖機(jī)階段。這尤其提供了與污染物排放有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。在本文中可考慮，依靠經(jīng)預(yù)熱的進(jìn)氣而快速加熱內(nèi)燃發(fā)動機(jī)在該情況下導(dǎo)致對發(fā)動機(jī)油的間接加熱。相關(guān)的粘性降低導(dǎo)致摩擦力和摩擦損失的減少，特別是在被供以油的軸承中。這種作用對燃料消耗有著有利影響。単獨(dú)或結(jié)合附圖時，通過以下詳細(xì)說明將更容易明白上述優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)，以及本說明的特征。應(yīng)理解，提供上述發(fā)明內(nèi)容，從而以簡化方式引入將在詳細(xì)說明中進(jìn)ー步描述的概念集合。無意確定要求主_的關(guān)鍵或必要特征，其范圍由詳細(xì)說明后的權(quán)利要求唯一限定。此外，要求的主g不限于解決上述任何缺點(diǎn)或本公開任何部分中的實(shí)施。


圖I示意性示出內(nèi)燃發(fā)動機(jī)進(jìn)ロ區(qū)域的第一實(shí)施例的斜視圖。圖2a示意性示出條狀加熱元件的第一實(shí)施例的橫截面圖。

圖2b示意性示出條狀加熱元件的第二實(shí)施例的橫截面圖。圖2c示意性示出條狀加熱元件的第三實(shí)施例的橫截面圖。圖2d示意性示出條狀加熱元件的第四實(shí)施例的橫截面圖。圖3示意性示出多缸發(fā)動機(jī)中的單個汽缸的實(shí)施例。圖4示出依照本公開實(shí)施例的操作進(jìn)氣空氣加熱裝置的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式進(jìn)氣系統(tǒng)可以配備有電加熱器，以便快速加熱進(jìn)氣燃燒空氣，例如在發(fā)動機(jī)冷啟動之后。對進(jìn)氣空氣的加熱有助于縮短發(fā)動機(jī)暖機(jī)時間，從而改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性和排放。然而，在發(fā)動機(jī)已達(dá)到充分溫暖的溫度后，這些進(jìn)氣加熱器經(jīng)常關(guān)閉。在發(fā)動機(jī)會開始變涼的某些エ況期間，例如減速斷油(DFSO)操作期間，或者稱為超限操作期間，可操作加熱器以便將發(fā)動機(jī)保持在期望溫度。此外，加熱器可包括多個加熱元件，其可經(jīng)配置從而最優(yōu)化對多個汽缸的進(jìn)氣空氣分配，并且用于例如混合進(jìn)氣空氣和EGR的混合裝置。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，至少兩個汽缸的進(jìn)氣管線合并從而在至少ー個汽缸蓋中形成總進(jìn)氣管線，以便形成進(jìn)ロ歧管。將進(jìn)ロ歧管集成到汽缸蓋中進(jìn)ー步縮短(本情況下相關(guān)的)進(jìn)氣管線的長度，并且因此降低進(jìn)氣管線在汽缸進(jìn)口和加熱裝置之間的部分的熱慣量。此外，所述措施允許密集包裝傳動單元，并且減少部件的數(shù)目，并且因此降低組裝和采購成本。然而，如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子可以是有利的，其中，至少兩個汽缸的進(jìn)氣管線合并從而在至少ー個汽缸蓋外部形成總進(jìn)氣管線并且形成外部進(jìn)ロ歧管。依照本公開，靠近分配器連接點(diǎn)設(shè)置加熱裝置實(shí)現(xiàn)了本公開內(nèi)容所基于的第一目標(biāo)，具體地是提供關(guān)于進(jìn)氣區(qū)域中的加熱裝置的設(shè)置被優(yōu)化的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。與從本公開已知的概念形成對比，依照本公開，靠近汽缸設(shè)置加熱裝置使得可以將條狀加熱元件對齊和/或設(shè)計成有助于將進(jìn)氣燃燒空氣均勻分配至各個汽缸。此處，カロ熱裝置也起到燃燒空氣的引導(dǎo)裝置的作用。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，至少ー個條狀加熱元件的第一窄側(cè)面的
橫截面基本垂直于進(jìn)氣燃燒空氣流。依照本公開的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)也可具有兩個汽缸蓋，例如，如果設(shè)置有多個汽缸則其分布在兩個汽缸組上。依照本公開，不必要將汽缸蓋的所有汽缸的進(jìn)氣管線合并成形成總進(jìn)氣管線，而是僅至少兩個汽缸的進(jìn)氣管線合井。然而，這樣的例子也是有利的，即其中至少ー個汽缸蓋的所有汽缸的進(jìn)氣管線合并從而形成總進(jìn)氣管線。如果每個汽缸具有兩個以上汽缸和/或ー個以上進(jìn)氣ロ，則進(jìn)氣管線也可合并成形成兩個總進(jìn)氣管線，以便形成兩個分配器連接點(diǎn)。然后，視需要，應(yīng)提供兩個加熱裝置。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，加熱裝置和分配器連接點(diǎn)之間的間隔A小于汽缸的直徑d的一半，即A〈O. 5d。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是特別有利的，其中，加熱裝置和分配器連接點(diǎn)之間的間隔A小于汽缸的直徑d的四分之一，S卩A〈0.25d?！ひ勒丈鲜鰞蓚€例子，加熱裝置和分配器連接點(diǎn)之間的間隔A的額外縮短有助于進(jìn)ー步縮短用于預(yù)熱燃燒空氣到汽缸的路徑，也就是說，降低進(jìn)氣管線在汽缸進(jìn)口和加熱裝置之間的部分的熱慣量。在本公開的內(nèi)容中，加熱裝置和分配器連接點(diǎn)之間的間隔A指的是加熱裝置出ロ和分配器連接點(diǎn)的中心之間的距離，其中，進(jìn)氣管線的流動的中心軸絲會合于該分配器連接點(diǎn)處。在其中沿至少ー個汽缸蓋的縱軸線串聯(lián)設(shè)置至少兩個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中，以下例子是有利的，其中，至少ー個條狀加熱元件被對齊成沿平行于縱軸線的線基本水平，優(yōu)選地沿平行于至少ー個汽缸蓋的縱軸線的線基本水平。試驗(yàn)已示出，在進(jìn)氣燃燒空氣到各個汽缸的分配的方面，加熱元件的水平對齊是有利的，并且這也提供了在容積效率方面的優(yōu)點(diǎn)。在所討論類型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中，其中，沿至少ー個汽缸蓋的縱軸線串聯(lián)設(shè)置至少兩個汽缸，則以下例子是特別有利的，其中，至少ー個條狀加熱元件被對齊成基本豎直地、垂直干與至少ー個汽缸蓋的縱軸線平行的線并且優(yōu)選地與該線成直角。條狀加熱元件的這種對齊特別適合于設(shè)計或利用加熱元件以作為被加熱空氣流的引導(dǎo)裝置。通過該引導(dǎo)裝置，能夠以有利方式引導(dǎo)和轉(zhuǎn)移進(jìn)氣燃燒空氣，以便對各個汽缸提供均勻空氣分布。試圖以新鮮混合物對汽缸進(jìn)行均勻充氣。這改進(jìn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作行為，特別是在污染物排放、燃料消耗和有效功率方面。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，至少ー個條狀加熱元件朝向第一窄末端側(cè)面漸縮，后者面朝進(jìn)氣燃燒空氣流。這在流動方面產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)。由于加熱元件沿與流動方向相反漸縮，所以當(dāng)空氣流碰撞在加熱裝置上時，產(chǎn)生較少湍流。此外，總進(jìn)氣管線的流動橫截面不以階梯方式變窄，而是連續(xù)變窄，因此分量空氣流的收縮不突然發(fā)生。此處，加熱元件以刀片形式切入入射空氣流。通過上述至少ー個條狀加熱元件的設(shè)計，降低加熱裝置施加于空氣流的阻力，因此也降低在加熱裝置兩端產(chǎn)生的壓カ損失。通過討論的實(shí)施例，抵消了由于加熱裝置產(chǎn)生的容積效率損失。對于上述原因也有利的是如下的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)例子，其中，至少ー個條狀加熱元件的面朝進(jìn)氣燃燒空氣流的第一窄末端側(cè)面漸縮。
關(guān)于這一點(diǎn)，也可考慮到現(xiàn)代內(nèi)燃發(fā)動機(jī)日益配備有排氣再循環(huán)系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，排氣被再循環(huán)到進(jìn)氣區(qū)域中。將被再循環(huán)的排氣在被引入進(jìn)氣區(qū)域之前常常被冷卻。如果排氣在加熱裝置上游被引入進(jìn)氣區(qū)域，則會關(guān)于加熱裝置產(chǎn)生問題。在一些情況下，在冷卻期間，從排氣質(zhì)量流中提取很多的熱，以致一些排氣成分從熱排氣中凝結(jié)出來并且被沉積在加熱裝置中。凝結(jié)出來的排氣成分可積聚為膠粘層，其隨著漸進(jìn)的操作持續(xù)時間而在加熱元件的表面上增長，其中排氣質(zhì)量流中的固體成分，尤其是排氣中的煤煙顆粒，最后當(dāng)與所述層接觸時也被粘在上面。該沉積導(dǎo)致流動橫截面收縮并且可能導(dǎo)致總進(jìn)氣管線完全閉合，并且使得從加熱元件到進(jìn)氣管線的傳熱受損。進(jìn)氣管線的流動橫截面收縮將進(jìn)ー步關(guān)聯(lián)于進(jìn)氣流的壓カ損失以及容積效率的受損。至少ー個條狀加熱元件的漸縮第一窄末端側(cè)面抵消了這些沉積。沉積導(dǎo)致的橫截面收縮，或者甚至是凝結(jié)出來的排氣成分所導(dǎo)致的管道閉塞都不造成風(fēng)險，并且將被抵消。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中至少ー個條狀加熱元件的橫截面為弧形設(shè)計，以便該至少ー個條狀加熱元件具有刀片狀外形。·對于使用加熱裝置作為引導(dǎo)裝置而言，條狀加熱元件的弧形設(shè)計是有利的。此處，可考慮到大致將分配器連接點(diǎn)關(guān)于至少兩個汽缸居中設(shè)置，限制連接點(diǎn)的空間范圍，并且因此事實(shí)上在任何內(nèi)燃發(fā)動機(jī)實(shí)施例中都可將被預(yù)熱空氣或多或少地被轉(zhuǎn)移到通往汽缸的路徑上。至少ー個條狀加熱元件的刀片狀外形允許轉(zhuǎn)移進(jìn)氣燃燒空氣而無損失或僅有小的壓カ損失，并且將空氣均勻分配至各個汽缸。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中，加熱裝置具有至少兩個條狀加熱元件。傳熱區(qū)域并且因此能夠被傳遞至進(jìn)氣燃燒空氣的熱量也隨著加熱元件的數(shù)目的増加而增カロ。關(guān)于傳熱方面，加熱元件數(shù)目的意義并不是特別重要，因?yàn)榭傔M(jìn)氣管線中的流速高并且加熱元件的溫度且因此加熱元件和空氣之間的溫差不能任意増大來増加傳熱。如果提供多個加熱元件并且其能夠被用于影響流動，則同樣有利的是將加熱裝置設(shè)計成引導(dǎo)裝置。此處，如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，至少兩個條狀加熱元件被設(shè)置成彼此間隔開。只有通過該方式，才可能利用多個加熱元件提供的優(yōu)點(diǎn)。在具有至少兩個條狀加熱元件且其被對齊成基本豎直地、垂直干與至少ー個汽缸蓋的縱軸線平行的線的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中，已經(jīng)證明如下示例是有利的，其中，將至少兩個條狀加熱元件設(shè)置為關(guān)于彼此成鋭角。加熱元件的這種設(shè)置用于散開被預(yù)熱的空氣流，因此將所述空氣流分配至汽缸。在上述類型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中，其中，至少兩個條狀加熱元件被基本豎直對齊，以下例子進(jìn)ー步有利，其中，至少兩個條狀加熱元件具有刀片狀外形，其中凹側(cè)面面向外。關(guān)于這一點(diǎn)，面向外的意思是，凹面——也就是說壁的向內(nèi)弓的側(cè)面——面朝總進(jìn)氣管線或者面朝支持加熱裝置的加熱元件的法蘭，并且背向燃燒空氣流的流動的中心軸絲。此處，該至少兩個加熱元件優(yōu)選以漏斗狀方式敞開。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，由法蘭支持至少ー個加熱元件。所述實(shí)施例使得可以將加熱裝置提供為預(yù)組裝結(jié)構(gòu)單元，并且使得相同類型的加熱裝置可以用在不同的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中。這了增加產(chǎn)量，并且因此降低単位成本。此外，將使其更易于替換有缺陷的加熱裝置。然而，如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子也是有利的，其中，總進(jìn)氣管線支持至少ー個加熱元件，也就是說，以支持件替換法蘭。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，提供充氣空氣冷卻器，其配備有旁路管線，后者通往加熱裝置上游的總進(jìn)氣管線。充氣空氣冷卻器降低空氣溫度，并且因此增加空氣密度，其結(jié)果是，冷卻器也有助于改進(jìn)向汽缸充入空氣，換句話說，充入的空氣質(zhì)量更大。已證明，為了繞開冷卻器，向充氣空氣冷卻器提供旁路管線是有利的，在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)冷啟動后或暖機(jī)階段期間尤其如此。在這些工作狀態(tài)期間，冷卻進(jìn)氣空氣將抵消，也就是說抵抗，加熱裝置中的加熱。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，提供外部排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其配備有再循環(huán)管線，后者通往加熱裝置上游的總進(jìn)氣管線。將從排氣側(cè)到進(jìn)氣區(qū)域中的燃燒氣體的再循環(huán)考慮為權(quán)宜之計，用于遵守未來的·氮氧化物排放限值，其中，為了相當(dāng)程度地減少氮氧化物排放，要求高排氣再循環(huán)率，其可達(dá)到Xegkた60%至70%這樣的量級。此處,將再循環(huán)率X■確定為xEeK=mE(；K/(mEGE+mfreshぬ)，其中,mE(；K表示再循環(huán)排氣的質(zhì)量,而mfrash air表示供給的新鮮空氣。常常在排氣再循環(huán)管線中提供冷卻裝置，通過該冷卻裝置，降低熱排氣流中的溫度，其結(jié)果是増加排氣的密度。通過該方式，同樣地降低新鮮空氣和再循環(huán)排氣混合所導(dǎo)致的燃燒空氣的溫度，其結(jié)果是，排氣再循環(huán)系統(tǒng)的冷卻裝置也有助于汽缸的更好充氣。通常使用液體冷卻設(shè)置。視需要，所述冷卻裝置配備有-如充氣空氣冷卻器-旁路管線可以是有利的。被引入總進(jìn)氣管線內(nèi)的氣體流產(chǎn)生紊流。如果充氣空氣冷卻器的旁路管線和/或排氣再循環(huán)系統(tǒng)的再循環(huán)管線通到加熱裝置上游的總進(jìn)氣管線內(nèi)，則設(shè)置在下游的加熱裝置就也用于穩(wěn)定燃燒空氣流。如下內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的例子是有利的，其中，提供增壓設(shè)置。增壓主要用于提高內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的功率。然而，對于不變的功率水平而言，增壓也是減少掃掠體積/工作容積的適當(dāng)措施，其結(jié)果是(對于給定的車輛邊界條件而言)能夠?qū)⒖傌?fù)荷朝向比燃料消耗更低的更高負(fù)荷改變。本公開所基于的第二子目標(biāo)具體是說明用于操作上述類型內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，通過這樣的方法實(shí)現(xiàn)，其中，啟用加熱裝置，以便當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)被停用時加熱燃燒空氣。如果燃料供應(yīng)停用，就消除了燃燒期間的熱釋放，這是由于燃料的放熱化學(xué)轉(zhuǎn)變的原因，其熱用于將內(nèi)燃發(fā)動機(jī)保持在操作溫度。因此，有利的是啟用加熱裝置，以便當(dāng)停用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)時加熱燃燒空氣。此處，如下方法例子是有利的，其中，啟用加熱裝置，以便當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)被停用了可預(yù)定時間段At1時，加熱燃燒空氣。引入啟用加熱裝置的額外條件是試圖防止過度頻繁地啟用和停用加熱裝置，特別是如果僅短暫地停用燃料時啟用加熱裝置，而不需要通過加熱裝置加熱進(jìn)氣空氣?，F(xiàn)在參考圖1，其示意性示出內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域5的第一實(shí)施例的斜視圖。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包含沿汽缸蓋的縱軸線成直線設(shè)置的四個汽缸la、lb、lc、ld。通過總進(jìn)氣管線6，向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的汽缸la、lb、lc、Id供給新鮮空氣或燃燒空氣11a。在總進(jìn)氣管線6中設(shè)置用于加熱燃燒空氣Ila的加熱裝置7。在加熱裝置7的下游,總進(jìn)氣管線6并入多個進(jìn)氣管線3a、3b、3c、3d內(nèi)，以便形成分配器連接點(diǎn)4，所述進(jìn)氣管線通到各個汽缸la、lb、lc、Id的進(jìn)氣ロ 2a、2b、2c、2d內(nèi)。加熱裝置7具有多個條狀加熱元件8，其關(guān)于與汽缸蓋的縱軸線平行的線基本豎直地對齊(也就是說延伸)，并且所述條狀加熱元件的橫截面的第一窄側(cè)面面朝進(jìn)氣燃燒空氣流11a。由法蘭9支持加熱元件8，并且所述加熱元件8能夠被電加熱。提供電終端13。通過總進(jìn)氣管線6吸入的燃燒空氣Ila隨著其流經(jīng)被啟用的加熱裝置7而被加 熱。繼而，也就是說，在加熱裝置7的下游，在分配器連接點(diǎn)4處將經(jīng)加熱的燃燒空氣Ila分配至各個汽缸la、lb、lc、ld。圖I中所示的進(jìn)ロ區(qū)域5的實(shí)施例的特征在于如下事實(shí)加熱裝置7被設(shè)置成鄰近分配器連接點(diǎn)4，其中，加熱裝置7和分配器連接點(diǎn)4之間的間隔A小于汽缸la、lb、lc、Id的直徑d。圖2a示意性示出條狀加熱元件8的第一實(shí)施例的橫截面圖。加熱元件8具有矩形輪廓的橫截面8b，并且所述加熱元件的橫截面Sb的第一窄側(cè)面8a面朝進(jìn)氣燃燒空氣流Ila0圖2b示意性示出條狀加熱元件8的第二實(shí)施例的橫截面圖?？紤]僅解釋關(guān)于圖2a所示實(shí)施例的不同，因此其他特征參考圖2a。對相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。與圖2a所示的實(shí)施例相比，橫截面8b在第一窄側(cè)面8a的方向漸縮，并且因此條狀加熱元件8朝著第一窄末端側(cè)面Sc漸縮，后者面向進(jìn)氣燃燒空氣流11a。圖2c示意性示出條狀加熱元件8的第三實(shí)施例的橫截面圖?？紤]僅解釋關(guān)于圖2a所示實(shí)施例的不同，因此其他特征參考圖2a。對相同的組件使用相同的附圖標(biāo)記。與圖2a所示的實(shí)施例相比，橫截面8b的第一窄側(cè)面8a并且因此加熱元件8的第ー窄末端側(cè)面8c朝著進(jìn)氣燃燒空氣流Ila漸縮，也即是說與流動方向相反地漸縮。圖2d示意性示出條狀加熱元件8的第四實(shí)施例的橫截面圖。考慮僅解釋關(guān)于圖2a所示實(shí)施例的不同，因此其他特征參考圖2a。對相同的組件使用相同的附圖標(biāo)記。與圖2a所示的實(shí)施例相比，條狀加熱元件8具有刀片狀外形，其具有凹側(cè)面8d和凸側(cè)面。因而，以上關(guān)于圖I和圖2a_2d所述的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)提供了這樣的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其包含被聯(lián)接至多個汽缸的進(jìn)氣歧管，以及被設(shè)置在進(jìn)氣歧管中的加熱裝置，加熱裝置包括多個加熱元件，加熱元件經(jīng)配置從而均勻地將進(jìn)氣空氣分配至多個汽缸。該系統(tǒng)可包括，其中，多個加熱元件被豎直地設(shè)置，并且其中，多個加熱元件中的至少兩個被設(shè)置成彼此成銳角。系統(tǒng)也可包括，其中，多個加熱元件中的每個都相反于進(jìn)氣空氣的流動方向在寬度上漸縮?，F(xiàn)在參考圖3，其示出多缸發(fā)動機(jī)10的一個汽缸的示意圖，可將其包含在機(jī)動汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中?？捎砂刂破?2的控制系統(tǒng)以及通過車輛操作者12經(jīng)輸入裝置130的輸入來至少部分控制發(fā)動機(jī)10。在該例子中，輸入裝置130包括加速器踏板和踏板位置傳感器134，后者用于產(chǎn)生成比例踏板位置信號PP。發(fā)動機(jī)10的燃燒室(即汽缸)30 (汽缸30為圖I的汽缸la-d的一個非限制性例子)可包括燃燒室壁32，活塞36位于其中。在ー些實(shí)施例中，汽缸30內(nèi)部的活塞36的面可以具有碗形?；钊?6可被聯(lián)接至曲軸40，以便將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。可通過中間傳動系統(tǒng)將曲軸40聯(lián)接至車輛的至少ー個驅(qū)動輪。此外，可通過飛輪將起動馬達(dá)聯(lián)接至曲軸40，從而能夠進(jìn)行發(fā)動機(jī)10的起動操作。燃燒室30可通過進(jìn)氣通道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣空氣，并且可通過排氣通道48排放燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48能選擇性地通過相應(yīng)進(jìn)氣閥門52和排氣閥門54與燃燒室30相通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可包括兩個或更多進(jìn)氣閥門和/或兩個或更多排氣閥門。在該例子中，可通過相應(yīng)凸輪致動系統(tǒng)51和53，由凸輪致動來控制進(jìn)氣閥門52和排氣閥門54。凸輪致動系統(tǒng)51和53中的每個都可以包括一個或更多凸輪，并且可利用一個或更多凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變閥門正時(VVT)和/或可變閥·門升程(VVL)系統(tǒng)，其可由控制器12操作來改變閥門操作。進(jìn)氣閥門52和排氣閥門54的位置可分別由位置傳感器55和57確定。在可替換實(shí)施例中，可由電動閥門致動來控制進(jìn)氣閥門52和/或排氣閥門57。例如，汽缸30可替換地包括經(jīng)電動閥門致動來控制的進(jìn)氣閥門以及經(jīng)包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動來控制的排氣閥門。示出燃料噴射器66被直接聯(lián)接至燃燒室30，以用于在其中與經(jīng)電子驅(qū)動器68從控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例地直接噴射燃料。通過該方式，燃料噴射器66向燃燒室30內(nèi)提供已知的直接燃料噴射。例如，可將燃料噴射器安裝在燃燒室側(cè)面或安裝在燃燒室頂部?？赏ㄟ^燃料系統(tǒng)(未示出)將燃料傳送至燃料噴射器66，該燃料系統(tǒng)包括燃料箱、燃料泵以及燃料集合管。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可替換地或另外包括以下列構(gòu)造被設(shè)置在進(jìn)氣通道44中的燃料噴射器，即其向燃燒室30上游的進(jìn)ロ端口內(nèi)提供已知的端ロ燃料噴射。點(diǎn)火系統(tǒng)88能夠在選擇的操作模式下，響應(yīng)來自控制器12的火花提前信號SA，通過火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。雖然示出火花點(diǎn)火部件，但是在一些實(shí)施例中，可在壓縮點(diǎn)火模式下，在具有或不具有點(diǎn)火火花的情況下，操作燃燒室30或發(fā)動機(jī)10的ー個或更多其他燃燒室。取決于エ況，發(fā)動機(jī)10中的燃燒能夠?yàn)楦鞣N類型。雖然圖2示出火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)，但是應(yīng)明白，可在任何適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機(jī)中使用在此描述的實(shí)施例，包括但是不限于柴油和汽油壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)、火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)、直接或端ロ噴射發(fā)動機(jī)等等。此外，可使用各種燃料和/或燃料混合物，例如柴油、生物柴油等等。進(jìn)氣通道42包括分別具有節(jié)流板64和65的節(jié)氣門62和63。在該具體例子中，可由控制器12，通過向節(jié)氣門62和63所包括的電動馬達(dá)或致動器提供的信號，改變節(jié)流板64和65的位置，該構(gòu)造通常被稱為電子節(jié)流控制(ETC)。通過該方式，可操作節(jié)氣門62和63，從而改變向燃燒室30以及其他發(fā)動機(jī)汽缸提供的進(jìn)氣空氣?？捎晒?jié)氣門位置信號TP，向控制器12提供節(jié)流板64和65的位置?？稍谘剡M(jìn)氣通道42和進(jìn)氣歧管44的不同點(diǎn)處測量壓力、溫度以及質(zhì)量空氣流。例如，進(jìn)氣通道42可包括質(zhì)量空氣流傳感器120，以用于測量通過節(jié)氣門63進(jìn)入的清潔空氣質(zhì)量流?？赏ㄟ^MAF信號，將清潔空氣質(zhì)量流通信至控制器12。發(fā)動機(jī)10可進(jìn)ー步包括壓縮裝置，例如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器，其包括至少ー個設(shè)置在進(jìn)氣歧管44上游的壓縮機(jī)162。對于渦輪增壓器，壓縮機(jī)162可至少部分由沿排氣通道48設(shè)置的渦輪164 (例如，通過軸)驅(qū)動。對于機(jī)械增壓器，壓縮機(jī)162可至少部分由發(fā)動機(jī)和/或電動機(jī)驅(qū)動，并且可不包括渦輪。因而，通過渦輪增壓器或機(jī)械增壓器向發(fā)動機(jī)的一個或更多汽缸提供的壓縮量可由控制器12改變?？墒褂酶鞣N渦輪增壓器設(shè)置。例如，當(dāng)將可變截面噴嘴放置在排氣管線中的渦輪上游和/或下游以用于改變通過渦輪的氣體的有效膨脹時，可使用可變噴嘴渦輪增壓器(VNT)?？墒褂闷渌椒▉砀淖兣艢獾呐蛎?，例如廢氣門閥。示出的進(jìn)氣空氣加熱裝置17被設(shè)置在進(jìn)氣歧管44中。空氣進(jìn)氣加熱裝置17為以上關(guān)于圖I所述的進(jìn)氣空氣加熱器7的ー個例子。類似于上述實(shí)施例，進(jìn)氣空氣加熱裝置17可為電加熱器，其被配置成在空氣到達(dá)汽缸30之前加熱進(jìn)氣空氣。下文將關(guān)于圖4更詳細(xì)描述與操作進(jìn)氣空氣加熱裝置的控制例程有關(guān)的附加細(xì)節(jié)。
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可在壓縮機(jī)162的下游以及進(jìn)氣空氣加熱裝置17和進(jìn)氣閥門52的上游包括充氣空氣冷卻器154。充氣空氣冷卻器154被配置成冷卻例如已經(jīng)經(jīng)由壓縮機(jī)162壓縮而被加熱的氣體。在一個實(shí)施例中，充氣空氣冷卻器154可處于節(jié)氣門62的上游?？稍趬嚎s機(jī)162的下游測量壓力、溫度和質(zhì)量空氣流，例如通過傳感器145和147測量。可將測量結(jié)果分別經(jīng)信號148和149從傳感器145和147通信至控制器12?？稍趬嚎s機(jī)162的上游測量壓カ和溫度，例如通過傳感器153測量，并且其經(jīng)信號155通信至控制器12。此外，示出的充氣空氣冷卻器154包括旁通管線，其中壓縮空氣可繞過充氣空氣冷卻器154，例如當(dāng)期望進(jìn)氣空氣加熱時如此。此外，在公開的實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)可將所需一部分排氣從排氣通道48引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管44。圖3示出HP-EGR系統(tǒng)和LP-EGR系統(tǒng)，但是可替換實(shí)施例可僅包括LP-EGR系統(tǒng)或僅包括HP-EGR系統(tǒng)。此外，在本公開的另一實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)可不包括渦輪增壓器，并且這樣，可存在單個(非HP或LP)EGR系統(tǒng)。將HP-EGR通過HP-EGR通道140從渦輪164的上游被引導(dǎo)到壓縮機(jī)162的下游?？捎煽刂破?2通過HP-EGR閥門142改變提供給進(jìn)氣歧管44的HP-EGR量。LP-EGR通過LP-EGR通道150從渦輪164的下游被引導(dǎo)到壓縮機(jī)162的上游?？捎煽刂破?2通過LP-EGR閥門152改變提供給進(jìn)氣歧管44的LP-EGR量。HP-EGR系統(tǒng)可包括HP-EGR冷卻器146，并且LP-EGR系統(tǒng)可包括LP-EGR冷卻器158，從而例如將來自EGR氣體的熱排至發(fā)動機(jī)冷卻剤。類似于充氣空氣冷卻器154，HP-EGR冷卻器146也可包括旁通管線。在一些情況下，可使用EGR系統(tǒng)來調(diào)節(jié)燃燒室30內(nèi)的空氣和燃料混合物的溫度。因而，可期望測量或評價EGR質(zhì)量流。EGR傳感器可被設(shè)置在EGR通道內(nèi)，并且可提供對于質(zhì)量流、壓カ、溫度、O2濃度和排氣濃度中的一個或更多個的指示。例如，可在HP-EGR通道140內(nèi)可以設(shè)置有HP-EGR傳感器144。在一些實(shí)施例中，可在LP-EGR通道150內(nèi)放置一個或更多傳感器，從而提供對于經(jīng)LP-EGR通道再循環(huán)的排氣的壓力、溫度和空氣-燃料比中一個或更多個的指示?？稍谖挥贚P-EGR通道150和進(jìn)氣通道42的接頭處的混合點(diǎn)處，以新鮮進(jìn)氣空氣稀釋經(jīng)LP-EGR通道150轉(zhuǎn)移的排氣。特別地，通過與(位于壓縮機(jī)上游、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣的空氣進(jìn)氣通道中的)第一空氣進(jìn)氣節(jié)氣門63配合地調(diào)整LP-EGR閥門152，可調(diào)整EGR流的稀釋度。由發(fā)動機(jī)進(jìn)氣氣流中的傳感器145的輸出，可推斷出LP-EGR的百分比稀釋度。具體地，將傳感器145定位在第一進(jìn)氣節(jié)氣門63的下游、LP-EGR閥門152的下游以及在第二主進(jìn)氣節(jié)氣門62的上游，以便可精確確定處于或靠近主進(jìn)氣節(jié)氣門的LP-EGR稀釋度。傳感器145例如可為氧傳感器，例如UEGO傳感器。示出的排氣傳感器126被聯(lián)接至渦輪164下游的排氣通道48。傳感器126可為用于提供對于排氣空氣/燃料比的指示的任何適當(dāng)傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或EGO、HEGO (加熱EGO)、HC或CO傳感器。此外，排氣通道48可包括另外的傳感器，例如包括NOx傳感器128和顆粒物質(zhì)(PM)傳感器129，其指示排氣中的PM質(zhì)量和/或濃度。在一個例子中，PM傳感器可通過隨著時間積聚煤煙顆粒并提供對積聚度的指示以作為排氣煤煙水平的測量值從而運(yùn)行。示出在排氣傳感器126下游沿排氣通道48設(shè)置排放控制裝置71和72。裝置71和72可以是選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)、三元催化器(TWC)、N0x阱、各種其他排放控制裝置 或其組合。例如，裝置71可為TWC，并且裝置72可為顆粒過濾器(PF)。在一些實(shí)施例中，PF 72可位于TWC 71的下游(如圖I中所示)，而在其他實(shí)施例中，PF 72可位于TWC 72的上游(圖I中未示出)。圖3中示出控制器12為微型計算機(jī)，其包括微處理器単元(CPU) 102、輸入/輸出(I/O)端ロ 104、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值(在具體例子中示出為只讀存儲器芯片(ROM) 106的電子存儲媒體、隨機(jī)存取存儲器(RAM) 108、?；畲鎯ζ?KAM) 110以及數(shù)據(jù)總線。控制器12還可從被聯(lián)接至發(fā)動機(jī)10的傳感器接收各種信號，除了上述的那些信號，還包括來自質(zhì)量空氣流傳感器120的引入質(zhì)量空氣流(MAF)測量值；來自被聯(lián)接至冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來自于被聯(lián)接至曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118(或其他類型)的表面點(diǎn)火感測信號(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來自傳感器122的絕對歧管壓カ信號，MAP。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號RPM可由控制器12從信號PIP產(chǎn)生?？墒褂脕碜云绻軌毫鞲衅鞯钠绻軌毫π盘朚AP來提供對于進(jìn)氣歧管中的真空或壓力指示。注意，可使用以上傳感器的各種組合，例如有MAF傳感器而無MAP傳感器，或者反之亦可。在按化學(xué)計量比操作期間，MAP傳感器能夠給出對于發(fā)動機(jī)扭矩的指示。此外，該傳感器與探測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一起能夠提供對于被引入汽缸內(nèi)的充氣(包括空氣)的估計。在一個例子中，也被用作發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118可以在曲軸的每次回轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等距脈沖?？梢允褂么砜捎商幚砥?02執(zhí)行的指令的計算機(jī)可讀數(shù)據(jù)，來對存儲媒體只讀存儲器106編程，用于執(zhí)行下述方法以及可預(yù)期但未具體列出的其他變體。如上所述，圖3僅示出多缸發(fā)動機(jī)的一個汽缸，并且每個汽缸都可類似地包括其自身的成組的進(jìn)氣/排氣閥門、燃料噴射器等。圖4示出用于控制進(jìn)氣空氣加熱裝置(例如加熱裝置7或17)的方法400的流程圖。可由發(fā)動機(jī)控制器(例如控制器12)根據(jù)被存儲在其存儲器中的指令來執(zhí)行方法400。在402，方法400包括通過被設(shè)置在進(jìn)氣歧管中的進(jìn)氣空氣加熱裝置將充氣空氣引導(dǎo)到發(fā)動機(jī)的多個汽缸。在404，根據(jù)發(fā)動機(jī)エ況，進(jìn)氣空氣和EGR可在抵達(dá)汽缸之前由進(jìn)氣加熱裝置混合。例如，在某些エ況期間，例如高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷期間，為了降低燃燒溫度和控制NOx排放，可啟用EGR。如果EGR正在流動，則由于加熱裝置中的加熱元件的構(gòu)造，進(jìn)氣空氣加熱裝置可以起作用從而混合EGR和進(jìn)氣空氣，因而確保將EGR和進(jìn)氣空氣均勻分配至多個汽缸中的每ー個。在406，方法400包括確定發(fā)動機(jī)工作參數(shù)。發(fā)動機(jī)工作參數(shù)可基于來自各個發(fā)動機(jī)傳感器的反饋而確定，并且可包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、空氣/燃料比、溫度等等。此外，可在給定的持續(xù)時間確定發(fā)動機(jī)工作參數(shù)，例如10秒，以便確定某些發(fā)動機(jī)工作參數(shù)是否正在改變，或者發(fā)動機(jī)是否在穩(wěn)定狀態(tài)條件下操作。在408，方法400包括，確定發(fā)動機(jī)是否進(jìn)入減速斷油(DFS0)。在DFSO期間，在沒有燃料噴射的情況下操作發(fā)動機(jī)，同時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動并且將空氣泵經(jīng)汽缸。DFSO進(jìn)入可以基于各種車輛和發(fā)動機(jī)エ況。具體地，可以使用車輛速度、車輛加速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、節(jié)氣門位置、踏板位置、傳動齒輪位置和各種其他參數(shù)其中之一或更多個的組合，來確定發(fā)動機(jī)是否將進(jìn)入DFS0。在一個例子中，DFSO進(jìn)入條件可以是基于，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值。在另一例子中，DFSO進(jìn)入條件可以是基于，發(fā)動機(jī)負(fù)荷低于閾值。在另一例子中，DFSO條件可以是基于加速器踏板位置。另外或可替換地，可以基于終止燃料噴射的命令信號來確定DFSO的進(jìn)入?！と绻l(fā)動機(jī)正進(jìn)入DFS0，則方法400繼續(xù)至410以便確定針對閾值時段，是否已經(jīng)以DFSO操作發(fā)動機(jī)。如果否，則方法400就返回，從而繼續(xù)監(jiān)控閾值時段。如果是，則方法400就繼續(xù)至412，從而啟用進(jìn)氣空氣加熱裝置以便在進(jìn)氣空氣到達(dá)汽缸之前對其加熱。在414，確定發(fā)動機(jī)是否正離開DFS0。由繼續(xù)燃料噴射的命令來指出DFSO的退出。在另一例子中，可以通過加速器踏板位置的改變而確定DFSO的退出。如果發(fā)動機(jī)未退出DFS0，則方法400返回412，從而繼續(xù)啟用加熱裝置。如果發(fā)動機(jī)正退出DFS0，則方法400繼續(xù)至416，以便停用加熱裝置。一旦停用進(jìn)氣加熱裝置，則方法400返回。雖然圖4的方法400示出在一些實(shí)施例中進(jìn)氣空氣加熱裝置分別被基于DSFO進(jìn)或出操作而啟用或停用，但是也可基于附加操作條件而啟用或停用進(jìn)氣空氣加熱裝置。例如，排氣通路中的溫度傳感器可輸出排氣溫度，并且如果其低于閾值，則可以啟用進(jìn)氣加熱器。此外，可以繼續(xù)操作進(jìn)氣加熱器，直到發(fā)動機(jī)退出DFSO之后，例如進(jìn)行了預(yù)定數(shù)目的發(fā)動機(jī)循環(huán)或者直到排氣溫度達(dá)到閾值。因而，圖4的方法400提供這樣的發(fā)動機(jī)方法，其包含通過進(jìn)氣歧管將進(jìn)氣空氣和EGR引導(dǎo)至燃燒汽缸，并且在到達(dá)燃燒室之前，通過被設(shè)置在進(jìn)氣歧管中的進(jìn)氣空氣加熱裝置來混合進(jìn)氣空氣和EGR。在一些實(shí)施例中，可在進(jìn)氣空氣到達(dá)加熱裝置之前，通過渦輪增壓器壓縮機(jī)來壓縮進(jìn)氣空氣。應(yīng)當(dāng)理解這里公開的配置和例程實(shí)際上是示范性的，而且不應(yīng)該認(rèn)為這些具體實(shí)施例是限制性的，因?yàn)闊o窮的變化是可能的。例如，上述技術(shù)可應(yīng)用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4和其他類型發(fā)動機(jī)。本發(fā)明所要求事項(xiàng)包括這里公開的不同系統(tǒng)和配置、不同系統(tǒng)和其他特性，不同系統(tǒng)和/或性能的所有新穎和非顯而易見的組合以及子組合。上述權(quán)利要求特別指出某些組合或子組合視為新穎的和非顯而易見的。這些權(quán)利要求可指的是“ー個”元件或“第一”元件或其等價物。應(yīng)當(dāng)理解這樣的權(quán)利要求包括ー個或更多這樣元件的合并，既不需要也不排除兩個或更多這樣的元件。可通過對本申請權(quán)利要求的修正或通過相關(guān)申請?zhí)峤恍碌臋?quán)利要求，對這里所公開的特性、功能、元件和/或性能的其他組合和子組合提出要求。這樣的要求，相對于原來的權(quán)利要求無論是更寬、更窄、相等或在范圍方面不同，也應(yīng)看作是包括在本公開所要求的事 項(xiàng)內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)具有至少一個汽缸蓋和至少兩個汽缸，其中每個汽缸都具有至少一個進(jìn)氣口以用于將燃燒空氣供給到該汽缸中，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包含 進(jìn)氣管線，其通向每個進(jìn)氣口 ； 總進(jìn)氣管線，在此至少兩個汽缸的所述進(jìn)氣管線合并以致形成分配器連接點(diǎn)； 加熱裝置，其被設(shè)置在所述總進(jìn)氣管線中，該加熱裝置具有至少一個條狀加熱元件，該加熱元件的橫截面的第一窄側(cè)面面朝進(jìn)氣燃燒空氣流， 其中，所述加熱裝置被設(shè)置成鄰近所述分配器連接點(diǎn)，所述進(jìn)氣管線在該分配器連接點(diǎn)處合并從而形成所述總進(jìn)氣管線，所述加熱裝置和所述分配器連接點(diǎn)之間的間隔小于汽缸的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述加熱裝置和所述分配器連接點(diǎn)之間的所述間隔小于汽缸的直徑的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述加熱裝置和所述分配器連接點(diǎn)之間的所述間隔小于汽缸的直徑的四分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述至少兩個汽缸沿所述至少一個汽缸蓋的縱軸線串聯(lián)設(shè)置，并且其中所述至少一個條狀加熱元件沿與所述至少一個汽缸蓋的所述縱軸線平行的線基本水平對齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述至少兩個汽缸沿所述至少一個汽缸蓋的縱軸線串聯(lián)設(shè)置，并且其中所述至少一個條狀加熱元件被對齊成基本豎直地、垂直于與所述至少一個汽缸蓋的所述縱軸線平行的線。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述至少一個條狀加熱元件朝著面向所 述進(jìn)氣燃燒空氣流的第一窄末端側(cè)面漸縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述至少一個條狀加熱元件的面向所述進(jìn)氣燃燒空氣流的第一窄末端側(cè)面漸縮。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述至少一個條狀加熱元件的橫截面為弧形設(shè)計，以致所述至少一個條狀加熱元件具有刀片狀外形。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述加熱裝置具有至少兩個條狀加熱元 件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述至少兩個條狀加熱元件被設(shè)置成彼此間隔開。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述至少兩個條狀加熱元件被對齊成基本豎直地、垂直于與所述至少一個汽缸蓋的縱軸線平行的線，并且其中至少兩個條狀加熱元件被設(shè)置成相對彼此成銳角。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述至少兩個條狀加熱元件被對齊成基本豎直地、垂直于與所述至少一個汽缸蓋的縱軸線平行的線，其中至少兩個條狀加熱元件具有刀片狀外形，并且其中凹側(cè)面面向外。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，提供充氣空氣冷卻器，其配備有旁通管線，該旁路管線通到所述加熱裝置上游的所述總進(jìn)氣管線內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，提供外部排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其配備有再循環(huán)管線，該再循環(huán)管線通到所述加熱裝置上游的所述總進(jìn)氣管線內(nèi)。
15.一種操作根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，其中，當(dāng)停用所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料供給時啟用所述加熱裝置來加熱所述燃燒空氣。
16.—種發(fā)動機(jī)方法,包含 通過進(jìn)氣歧管將進(jìn)氣空氣和EGR引導(dǎo)至燃燒汽缸；以及 在抵達(dá)所述燃燒室之前，通過被設(shè)置在所述進(jìn)氣歧管中的進(jìn)氣空氣加熱裝置來混合所述進(jìn)氣空氣和EGR。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)動機(jī)方法，其中，在抵達(dá)所述進(jìn)氣歧管之前，通過渦輪增壓器壓縮機(jī)來壓縮所述進(jìn)氣空氣。
18.—種發(fā)動機(jī)系統(tǒng),包含 進(jìn)氣歧管，其被聯(lián)接至多個汽缸；以及 加熱裝置，其被設(shè)置在所述進(jìn)氣歧管中，所述加熱裝置包含多個加熱元件，所述多個加熱元件被配置成將進(jìn)氣空氣均勻地分配至所述多個汽缸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中，所述多個加熱元件被豎直地設(shè)置，并且其中，所述多個加熱元件中的至少兩個被設(shè)置成相對彼此成銳角。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中，所述多個加熱元件中的每個都相反于所述進(jìn)氣空氣的流動方向在寬度上漸縮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有進(jìn)氣空氣加熱的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)及其操作方法。提供用于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例。具有至少一個汽缸蓋和至少兩個汽缸的一種示例性內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中每個汽缸都具有至少一個用于向所述汽缸供應(yīng)燃燒空氣的進(jìn)氣口，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包含進(jìn)氣管線，其通向每個進(jìn)氣口；總進(jìn)氣管線，在此至少兩個汽缸的所述進(jìn)氣管線合并以形成分配器連接點(diǎn)；以及加熱裝置，其被設(shè)置在所述總進(jìn)氣管線中，其具有至少有一個條狀加熱元件，其橫截面的第一窄側(cè)面面朝進(jìn)氣燃燒空氣流，其中，所述加熱裝置被設(shè)置成鄰近所述分配器連接點(diǎn)，在該分配器連接點(diǎn)處所述進(jìn)氣管合并從而形成所述總進(jìn)氣管線，所述加熱裝置和所述分配器連接點(diǎn)之間的間隔小于汽缸的直徑。
文檔編號F02M31/13GK102787951SQ20121015164
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者A·庫斯克, C·W·維吉爾德, D·羅杰, W·埃曼克 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司