技术领域
[0001] 本
发明涉及根据
权利要求1的前序部分的供气装置。此外，本发明涉及
气缸盖组件、
内燃机和车辆。此外，本发明涉及用于将气体从内燃机气缸室供给到气箱的方法。此外，本发明涉及
计算机程序、计算机可读介质和控制单元。
[0002] 本发明能够被应用在例如
卡车这样的重型车辆、公共
汽车和工程设备中。虽然将关于卡车而描述本发明，但是本发明不限于该特定车辆，而是还可以被用于诸如公共汽车这样的其它车辆、工程设备或诸如轮船这样的远洋海轮中。此外，本发明可以被用在不必位于车辆中或车辆上的内燃机中。
背景技术
[0003] 可能需要为内燃机或与内燃机相关联的部件(诸如，车辆部件)供应压缩空气。例如，压缩空气可以被用于车辆的悬架。作为另一替代，除了从内燃机的空气入口系统供给的空气之外，压缩空气也可以被供给到内燃机气缸室。例如，当内燃机在低
发动机速度和/或低负载下被操作时，可以期望将压缩空气从压缩空气源添加到气缸室，以便提高内燃机的燃烧效率。
[0004] 压缩空气源的示例可以是适于接收、存储和排出压缩空气的气箱。为了将压缩空气供应到这种气箱，可以使用内燃机的气缸室(诸如，其气缸
燃烧室)。
[0005] FR 26885769号
专利中说明了被供应来自内部燃烧室的压缩空气的气箱的示例。‘769号专利中所呈现的系统包括气箱、气缸室以及用于控制所述气箱与所述气缸室之间的
流体连通的
阀。然而，‘769号专利中的系统需要对其进行精确控制，以便避免压缩空气被无意中引导到‘769号专利的内燃机的其它部件(诸如排放系统)。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供用于将气体从内燃机气缸室供给到气箱的供气装置，该供气装置降低了将压缩空气引导到不期望的部件的
风险。
[0007] 上述目的通过根据权利要求1的供气装置实现。
[0008] 这样，本发明涉及用于将气体从内燃机气缸室供给到气箱的供气装置。所述供气装置包括供给
导管组件和专用供给阀。所述供给阀适于呈现打开状态，在该打开状态中，供给阀经由供给导管组件在从气缸室朝向气箱的方向上提供气体输送。
[0009] 根据本发明的第一方面，供气装置包括
单向阀，该单向阀适于防止气体经由供给导管组件从气箱输送到气缸室。
[0010] 本文所使用的特征“单向阀”旨在涵盖允许诸如气体这样的流体仅在一个方向上流经其中的阀。例如，单向阀可以被例示为诸如球形止回阀这样的止回阀。
[0011] 上述单向阀意味着：保持在气箱中的、诸如空气这样的气体将经由供给导管组件而无意地重新导向回到气缸室的风险较低。这进而意味着：专用供给阀无需受到控制，以使得专用供给阀的状态完全取决于入口阀和/或排放阀的状态。这进而意味着：专用供给阀可以例如独立于入口阀和/或排放阀的状态而受到控制。因此，可以着重于将诸如空气这样的气体供给到气箱来控制供给阀。
[0012] 可选地，供给阀适于被布置在气缸盖中，并且包括可移动阀构件，该可移动阀构件适于被布置成相对于
阀座移动，用于分别打开和封闭供给阀。
[0013] 可选地，阀构件适于在打开状态与封闭状态之间的线性移动。
[0014] 可选地，可移动阀构件包括适于
接触阀座的阀盖以及从该阀盖延伸的伸长阀杆。
[0015] 可选地，单向阀在从气缸室朝向气箱的方向上被布置在供气阀的下游。单向阀的这种
位置意味着：该单向阀可以以通用方式实施和/或
定位。
[0016] 可选地，当供给阀呈现打开状态时，供气装置适于经由供给导管组件仅提供从气缸室到气箱的流体输送。这种专用流体输送意味着：可以适当地清洁供给到气箱的空气，即适当地不含污染物。此外，这种专用流体输送还意味着：可以通过有限数量的控制构件、诸如阀的致动来控制供给到气箱的气体。
[0017] 可选地，供给阀是电控阀，优选地，供给阀是
电磁阀。电控阀意味着：例如无需考虑任何入口阀和/或排放阀而可以以灵活方式来控制供给阀。
[0018] 可选地，供给阀是
提升阀。提升阀意味着对于内燃机的气缸室、诸如气缸燃烧室中发生的大压
力具有适当的耐久性。
[0019] 可选地，供给导管组件包括气体
过滤器。
气体过滤器意味着：从气缸室供给的气体(通常主要包括空气)在其到达气箱之前清除了诸如油这样的污染物。如果被供应到气箱的气体旨在被引导到除了内燃机的入口系统之外的其它部件，则这特别有用。
[0020] 可选地，供给阀适于与气缸室恒定流体连通。恒定流体连通意味着能够以有利方式控制气缸室与气箱之间的流体连通。
[0021] 可选地，气箱是可封闭车辆压力箱。
[0022] 可选地，供气装置用于从内燃机气缸燃烧室供给气体。
[0023] 本发明的第二方面涉及用于内燃机的气缸盖组件，其中该气缸盖组件包括根据本发明的第一方面的供气装置。
[0024] 可选地，气缸盖组件包括适于至少部分地限定气缸室的盖表面，供给阀相对于该盖表面布置，使得该供给阀适于不延伸到气缸室的、适于容纳
活塞的一部分中。换句话说，供给阀适于不延伸到气缸室的工作容积中。不延伸到气缸室的上述部分中的这种能力意味着：供给阀能够在活塞的整个冲程期间打开，这进而意味着在气缸室与气箱之间的流体连通的控制的通用性提高。
[0025] 可选地，气缸盖组件包括至少一个排放阀，所述至少一个排气阀适于在内燃机的气缸室与排放系统之间选择性地提供流体连通。供给阀被布置成与所述至少一个排放阀分隔开。
[0026] 可选地，气缸盖组件包括入口阀，该入口阀适于在内燃机的空气入口系统与气缸燃烧室之间选择性地提供流体连通。供给阀被布置成与所述至少一个入口阀分隔开。
[0027] 可选地，当供给阀呈现打开状态时，供气装置适于独立于排放阀的操作状态、经由供给导管组件提供从气缸室到气箱的气体输送。
[0028] 可选地，气缸盖组件包括气体排出导管组件，该气体排出导管组件适于在气箱与适于排出到气缸室中的气体排出阀装置之间提供选择性流体连通。这样，存储在气箱中的气体(通常是空气)可以被供给到气缸室，从而例如在内燃机在低发动机速度和/或低负载下操作时改进气缸室中的燃烧。
[0029] 可选地，气体排出导管组件包括排出
控制阀，优选地，该排出控制阀是电控的。
[0030] 可选地，入口阀包括入口阀构件，该入口阀构件能够相对于阀座移动，从而经由入口阀控制空气入口系统与气缸室之间的流体连通。气体排出导管组件与阀通道流体连通，所述阀通道延伸通过入口阀构件的至少一部分，用于将气体从气箱供应到气缸室。气体排出阀装置包括气体排出阀装置构件，该气体排出阀装置构件能够相对于入口阀构件移动。
[0031] 可选地，气缸盖组件包括冷侧，该冷侧适于与空气入口系统相邻定位，供给阀位于该冷侧中。优选地，供给阀可被定位成比气缸盖组件的排放阀更靠近入口阀。
[0032] 本发明的第三方面涉及内燃机，该内燃机包括根据本发明的第一方面的供气装置和/或根据本发明的第二方面的气缸盖组件。该内燃机包括气缸室和气箱。
[0033] 可选地，气缸室是气缸燃烧室。
[0034] 本发明的第四方面涉及车辆，该车辆包括根据本发明的第一方面的供气装置和/或根据本发明的第二方面的气缸盖组件和/或根据本发明的第三方面的内燃机。
[0035] 本发明的第五方面涉及用于使用供气装置将气体从内燃机气缸室供给到气箱的方法，所述供气装置包括供给导管组件和专用供给阀。该供气装置包括单向阀，该单向阀适于防止气体经由供给导管组件从气箱输送到气缸室。该方法包括：控制供给阀，以便呈现打开状态，在该打开状态中，供气装置适于经由供给导管组件提供从气缸室到气箱的流体输送。
[0036] 可选地，气缸室是适于接收
燃料的气缸燃烧室，该方法包括：当供给阀呈现打开状态时，防止燃料供应到气缸室。
[0037] 可选地，该方法包括：交替地以预定打开时间将供给阀保持在打开状态，以及以预定封闭时间将供给阀保持在封闭状态，该封闭状态防止气体从气缸室输送到气箱。
[0038] 可选地，所述预定封闭时间比所述预定打开时间大至少两倍，替代地为至少三倍。
[0039] 可选地，预定打开时间在0.1秒到3秒、优选0.5秒到2秒的范围内，并且预定封闭时间在0.5秒到8秒、优选1.5秒到7秒的范围内。
[0040] 可选地，供给阀与气缸室恒定流体连通。
[0041] 本发明的第六方面涉及计算机程序，包括用于在程序在计算机上运行时执行本发明的第五方面的步骤的程序代码装置。
[0042] 本发明的第七方面涉及携载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括用于在该程序产品在计算机上运行时执行本发明的第五方面的步骤的程序代码装置。
[0043] 本发明的第八方面涉及用于控制从内燃机气缸室到可封闭气箱的供气的控制单元，该控制单元被构造成执行本发明的第五方面的方法的步骤。
[0044] 下文描述和随附权利要求书中公开了本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
[0045] 参考附图，下文是作为示例引述的本发明的
实施例的更详细描述。
[0046] 在所述附图中：
[0047] 图1示出了具有内燃机的车辆；
[0048] 图2示意性地示出了内燃机的实施例；
[0049] 图3示出了具有供气装置的气缸盖组件；
[0050] 图4示意性地示出了内燃机的另一实施例；并且
具体实施方式
[0052] 下文将针对卡车10(诸如图1所示的卡车)形式的车辆来描述本发明。卡车10应被视为车辆的实施例，所述车辆能够包括根据本发明的供气装置、气缸盖组件和/或内燃机。然而，本发明可以被实施在多种不同类型的车辆中。仅举例来说，本发明能够被实施在卡车、
拖拉机、汽车、公共汽车、诸如船只或轮船这样的远洋海轮、诸如轮式装载机或铰接搬运车这样的作业机械、或任何其它类型的工程设备中。此外，本发明可以被实施在不需要与任何车辆相关联的内燃机中。
[0053] 图1的车辆10包括内燃机12。
[0054] 图2示出了图1所示内燃机12的实施例的一部分。图2所示实施例的内燃机12包括气缸室14。在图2的实施例中，气缸室14由气缸壁16、气缸盖组件18的盖表面17和活塞20限定。活塞20被连接到
曲柄轴22，以由此能够相对于盖表面17往复移动。图2的气缸室14是气缸燃烧室，这是因为图2的气缸盖组件18包括燃料喷射器23，燃料喷射器23适于将燃料排出到气缸室14中。然而，也设想本发明可以被用于并非燃烧室的气缸室。例如，内燃机12的实施例可以包括专用于生产诸如压缩空气这样的压缩气体的气缸室。
[0055] 虽然图2中仅示出了一个气缸室14，但是设想内燃机12的实施例可以包括多个气缸室。
[0056] 图2还示出了气缸盖组件18包括至少一个排放阀24，至少一个排放阀24适于在内燃机12的气缸室14与排放系统26之间选择性地提供流体连通。仅举例来说，排放系统26可以包括排气后处理系统(未示出)。
[0057] 此外，图2所示气缸盖组件18可以包括入口阀28，入口阀28适于在内燃机的空气入口系统30与气缸室14之间选择性地提供流体连通。
[0058] 图2的内燃机12还包括气箱32。仅举例来说，气箱32可以适于存储能够被喷射到气缸室14中的压缩空气，以便即使在低发动机速度和/或低发动机负载下也确保适当燃烧。为此，如图2所例示，气缸盖组件可以包括气体排出导管组件34，气体排出导管组件34适于在气箱32与适于排出到气缸室14中的气体排出阀装置36之间提供选择性流体连通。仅举例来说，气箱32可以是可封闭车辆压力箱。
[0059] 在图2所示的实施例中，入口阀28包括入口阀构件38，入口阀构件38能够相对于阀座40移动，以由此经由入口阀28来控制空气入口系统30与气缸室14之间的流体连通。气体排出导管组件34与阀通道42流体连通，阀通道42延伸通过用于将气体从气箱32供应到气缸室14的入口阀构件30的至少一部分。气体排出阀装置36包括能够相对于入口阀构件38移动的气体排出阀装置构件44。
[0060] 仅举例来说，气体排出阀装置36可以是电控的。为此，如图2所示，气体排出阀装置36可以与控制单元46(优选是
电子控制单元)连通。
[0061] 为了将气体(优选空气)供给到气箱32，内燃机12优选包括用于将气体从气缸室14供给到气箱32的供气装置48。如可从图2了解的那样，供气装置48包括供给导管组件50和专用供给阀52。供给阀52适于呈现打开状态，在该打开状态中，供给阀52经由供给导管组件50沿着从气缸室14朝向气箱32的方向上输送气体。
[0062] 此外，如图2所示，供气装置48包括单向阀54，单向阀54适于防止气体从气箱32经由供给导管组件50输送到气缸室14。仅举例来说，单向阀54可以包括诸如球形止回阀这样的止回阀或者甚至由其构成。作为非限制性示例，单向阀54可包含
弹簧加载的
钢球(未示出)，在所述单向阀54中，将
硅树脂O形环(未示出)用作球座。
[0063] 仅举例来说，如图2所示，在供给阀52呈现打开状态时，供气装置50适于独立于排放阀24的操作情况而经由供给导管组件50将气体从气缸室14输送到气箱32。作为非限制性示例，当供给阀52呈现打开状态时，即使当排放阀24呈现封闭状态(即，防止流体从气缸室14输送到排放系统26的状态)时，气体也可经由供给导管组件50从气缸室14被供给到气箱
32。
[0064] 此外，如图2所示，供给阀52可以被布置成与至少一个排放阀24分隔开。此外，供给阀52可以被布置成与至少一个入口阀28分隔开。
[0065] 图3示出了包括供气装置50的实施例的气缸盖组件18的一部分的横截面图。在图3所示供气装置50中，供给阀52适于被布置在气缸盖组件18的气缸盖19中。此外，图3所示的供给阀52的实施方式是提升阀。这样，图3所示的供给阀52包括可移动阀构件56，可移动阀构件56适于被布置成相对于阀座58移动，分别用于打开和封闭供给阀52。
[0066] 如图3所例示，供给阀52可以包括套筒60，套筒60延伸通过气缸盖19的至少一部分。仅举例来说，套筒60可以具有在5mm到15mm的范围内的直径。套筒60的、适于最接近气缸室14的部分可以适于包括阀构件56的阀座58。
[0067] 此外，如图3所示，套筒60的、适于最接近气缸室14的部分可以包括肩部62，肩部62适于邻接气缸盖19的一部分，以便确保套筒60在图3的视图中不向上移动。
[0068] 图3所示套筒60可以被布置在气缸盖19的套筒开口中。气缸盖19具有沿着轴向方向A的延伸部，该轴向方向A与活塞(未示出)在气缸室14中的预期移动方向平行。如图3所示，套筒开口可以使得套筒60的中心线与轴向方向A形成
角度α。仅举例来说，上述角度α可以在2°到5°的范围中。
[0069] 仅举例来说，气缸盖组件18、特别是气缸盖19包括冷侧，该冷侧适于与空气入口系统(未在图3中示出)相邻定位。供给阀52位于冷侧内。
[0070] 阀构件56可以适用于打开状态与封闭状态之间的线性移动。参考图3的供给阀52的实施方式，阀构件56可以适用于相对于套筒60的线性移动。此外，如图3所示，阀构件56可以包括适于接触阀座58的阀盖64以及从阀盖64延伸的伸长阀杆66。
[0071] 作为另一示例，如图3所示，供给阀52相对于气缸盖组件18的盖表面17布置，使得供给阀52适于不延伸到适于气缸室14的、容纳活塞的一部分中。在图3所示的供给阀52的实施方式中，即使在供给阀52处于打开状态中时，阀盖64也适于不延伸到气缸室14中。
[0072] 供给阀52可以是电控阀，优选地，供给阀52是电磁阀。图3的供给阀52的实施方式包括诸如电磁阀这样的
致动器68，致动器68适于使阀构件56相对于套筒60移动。仅举例来说，如图3所示，致动器68可以与控制单元46连通。
[0073] 作为非限制性示例，供给阀52可以适于与气缸室14恒定流体连通。在图3的供给阀52的实施方式中，至少阀盖64适于与气缸室14恒定流体连通。
[0074] 仅举例来说，供气装置50的单向阀54可以在从气缸室14朝向气箱32的方向上被布置在供气阀52的下游。在图3的实施例中，套筒60包括与单向阀54流体连通的侧开口70。实际上，在图3的实施例中，套筒的侧开口70经由气缸盖19中的导管72而与单向阀54流体连通。这样，当阀构件56不邻接阀座58时，来自气缸室14的气体可以进入套筒60的内腔73，经由套筒60的侧开口70离开套筒60，并且此后经由导管72到达单向阀54。
[0075] 如图3所示，当供给阀52呈现打开状态时，供气装置适于经由供给导管组件50仅提供从气缸室14到气箱32的流体输送。这样，作为非限制性示例，呈现打开状态的供给阀52不会经由供给导管组件50造成从气缸室14到内燃机的任何其它部分、诸如排放系统或入口系统(未在图3中示出)的流体输送。
[0076] 作为另一非限制性示例，供给导管组件50可以包括气体过滤器74。如图3实施例所例示，在从单向阀54到气箱32的预期流动方向上观察时，
空气过滤器74可以位于单向阀54与气箱32之间。
[0077] 图4示出了根据本发明的内燃机12的另一实施例的一部分。与图2的实施例相比，图4的实施例的气体排出导管组件34适于将空气排出到空气入口系统30中。为此，图4的空气排出阀装置36适于将空气排出到空气入口系统30中，用于随后排出到气缸室14中。
[0078] 此外，图4示出了供气装置48的替代实施例。在图4的实施例中，在从气缸室14到气箱32的预期流动方向上观察时，供给阀52位于单向阀54与气箱32之间。在图4的实施例中，虽然供给阀52不需要是提升阀，但是可以是诸如
开关阀(未示出)这样的其它类型的阀。
[0079] 图5示出了如下方法的流程图：用于使用包括供给导管组件50和专用供给阀52的供气装置48将气体从内燃机气缸室14供给到气箱32。供气装置48包括单向阀54，单向阀54适于防止经由供给导管组件50将气体从气箱32输送到气缸室14。该方法包括S10：控制供给阀52，以便呈现打开状态，在该打开状态中，供气装置48适于经由供给导管组件50将气体从气缸室14输送到气箱32。
[0080] 图5的实施例还预期的是，气缸室14可以是气缸燃烧室，其适于例如通过使用诸如图2所示的燃料喷射器23来接收燃料。该方法还包括S12：当供给阀52呈现打开状态时，防止燃料供应到气缸燃烧室14的。
[0081] 作为非限制性示例，该方法可包括交替地以预定打开时间将供给阀保持在打开状态，并且以预定封闭时间将供给阀保持在封闭状态，防止气体从气缸室14输送到气箱32。仅举例来说，该预定封闭时间比预定打开时间大至少两倍、可选为至少三倍。
[0082] 作为又一非限制性示例，预定代开时间可以在0.1秒到3秒、优选0.5到2秒的范围内，并且预定封闭时间在0.5秒到8秒、优选1.5秒到7秒的范围内。
[0083] 应理解，本发明不限于上文所述和附图所示出的实施例；相反，本领域的技术人员将认识到可以在所附要求书的范围内进行许多改变和
修改。
