具有可失活汽缸的内燃发动机及用于运行所述类型内燃发动机的方法技术

提供了一种用于涡轮增压多缸内燃发动机的方法和系统，所述发动机包括一个双通道涡轮机和至少两组汽缸，其中一组汽缸响应发动机负荷是否超过一个阈值而是可切换的。每组汽缸的排气管线都是以一种有目标的方式安排成与所述涡轮机联接，使得所述可切换组是被附接至一个通道并且激活的组是被附接至另一个通道以便减小压力脉冲行进距离的差异，其中一个切断元件是被设置在附接至所述可切换组的通道中并且可以被移动以便当这些汽缸失活时阻止排气流通过所述通道，从而改善所述发动机的部分失活和涡轮增压特性。

【技术实现步骤摘要】
具有可失活汽缸的内燃发动机及用于运行所述类型内燃发动机的方法相关申请的交叉引用本申请要求2013年5月8日提交的德国专利申请No.102013208510.9、2013年5月8日提交的德国专利申请No.102013208516.8、以及2013年6月7日提交的德国专利申请No.102013210664.5的优先权，它们的全部内容通过引用结合在此以用于所有目的。
技术介绍
\概述可以通过将发动机汽缸分成至少两个组，并且在低负荷情况下使一组汽缸失活来增加涡轮增压多缸内燃发动机的运行效率。两组或多组的排气管线可以被安排成与一个双通道涡轮机联接，从而使可失活汽缸组附接至一个通道并且使激活的汽缸组附接至另一个通道。增加发动机运行效率的一种示例性方式是用可变气门驱动装置使一组汽缸失活，其中，在进气过程中流入到燃烧室里的充入空气质量通过进气门升程来控制，并且流入到排气系统里的排气通过排气门升程来控制。因此，这些气门在汽缸失活期间保持在闭合位置并且阻止排气从这些失活的汽缸流至涡轮机。增加发动机运行效率的另一种示例性方式是通过停止对汽缸的燃料供应和/或应用点火来使一组汽缸失活。在此，如果这些汽缸的相关联气门驱动装置未失活或可能不会失活，则这些失活汽缸继续参与充气交换。由此，充入空气可以流至涡轮增压器的涡轮机。关于上面这种可变气门驱动装置方式诸位专利技术人注意到的潜在问题是与实施它们相关联的费用，因此可变气门驱动装置可能不适合批量生产。此外，可变气门驱动装置使部分失活期间流至涡轮增压器的总质量流量减小，从而减小涡轮机压力比。当使燃料供应和/或应用点火停止以使汽缸失活时，诸位专利技术人注意到的另一个潜在问题是，汽缸仍然参与充气交换，这会带来降低部分失活效益的影响。诸位专利技术人注意到的另一个潜在问题是，在发动机部分失活期间，当汽缸中的每一组(例如可失活汽缸组和激活汽缸组)都与一个通道联接时，该双通道涡轮机中压力脉冲可能会衰减。至少部分地解决以上问题中的一些的潜在方式包括：包括至少两个汽缸的增压内燃发动机，其中每个汽缸都具有与排气管线邻接的用于经由排气排放系统排放废气的至少一个排出开口，以及与进气管线邻接的用于经由进气系统供应充入空气的至少一个进入开口。这些汽缸被配置的方式为使得它们形成至少两个组，在每种情况下每组具有至少一个汽缸，其中，第一组中的该至少一个汽缸是即使在内燃发动机发生部分失活的事件中依然运行的汽缸并且第二组中的该至少一个汽缸被形成为可以依据负荷切换的汽缸。设置了一个排气涡轮增压器，其包括安排在排气排放系统中的一个涡轮机和安排在进气系统中的一个压缩机。每个汽缸组中汽缸的排气管线在每种情况下都合并以形成一个总体排气管线，使得一个排气歧管得以形成并且这个两个总体排气管线是被连接至一个双通道涡轮机。该双通道涡轮机包括安装在一个涡轮机壳体中的可旋转轴上的至少一个转子，其方式为使得在每种情况下都有一个总体排气管线连接至该涡轮机的两个进入开口中的一个，其中每个进入开口都由该涡轮机的一个通道邻接。设置了一个第一切断元件，其在第一工作位置中阻断指配给第二汽缸组的通道并使该通道与该至少一个转子分离，并且在第二工作位置中打开该通道并将该通道连接至该至少一个转子。此外，可设置至少一个排气再循环安排。举例而言，当发动机在一个临阈负荷以下持续运行一段时间以启动一次部分失活时，可以使燃料供应和/或应用点火停止以使可切换汽缸失活。在该部分失活期间，可以调节该切断元件以改变该通道与这些可切换汽缸的排气管线之间流体耦合的程度。这些可失活汽缸的响应发动机负荷的排气流控制使该涡轮增压器的涡轮机中压力脉冲免于衰减并且免去了机械地关闭汽缸的需要，从而改善总体发动机效率。此外，通过阻断该通道可以降低部分失活期间的排气排放物。应当理解的是，提供以上概述是为了以简化的形式来介绍一组可选择的概念，在详细说明中会进一步描述这些概念。这并非意在指出所要求保护主题的关键的或本质的特征。另外，所要求保护主题并不限于解决以上或本披露的任何一个部分中所注意到的任何缺点的实施方式。附图的简要说明图1a、1b、和1c示意性地示出了涡轮增压内燃发动机的第一实施例。图2a、2b、2c示意性地示出了涡轮增压内燃发动机的第二实施例。图3示出了内燃发动机的一个示例汽缸。图4示出了一种用于第一实施例的示例方法。图5示出了一种用于第二实施例的示例方法。图6示出了一种用于内燃发动机汽缸的示例方法。图7示意性地示出了一个双流涡轮机的通向两个总体排气管线的两个通道的图解指配构型。详细说明本申请涉及一种增压的、应用点火的内燃发动机，该发动机具有至少两个汽缸，其中每个汽缸具有与排气管线邻接的用于经由排气排放系统排放排气的至少一个排出开口，并且每个汽缸具有与进气管线邻接的用于经由进气系统供应充入空气的至少一个进入开口。该至少两个汽缸可以被配置成使得它们形成至少两个组，在每种情况下各组具有至少一个汽缸，其中第一组中的该至少一个汽缸是即使在内燃发动机发生部分失活时仍在运行的汽缸，并且第二组中的该至少一个汽缸形成为可以依据负荷切换的汽缸。进一步地，设置了至少一个排气涡轮增压器，其包括安排在该排气排放系统中的一个涡轮机和安排在该进气系统中的一个压缩机。每个汽缸组的汽缸的排气管线在每种情况下都合并以形成一个总体排气管线从而形成一个排气歧管，并且这两个总体排气管线是被连接至一个双通道涡轮机。每个汽缸组的汽缸的排气管线可以是被连接至一个双通道涡轮机，其方式为使得在每种情况下一个总体排气管线连接至该涡轮机的两个通道之一，其中具有较大容积的第一总体排气管线是被连接至具有较小长度和较小容积的第一通道，并且具有较小容积的第二总体排气管线是被连接至具有较大长度和较大容积的第二通道。该双通道涡轮机包括安装在一个涡轮机壳体中的可旋转轴上的至少一个转子，其方式为使得在每种情况下一个总体排气管线是被连接至该涡轮机的两个进入开口之一，其中每个进入开口都是由该涡轮机的一个通道邻接。设置了一个第一切断元件，其在第一工作位置中阻断指配给第二汽缸组的通道并且使该通道与该至少一个转子分离，并且在第二工作位置中打开该通道并将该通道连接至该至少一个转子。进一步地，可以设置至少一个排气再循环安排。本申请还涉及一种运行所述类型内燃发动机的方法。上述类型的内燃发动机用作一个机动车辆驱动单元。在本申请的上下文中，表述“内燃发动机”包括柴油发动机、奥托循环发动机、利用混合燃烧过程的混合内燃发动机、以及混合驱动装置，该混合驱动装置包括该内燃发动机和一个电动机器，该电动机器在驱动方面连接至该内燃发动机并且接收来自该内燃发动机的动力或者作为可切换的辅助驱动装置输出额外动力。在内燃发动机的研发中，降低燃料消耗是基本目标，其中努力的重点在于使总体效率获得提高。例如，在奥托循环发动机的情况下，也就是说，在应用点火的内燃发动机的情况下，燃料消耗以及效率提出了一个潜在问题。这样的原因在于奥托循环发动机运行过程的原理。负荷控制一般是由设置在该进气系统中的一个节流阀瓣来进行。通过调节该节流阀瓣，可以在较大或较小程度上减小该节流阀瓣下游吸入空气的压力。节流阀瓣越是关闭，就是说所述节流阀瓣越是阻断该进气系统，通过该节流阀瓣的吸入空气的压力损耗越大，并且在该节流阀瓣下游且在进入该至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增压的、应用点火的内燃发动机，包括：至少两个汽缸，其中每个汽缸都具有至少一个排出开口，所述至少一个排出开口邻接一个排气管线以用于经由排气排放系统而排放排气；每个汽缸都具有至少一个进入开口，所述至少一个进入开口邻接一个进气管线以用于经由进气系统而供应充入空气；至少两个汽缸配置成使得它们形成至少两个组，在每种情况下各组具有至少一个汽缸，其中第一组的所述至少一个汽缸是即使在内燃发动机的部分失活事件中仍在运行的汽缸，并且第二组的所述至少一个汽缸形成为能够以依据负荷的方式被切换的汽缸；提供至少一个排气涡轮增压器，所述涡轮增压器包括安排在所述排气排放系统中的涡轮机以及安排在所述进气系统中的压缩机；其中，每个气缸组的汽缸的排气管线在每种情况下都合并以形成一个总排气管线，从而形成一个排气歧管；并且所述两个总排气管线连接至双通道涡轮机，所述涡轮机包括安装在涡轮机壳体中的可旋转轴上的至少一个转子，其方式为使得在每种情况下一个总排气管线是被连接至所述涡轮机的两个进入开口之一，其中每个进入开口都是由所述涡轮机的一个通道邻接，并且提供第一切断元件，所述元件在第一工作位置阻断指配给所述第二气缸组的第二通道并且使所述第二通道与所述至少一个转子分离，并且在第二工作位置打开所述第二通道并将所述第二通道连接至所述至少一个转子。...

【技术特征摘要】
2013.05.08 DE 102013208510.9;2013.05.08 DE 10201321.一种增压的、应用点火的内燃发动机，包括：至少两个汽缸，其中每个汽缸都具有至少一个排出开口，所述至少一个排出开口邻接一个排气管线以用于经由排气排放系统而排放排气；每个汽缸都具有至少一个进入开口，该至少一个进入开口邻接一个进气管线以用于经由进气系统而供应充入空气；至少两个汽缸配置成使得它们形成至少两个组，在每种情况下各组具有至少一个汽缸，该至少两个组包括第一汽缸组和第二汽缸组，其中该第一汽缸组的至少一个汽缸是即使在内燃发动机的部分失活事件中仍在运行的汽缸，并且该第二汽缸组的至少一个汽缸形成为能够以依据负荷的方式被切换的汽缸；提供至少一个排气涡轮增压器，该涡轮增压器包括安排在该排气排放系统中的双通道涡轮机以及安排在该进气系统中的压缩机；其中，该第一汽缸组和该第二汽缸组的汽缸的排气管线在每种情况下都合并以形成一个总排气管线，从而形成一个排气歧管；并且所述两个总排气管线连接至所述双通道涡轮机，该双通道涡轮机包括安装在涡轮机壳体中的可旋转轴上的至少一个转子，其方式为使得在每种情况下一个总排气管线是被连接至该双通道涡轮机的两个进入开口之一，其中每个进入开口都是由该双通道涡轮机的一个通道邻接，并且提供第一切断元件，该元件在第一工作位置阻断指配给该第二汽缸组的第二通道并且使所述第二通道与该至少一个转子分离，并且在第二工作位置打开所述第二通道并将所述第二通道连接至该至少一个转子；其中所述第二汽缸组中每个汽缸的进气管线中分别在汽缸的上游提供第二切断元件，所述第二切断元件能够以依据负荷的方式被切换，当该汽缸被激活时所述第二切断元件打开用于供应充入空气的进气管线并且当该汽缸失活时阻断该进气管线。2.如权利要求1所述的发动机，进一步包括至少一个排气再循环装置，其中排气经由各个所述第二切断元件下游的进气管线中的连接而输送至所述第二汽缸组中的汽缸。3.如权利要求2所述的发动机，其中所述第一切断元件进一步定为成当其处于该第一工作位置时将该第二通道连接至该排气再循环安排；并且当该第一切断元件处于该第二工作位置时使该第二通道与该排气再循环装置分离。4.如权利要求3所述的发动机，其中第三切断元件被提供在该排气再循环安排中。5.如权利要求1所述的发动机，其中该第一切断元件是被定位在该第二通道的转子侧末端处。6.如权利要求1所述的发动机，其中该涡轮机壳体中的这两个通道彼此间由一个壳体壁分离，其中在转子侧该壳体壁在与该至少一个转子相距一段距离处终止，从而在这两个通道之间形成一种连接。7.如权利要求6所述的发动机，其中该第一切断元件处于该第一工作位置时阻断该连接并且处于该第二工作位置时打开该连接。8.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·M·金德尔，W·维莱姆斯，V·斯米利亚诺夫斯基，N·A·斯科恩，F·J·布林克曼，R·斯塔尔曼，F·A·萨默候夫，A·库斯克，J·克默林，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US