用于增压内燃发动机多通道涡轮可变舌间距的系统和方法技术方案

本申请公开一种具有双流涡轮增压器的内燃发动机，其包含具有至少一个舌状端的圆形支架，其中所述圆形支架可沿着涡轮转动轴以平移的方式调整。移动该圆形支架通过改变至转子的舌间距来影响涡轮通道的分离行为的程度。

【技术实现步骤摘要】
用于增压内燃发动机多通道涡轮可变舌间距的系统和方法互相参考相关申请本申请要求2013年7月9日提交的德国专利申请第102013213450.9号的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此以用于所有目的。
技术介绍
具有多通道涡轮的涡轮增压发动机包含壁件，该壁件将通道分开直到转子的范围，以便改变两个通道之间的相互作用。双通道涡轮能够分离两个气缸排气组的两股气流，这有助于提高低端扭矩。双流涡轮的效率和分离特征受到涡轮壳体壁的舌状物于涡轮机叶轮之间的间距的影响。发动机可以考虑涡轮在不同工况下的不同间距特征以增加效率。一种方案是提供壁件，该壁件将通道彼此分开直到转子，在低发动机转速/负荷下，这有助于脉冲机械增压。另一种方案是提供壁件，该壁件与转子有一段间距，因而在两个通道之间提供一定程度的相互作用，在高发动机转速/负荷下，这有助于冲压机械增压。本专利技术人注意到，关于上述方案的一个潜在问题是提供具有固定位置的壁件仅能够在某些工况下优化发动机。
技术实现思路
至少部分地解决若干上述问题的一种潜在方案包含增压内燃发动机，该内燃发动机包含具有至少两个气缸的至少一个气缸盖以及具有至少一个涡轮的至少一个排气涡轮增压机。增压内燃发动机的每个汽缸包含用于将排气排出汽缸的至少一个排气口，每个排气口由排气管相连。至少两个汽缸被配置为使得形成至少两个汽缸组，每个汽缸组具有至少一个汽缸，每个汽缸组的汽缸的排气管合并以形成相应的总排气管，由此形成排气歧管。所述至少两个总排气管被连接到多通道分段涡轮，所述多通道分段涡轮包含安装在涡轮壳体内的可转动轴上的至少一个转子。在垂直于转子的轴的截面上看来，至少两个通道至少沿着一段弧形部分被布置成一个通道在另一个通道之上并且以不同的半径用螺旋的方式包围至少一个转子，并且每个通道沿着一段圆弧形部分朝向至少一个转子打开，以使得在每种情况下一个总排气管被连接到涡轮的至少两个通道之一。在每种情况下，两个相邻通道至少在涡轮壳体内的总排气管的部分和连续体上借助壳体壁彼此分离。在转子一侧，分开两个相邻通道的至少一个壳体壁具有自由舌状端并且其末端与至少一个转子具有一间距，由此形成舌间距。在此，多通道分段涡轮是至少一个排气涡轮增压器的涡轮，其中提供可移动圆形支架，其具有至少一个舌状元件并且可沿着转动轴以平移的方式移动，以便改变舌间距。当支架处于第一工作位置时，至少一个舌状元件延长了将两个相邻通道分开的壳体壁的自由舌状端，以便减小到至少一个转子的舌间距。当支架处于停歇位置时，至少一个舌状元件被定位成与至少一个转子横向相邻。以这种方式，具有可调舌间距的多通道涡轮增压器可以通过舌间距来改变多个通道之间的相互作用程度。因此，流动转移管道可以基于发动机工作参数来打开或关闭，以改变通向转子的多个通道的分离程度并且更好地使能在不同的条件下运行。例如，在高发动机负荷和/或转速下，当在排气歧管中存在大量的排气时，通过调整圆形支架以打开流动转移管道，多个通道之间的相互作用程度可能较高。在另一种示例中，在低发动机负荷下，当存在少量排气时，通过调整圆形支架以关闭流动转移管道，舌间距可以被延长并增加多个通道的分离程度。在另一个示例中，一种用于操作增压发动机的方法包含沿着涡轮的转动轴以平移方式将具有至少一个舌状元件的圆形支架从停歇位置移动到第一工作位置，以便通过减少舌间距来增加涡轮的至少两个通道的分离程度。以这种方式，通过减少舌间距，有可能在两个通道内的排气流量存在差异的发动机工况下减少两个通道与涡轮内的相互作用程度。因此，可以极大地降低排气流的压力脉冲的相互影响并且提高涡轮效率。应理解提供上述
技术实现思路
是为了以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。它并非旨在识别要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围唯一地由随附于具体实施方式的权利要求来界定。此外，要求保护的主题并不限于解决上文或在本技术的任何部分中所提到的任何缺点的实施方案。附图说明图1示出多汽缸涡轮增压发动机的示例性实施例。图2示意性示出机械增压内燃发动机的第一实施例的双通道涡轮，其在垂直于转动轴的方向被横截并具有圆形支架。图3a示意性示出机械增压内燃发动机的第一实施例的双通道涡轮，其在垂直于涡轮转动轴的方向被横截并具有位于停歇位置的支架。图3b示意性示出在相对于图3a转动90度的截面中的图3a所示的涡轮。图3c示意性示出机械增压内燃发动机的第一实施例的双通道涡轮，其在垂直于涡轮转动轴的方向被横截并具有位于第一工作位置的支架。图3d示意性示出在相对于图3c转动90度的截面中的图3c所示的涡轮。图4a示意性示出作为单件式结构的圆形支架。图4b示意性示出作为多件式结构的圆形支架。图5示出响应于发动机转速和负荷来转移圆形支架的示例性方法。具体实施方式本申请涉及一种增压内燃发动机，该内燃发动机包含具有至少两个气缸的至少一个气缸盖以及具有至少一个涡轮的至少一个排气涡轮增压机，其中每个汽缸具有用于将排气排出汽缸的至少一个排气口，每个排气口由排气管相连。至少两个汽缸被配置为使得形成至少两个汽缸组，每个汽缸组具有至少一个汽缸。每个汽缸组的汽缸的排气管合并以形成相应的总排气管，由此形成具有连接到多通道分段涡轮的至少两个总排气管的排气歧管。该涡轮包含安装在涡轮壳体内的可转动轴上的至少一个转子和该涡轮的至少两个通道，在垂直于转子的轴的截面上看来，所述至少两个通道至少沿着一段弧形部分被布置成一个通道在另一个通道之上并且以不同的半径用螺旋的方式包围至少一个转子，并且每个通道沿着一段圆弧形部分朝向至少一个转子打开，以使得在每种情况下一个总排气管被连接到涡轮的至少两个通道之一。两个相邻通道至少在涡轮壳体内的总排气管的部分和连续体上借助壳体壁彼此分离，其中在转子一侧，分开两个相邻通道的至少一个壳体壁具有自由舌状端并且其末端与至少一个转子具有一间距，由此形成舌间距。所述多通道分段涡轮是至少一个排气涡轮增压器的涡轮。本申请也涉及一种用于操作所述类型的内燃发动机的方法。在引言中提到的内燃发动机类型被用作机动车辆驱动单元。在本申请的背景下，表述“内燃发动机”涵盖柴油发动机、应用点火的发动机以及混合动力内燃发动机。所述混合动力内燃发动机使用混合燃烧过程和混合驱动器，所述混合驱动器不仅包含内燃发动机也包含电机，该电机作为驱动器被连接到内燃发动机并且从内燃发动机接收电力，或者作为可切换辅助驱动器输出额外的电力。内燃发动机具有汽缸体和汽缸盖，二者彼此连接起来形成汽缸。汽缸盖通常用于固定阀门驱动器。为了控制充气交换，内燃发动机需要控制元件(通常表现为阀门形式)和用于致动这些控制元件的致动设备。用于阀门运动的阀门致动机构(包含阀门本身)被称为阀门驱动器。在充气交换期间，经由至少两个汽缸的排气口排出燃烧气体，并且经由进气口来进行燃烧室的充气(亦即吸入新鲜的混合气或增压空气)。在一些方案中，与排气口相连的排气管至少部分集成在汽缸盖中并且合并以形成常见的总排气管或者合并成多组以形成两个或更多总排气管。在本申请中，合并排气管以形成总排气管通常被称为排气歧管。在特定情形中汽缸的排气管合并的方式(亦即排气排放系统的设计结构)基本依赖于优化内燃发动机的运行性能所针对的特征映射区域。对于机械增压内燃发动机，其中在排气排放系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增压内燃发动机，其包含：至少一个汽缸盖，其具有至少两个汽缸；至少一个排气涡轮增压器，其具有至少一个涡轮；每个汽缸具有将排气排出所述气缸的至少一个排气口，且每个排气口由排气管相连；至少两个汽缸被配置为使得形成至少两个汽缸组，每个汽缸组具有至少一个汽缸；每个汽缸组的所述汽缸的所述排气管合并以形成相应的总排气管，由此形成排气歧管；所述至少两个总排气管被连接到多通道分段涡轮，所述多通道分段涡轮包含安装在涡轮壳体内的可转动轴上的至少一个转子和至少两个通道，在垂直于所述转子的所述轴的截面上看来，所述至少两个通道至少沿着一段弧形部分被布置成一个通道在另一个通道之上并且以不同的半径用螺旋的方式包围所述至少一个转子，并且每个通道沿着一段圆弧形部分朝向所述至少一个转子打开，以使得在每种情况下一个总排气管被连接到所述涡轮的所述至少两个通道之一；在每种情况下，两个相邻通道至少在所述涡轮壳体内的所述总排气管的部分和连续体上借助壳体壁彼此分离，其中在所述转子一侧，分开两个相邻通道的所述至少一个壳体壁具有自由舌状端并且其末端与所述至少一个转子具有一间距，由此形成舌间距；所述多通道分段涡轮是所述至少一个排气涡轮增压器的涡轮；以及其中提供可移动圆形支架，其具有至少一个舌状元件并且可沿着所述转动轴以平移的方式移动，以便改变舌间距，其中当所述支架处于第一工作位置时，所述至少一个舌状元件延长了将两个相邻通道分开的壳体壁的所述自由舌状端，因此舌间距减小，而当所述支架处于停歇位置时，所述至少一个舌状元件被定位成与所述至少一个转子横向相邻。...

【技术特征摘要】
2013.07.09 DE 10201321345091.一种增压内燃发动机，其包含：至少一个汽缸盖，其具有至少两个汽缸；至少一个排气涡轮增压器，其具有至少一个涡轮；每个汽缸具有将排气排出所述汽缸的至少一个排气口，且每个排气口由排气管相连；至少两个汽缸被配置为使得形成至少两个汽缸组，每个汽缸组具有至少一个汽缸；每个汽缸组的所述汽缸的所述排气管合并以形成相应的总排气管，由此形成排气歧管；所述至少两个总排气管被连接到多通道分段涡轮，所述多通道分段涡轮包含安装在涡轮壳体内的可转动轴上的至少一个转子和至少两个通道，在垂直于所述转子的所述轴的截面上看来，所述至少两个通道至少沿着一段弧形部分被布置成一个通道在另一个通道之上并且以不同的半径用螺旋的方式包围所述至少一个转子，并且每个通道沿着一段圆弧形部分朝向所述至少一个转子打开，以使得在每种情况下一个总排气管被连接到所述涡轮的所述至少两个通道之一；在每种情况下，两个相邻通道至少在所述涡轮壳体内的所述总排气管的部分和连续体上借助壳体壁彼此分离，其中在所述转子一侧，分开两个相邻通道的所述至少一个壳体壁具有自由舌状端并且其末端与所述至少一个转子具有一间距，由此形成舌间距；所述多通道分段涡轮是所述至少一个排气涡轮增压器的涡轮；以及其中提供可移动圆形支架，其具有至少一个舌状元件并且可沿着所述转动轴以平移的方式移动，以便改变舌间距，其中当所述支架处于第一工作位置时，所述至少一个舌状元件延长了将两个相邻通道分开的壳体壁的所述自由舌状端，因此舌间距减小，而当所述支架处于停歇位置时，所述至少一个舌状元件被定位成与所述至少一个转子横向相邻。2.根据权利要求1所述的增压内燃发动机，其中所述支架可用两阶段方式调整，并且位于所述第一工作位置或所述停歇位置上。3.根据权利要求1所述的增压内燃发动机，其中所述支架能够以连续可变的方式在所述第一工作位置和所述停歇位置之间调整。4.根据权利要求1所述的增压内燃发动机，其中所述至少一个舌状元件与所述支架整体形成，并且所述支架和所述至少一个舌状元件形成整块组件。5.根据权利要求1所述的增压内燃发动机，其中所述支架和所述至少一个舌状元件构成彼此连接的单独组件。6.根据权利要求1所述的增压内燃发动机，其中所述多通道分段涡轮是具有两个通道的双流涡轮，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·M·金德尔，N·A·斯科恩，V·斯米利亚诺夫斯基，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