四冲程往复式内燃机及用于这种内燃机的运行方法技术

本发明专利技术涉及一种内燃机，具有偶数个气缸和一废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器具有两个至少基本上相互分开的涡轮入口(T1，T2)。所述气缸中的每一个配置有：至少一个用于将燃烧用空气送入所述气缸的燃烧室的进气通道(EK1；EK2)，所述进气通道具有燃烧室侧的进气口(E1；E2)；用于将废气排出所述气缸的燃烧室的第一排气通道(AK1)，所述第一排气通道具有燃烧室侧的第一排气口(A1)；以及用于将废气排出所述气缸的燃烧室的第二排气通道(AK2)，所述第二排气通道具有燃烧室侧的第二排气口(A2)。所述气缸的第一半部通过相应的第一排气通道(AK1)与所述两个涡轮入口(T1，T2)中的第一涡轮入口连接，并且通过相应的第二排气通道(AK2)与所述两个涡轮入口(T1，T2)中的第二涡轮入口连接。所述气缸的第二半部通过相应的第一排气通道(AK1)与所述第二涡轮入口(T2)连接，并且通过相应的第二排气通道(AK2)与所述第一涡轮入口(T1)连接。根据本发明专利技术，所述第二排气口(A2)具有大于所述第一排气口(A1)的直径。在一种用于本发明专利技术的内燃机的运行方法中，在低于一预设转速下限的低转速下，借助分别配置给所述第一排气口或所述第二排气口的排气门使所述第一排气口(A1)或所述第二排气口(A2)持续关闭。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1前序部分所述的具有废气涡轮增压器的四冲程往复式内燃机以及一种用于这种内燃机的运行方法。
技术介绍
由DE10243473A1已知一种内燃机，该内燃机具有废气涡轮增压器和数个各具有第一排气门和第二排气门的气缸，其中所述第一排气门和第二排气门分别被合并成一个可分开控制的组。来自于配置给相应一组排气门的废气通道的废气可被供应给废气涡轮增压器的双涡轮的相互分开的入口。低转速时仅打开一组气门，转速较高时将两组排气门都打开。其中所存在的问题一方面在于，如果在转速相对较低时就转换至使得所有排气门都打开的运行模式，则气缸中的残气含量就会非期望地高。另一方面，如果使该转换操作的转速界限推移至更高的转速，就会有损于内燃机的热力学效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能改善上述缺点的同类型内燃机及用于这种内燃机的运行方法。本专利技术用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1的特征的内燃机和一种具有权利要求7的特征的相应运行方法。本专利技术的四冲程往复式内燃机具有偶数个气缸和一废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器具有两个至少基本上相互分开的涡轮入口。所述气缸中的每一个配置有至少一个用于将燃烧用空气送入所述气缸的燃烧室的进气通道，所述进气通道具有燃烧室侧的进气口。此外，所述气缸中的每一个配置有用于将废气排出所述燃烧室的第一排气通道和第二排气通道，其中所述第一排气通道具有燃烧室侧的第一排气口，并且所述第二排气通道具有燃烧室侧的第二排气口。其中，第一排气门和第二排气门用于通过打开和关闭所述第一排气口和所述第二排气口控制废气从所述燃烧室通过所述第一排气通道和所述第二排气通道的排出。其中，所述气缸的第一半部通过相应的第一排气通道与所述两个涡轮入口中的第一涡轮入口连接，并且通过相应的第二排气通道与所述两个涡轮入口中的第二涡轮入口连接。此外，所述气缸的第二半部通过相应的第一排气通道与所述第二涡轮入口连接，并且通过相应的第二排气通道与所述第一涡轮入口连接。本专利技术提出，所述第二排气口具有大于所述第一排气口的直径。相应地，对应配置的第一气门和第二气门的气门头的直径也实施得不一样。通过这些不同大小的气门头直径和排气口直径能改善残气扫气。也能在不损害内燃机的热力学效率的情况下，提高从每气缸仅操纵一个排气门的运行模式转换至每气缸操纵两个排气门的运行模式的转速界限。为尽可能有效地实现有益效果，本专利技术提出，所述第二排气口和所述第二排气门的气门头直径选择得比所述第一排气口的直径或所述第一排气门的气门头直径大至少10％，但优选大至少15％、20％或甚至更多。本专利技术的内燃机优选实施为4缸或6缸发动机，特别采用直列式设计。对应配置的涡轮增压器可以是所谓的双涡流增压器或分段式增压器(Segment-Lader)。在本专利技术的技术方案中，为每个气缸设有具有第一进气口的第一进气通道以及具有第二进气口的第二进气通道。由此，所述内燃机构建为所谓的4气门发动机。其中特别有益的是，在本专利技术进一步的技术方案中，所述第二进气口具有大于所述第一进气口的直径。与第二排气口相似，第二进气口可具有一直径，该直径选择得比第一进气口的直径大至少10％，但优选大至少15％、20％或甚至更多。在本专利技术进一步的技术方案中，所述第一进气通道构建为螺旋通道或涡流通道，并且所述第二进气通道构建为填充通道，借此可实现特别良好和稳定的燃烧。借此可在燃烧室中形成对燃烧起稳定作用的螺旋或涡流。为此，进气通道轴的方向相对于气缸轴采用合适的实施方案。另外，为实现良好的换气和有益的燃烧过程，本专利技术进一步的技术方案提出，从所述气缸的俯视角度看，所述第二进气口与所述第二排气口沿对角线相对布置。在本专利技术进一步的技术方案中，为所述内燃机设有四个排成一列的气缸一至四，其中，所述第一气缸和所述第四气缸组成所述气缸的第一半部，并且所述第二气缸和所述第三气缸组成所述气缸的第二半部，并且为所述气缸设置一-三-四-二的点火顺序。其中从与所述内燃机的动力输出相对的一侧开始，以常规方式对所述气缸计数。借助上述点火顺序并结合不同大小的排气口，可使得各扫气过程之间的交叉影响特别小并且使气缸中的残气含量特别低。借助于根据权利要求1至6中任一项所述的内燃机，本专利技术还通过一种运行方法来解决前述课题，其中，在低于一预设转速下限的低转速下，借助分别配置给所述第一排气口或所述第二排气口的排气门使所述第一排气口或所述第二排气口持续关闭。在一可预设的转速上限以上这样运行所述内燃机，即，通过以常规方式操纵所述排气门，使得所有气缸的所述两个排气口在临近工作冲程结束时打开并且在排出冲程的上止点之后立即再度关闭。其中，在所述方法的技术方案中提出，根据负载将所述转速下限预设为介于所述内燃机的标称转速的约15％与50％之间。根据所述方法进一步的技术方案，在一每气缸设有两个进气口并且所述第二进气口的直径大于所述第一进气口的内燃机中，在低于所述内燃机的一预设转速界限的低转速下，借助分别配置给所述第一进气口的进气门使直径较小的所述第一进气口持续关闭。这项措施也有利于换气。附图说明下面将对附图中所示出的本专利技术的有益实施方式进行说明。在此，在本专利技术范围内，上文所述以及下文还将予以阐述的特征不仅可按分别给出的特征组合应用，也可按其他组合应用或单独应用。其中：图1为按本专利技术实施的内燃机的粗略的原理示意图；以及图2为图1所示内燃机标有运行范围的负载-转速特性曲线族。具体实施方式下面将参照图1对本专利技术内燃机的示例性有益实施方式进行详细说明。其中，以气缸头2的俯视图形式示出图1中仅被粗略地示意性示出的内燃机1。内燃机1在此实施为按四冲程原理工作的往复式发动机。可以实施为外源点火式奥托发动机或压缩点火式柴油机。内燃机1在此具有四个结构相同的排成一列的气缸Z1-Z4。每个气缸Z1-Z4具有两个用于供应燃烧用空气的进气口E1、E2，这些进气口配置有未详细示出的进气门。下文将标有E1的进气口称为第一进气口并且将对应配置的进气门称为第一进气门。类似地，将标有E2的进气口称为第二进气口并且将对应配置的进气门称为第二进气门。第一进气门和第二进气门的气门头具有与优选实施为圆形的进气口E1、E2相匹配的直径。通过对所述进气门进行操纵，例如借助尤其是可调的凸轮轴，可以控制到气缸Z1-Z4或其燃烧室的燃烧用空气的供应。其中，可以通过配置给第一进气口和第二进气口E1、E2的第一进气通道和第二进气通道EK1、EK2为气缸Z1-Z4供应燃烧用空气。本专利技术提出，气缸Z1-Z4的第一进气门可被一起且同步控制，以便在一预设或可预设的时段后打开和关闭第一进气口E1。第二进气门同样如此，其中第一进气门优选可与第二进气门分开被控制。为了从气缸Z1-Z4或分别所属的燃烧室中排出废气，所述气缸分别具有第一排气口A1和第二排气口A2，对应配置的第一排气通道AK1和AK2在燃烧室侧分别通向所述排气口。其中，对应的第一排气口A1配置有第一排气门并且对应的第二排气口A2配置有第二排气门，这一点在图中未详细示出。与所述进气门相似，所述排气门的气门头具有与对应排气口相匹配的直径。此外，与所述进气门相似，通过对所述排气门进行操纵，例如借助尤其是可调的凸轮轴，控制从气缸Z1-Z4或其燃烧室的废气排出。其中，所述排气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四冲程往复式内燃机，具有偶数个气缸和一废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器具有两个至少基本上相互分开的涡轮入口(T1，T2)，其中，所述气缸中的每一个配置有：‑至少一个用于将燃烧用空气送入所述气缸的燃烧室的进气通道(EK1；EK2)，所述进气通道具有燃烧室侧的进气口(E1；E2)，‑用于将废气排出所述气缸的燃烧室的第一排气通道(AK1)，所述第一排气通道具有燃烧室侧的第一排气口(A1)，‑用于将废气排出所述气缸的燃烧室的第二排气通道(AK2)，所述第二排气通道具有燃烧室侧的第二排气口(A2)，其中，所述气缸的第一半部通过相应的第一排气通道(AK1)与所述两个涡轮入口(T1，T2)中的第一涡轮入口连接，并且通过相应的第二排气通道(AK2)与所述两个涡轮入口(T1，T2)中的第二涡轮入口连接，以及所述气缸的第二半部通过相应的第一排气通道(AK1)与所述第二涡轮入口(T2)连接，并且通过相应的第二排气通道(AK2)与所述第一涡轮入口(T1)连接，其特征在于，所述第二排气口(A2)具有大于所述第一排气口(A1)的直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.17 DE 102014007310.61.一种四冲程往复式内燃机，具有偶数个气缸和一废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器具有两个至少基本上相互分开的涡轮入口(T1，T2)，其中，所述气缸中的每一个配置有：-至少一个用于将燃烧用空气送入所述气缸的燃烧室的进气通道(EK1；EK2)，所述进气通道具有燃烧室侧的进气口(E1；E2)，-用于将废气排出所述气缸的燃烧室的第一排气通道(AK1)，所述第一排气通道具有燃烧室侧的第一排气口(A1)，-用于将废气排出所述气缸的燃烧室的第二排气通道(AK2)，所述第二排气通道具有燃烧室侧的第二排气口(A2)，其中，所述气缸的第一半部通过相应的第一排气通道(AK1)与所述两个涡轮入口(T1，T2)中的第一涡轮入口连接，并且通过相应的第二排气通道(AK2)与所述两个涡轮入口(T1，T2)中的第二涡轮入口连接，以及所述气缸的第二半部通过相应的第一排气通道(AK1)与所述第二涡轮入口(T2)连接，并且通过相应的第二排气通道(AK2)与所述第一涡轮入口(T1)连接，其特征在于，所述第二排气口(A2)具有大于所述第一排气口(A1)的直径。2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，为每个气缸设有具有第一进气口(E1)的第一进气通道(EK1)以及具有第二进气口(E2)的第二进气通道(EK2)。3.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述第二进气口(E2)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·弗赖辛格，J·弗莱德里奇，
申请(专利权)人：戴姆勒股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE