带有部分停用的排气涡轮增压内燃发动机制造技术

本发明专利技术涉及带有部分停用的排气涡轮增压内燃发动机，提供了用于运行具有并联涡轮增压器以及两个可流体耦接的、分开的进气歧管的发动机的实施例。在一个示例中，一种方法包括响应于第一状态，运行发动机的第一汽缸组，停用发动机的第二汽缸组，以及阻塞耦接到第一汽缸组的第一进气歧管与耦接到第二汽缸组的第二进气歧管之间的流体连通，并且响应于第二状态，激活第二汽缸组以及建立第一与第二进气歧管之间的流体连通。

Exhaust turbocharged internal combustion engine with partial deactivation

The invention relates to a part of the exhaust gas turbocharged internal combustion engine, used to run parallel with the turbocharger and the embodiment of the two can be separated from the fluid intake manifold coupled to the engine, are provided. In one example, a method includes response to the first state, the first operation of the engine cylinder, second cylinder engine were discontinued, and the fluid between second intake manifold intake manifold and the first coupling block is coupled to the first cylinder group received second cylinder group connectivity, and in response to the second state, the activation of the second cylinder group and establish fluid communication between the first and second intake manifold.

【技术实现步骤摘要】
带有部分停用的排气涡轮增压内燃发动机相关申请的交叉引用本申请要求于2016年3月9提交的德国专利申请No.102016203823.0的优先权。上述所参考申请的全部内容将以其全部内容并入本文以用于全部目的。
本公开涉及一种具有至少两个汽缸的机械增压内燃发动机。
技术介绍
内燃发动机可以是机械增压的。机械增压作用主要用来增加内燃发动机的功率。在此，用于燃烧过程所需的空气被压缩，其结果是在每个工作周期中更大的空气质量可以被供应到每个汽缸。以此方式，燃料质量并且因此平均压力会被增加。机械增压是用于增加内燃发动机的功率同时维持排量不变、或者是用于降低排量同时维持相同功率的合适的手段。无论如何，机械增压均致使体积功率输出增加以及提高的功率重量比。如果排量降低，因此有可能实现在给定的相同车辆边界条件下，将负载集体转换成燃料消耗率更低的较高负载。为了机械增压，通常使用排气涡轮增压器，其中压缩机和涡轮被布置在相同轴上。热排气流被供应到涡轮并且在涡轮中扩展，伴随能量释放，其结果是轴被设定成旋转。由排气流供应到涡轮并且最终供应到该轴的能量被用于驱动同样布置在该轴上的压缩机。压缩机将供应到其上的增压空气传输并且压缩，其结果是获得了汽缸的机械增压。在进气系统中在压缩机的下游有利地配备了增压空气冷却器，通过该增压空气冷却器，压缩的增压空气在其进入该至少两个汽缸前被冷却。该冷却器降低温度并且因此增加增压空气的密度，使得该冷却器还有利于提高汽缸的增压，也就是说更大的空气质量。产生了通过冷却的压缩。排气涡轮增压器相比机械增压器的优点在于排气涡轮增压器利用热排气的排气能量，而机械增压器通常直接或间接地从内燃发动机获取用于驱动其所需的能量，并且因此降低了效率。在某些情况下，需要机械或动力学连接用于该机械增压器与内燃发动机之间的动力传输。机械增压器相比排气涡轮增压器的优点是机械增压器随时产生并且使得所需要的增压压力可供使用，确切地不管内燃发动机的运行状态如何，具体而言不管曲轴现在的旋转速度为何。这尤其适用可以用电机驱动的机械增压器。然而，通过排气涡轮增压在所有发动机转速范围内实现功率增加会遇到困难。在某些发动机转速下冲的情况下观察到了相对严重的扭矩下降。如果考虑到增压压力比取决于涡轮压力比，所述扭矩下降是可以理解的。如果发动机转速被降低，则这将导致较小的排气质量流并且因此导致较低的涡轮压力比。因此，朝向较低的发动机转速，增压压力比同样降低。这等同于扭矩下降。提高机械增压的内燃发动机的扭矩特性的一个措施是例如小的涡轮截面设计以及同时提供排气放气设施。此类涡轮也称为废气门涡轮。如果排气质量流超过了临界值，则排气流的一部分在所谓的排气放气过程中经由通过涡轮的旁通管路传输。这个方法具有的缺点是机械增压特性在相对高的旋转速度下或在出现相对高的排气流速时是不充分的。扭矩特性还可以有利地通过多个串联的排气涡轮增压器而被影响。通过将两个排气涡轮增压器串联连接，其中一个排气涡轮增压器用作高压级并且一个排气涡轮增压器用作低压级，压缩机特征图谱可以有利地被扩展，尤其在较小的压缩机流动方向以及同样较大的压缩机流动方向上。机械增压的内燃发动机的扭矩特征可以进一步通过多个并联布置的涡轮增压器而被提高，也就是说，通过并联布置的具有相对小的涡轮截面的多个涡轮，其中涡轮相继以增加的排气流速被激活。在内燃发动机的发展过程中，基本目的是最小化燃料消耗，其中所做努力的重点在于获得提高的整体效率。除了内燃发动机的机械增压外还利用了进一步的措施。燃料消耗并且因此效率在特别是奥托循环发动机的情况下造成了问题，也就是说，在应用点火的内燃发动机的情况下。其原因在于奥托循环发动机的基本运行过程。负载控制通常是通过进气系统中所提供的节气门活板来实施的。通过调节节气门活板(throttleflap)，节气门活板下游的进气压力可以或多或少被降低。节气门活板被关闭得越多，即所述节气门活板阻塞进气系统越多，穿过节气门活板的进气的压力损失就越高，并且节气门活板下游以及进入至少两个汽缸(即燃烧室)的进气口的上游的进气压力越低。对于不变的燃烧室容积，以此方式空气质量，即数量可以通过进气的压力来设定。这也解释了为什么数量的调节已被证明特别是在局部负载操作中是不利的，因为低负载需要高度的节流以及进气系统中大幅压力降低，其结果是进气交换损失(charge-exchangeloss)增加，伴随降低的负载和增加的节流。为了降低所述损失，开发了用于为奥托循环发动机去节流的各种策略。用于为奥托循环发动机去节流方案的一种方法是例如带有直接喷射的奥托循环发动机运行过程。燃料的直接喷射是用于实现分层的燃烧室充气的合适的手段。燃料直接喷射到燃烧室内进而允许奥托循环发动机内在一定限度内的质量调节。通过将燃料直接喷射到汽缸或位于汽缸内的空气中并且不是通过外部混合物形成，而发生混合物的形成，其中燃料在进气系统中被引入进气中。用于优化奥托循环发动机的燃烧过程的另一个选择包括至少部分可变的气门驱动。与其中气门的升程和控制正时是不可变的常规气门驱动不同，对燃烧过程并且进而对燃料消耗产生影响的这些参数可以通过可变的气门驱动而在更大或更小的范围内变化。如果进气门的关闭时间和进气门升程可以被改变，则这仅使得有可能实现无节流并且进而无损失的负载控制。在进气过程中流进燃烧室的混合物质量或增压空气质量然后不是通过节气门活板而是通过进气门升程以及进气门的打开持续时间而被控制。然而，可变气门驱动非常昂贵并且因此通常不适合批量生产。用于对奥托循环发动机去节流方案的另一个方法是通过汽缸停用来提供的，也就是说，在某些负载范围内停用独立汽缸。奥托循环发动机在部分负载运行下的效率可以被提高，也就是说，通过此类部分停用被增加，因为多汽缸内燃发动机的一个汽缸的停用增加了其他维持运转的汽缸上的负载，如果发动机功率维持不变，如此则节气门活板会进一步打开以便将更大的空气质量引进所述汽缸中，由此总的来说实现了内燃发动机的去节流。在部分停用的过程中，永久运行的汽缸在燃料消耗率较低的高负载区域中运行。负载集合向较高负载转移。由于所提供的较大的空气质量或混合物质量，在部分停用过程中维持运行的汽缸进一步展示出改善的混合物形成。获得了关于效率的其他优点，原因在于停用的汽缸，由于没有燃烧，不会产生由于热从燃烧气体传递到燃烧室壁造成的任何壁热损失。即使是柴油发动机，也就是说自动点火内燃发动机，由于它们基于的质量调节，相比奥托循环发动机展现出更高的效率，也就是说更低的燃油消耗，在奥托循环发动机中，如上所述，负载通过相对于汽缸的充气的节流或数量调节而被调节，即使在柴油发动机的情况下，存在改善的潜力以及相对于燃油消耗和效率的改善的需求。同样在柴油发动机的情况下，用于降低燃料消耗的一个概念是汽缸停用，也就是说，在某些负载范围内的独立汽缸的停用。在部分负载运行下柴油发动机的效率可以被提高，也就是说，通过部分停用可以被增加，因为即使在柴油发动机的情况下，在不变发动机功率的情况下，多汽缸内燃发动机中的至少一个汽缸的停用增加了其他仍然运转的汽缸上的负载，使得所述汽缸在燃料消耗率较低的较高负载区域内运行。在柴油发动机部分负载运行下的负载集合向较高负载转移。关于壁热损失，获得与在奥托循环发动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：机械增压的内燃发动机，其具有至少两个汽缸，所述至少两个汽缸被布置成第一组和第二组，每个汽缸具有至少一个出气口，所述出气口被相应的排气管线附接以用于通过排气排放系统排出排气，每个汽缸具有至少一个进气口，所述进气口被相应的进气管线附接以用于通过进气系统供给增压空气；所述第一组的每个汽缸即使在所述内燃发动机的部分停用过程中也是可运行的，并且所述第二组的每个汽缸是依靠负载的可切换汽缸；所述第一组的每个汽缸的每个排气管线合并以形成第一整体排气管线，进而形成第一排气歧管，所述第二组的每个汽缸的每个排气管线合并以形成第二整体排气管线，进而形成第二排气歧管；所述第一组的每个汽缸的每个进气管线合并以形成第一整体进气管线，进而形成第一进气歧管，所述第二组的每个汽缸的每个进气管线合并以形成第二整体进气管线，进而形成第二进气歧管；第一排气涡轮增压器，其具有布置在所述排气排放系统中的第一涡轮以及布置在所述进气系统中的第一压缩机，所述第一涡轮与第一压缩机被布置在第一可旋转轴上；第二排气涡轮增压器，其具有布置在所述排气排放系统中的第二涡轮以及布置在所述进气系统中的第二压缩机，所述第二涡轮与第二压缩机被布置在第二可旋转轴上；所述第一涡轮布置在所述第一汽缸组的第一整体排气管线中并且所述第二涡轮布置在所述第二汽缸组中的第二整体排气管线中，以及所述第一压缩机布置在所述第一汽缸组的所述第一整体进气管线中并且所述第二压缩机布置在所述第二汽缸组的所述第二整体进气管线中，所述第一压缩机与第二压缩机是并联布置的，并且所述第一汽缸组的第一进气歧管和第二汽缸组的第二歧管通过连接件彼此可连接，第一关闭元件被布置在所述连接件中。...

【技术特征摘要】
2016.03.09 DE 102016203823.01.一种系统，包括：机械增压的内燃发动机，其具有至少两个汽缸，所述至少两个汽缸被布置成第一组和第二组，每个汽缸具有至少一个出气口，所述出气口被相应的排气管线附接以用于通过排气排放系统排出排气，每个汽缸具有至少一个进气口，所述进气口被相应的进气管线附接以用于通过进气系统供给增压空气；所述第一组的每个汽缸即使在所述内燃发动机的部分停用过程中也是可运行的，并且所述第二组的每个汽缸是依靠负载的可切换汽缸；所述第一组的每个汽缸的每个排气管线合并以形成第一整体排气管线，进而形成第一排气歧管，所述第二组的每个汽缸的每个排气管线合并以形成第二整体排气管线，进而形成第二排气歧管；所述第一组的每个汽缸的每个进气管线合并以形成第一整体进气管线，进而形成第一进气歧管，所述第二组的每个汽缸的每个进气管线合并以形成第二整体进气管线，进而形成第二进气歧管；第一排气涡轮增压器，其具有布置在所述排气排放系统中的第一涡轮以及布置在所述进气系统中的第一压缩机，所述第一涡轮与第一压缩机被布置在第一可旋转轴上；第二排气涡轮增压器，其具有布置在所述排气排放系统中的第二涡轮以及布置在所述进气系统中的第二压缩机，所述第二涡轮与第二压缩机被布置在第二可旋转轴上；所述第一涡轮布置在所述第一汽缸组的第一整体排气管线中并且所述第二涡轮布置在所述第二汽缸组中的第二整体排气管线中，以及所述第一压缩机布置在所述第一汽缸组的所述第一整体进气管线中并且所述第二压缩机布置在所述第二汽缸组的所述第二整体进气管线中，所述第一压缩机与第二压缩机是并联布置的，并且所述第一汽缸组的第一进气歧管和第二汽缸组的第二歧管通过连接件彼此可连接，第一关闭元件被布置在所述连接件中。2.如权利要求1所述的机械增压的内燃发动机，其中提供了第一辅助驱动，所述第一辅助驱动至少在驱动方面可连接到所述第一排气涡轮增压器的所述第一可旋转轴，以便额外地使得功率可用于所述第一排气涡轮增压器的所述第一压缩机的驱动并且将所述功率输出到所述第一压缩机。3.如权利要求2所述的机械增压的内燃发动机，其中提供了第二辅助驱动，所述第二辅助驱动至少在驱动方面可连接到所述第二排气涡轮增压器的所述第二可旋转轴，以便额外地使得功率可用于所述第二排气涡轮增压器的第二压缩机的驱动并且将所述功率输出到所述第二压缩机。4.如权利要求3所述的机械增压的内燃发动机，其中所述第一辅助驱动和所述第二辅助驱动均是机械驱动的辅助驱动。5.如权利要求3所述的机械增压的内燃发动机，其中所述第一辅助驱动和所述第二辅助驱动均是电驱动的电动机器。6.如权利要求5所述的机械增压的内燃发动机，其中每个电动机器均可操作为发电机以便接收来自相关联涡轮的功率。7.如权利要求1所述的机械增压的内燃发动机，其中所述第一关闭元件是活板。8.如权利要求1所述的机械增压的内燃发动机，其中第二关闭元件被布置在所述第二压缩机与所述连接件之间的所述第二整体进气管线中。9.如权利要求8所述的机械增压的内燃发动机，其中第三关闭元件被布置在所述第二整体排气管线中。10.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·克拉默，V·斯米利亚诺夫斯基，F·J·布林克曼，H·M·金德尔，F·A·萨默霍夫，H·弗里德里希斯，J·克默林，A·库斯克，
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