内燃发动机装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于车辆(1)的内燃发动机装置(100)，所述内燃发动机装置(100)包括容纳往复式燃烧活塞的燃烧缸(106)和容纳往复式膨胀活塞的膨胀缸(110)，所述膨胀缸(110)被布置在燃烧缸(106)下游并与其流体连通，以接收从燃烧缸(106)排放的燃烧气体，其中，内燃发动机装置(100)还包括被布置成与膨胀缸(110)流体连通的压力罐(112)，其中，内燃发动机装置(100)进一步被布置成在第一操作模式和第二操作模式中操作，在该第一操作模式中，在膨胀缸(110)中产生的压缩气体被输送到压力罐(112)，在该第二操作模式中，压力罐(112)中包含的压缩气体被从压力罐(112)输送到膨胀缸(110)。

Internal combustion engine unit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃发动机装置
本专利技术涉及一种内燃发动机装置。本专利技术还涉及一种对应的用于控制内燃发动机的方法。本专利技术能够应用于车辆上，特别是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆。虽然将主要针对卡车来描述本专利技术，但本专利技术还适用于其它类型的车辆，例如工程机械、公共汽车等。
技术介绍
多年来，对内燃发动机的需求已经稳定地增加，并且发动机被不断地研发，以满足来自市场的各种需求。减少废气、提高发动机效率(即，减少燃料消耗)和更低的发动机噪声水平是选择车辆发动机时成为重要方面的一些准则。此外，在卡车领域中，存在适用的法律指令，其已经例如确定了所容许的最大废气污染量。更进一步，降低车辆的总体成本是重要，并且，由于发动机构成了总成本的相对大的部分，自然也降低了发动机部件的成本。为了满足所描述的需求，不断地发展了各种发动机构思。在某些构思中，传统的动力气缸被与例如预压缩级和/或膨胀级组合。在其它构思中，由例如汽油或柴油推进的燃烧发动机被与由另一种类型的推进剂推进的另外的发动机组合。这种另外的发动机可以例如是电动机。而且，由可替代燃料(例如DME和天然气)推进的发动机越来越普及，因为它们的污染对周围环境较不有害。虽然发动机构思的发展已经提供了排放更少量的对环境有害的污染物的发动机，但仍然不断地需要研发发动机，以便能够例如进一步改进对车辆动力的利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种至少部分克服了上述缺陷的内燃发动机装置。这通过根据权利要求1的方法来实现。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于车辆的内燃发动机装置，该内燃发动机装置包括容纳往复式燃烧活塞的燃烧缸和容纳往复式膨胀活塞的膨胀缸，该膨胀缸被布置在燃烧缸下游并与燃烧缸流体连通，以接收从燃烧缸排放的燃烧气体，其中，该内燃发动机装置还包括被布置成与膨胀缸流体连通的压力罐，其中，该内燃发动机装置被进一步布置成在第一操作模式和第二操作模式中操作，在该第一操作模式中，在膨胀缸中产生的压缩气体被输送到压力罐，在该第二操作模式中，压力罐中包含的压缩气体被从压力罐输送到膨胀缸。所述压力罐应被理解为能够容纳具有相对高的气体压力的压缩气体的罐。因此，所述压力罐还可以被称为高压罐或压力容器。如上所述，所述压力罐被布置成与膨胀缸流体连通。由此，在膨胀缸中产生的压缩气体能够被输送到压力罐，该压缩气体在期望的时间范围(timeframe)内被容纳在压力罐中。用语“操作模式”应被解释为操作内燃发动机装置的不同方式。第一操作模式可以优选涉及车辆的发动机制动状态操作。由此，在发动机制动期间，高压气体被输送到压力罐。因此，在发动机制动操作状态期间，该内燃发动机装置能够在第一操作模式中操作。另一方面，第二操作模式可以涉及压力罐中包含的压缩气体被输送到膨胀缸以用于其推进的空气混合动力状态(airhyhridstate)。因此，当希望在空气混合动力状态中操作车辆时，该内燃发动机装置能够在第二操作模式中操作。第一操作模式和第二操作模式优选与正常操作模式(其中，压缩的燃烧气体被从燃烧缸引导到膨胀缸)结合使用，因此提供了三个操作模式。而且，内燃发动机可以在混合模式中操作。在这种混合模式中，内燃发动机能够在正常操作模式中操作，由此，通过同时从压力罐向膨胀缸添加压缩气体而实现了增加的动力。此外，燃烧缸可以优选被布置成以四冲程方式操作，而膨胀缸可以优选被布置成以二冲程方式操作。本专利技术是基于以下见解：通过将燃烧缸与膨胀缸组合，膨胀缸能够被布置成作为泵操作，以将在膨胀缸中产生的压缩气体输送到压力罐。已经认识到，在膨胀缸中产生的压力水平可以很好地适合于输送到压力罐，以用于其随后的使用。因此并且如下文进一步描述的，膨胀缸可以接收以膨胀缸的相对大的膨胀比被压缩并输送到压力罐的环境空气。因此，压力罐中包含的压缩气体可以在随后的时间点被从压力罐排放并输送到膨胀缸。在后一种情形中，膨胀缸利用从压力罐输送的压缩气体而操作。因此，本专利技术的优点是：当发动机作为内燃发动机工作的操作条件是有益的时，则该发动机可以作为内燃发动机工作，而当它作为空气混合动力车辆工作的操作条件是有益的时，则它可以作为空气混合动力车辆工作。由此，将减少车辆的燃料消耗。此外，该内燃发动机装置很适合与例如电动机推进相组合。在这种情形中，车辆可以在要求低功耗的操作条件下由电动机推进，并且在要求增加的动力需求时作为空气混合动力车辆工作。由此，能够使用带有减小的动力能力的电动机，因此减小了车辆的总体成本和重量。该车辆可以与电动机的操作相结合地作为空气混合动力车辆工作。根据示例性实施例，当内燃发动机装置在第一操作模式中操作时，膨胀缸可以被布置成压缩环境空气并将压缩的环境空气泵送到压力罐。如上所述，膨胀缸填补了空气泵/气体泵的功能。因此，不需要任何另外的空气泵/气体泵以迫使压缩气体到达压力罐。如下面将描述的，膨胀缸可以布置有用于用作空气泵/气体泵的适当性质。例如，膨胀缸将被很好地热绝缘，并且设置有大的膨胀器容积。由此，膨胀缸是基本绝热的。空气可以在由膨胀缸压缩之前通过膨胀缸的出口阀被提供，并且被进一步输送到压力罐。在这种情形之前，内燃发动机可以在预定的时间段内抑制通过燃烧缸进行的燃烧，从而没有(或者仅少量)废气存在于经由出口阀被输送到膨胀缸中的空气中。根据示例性实施例，当内燃发动机装置在第二操作模式中操作时，可以阻止来自燃烧缸的燃烧气体被引导到膨胀缸。根据示例性实施例，该内燃发动机装置可以还包括用于选择性地控制内燃发动机在第一操作模式和第二操作模式中的任一个模式下操作的控制单元。该控制单元还可以控制内燃发动机在上述正常操作模式中操作。因此，“选择性地”不应被解释为使内燃发动机仅在第一操作模式和第二操作模式之间操作，而是也在其它操作模式之间操作。根据示例性实施例，该控制单元可以被配置成接收指示用于车辆的制动操作的信号；并且当车辆受到该制动操作时，控制内燃发动机装置在第一操作模式中操作。如上所述，该制动操作优选涉及车辆的发动机制动。在燃烧缸不暴露于燃烧操作时，在制动期间使该内燃发动机装置在第一操作模式中操作是优选的。由此，过剩的能量能够用于压缩膨胀缸中的气体并随后用于输送到压力罐。因此，优点在于提供了改进的能量利用。该控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程器件。该控制单元还可以或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件，或者数字信号处理器。在控制单元包括上述可编程器件(例如微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)时，处理器还可以包括控制该可编程器件的操作的计算机可执行代码。根据示例性实施例，该控制单元可以进一步被配置成：接收指示车辆所需的动力水平的信号；将所需的动力水平与预定阈值极限进行比较；并且当所需的动力水平超过预定阈值极限时，控制该内燃发动机装置在第二操作模式中操作。由此，并且如上所述，在存在增加的动力需求时的时间段内，该车辆可以作为空气混合动力车辆工作。根据示例性实施例，该内燃发动机装置还可以包括阀装置，该阀装置被定位成与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆(1)的内燃发动机装置(100)，所述内燃发动机装置(100)包括容纳往复式燃烧活塞的燃烧缸(106)和容纳往复式膨胀活塞的膨胀缸(110)，所述膨胀缸(110)被布置在所述燃烧缸(106)下游并与所述燃烧缸(106)流体连通，以接收从所述燃烧缸(106)排放的燃烧气体，其特征在于，所述内燃发动机装置(100)还包括压力罐(112)，所述压力罐(112)被布置成与所述膨胀缸(110)流体连通，其中，所述内燃发动机装置(100)进一步被布置成在第一操作模式和第二操作模式中操作，在所述第一操作模式中，在所述膨胀缸(110)中产生的压缩气体被输送到所述压力罐(112)，在所述第二操作模式中，所述压力罐(112)中包含的压缩气体被从所述压力罐(112)输送到所述膨胀缸(110)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于车辆(1)的内燃发动机装置(100)，所述内燃发动机装置(100)包括容纳往复式燃烧活塞的燃烧缸(106)和容纳往复式膨胀活塞的膨胀缸(110)，所述膨胀缸(110)被布置在所述燃烧缸(106)下游并与所述燃烧缸(106)流体连通，以接收从所述燃烧缸(106)排放的燃烧气体，其特征在于，所述内燃发动机装置(100)还包括压力罐(112)，所述压力罐(112)被布置成与所述膨胀缸(110)流体连通，其中，所述内燃发动机装置(100)进一步被布置成在第一操作模式和第二操作模式中操作，在所述第一操作模式中，在所述膨胀缸(110)中产生的压缩气体被输送到所述压力罐(112)，在所述第二操作模式中，所述压力罐(112)中包含的压缩气体被从所述压力罐(112)输送到所述膨胀缸(110)。


2.根据权利要求1所述的内燃发动机装置，其中，当所述内燃发动机装置在所述第一操作模式中操作时，所述膨胀缸(110)被布置成压缩环境空气并将压缩的环境空气泵送到所述压力罐(112)。


3.根据权利要求1或2中的任一项所述的内燃发动机装置，其中，当所述内燃发动机装置(100)在所述第二操作模式中操作时，阻止来自所述燃烧缸(106)的燃烧气体被引导到所述膨胀缸(110)。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的内燃发动机装置，还包括控制单元(116)，所述控制单元(116)用于选择性地控制所述内燃发动机在所述第一操作模式和第二操作模式中的任一个模式中操作。


5.根据权利要求4所述的内燃发动机装置，其中，所述控制单元被配置成：
-接收指示用于所述车辆(1)的制动操作的信号；并且
-当所述车辆受到所述制动操作时，控制所述内燃发动机装置(100)在所述第一操作模式中操作。


6.根据权利要求4或5中的任一项所述的内燃发动机装置，其中，所述控制单元(116)进一步被配置成：
-接收指示所述车辆(1)所需的动力水平的信号，
-将所述所需的动力水平与预定阈值极限进行比较；并且
-当所述所需的动力水平超过所述预定阈值极限时，控制所述内燃发动机装置在所述第二操作模式中操作。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的内燃发动机装置，还包括阀装置(114)，所述阀装置(114)被定位成与所述燃烧缸(106)、所述膨胀缸及所述压力罐(112)流体连通。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的内燃发动机装置，还包括中间罐(122)，所述中间罐(122)被流体连通地定位在所述燃烧缸(106)和所述膨胀缸(110)之间，所述中间罐(122)被布置成容纳从所述燃烧缸(106)排放的压缩气体。

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔内·安德松，斯塔凡·隆格伦，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE