带有废气涡轮增压器和增压空气冷却器的内燃机制造技术

技术编号:5432880 阅读:292 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种尤其为机动车的内燃机,该内燃机带有:在新鲜空气装置(16)中的进气管(36),该进气管(36)通到在内燃机的气缸盖中的进气道中;废气装置(12);以及废气涡轮增压器(14),该废气涡轮增压器(14)具有布置在废气装置(12)中的涡轮(18)和由涡轮(18)驱动的布置在新鲜空气装置(16)中的压缩机(20),其中,涡轮(18)具有废气门通道(22)以用于废气在涡轮(18)的涡轮转子处的分路旁流,其中,在废气门通道(22)中布置有废气门阀(24)以用于有选择性地打开和关闭废气门通道(22),其中,设置有电动促动器(26)以用于操纵废气门阀(24),其中,在新鲜空气装置(16)中在压缩机(20)的下游布置有增压空气冷却器。在此,增压空气冷却器并入到进气管(36)中并且增压空气冷却器构造成带有水冷式热交换器。

【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根据权利要求1的前述部分的尤其为机动车的内燃机,该内燃机 带有在新鲜空气装置中的进气管,该进气管通到在内燃机的气缸盖中的进气道中;废气 装置;以及废气涡轮增压器,该废气涡轮增压器具有布置在废气装置中的涡轮和由涡轮驱 动的布置在新鲜空气装置中的压缩机,其中,涡轮具有废气门通道(Wastegeate-Kanal)以 用于废气在涡轮的涡轮转子处的分路(UberbrUckend)旁流i(Vorbeistr0men),其中,在废 气门通道中布置有废气门阀(Wastegateventil)以用于有选择性地打开和关闭废气门通 道,其中,设置有电动促动器以用于操纵废气门阀,其中,在新鲜空气装置中在压缩机的下 游布置有增压空气冷却器。
技术介绍
对于根据现有技术(例如从文件DE 198 24 913 Al中已知)的废气门涡轮增压 器,借助于气动式压力促动器而实现在带有废气涡轮增压的发动机中的增压压力调节。对 于增压式汽油机,在大多数情况下应用带有刚性几何结构(Starrgeometrie)和废气门调 节的涡轮增压器,因为在此首先高成本(高成本是相对于柴油机明显更高的废气温度的结 果)阻碍了在柴油机上应用的VTG技术(可变涡轮几何结构)的广泛使用。因此,对于价格 敏感(preissensitiv)的应用,涡轮增压式汽油机即使在未来还是具有刚性几何结构ATL 和废气门调节。对于这些发动机的研发日益受到高的低端扭矩(LowEnd-Torque)和无延迟的 (verzdgemngsfrei)响应性能(Ansprechverhalten)的影响。在带有ATL设计的情况下考 虑这种实际情况(Sachverhalt),其尤其对于低转速区域而优化。相对于发动机排量,这种 ATL就其通过能力(Durchsatzvermijgen)而言相当小,对此这种atl在小的废气质量流量 时就可通过增压器实现高的压力比。在高的发动机转速和大的废气质量流量时必须引导相 应大的废气量通过废气门而绕过涡轮。由此相应地得出对于废气门促动器的要求,S卩,在低端扭矩和瞬态运行时 必须利用较大的力关闭废气门并且在额定功率的范围内必须存在足够的调节裕量 (Regelreserve),以用于在峰值时可同样可靠地调节额定功率或者在ATL处可实现限速调 节(Abregelimg)以防止超速。此外,废气背压在部分负荷运行中应尽可能地小,以用于可 调整有利于消耗的最小的换气功。由迄今为止利用超压调节的气动促动器在汽油机处只可 不充分地解决这种权衡。一种解决方案为电驱动的废气门调整器,该废气门调整器可不依 赖于在发动机处的压力而被操纵或调节。从文件DE 10 2005 056 Oil Al中已知这种类型的带有用于废气门的电动促动器 和增压空气冷却器的内燃机。通过以下方式得出用于废气门的电动操纵的特别的优点,即, 流动通过废气门的废气输送到自身的废气洪流(Abgasflut)中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,在负荷要求下在燃料消耗和响应方面改进上文所提及类型的内燃机。根据本专利技术,该目的通过带有在权利要求1中所表明的特征的上文所提及类型的 内燃机而实现。在其它的权利要求中描述了本专利技术的有利的设计方案。为此,根据本专利技术在上文所提及类型的内燃机中设置成,增压空气冷却器并入 (integrieren)到进气管中,并且该增压空气冷却器构造成带有水冷式热交换器。这具有的优点为,在新鲜空气装置中在压缩机的下游得到较小的体积,由此在负 荷要求下即使在部分负荷运行中打开废气门阀或废气门活门(Wastegateklappe)的情况 下也确保内燃机的快速响应。由此,在负荷要求下在部分负荷范围中通过打开废气门阀而 降低燃料消耗不再与恶化的响应相结合。适宜地,增压空气冷却器的水冷式热交换器与内燃机的冷却循环回路相连接。在优选的实施形式中,增压空气冷却器为水-空气-增压空气冷却器(WL-LLK)。适宜地,用于操纵废气门阀的电动促动器具有电动机,如此地布置并且构造该电 动机,即,使得该电动机将发动机控制器的电输出信号直接转换成废气门阀的调整运动。在尤其优选的实施形式中废气门阀构造成废气门活门。附图说明在下文中借助于附图进一步解释本专利技术。其中图1显示了根据本专利技术的内燃机的优选的实施形式的示意性图示,以及图2显示了用于借助于电动促动器的废气门的调节的特性曲线。具体实施例方式在图1中示出的根据本专利技术的内燃机的优选的实施形式包括发动机缸体10、废气 装置12、废气涡轮增压器14 (ATL)以及新鲜空气装置16。ATL14具有布置在废气装置12中 的涡轮18和布置在新鲜空气装置16中的压缩机20。此外,在废气装置12中如此地布置带 有废气门阀24的废气门通道22,S卩,使得通过有选择性地打开废气门阀24而使一部分废气 被运送绕过涡轮,废气门阀24(其优选构造成废气门活门)具有电动促动器26以用于操纵 废气门阀24。在涡轮18的下游,在废气装置12中布置有催化器28、尤其为前级催化器或 靠近发动机的主催化器。在新鲜空气装置16中布置有带有空气转向阀(Schubumluftventil) 32 (SUV)的 从压缩机20中分路的旁通通道30。此外,在新鲜空气装置16中布置有节气活门34(DKL) 和进气管36。带有水冷式热交换器的增压空气冷却器并入到进气管36中。水冷式热交 换器与内燃机的冷却水循环回路38相连接。冷却水循环回路38具有泵40和低温冷却器 (Niedertemperaturkiihler) 42。图2说明了用于借助于电动促动器26的废气门阀24的调节的特性曲线。在图2 中,在水平数轴44上绘出了以[Ι/min]为单位的转速,而在垂直数轴46上绘出了以] 为单位的相对平均压力。在第一特性曲线区域48中关闭废气门阀24,在第二特性曲线区域 50中打开废气门阀24,而在第三特性曲线区域52中调节废气门阀24。此外,同样取决于加速踏板倾斜度(Fahrpedalgradient)以这种方式实现促动器 操控,即,在快速踩下踏板的情况下废气门阀24基本上立即关闭,并且当驾驶员事前没有 加大油门时废气门阀24保持关闭直到达到最大程度允许的增压压力。 为了在部分负荷运行中通过打开废气门阀24还可使无节流(Entdrosselimg)的 优点转换成相应的消耗优点,根据本专利技术,增压空气冷却器并入到进气管36中并且配备有 水冷式热交换器。这确保在部分负荷中打开的废气门阀24不会造成发动机响应中的明显 的延迟,因为在ATL压缩机出口和通到内燃机的燃烧室中的入口之间只存在较小的空气体 积。因此,根据本专利技术,这两种技术“电动废气门促动器”和“并入在进气管中的水冷式增压 空气冷却器”相互结合。只要通过将这两种已知的技术(即,“并入在进气管36中的WL-LLK”和“电动废气 门促动器”)相结合才可能在实际情况中实现电动废气门促动器的优点。只有通过由于并入在进气管36中的WL-LLK而得到相当小的压缩空气体积时,电 动废气门促动器才可实现其优点(即,不取决于与运行点有关的压力而调节废气门阀24), 而在由于低部分负荷的负荷要求下在此时打开废气门阀24的情况下不必考虑动力性的恶 化,相比于在传统的气动促动器中,在电本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种尤其为机动车的内燃机,所述内燃机带有:在新鲜空气装置(16)中的进气管(36),所述进气管(36)通到在所述内燃机的气缸盖中的进气道中;废气装置(12);以及废气涡轮增压器(14),所述废气涡轮增压器(14)具有布置在所述废气装置(12)中的涡轮(18)和由所述涡轮(18)驱动的布置在所述新鲜空气装置(16)中的压缩机(20),其中,所述涡轮(18)具有废气门通道(22)以用于废气在所述涡轮(18)的涡轮转子处的分路旁流,其中,在所述废气门通道(22)中布置有废气门阀(24)以用于有选择性地打开和关闭所述废气门通道(22),其中,设置有电动促动器(26)以用于操纵所述废气门阀(24),其中,在所述新鲜空气装置(16)中在所述压缩机(20)的下游布置有增压空气冷却器,其特征在于,所述增压空气冷却器并入到所述进气管(36)中,并且所述增压空气冷却器构造成带有水冷式热交换器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-10-29 102007051505.9一种尤其为机动车的内燃机,所述内燃机带有在新鲜空气装置(16)中的进气管(36),所述进气管(36)通到在所述内燃机的气缸盖中的进气道中;废气装置(12);以及废气涡轮增压器(14),所述废气涡轮增压器(14)具有布置在所述废气装置(12)中的涡轮(18)和由所述涡轮(18)驱动的布置在所述新鲜空气装置(16)中的压缩机(20),其中,所述涡轮(18)具有废气门通道(22)以用于废气在所述涡轮(18)的涡轮转子处的分路旁流,其中,在所述废气门通道(22)中布置有废气门阀(24)以用于有选择性地打开和关闭所述废气门通道(22),其中,设置有电动促动器(26)以用于操纵所述废气门阀(24),其中,在所述新鲜空气装置(16...

【专利技术属性】
技术研发人员:D哈格尔斯坦J库尔迈耶E普尔特
申请(专利权)人:大众汽车有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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