部分关闭的四缸直列式发动机和用于操作这样的四缸直列式发动机的方法技术

一种发动机方法，其包含响应于发动机负荷降至低于第一阈值而关闭第二汽缸组，第二汽缸组包括第一最外汽缸和其紧密相邻的汽缸，并且响应于发动机负荷升高至高于第二阈值而开启第二汽缸组，并且在整个发动机运行期间使第一汽缸组恒定地运行；第一汽缸组包括第二最外汽缸和其紧密相邻的汽缸。通过此方法，可以在部分负荷工况期间相对于低发动机负荷增加发动机效率。

【技术实现步骤摘要】
相关申请此申请要求2012年8月23日提交的德国专利申请N0.102012214967.8的优先权，为了所有目的，德国专利申请N0.102012214967.8的整个内容被并入本文以供参考。
本申请涉及。
技术介绍
通过关闭若干发动机汽缸(被称作部分负荷操作)，可以减少在特定负荷范围内的发动机燃料消耗。通过部分发动机关闭，可以明显增加汽油发动机在部分负荷操作期间的效率。在恒定的发动机功率下，关断多缸发动机中的一个汽缸增加了仍处于操作的其他汽缸上的负荷。因此，布置在进气系统中的节流阀可以被进一步打开，以便将更大的空气质量引入这些汽缸内，从而实现内燃发动机的阻风门开启(de-choking)。在部分关闭期间保持操作的汽缸因此可以在更高负荷范围内操作，从而降低了燃料消耗。因此，共同的负荷可以向更高的负荷转变。由于在部分关闭期间供应的更大的空气质量，所以仍在操作的汽缸还可以具有更多同质混合形成物，并容许更高的排气再循环率。另外的效率优势是由于不存在燃烧，因为被关断的汽缸会不产生由于从燃烧气体到燃烧室壁的热传递所导致的壁热损失。由于高排放质量调节，所以柴油发动机(自动点火发动机)可以具有比汽油发动机更高的效率或更低的燃料消耗，其中在汽油发动机中依靠通过用新鲜混合物来填充汽缸的质量调节来设定负荷。然而，在柴油发动机中，还可以依靠通过在特定负荷范围内部分关闭来减少燃料消耗。因此，以上与汽油发动机有关进行的陈述相应地应用于柴油发动机。然而，在现有技术中所描述的具有部分关闭的多缸发动机和用于操作这些发动机的相关方法具有显著的功率损失。在之前所描述的在低负荷操作期间使用部分关闭的实施例中，汽缸可以被分为两个操作组，以便在部分关闭期间，所述两个组中的一组被关闭，而另一组保持操作。以前的实施例具有这样的汽缸组，其中两个最外汽缸形成一组，而两个最内汽缸形成另一组。在使用排气管路的分组合并的系统中，形成的排气歧管沿着汽缸盖的纵向轴线邻近彼此布置。
技术实现思路
然而，专利技术人发现基于汽缸接近度对汽缸进行分组的若干优势。在所公开的实施例中，四个汽缸可以被配置为使得最外汽缸和相邻的最内汽缸形成一组。另外，第二汽缸组的汽缸可以是响应于发动机负荷而被开启的汽缸，第一汽缸组的汽缸可以是当发动机操作时永久操作的汽缸。通过以此方式对汽缸进行分组，排气系统和曲轴可以被优化为，通过使具有小曲轴角度(CA)间距的冲突汽缸的排气分开而使得在充气改变期间的排气的相互影响分开。另夕卜，在部分关闭期间，热可以有效地被保存在发动机中，以允许在全部发动机汽缸操作期间更快地暖机，并且可以易于终止对不操作汽缸的喷油冷却。应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一些概念。这并不意味着辨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仅由随附在具体实施例之后的权利要求确定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。【附图说明】图1描述了发动机系统的示例实施例。图2示意地描述了发动机和曲轴系统的示例实施例。图3描述了排气歧管的不例实施例。图4描述了排气歧管和进气歧管的不例实施例。图5是示例操作方法的流程图。【具体实施方式】在本公开的背景下，术语发动机可以指代汽油发动机、柴油发动机或混合动力燃烧发动机，其中混合燃烧发动机可以被定义为通过混合燃烧过程操作的燃烧发动机。图1是示出了多缸发动机100的一个汽缸的示意图，发动机100可以被包括在机动车辆的推进系统中。发动机100可以至少部分地由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机100的汽缸(燃烧室)30可以包括燃烧室壁32，活塞36被设置在其中。活塞36可以被耦连至曲轴40，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统耦连至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可以经由飞轮耦连至曲轴40，以实现发动机100的起动操作。汽缸I可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由各自的进气门52和排气门54与汽缸I选择性地连通。在一些实施例中，汽缸I可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在这个示例中，可以通过经由各自的凸轮致动系统51和53的凸轮致动来控制进气门52和排气门54。凸轮致动系统51和53均可以包括一个或更多个凸轮，并且可以使用由控制器12操作来改变气门操作的凸轮轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或更多个。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电子气门致动来控制。例如，汽缸I可以可替代地包括通过电子气门致动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。燃料喷射器66被显示为直接耦连至汽缸I，用于将燃料与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号脉冲宽度FPW成比例地直接喷射进其中。以此方式，燃料喷射器66提供到汽缸I内的所谓的燃料直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧部或燃烧室的顶部。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。在一些实施例中，汽缸I可以可替代地或另外地包括以如下构造布置在进气通道42中的燃料喷射器，所述构造提供了到汽缸I上游的进气道内的所谓的燃料进气道喷射。进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在这个具体的示例中，节流板64的位置可以由控制器12通过提供给被包括在节气门62内的电动马达或致动器来改变，这种构造通常被称为电子节气门控制(ETC)。以此方式，节气门62可以被操作为改变提供给除了发动机其他汽缸之外的汽缸I的进气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP提供给控制器12。进气通道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，以用于向控制器12提供各自的信号MAF和MAP。在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统88能够经由火花塞92向汽缸I提供点火火花。尽管示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，在有或没有点火火花的情况下，都可以以压缩点火模式使发动机100的汽缸I或一个或更多个其他燃烧室操作。排气传感器126被显示为耦连至排放控制装置70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供对排气空燃比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO (通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO (加热型EGO)、NOx, HC或CO传感器。排放控制装置70被显示为沿排气传感器126下游的排气通道48布置。装置70可以是三元催化剂(TWC)、N0x捕集器、各种其他排放控制系统或其组合。在一些实施例中，在发动机100的操作期间，排放控制装置70可以通过使发动机中的至少一个汽缸在特定空燃比内操作而周期性地重置。发动机100还可以包括压缩装置，诸如涡轮增压器或机械增压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机系统，其包含：汽缸盖；沿所述汽缸盖的纵向轴线直列式布置的四个汽缸，其中所述四个汽缸被配置为使得其形成两组且每组具有两个汽缸，并且第一组的两个汽缸是在所述发动机运行时永久运行的汽缸，而第二组的所述汽缸能够取决于负荷被关断以作为部分关闭的一部分，所述四个汽缸被配置为使得在各种情况下最外汽缸和相邻的最内汽缸形成一个汽缸组，以及；曲柄驱动，其包括：曲轴，所述曲轴被安装在曲轴箱中并具有与每个所述汽缸相关联的曲轴曲柄，其中所述曲轴曲柄沿所述曲轴的所述纵向轴线间隔开地布置；以及与所述汽缸相关联的活塞，所述活塞通过连杆安装在每个曲轴曲柄上；以及机油回路和用于将发动机机油输送至喷油冷却的供应管路的泵，所述喷油冷却使用曲轴箱侧上的喷嘴用发动机机油来润湿每个活塞的活塞底面，其中所述供应管路沿所述曲轴的所述纵向轴线取向；所述供应管路位于两个最内汽缸之间并且包括切断元件，提供所述第二汽缸组的所述喷油冷却的所述供应管路在部分关闭时通过闭合所述供应管路而被关断。

【技术特征摘要】
2012.08.23 DE 102012214967.81.一种发动机系统，其包含:汽缸盖；沿所述汽缸盖的纵向轴线直列式布置的四个汽缸，其中所述四个汽缸被配置为使得其形成两组且每组具有两个汽缸，并且第一组的两个汽缸是在所述发动机运行时永久运行的汽缸，而第二组的所述汽缸能够取决于负荷被关断以作为部分关闭的一部分，所述四个汽缸被配置为使得在各种情况下最外汽缸和相邻的最内汽缸形成一个汽缸组，以及；曲柄驱动，其包括:曲轴，所述曲轴被安装在曲轴箱中并具有与每个所述汽缸相关联的曲轴曲柄，其中所述曲轴曲柄沿所述曲轴的所述纵向轴线间隔开地布置；以及与所述汽缸相关联的活塞，所述活塞通过连杆安装在每个曲轴曲柄上；以及机油回路和用于将发动机机油输送至喷油冷却的供应管路的泵，所述喷油冷却使用曲轴箱侧上的喷嘴用发动机机油来润湿每个活塞的活塞底面，其中所述供应管路沿所述曲轴的所述纵向轴线取向；所述供应管路位于两个最内汽缸之间并且包括切断元件，提供所述第二汽缸组的所述喷油冷却的所述供应管路在部分关闭时通过闭合所述供应管路而被关断。2.根据权利要求1所述的发动机系统，其中通过自最外汽缸开始到达如下汽缸组的供应管路向所述喷油冷却供应机油，其中所述汽缸组沿所述供应管路位于下游并且是基于取决于负荷可切换的汽缸组。3.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述切断元件是电磁阀。4.根据权利要求1所述的发动机系统，其中每个汽缸组的所述两个汽缸的所述两个曲轴曲柄在围绕所述曲轴的所述纵向轴线的圆周方向上没有偏移，以便汽缸组的所述两个汽缸是机械同步的汽缸；并且所述第一汽缸组的所述曲轴曲柄相对于所述第二汽缸组的所述曲轴曲柄在圆周方向上围绕所述纵向轴线扭转180°地布置在所述曲轴上。`5.根据权利要求1所述的发动机系统，其中每个汽缸具有至少一个排气口和一个排气管路，所述排气口用于通过排气排出系统排出来自所述汽缸的排气，所述排气管路被连接至每个排气口。6.根据权利要求5所述的发动机系统，其中每个汽缸组的所述汽缸的所述排气管路并入结合的排气管路，以形成单独的排气歧管，或每个汽缸组的所述汽缸的所述排气管路并入所述汽缸盖内的结合的排气管路。7.根据权利要求6所述的发动机系统，其中每个汽缸具有用于通过排气排出系统排出来自所述汽缸的排气的至少一个排气口，并且所述排气管路中的至少一个被连接至每个排气口。8.根据权利要求7所述的发动机系统，其中排气涡轮增压器的至少一个涡轮被布置在每个所述结合的排气管路中。9.根据权利要求8所述的发动机系统，其中所述第一汽缸组和所述第二汽缸组的所述结合的排气管路并入所述至少一个涡轮下游的共同的排气管路。10.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述发动机是外部点火的内燃发动机。11.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·韦伯，M·沃斯，R·弗莱德菲尔特，G·巴奇，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：