[發(fā)明專利]帶有兩通道渦輪的增壓式內(nèi)燃發(fā)動機和用于操作所述類型的內(nèi)燃發(fā)動機的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410058217.8
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN104005837A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·M·金德爾;N·A·斯科恩;V·斯米利亞諾夫斯基;R·斯塔爾曼;A·索梅沃夫
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F02B37/12
• 分類號: F02B37/12;F01D25/24
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2013年2月20日提交的德國專利申請No.102013202750.8的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文。

背景技術(shù)

增壓式內(nèi)燃發(fā)動機包含聯(lián)接到排氣歧管以接收排氣的渦輪增壓器或機械增壓器，其可提高發(fā)動機的動力輸出。增壓器的渦輪設(shè)置在排氣排放系統(tǒng)中。在低負荷和/或低速度下的脈沖增壓可增加渦輪的轉(zhuǎn)速，渦輪的轉(zhuǎn)速在怠速運行和/或低負荷期間會下降。在高負荷和/或高速度下的猛烈增壓在發(fā)動機的穩(wěn)態(tài)運行下可能是有利的。

向渦輪增壓器提供排氣的一種方法是合并汽缸的排氣管線以形成第一組和第二組，使得在一組的汽缸的排氣管線中的動態(tài)波現(xiàn)象對彼此具有盡可能少的不利影響。另一種方法是將這些汽缸的排氣管線合并成在渦輪上游的單一整體排氣管線。另外，兩個排氣歧管可以連接到彼此和彼此分開的構(gòu)思是已知的。

發(fā)明人注意到，上述方法的潛在問題是當(dāng)汽缸的排氣管線合并成第一組和第二組時，充氣交換可能不利地相互干擾。這種方法可能阻止渦輪在高負荷下的最優(yōu)運行。發(fā)明人注意到的另一個潛在問題是單一整體排氣管線在渦輪的上游提供大量的排氣，并且可能損害渦輪在低排氣流速下的運行。此外，連接排氣歧管可導(dǎo)致殘余氣體的問題并引發(fā)爆震。

發(fā)明內(nèi)容

至少部分地解決上述問題中的一些的一種潛在的方法包括一種增壓式內(nèi)燃發(fā)動機，該增壓式內(nèi)燃發(fā)動機包含帶有至少兩個汽缸的至少一個汽缸蓋，其中汽缸具有至少一個用于通過排氣排放系統(tǒng)將排氣從汽缸中排出的出口孔，并且出口孔與排氣管線鄰接。該至少兩個汽缸可以以如下方式進行配置：形成兩組，其中每組有至少一個汽缸，汽缸組中的汽缸的排氣管線合并以形成整體排氣管線，從而形成排氣歧管。這兩個整體排氣管線可連接到兩通道渦輪上，兩通道渦輪包含轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子安裝在渦輪殼體內(nèi)的可轉(zhuǎn)動軸上，這樣一個整體排氣管線連接到渦輪的兩個入口孔之一上，其中，入口孔可與渦輪的一個通道鄰接，并且兩通道可通過殼體壁彼此分開直到遠至轉(zhuǎn)子處，使得這兩通道的排氣流可以彼此分離地被引導(dǎo)至轉(zhuǎn)子。借助于打開轉(zhuǎn)子上游和入口孔下游的至少一個流量輸送導(dǎo)管，渦輪的兩通道可以在渦輪殼體內(nèi)彼此連接，為此目的，提供了切斷設(shè)備，該切斷設(shè)備具有至少一個可調(diào)整切斷體，其中，該至少一個切斷體在休止位置中將渦輪的兩通道彼此分開，在第一工作位置中通過打開流量輸送導(dǎo)管將渦輪的兩通道彼此連接，并且在第二工作位置中，通過打開流量輸送導(dǎo)管并打開吹送管線將渦輪的兩通道彼此連接，該吹送管線從轉(zhuǎn)子上游的排氣排放系統(tǒng)分支出來。

解決上述問題的另一種潛在的方法是一種用于發(fā)動機的方法，包含：響應(yīng)于排氣流速高于閾值，將定位在轉(zhuǎn)子上游和兩個入口孔下游的渦輪殼體內(nèi)的流量輸送導(dǎo)管中的切斷體從休止位置調(diào)整到工作位置，以便通過流量輸送導(dǎo)管將渦輪殼體的兩通道流體地聯(lián)接到彼此。此外，該方法可基于排氣流速閾值的時間增量調(diào)整切斷體。這樣的方法可允許渦輪在低負荷和高負荷下最優(yōu)地運行。

解決上述問題的另一種潛在的方法是一種用于發(fā)動機的方法，該發(fā)動機帶有定位在渦輪殼體內(nèi)的流量輸送導(dǎo)管中的切斷體，該方法包含使用發(fā)動機控制器以級和/或連續(xù)可變的方式轉(zhuǎn)換切斷體。當(dāng)排氣流速高于第一閾值時，控制元件可將切斷體從休止位置轉(zhuǎn)換到第一工作位置，在休止位置中，切斷體抵靠殼體壁，從而封閉流量輸送導(dǎo)管和吹送通道，在第一工作位置中，切斷體打開流量輸送導(dǎo)管同時仍然封閉吹送通道。當(dāng)排氣流速高于第二閾值時，控制元件可將切斷體從休止位置或第一工作位置轉(zhuǎn)換到第二工作位置，在第二工作位置中，切斷體打開流量輸送導(dǎo)管和吹送通道。當(dāng)排氣流速低于第三閾值時，控制元件可將切斷體從第一或第二工作位置中進行轉(zhuǎn)換。另外，該方法可在排氣流速已達到對應(yīng)時間增量的閾值之后，使用控制元件調(diào)整切斷體。通過級的轉(zhuǎn)換，切斷體要么封閉要么打開流量輸送導(dǎo)管和/或吹送管線，這簡化了控制，并且特別地提供了成本優(yōu)勢。另一種選擇是以一種連續(xù)可變的方式進行轉(zhuǎn)換，這可能會降低扭矩下降。

應(yīng)當(dāng)理解的是，提供了上面的概要以便以簡化的形式來介紹具體實施方式中的精選構(gòu)思。這并不意味著用以確定所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，所要求保護的主題的范圍是隨具體實施方式所附的權(quán)利要求書唯一地限定的。此外，所要求保護的主題并不限于解決以上提及或本公開的任何部分中所提及的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1a示意性地示出了垂直于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線剖開的兩流渦輪的基本設(shè)計。

圖1b示意性地示出了垂直于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線剖開的雙流渦輪的基本設(shè)計。

圖1c示意性地示出了沿圖1b中所示的截面A-A的圖1b中所示的雙流渦輪。