[發明專利]具有部分停用的排氣渦輪增壓內燃發動機及其操作方法

有效

• 申請號: 201610620987.6
• 申請日: 2016-08-01
• 公開（公告）號: CN106401758B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: L·巴奇;R·斯塔爾曼
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D17/02
• 分類號: F02D17/02;F02D13/06;F02D41/00;F02D23/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本申請提供用于在部分停用模式中操作發動機的實施例。在一個示例中，用于具有第一汽缸組和第二汽缸組的發動機的方法包含：響應于第一發動機速度?負載區中的發動機操作，將第二汽缸組的一個或多個汽缸停用，且響應于停用，調整第一汽缸組的一個或多個汽缸的排氣門正時。所述方法進一步包含響應于第二發動機速度?負載區中的發動機操作，調整第一汽缸組的一個或多個汽缸的排氣門正時，且響應于調整，將第二汽缸組的一個或多個汽缸停用。

相關申請案的交叉參考

本申請請求于2015年7月31日遞交的第102015214616.2號德國專利申請的優先權，所述德國專利申請的全部內容在此以引用的方式并入以用于所有目的。

技術領域

本發明涉及機械增壓內燃發動機。

背景技術

機械增壓是用于增加內燃發動機的動力同時維持容積排量不變或用于減少容積排量同時維持相同動力的合適的方式。在任何情況下，增壓導致體積功率輸出的增加以及更有利的動力重量比。如果容積排量減少，那么因此在相同的交通工具邊界條件下可能使負載共同朝向較高負載移位，在較高負載下比燃料消耗量(specific fuel consumption)較低。

內燃發動機可以通過排氣渦輪增壓而增壓。排氣渦輪增壓器例如與機械增壓器相比的優點在于增壓器與內燃發動機之間不需要用于傳輸動力的機械連接。機械增壓器完全從內燃發動機提取用于其驅動所需的能量，并且由此減少了輸出功率且因此對效率產生不利影響，而排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量。

機械增壓內燃發動機優選地配備有增壓空氣冷卻布置，借助于所述布置而在壓縮燃燒空氣進入汽缸之前被冷卻。以此方式，進一步增加所供應增壓空氣的密度。以此方式，冷卻同樣有助于燃燒室的壓縮和改善的增壓，也就是說促成改善的體積效率。增壓空氣冷卻器配備有旁路管線可為有利的，以便能夠在需要時，例如在冷啟動之后繞過增壓空氣冷卻器。

在內燃發動機的開發中，基本目的是最小化燃料消耗，其中做出的努力的重點是獲得改善的總效率。

尤其在奧托循環發動機的情況下，即在應用點火內燃發動機的情況下的問題，燃料消耗且因此效率帶來了問題。對此的原因在于奧托循環發動機的基本操作過程中。一般借助于進氣系統中提供的節流擋板來實行負載控制。通過調整節流擋板，節流擋板下游的引入空氣的壓力可以被減少到更大或更小的程度。進一步關閉節流氣門，也就是說所述節流擋板阻擋進氣系統越多，所引入的空氣在節流擋板兩端的壓力損失越高，且節流擋板下游和進入至少三個汽缸(也就是說燃燒室)的進口上游的引入空氣的壓力越低。對于恒定的燃燒室容積，有可能以此方式借助于引入空氣的壓力來設定空氣質量，也就是說空氣量。這也解釋了為何數量調節已經證明為尤其在部分負載操作中是不利的，因為低負載需要進氣系統中的高度節流和減壓，因此隨著負載減小和節流增加，進氣交換損耗增加。

為了減少所描述的損耗，已經開發用于對應用點火內燃發動機減少節流的各種策略。

用于對奧托循環發動機減少節流的解決方案的一個方法是例如具有直接噴射的奧托循環發動機操作過程。燃料的直接噴射是用于實現分層的燃燒室進氣的合適方式。燃料進入燃燒室的直接噴射因此準許奧托循環發動機中在某些限制內的質量調節。混合物形成是通過將燃料直接噴射到汽缸內或位于汽缸中的空氣內發生的，而不是通過外部混合物形成，其中燃料被引入到進氣系統中的引入空氣中。

優化奧托循環發動機的燃燒過程的另一選項在于使用至少部分可變的氣門驅動器。與氣門的升程和正時都是不變的常規氣門驅動器相比，對燃燒過程且因此對燃料消耗產生影響的這些參數可通過可變的氣門驅動器變化到更大或更小的范圍。如果進口氣門的關閉時間和進口氣門升程可改變，那么這單獨使得無節流且因此無損失的負載控制成為可能。在進氣過程期間流動到燃燒室中的混合物質量隨后不由節流擋板控制，而是由進口氣門的進口氣門升程和打開持續時間控制。