[發明專利]帶有壓縮機、排氣再循環裝置和翻板的增壓內燃發動機

在審

• 申請號: 201710734345.3
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107781068A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: A·庫斯克;C·W·維吉爾德;F·A·薩默霍夫;J·克默林;V·斯米利亞諾夫斯基;H·M·金德爾;H·弗里德里希斯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02M26/64
• 分類號: F02M26/64;F02D9/10;F02M26/21;F02M26/70;F02M26/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙志剛,趙蓉民

相關申請的交叉引用

本申請要求在2016年8月24日提交的德國專利申請號102016215865.1的優先權。出于所有目的，上述引用的專利申請的全部內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本說明書大體涉及用于包括內燃發動機的機動車輛的集成閥以及具有這種集成閥的機動車輛。

背景技術

在引言中所提到的類型的內燃發動機被用作機動車輛驅動單元。在本公開的情況下，表述"內燃發動機"涵蓋柴油發動機和奧托循環發動機并且也涵蓋混合動力內燃發動機，混合動力內燃發動機利用混合動力燃燒過程以及不僅包括內燃發動機而且也包括電機的混合動力驅動器，電機能夠以驅動的形式連接到內燃發動機并從內燃發動機接收動力或作為可切換的輔助驅動器，額外地輸出動力。

近些年，存在朝增壓(supercharged)發動機發展的趨勢，其中，所述發動機對于汽車工業的經濟意義持續穩步增長。

增壓是提高其中發動機燃燒過程所需的空氣被壓縮的性能并因此能夠在每個工作循環中向每個汽缸饋送更多空氣質量的主要方法。以此方式，能夠增加燃料質量并因此增加平均壓力。

增壓為用于增加內燃發動機的功率同時保持不變的掃氣容積或用于降低掃氣容積但同時保持相同功率的合適裝置。在任何情況下，增壓致使體積功率輸出的增加以及更有利的功率重量比。如果掃氣容積降低，因此將負荷集體朝向較高的負載變換是可能的，在這種情況下，比燃料消耗率較低。通過增壓并結合合適的變速器配置，還可能實現所謂的降速，利用降速實現較低的比燃料消耗率同樣是可能的。

因此，增壓有助于不斷努力開發內燃發動機以使燃料消耗最小化即提高內燃發動機的效率。

為了增壓，通常使用排氣渦輪增壓器，其中壓縮機和渦輪機被安排在同一軸上。熱的排氣流被供給到該渦輪機并且在渦輪機中膨脹伴隨能量釋放，其結果置軸于轉動中。由排氣流供應到渦輪機并且最終供應到軸的能量用來驅動同樣被安排在該軸上的壓縮機。壓縮機傳送并且壓縮供應給壓縮機的增壓空氣，其結果是獲得了汽缸的增壓。有利地在壓縮機下游的進氣系統中設有增壓空氣冷卻器，借助于該增壓空氣冷卻器，壓縮的增壓空氣在進入至少一個汽缸前被冷卻。冷卻器降低增壓空氣的溫度并且由此增加增壓空氣的密度，使得冷卻器還有助于汽缸改善的增壓，也就是說有助于更大的空氣質量。發生通過冷卻的壓縮。

排氣渦輪增壓器相對于能夠通過輔助驅動器驅動的機械增壓器(supercharger)的優點在于排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量，而機械增壓器從內燃發動機直接或間接抽取驅動它所需的能量，并因此至少由于既然驅動能量不是源于能量回收源，就不利地影響效率，也就是說降低效率。

如果機械增壓器不是能夠通過電機驅動(也就是電驅動)的機械增壓器，則通常需要在機械增壓器和內燃發動機之間存在用于動力傳輸的機械或運動學連接，這也影響了發動機艙中的封裝。

機械增壓器相對于排氣渦輪增壓器的優點在于，機械增壓器能夠隨時產生并提供所需的增壓壓力，特別是與內燃發動機的工作狀態無關。這特別適用于能夠通過電機電驅動的機械增壓器，并因此與曲軸的轉速無關。

在現有技術中，具體的情況是，通過排氣渦輪增壓在所有發動機轉速范圍內實現功率增加中遇到了困難。在某一發動機轉速下沖的事件下，觀察到了相對嚴重的扭矩下降。如果考慮到增壓壓力比取決于渦輪機壓力比或渦輪機功率，所述扭矩下降是可理解的。如果發動機轉速下降，這導致較小的排氣質量流并且由此導致較低的渦輪機壓力比或較低的渦輪機功率。因此，朝向較低的發動機轉速，增壓壓力比同樣降低。這等同于扭矩下降。

發明內容

本公開涉及的內燃發動機具有用于增壓目的的壓縮機，其中，在本公開的情況下，能夠通過輔助驅動器驅動的機械增壓器和排氣渦輪增壓器的壓縮機二者均能夠被歸納為表述“壓縮機”。

減少污染物排放是進一步的基本目標。增壓在解決此問題方面同樣能夠是有利的。通過有目的的增壓配置，可以明確獲得關于效率和排氣排放的優點。然而，為了滿足未來的污染物排放限值要求，除了增壓裝置之外，還需要采取進一步的措施。