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      帶有部分停用的排氣渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的制作方法

      文檔序號:11260335閱讀:191來源:國知局
      帶有部分停用的排氣渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的制造方法與工藝

      相關(guān)申請的交叉引用

      本申請要求于2016年3月9提交的德國專利申請no.102016203823.0的優(yōu)先權(quán)。上述所參考申請的全部內(nèi)容將以其全部內(nèi)容并入本文以用于全部目的。

      本公開涉及一種具有至少兩個汽缸的機械增壓內(nèi)燃發(fā)動機。



      背景技術(shù):

      內(nèi)燃發(fā)動機可以是機械增壓的。機械增壓作用主要用來增加內(nèi)燃發(fā)動機的功率。在此,用于燃燒過程所需的空氣被壓縮,其結(jié)果是在每個工作周期中更大的空氣質(zhì)量可以被供應到每個汽缸。以此方式,燃料質(zhì)量并且因此平均壓力會被增加。

      機械增壓是用于增加內(nèi)燃發(fā)動機的功率同時維持排量不變、或者是用于降低排量同時維持相同功率的合適的手段。無論如何,機械增壓均致使體積功率輸出增加以及提高的功率重量比。如果排量降低,因此有可能實現(xiàn)在給定的相同車輛邊界條件下,將負載集體轉(zhuǎn)換成燃料消耗率更低的較高負載。

      為了機械增壓,通常使用排氣渦輪增壓器,其中壓縮機和渦輪被布置在相同軸上。熱排氣流被供應到渦輪并且在渦輪中擴展,伴隨能量釋放,其結(jié)果是軸被設(shè)定成旋轉(zhuǎn)。由排氣流供應到渦輪并且最終供應到該軸的能量被用于驅(qū)動同樣布置在該軸上的壓縮機。壓縮機將供應到其上的增壓空氣傳輸并且壓縮,其結(jié)果是獲得了汽缸的機械增壓。在進氣系統(tǒng)中在壓縮機的下游有利地配備了增壓空氣冷卻器,通過該增壓空氣冷卻器,壓縮的增壓空氣在其進入該至少兩個汽缸前被冷卻。該冷卻器降低溫度并且因此增加增壓空氣的密度,使得該冷卻器還有利于提高汽缸的增壓,也就是說更大的空氣質(zhì)量。產(chǎn)生了通過冷卻的壓縮。

      排氣渦輪增壓器相比機械增壓器的優(yōu)點在于排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量,而機械增壓器通常直接或間接地從內(nèi)燃發(fā)動機獲取用于驅(qū)動其所需的能量,并且因此降低了效率。在某些情況下,需要機械或動力學連接用于該機械增壓器與內(nèi)燃發(fā)動機之間的動力傳輸。

      機械增壓器相比排氣渦輪增壓器的優(yōu)點是機械增壓器隨時產(chǎn)生并且使得所需要的增壓壓力可供使用,確切地不管內(nèi)燃發(fā)動機的運行狀態(tài)如何,具體而言不管曲軸現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)速度為何。這尤其適用可以用電機驅(qū)動的機械增壓器。

      然而,通過排氣渦輪增壓在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)功率增加會遇到困難。在某些發(fā)動機轉(zhuǎn)速下沖的情況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壓力比,所述扭矩下降是可以理解的。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速被降低,則這將導致較小的排氣質(zhì)量流并且因此導致較低的渦輪壓力比。因此,朝向較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速,增壓壓力比同樣降低。這等同于扭矩下降。

      提高機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的扭矩特性的一個措施是例如小的渦輪截面設(shè)計以及同時提供排氣放氣設(shè)施。此類渦輪也稱為廢氣門渦輪。如果排氣質(zhì)量流超過了臨界值,則排氣流的一部分在所謂的排氣放氣過程中經(jīng)由通過渦輪的旁通管路傳輸。這個方法具有的缺點是機械增壓特性在相對高的旋轉(zhuǎn)速度下或在出現(xiàn)相對高的排氣流速時是不充分的。

      扭矩特性還可以有利地通過多個串聯(lián)的排氣渦輪增壓器而被影響。通過將兩個排氣渦輪增壓器串聯(lián)連接,其中一個排氣渦輪增壓器用作高壓級并且一個排氣渦輪增壓器用作低壓級,壓縮機特征圖譜可以有利地被擴展,尤其在較小的壓縮機流動方向以及同樣較大的壓縮機流動方向上。

      機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的扭矩特征可以進一步通過多個并聯(lián)布置的渦輪增壓器而被提高,也就是說,通過并聯(lián)布置的具有相對小的渦輪截面的多個渦輪,其中渦輪相繼以增加的排氣流速被激活。

      在內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)展過程中,基本目的是最小化燃料消耗,其中所做努力的重點在于獲得提高的整體效率。除了內(nèi)燃發(fā)動機的機械增壓外還利用了進一步的措施。

      燃料消耗并且因此效率在特別是奧托循環(huán)發(fā)動機的情況下造成了問題,也就是說,在應用點火的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下。其原因在于奧托循環(huán)發(fā)動機的基本運行過程。負載控制通常是通過進氣系統(tǒng)中所提供的節(jié)氣門活板來實施的。通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門活板(throttleflap),節(jié)氣門活板下游的進氣壓力可以或多或少被降低。節(jié)氣門活板被關(guān)閉得越多,即所述節(jié)氣門活板阻塞進氣系統(tǒng)越多,穿過節(jié)氣門活板的進氣的壓力損失就越高,并且節(jié)氣門活板下游以及進入至少兩個汽缸(即燃燒室)的進氣口的上游的進氣壓力越低。對于不變的燃燒室容積,以此方式空氣質(zhì)量,即數(shù)量可以通過進氣的壓力來設(shè)定。這也解釋了為什么數(shù)量的調(diào)節(jié)已被證明特別是在局部負載操作中是不利的,因為低負載需要高度的節(jié)流以及進氣系統(tǒng)中大幅壓力降低,其結(jié)果是進氣交換損失(charge-exchangeloss)增加,伴隨降低的負載和增加的節(jié)流。

      為了降低所述損失,開發(fā)了用于為奧托循環(huán)發(fā)動機去節(jié)流的各種策略。用于為奧托循環(huán)發(fā)動機去節(jié)流方案的一種方法是例如帶有直接噴射的奧托循環(huán)發(fā)動機運行過程。燃料的直接噴射是用于實現(xiàn)分層的燃燒室充氣的合適的手段。燃料直接噴射到燃燒室內(nèi)進而允許奧托循環(huán)發(fā)動機內(nèi)在一定限度內(nèi)的質(zhì)量調(diào)節(jié)。通過將燃料直接噴射到汽缸或位于汽缸內(nèi)的空氣中并且不是通過外部混合物形成,而發(fā)生混合物的形成,其中燃料在進氣系統(tǒng)中被引入進氣中。

      用于優(yōu)化奧托循環(huán)發(fā)動機的燃燒過程的另一個選擇包括至少部分可變的氣門驅(qū)動。與其中氣門的升程和控制正時是不可變的常規(guī)氣門驅(qū)動不同,對燃燒過程并且進而對燃料消耗產(chǎn)生影響的這些參數(shù)可以通過可變的氣門驅(qū)動而在更大或更小的范圍內(nèi)變化。如果進氣門的關(guān)閉時間和進氣門升程可以被改變,則這僅使得有可能實現(xiàn)無節(jié)流并且進而無損失的負載控制。在進氣過程中流進燃燒室的混合物質(zhì)量或增壓空氣質(zhì)量然后不是通過節(jié)氣門活板而是通過進氣門升程以及進氣門的打開持續(xù)時間而被控制。然而,可變氣門驅(qū)動非常昂貴并且因此通常不適合批量生產(chǎn)。

      用于對奧托循環(huán)發(fā)動機去節(jié)流方案的另一個方法是通過汽缸停用來提供的,也就是說,在某些負載范圍內(nèi)停用獨立汽缸。奧托循環(huán)發(fā)動機在部分負載運行下的效率可以被提高,也就是說,通過此類部分停用被增加,因為多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的一個汽缸的停用增加了其他維持運轉(zhuǎn)的汽缸上的負載,如果發(fā)動機功率維持不變,如此則節(jié)氣門活板會進一步打開以便將更大的空氣質(zhì)量引進所述汽缸中,由此總的來說實現(xiàn)了內(nèi)燃發(fā)動機的去節(jié)流。在部分停用的過程中,永久運行的汽缸在燃料消耗率較低的高負載區(qū)域中運行。負載集合向較高負載轉(zhuǎn)移。

      由于所提供的較大的空氣質(zhì)量或混合物質(zhì)量,在部分停用過程中維持運行的汽缸進一步展示出改善的混合物形成。

      獲得了關(guān)于效率的其他優(yōu)點,原因在于停用的汽缸,由于沒有燃燒,不會產(chǎn)生由于熱從燃燒氣體傳遞到燃燒室壁造成的任何壁熱損失。

      即使是柴油發(fā)動機,也就是說自動點火內(nèi)燃發(fā)動機,由于它們基于的質(zhì)量調(diào)節(jié),相比奧托循環(huán)發(fā)動機展現(xiàn)出更高的效率,也就是說更低的燃油消耗,在奧托循環(huán)發(fā)動機中,如上所述,負載通過相對于汽缸的充氣的節(jié)流或數(shù)量調(diào)節(jié)而被調(diào)節(jié),即使在柴油發(fā)動機的情況下,存在改善的潛力以及相對于燃油消耗和效率的改善的需求。

      同樣在柴油發(fā)動機的情況下,用于降低燃料消耗的一個概念是汽缸停用,也就是說,在某些負載范圍內(nèi)的獨立汽缸的停用。在部分負載運行下柴油發(fā)動機的效率可以被提高,也就是說,通過部分停用可以被增加,因為即使在柴油發(fā)動機的情況下,在不變發(fā)動機功率的情況下,多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機中的至少一個汽缸的停用增加了其他仍然運轉(zhuǎn)的汽缸上的負載,使得所述汽缸在燃料消耗率較低的較高負載區(qū)域內(nèi)運行。在柴油發(fā)動機部分負載運行下的負載集合向較高負載轉(zhuǎn)移。

      關(guān)于壁熱損失,獲得與在奧托循環(huán)發(fā)動機的情況下一樣的優(yōu)點,為此原因參考給定的相應陳述。

      在柴油發(fā)動機的情況下,部分停用也意圖在存在由于使用的燃料數(shù)量減少而引起的負載降低的質(zhì)量調(diào)節(jié)的情況下防止燃料空氣混合物變得太稀。

      然而,本文的發(fā)明人已經(jīng)意識到帶有部分停用的多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機以及用于操作所述內(nèi)燃發(fā)動機的相關(guān)聯(lián)的方法承受各種問題,如將在下文中簡要說明的。

      如果為了部分停用的目的,到可停用汽缸的燃料供給被停止,也就是說,被中斷,如果所述汽缸的相關(guān)聯(lián)的氣門驅(qū)動沒有被停用或者不能被停用,則被停用的汽缸繼續(xù)參與充氣交換。因此,由停用的汽缸產(chǎn)生的進氣交換損失減少并且與通過部分停用獲得的燃料消耗和效率方面的改善相抵消,使得部分停用的益處至少部分地損失,也就是說,部分停用實際上產(chǎn)生整體上不明顯的改善。

      實際上,上述不利的作用通過提供可切換氣門驅(qū)動來補救通常不是有利的,因為可切換氣門驅(qū)動例如可變氣門驅(qū)動非常昂貴并且對于批量生產(chǎn)僅僅展現(xiàn)出有限的適合度。

      此外,在通過排氣渦輪增壓機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下,可切換氣門驅(qū)動將致使進一步的問題,因為排氣渦輪增壓器的渦輪被配置成用于特定的排氣流速,并且因此通常也用于特定數(shù)量的汽缸。如果停用汽缸的氣門驅(qū)動被停用,則穿過內(nèi)燃發(fā)動機的汽缸的整體質(zhì)量流由于通過停用汽缸的質(zhì)量流的省略而被初始減小。通過渦輪傳輸?shù)呐艢赓|(zhì)量流降低,并且其結(jié)果是渦輪壓力比也大致降低。這具有的作用是增壓壓力比同樣降低,也就是說,增壓壓力下降,并且只有少量的新鮮空氣或增壓空氣被供應或可以被供應到維持運行的汽缸內(nèi)。該少量增壓空氣流也可以具有使壓縮機超過喘振極限運行的作用。

      然而,事實上有必要增加增壓壓力,以便供應更多的增壓空氣到維持運行的汽缸中,因為在多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個汽缸停用的情況下,則維持運行的其他汽缸上的負載增加,為此原因更大量的增壓空氣以及更大量的燃料被供應到所述汽缸。在壓縮機處可獲得的用于產(chǎn)生足夠高的增壓壓力的驅(qū)動功率取決于熱排氣的排氣熱焓,該排氣熱焓顯著地由排氣壓力和排氣溫度、以及排氣質(zhì)量或排氣流來確定。

      在奧托循環(huán)發(fā)動機的情況下,通過打開節(jié)氣門活板,可以在相對部分停用的負載范圍中容易地增大增壓壓力。這種可能性在柴油發(fā)動機的情況下不存在。該少量增壓空氣流可能具有使壓縮機超過喘振極限運行的作用。

      上述作用致使部分停用的可行性受限,確切地說致使可以使用部分停用的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍和負載范圍受限。在低增壓空氣流速情況下,由于不充分的壓縮機功率或渦輪功率,不可能實現(xiàn)的是增壓壓力根據(jù)需求增加。

      在部分停用過程中的增壓壓力以及因此供給到維持運行的汽缸的增壓空氣流速可以例如通過小的渦輪截面構(gòu)型并且通過同步的排氣放氣而增加,由此與部分停用相關(guān)的負載范圍也可以被再次擴大。然而,此方法具有的缺點是當所有汽缸都在運行時機械增壓行為不充足。

      在部分停用過程中的增壓壓力以及因此供給到依然運行的汽缸的增壓空氣流速還通過配備可變渦輪幾何形狀的渦輪而被增加,這允許針對當前的排氣質(zhì)量流量有效的渦輪截面的調(diào)整。然而,渦輪上游的排氣排放系統(tǒng)內(nèi)的排氣背壓隨后將同步增大,進而導致依然運行的汽缸內(nèi)更高的進氣交換損失。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      因此,本文的發(fā)明人提供了至少部分地解決上述問題的系統(tǒng)。在一個示例中,一種系統(tǒng)包括機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機,該內(nèi)燃發(fā)動機具有至少兩個汽缸,該至少兩個汽缸被布置成第一組和第二組,每個汽缸具有至少一個出氣口和至少一個進氣口,該出氣口被相應的排氣管線附接以用于通過排氣排放系統(tǒng)而排出排氣,該進氣口被相應的進氣管線附接以用于通過進氣系統(tǒng)供給增壓空氣。第一組的每個汽缸被配置成即使在內(nèi)燃發(fā)動機的部分停用過程中也是可運行的,并且第二組的每個汽缸被配置成依靠負載的可切換汽缸。第一組的每個汽缸的每個排氣管線合并以形成第一整體排氣管線,由此形成第一排氣歧管,并且第二組的每個汽缸的每個排氣管線合并以形成第二整體排氣管線,由此形成第二排氣歧管。第一組的每個汽缸的每個進氣管線合并以形成第一整體進氣管線,因此形成第一進氣歧管,并且第二組的每個汽缸的每個進氣管線合并以形成第二整體進氣管線,因此形成第二進氣歧管。該系統(tǒng)進一步包括第一排氣渦輪增壓器,該第一排氣渦輪增壓器具有布置在排氣排放系統(tǒng)中的第一渦輪和布置在進氣系統(tǒng)中的第一壓縮機,該第一渦輪和第一壓縮機被布置在第一可旋轉(zhuǎn)軸上;以及第二排氣渦輪增壓器,該第二排氣渦輪增壓器具有布置在排氣排放系統(tǒng)中的第二渦輪和布置在進氣系統(tǒng)中的第二壓縮機,該第二渦輪和第二壓縮機被布置在第二可旋轉(zhuǎn)軸上。第一渦輪被布置在第一汽缸組的第一整體排氣管線中并且第二渦輪被布置在第二汽缸組的第二整體排氣管線中,并且第一壓縮機被布置在第一汽缸組的第一整體進氣管線中并且第二壓縮機被布置在第二汽缸組的第二整體進氣管線中,第一壓縮機和第二壓縮機是并聯(lián)布置的。第一汽缸組的第一進氣歧管和第二汽缸組的第二進氣歧管通過連接件是彼此可連接的,第一關(guān)閉元件被布置在該連接件中。

      根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機配備有至少兩個排氣渦輪增壓器并且因此在排氣排放系統(tǒng)中配備有多于一個渦輪。至少兩個排氣渦輪增壓器的渦輪在排氣排放系統(tǒng)中被并聯(lián)布置,其中每個汽缸組各自被分配渦輪。這在機械增壓行為方面產(chǎn)生了相當大的改善,也就是說,在內(nèi)燃發(fā)動機的扭矩特性上,特別是在部分停用過程中產(chǎn)生了相當大的改善。

      每個渦輪可以針對相關(guān)聯(lián)汽缸組的排氣流速被配置,也就是說,針對相應組的汽缸數(shù)量被配置。然后,如果第二組的(一個或多個)可停用汽缸被停用,則這不必對通過第一組的渦輪傳輸?shù)呐艢饬魉佼a(chǎn)生影響,其結(jié)果是所述第一渦輪的渦輪壓力比不必降低。增壓壓力比不降低,并且足夠的增壓空氣被供給到維持運行的汽缸。

      根據(jù)本公開,確切的說其情況是至少兩個排氣渦輪增壓器的壓縮機在進氣系統(tǒng)中同樣被并聯(lián)布置,其中每個汽缸組被分配壓縮機。第一排氣渦輪增壓器的壓縮機被布置在第一汽缸組的第一整體進氣管線中,并且因此被分配給第一汽缸組。第二排氣渦輪增壓器的壓縮機被布置在第二汽缸組的第二整體進氣管線中,并且因此被分配給第二汽缸組。因此,在部分停用過程中由于沒有需要,第二排氣渦輪增壓器的壓縮機(也被稱為第二壓縮機)可以被停用,例如通過關(guān)閉元件與進氣系統(tǒng)的剩余部件分開。相關(guān)聯(lián)的第二渦輪無論如何不會供給排氣。給停用汽缸的增壓空氣的供給優(yōu)選被停止。

      根據(jù)本公開,汽缸組的進氣系統(tǒng)通過連接件是可連接的,第一汽缸組的第一進氣歧管和第二汽缸組的第二進氣歧管通過連接件是彼此可連接的,并且第一關(guān)閉元件被布置在該連接件中。在本公開的背景下,在每種情況下,進氣歧管包括相關(guān)聯(lián)汽缸組的進氣管線,相關(guān)聯(lián)的整體進氣管線的該部分一直通向布置在整體進氣管線中的壓縮機,并且在某些情況下在其間提供充氣空間(plenum)。

      憑借第一進氣歧管和第二進氣歧管通過連接件彼此可連接但可以通過關(guān)閉布置在連接件內(nèi)的第一關(guān)閉元件而彼此分開的物理特征展示出多個用于操作內(nèi)燃發(fā)動機的有利的可能性。

      在部分停用的過程中,在第二組的至少一個可切換汽缸被停用的情況下,第一關(guān)閉元件可以被關(guān)閉。然后,第一排氣渦輪增壓器的壓縮機(也被稱為第一壓縮機)僅僅將增壓空氣供給到第一組的那些汽缸,所述汽缸即使在部分停用的過程中也是可運行的,其中第二汽缸組的進氣系統(tǒng)與第一汽缸組的進氣系統(tǒng)分開。然后,第一壓縮機不將增壓空氣傳遞給第二組的停用的汽缸,也不將增壓空氣傳遞到第二排氣渦輪增壓器的壓縮機中,第二排氣渦輪增壓器的壓縮機在部分停用過程中優(yōu)選被停用。二者都存在缺陷,并且因此都不被期望。

      隨著負載增加,首先可能的是第一關(guān)閉元件被打開,并且第二組的停用的汽缸可以被激活,使得第一壓縮機在第二排氣渦輪增壓器的壓縮機被激活前將增壓空氣供應到所有汽缸,以便在負載進一步增加的情況下確保或輔助提供所需的增壓壓力。

      這個方法還具有的優(yōu)點是在第二排氣渦輪增壓器的壓縮機被激活之前分配給第二汽缸組的第二渦輪已經(jīng)再次被加速。

      應理解的是,提供以上發(fā)明內(nèi)容以便以簡化的方式介紹選擇的概念,這些概念將在具體實施方式中被進一步解釋。并不旨在確定所要求保護主題的關(guān)鍵或必要特征,該主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一確定。此外,所要求保護的主題不限于解決上述或本公開的任何部分中所提到的任何缺點的實施方式。

      附圖說明

      圖1示意性地示出了機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例。

      圖2是說明了用于操作發(fā)動機的方法的流程圖。

      圖3是說明了在圖2的方法執(zhí)行過程中的示例性運行參數(shù)的圖示。

      具體實施方式

      可變排量發(fā)動機(vde)(也稱為汽缸停用(cd))可以是主要由于降低氣體交換損失而增加發(fā)動機效率的有效機制。減小發(fā)動機排量是另一種用于增加發(fā)動機的燃料效率的機制。這通常依賴于增壓技術(shù)以便保持或甚至擴大額定功率并且增加減小的發(fā)動機低端扭矩。利用兩個渦輪增壓器的并聯(lián)連續(xù)增壓可以被用來傳遞所需要的扭矩和功率輸出。

      根據(jù)此處所公開的實施例,在渦輪增壓發(fā)動機系統(tǒng)中的vde運行可以通過使用兩個電驅(qū)動的渦輪增壓器(電-渦輪)以及進氣歧管以一種有效的方式來提供,該進氣歧管被分成兩個區(qū)段以一方面供給第一組汽缸并且另一方面供給第二組汽缸。兩個歧管區(qū)段通過連接件來連接,該連接件包括第一關(guān)閉元件,也被稱為vde活板。該第一電-渦輪供給第一組汽缸并且該第二電-渦輪供給第二組汽缸。一旦vde活板被關(guān)閉,則vde運行被激活。由于到兩個渦輪的分開的排氣管線,停用的汽缸被完全關(guān)閉,這避免了來自運行汽缸的排氣充滿停用汽缸。如果vde活板是打開的,則所有四個汽缸將由第一電-渦輪供給空氣。第二關(guān)閉元件(也被稱為壓縮機關(guān)閉閥)和第三關(guān)閉元件(也被稱為渦輪關(guān)閉閥)也被關(guān)閉,只要該第二電-渦輪沒有處于運行狀態(tài)。為了滿足較高負載和速度需要,所有關(guān)閉元件(例如壓縮機和渦輪關(guān)閉閥以及vde活板)是打開的。在該第一電-渦輪運行過程中,該第二電-渦輪是處于完全靜止狀態(tài)。一旦需要該第二電-渦輪的運行,該第二電-渦輪由于電動馬達而能夠幾乎自發(fā)地加速,并且因此將空氣供給到所有汽缸中。

      如果第一進氣歧管和第二進氣歧管借助布置在連接件中的第一關(guān)閉元件被關(guān)閉而彼此分開,但內(nèi)燃發(fā)動機的所有的汽缸是運行的,則每個壓縮機供給增壓空氣給分配給該壓縮機的汽缸組。

      與提供其中單一的相對大的渦輪被布置在排氣排放系統(tǒng)中的單一排氣渦輪增壓器不同,至少兩個排氣渦輪增壓器的根據(jù)本公開的渦輪具有相對小的尺寸,因為每個渦輪沒有被分配給所有汽缸而僅僅分配給一組汽缸。此類相對小的渦輪的相對小的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較低的慣性,由此,具體而言,相關(guān)聯(lián)排氣渦輪增壓器并且最終內(nèi)燃發(fā)動機的響應特性被改善。這提供了優(yōu)勢,特別是當分配給第二汽缸組的渦輪在部分停用結(jié)束后必須被再次加速的情況下。

      根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機具有至少兩個汽缸或至少兩組汽缸,每組各自帶有至少一個汽缸。在這方面,帶有被配置成三組并且每組各自帶有一個汽缸的三個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機或帶有被配置成三組并且每組各自帶有兩個汽缸的六個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機同樣是根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機。在此情況下,汽缸的排氣管線合并以形成三個整體排氣管線,進而形成三個排氣歧管,其中提供了三個排氣渦輪增壓器并且排氣渦輪增壓器的相應渦輪被布置在一個汽缸組的一個整體排氣管線中。

      在部分停用的背景下,該三個汽缸組可以被連續(xù)激活或停用,由此雙重切換(twofoldswitching)也可以被實現(xiàn)。部分停用由此進一步被優(yōu)化。汽缸組還可以包括不同數(shù)量的汽缸,例如在三汽缸發(fā)動機的情況下可以一組具有一個汽缸并且一組具有兩個汽缸。

      根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例致使部分停用的可行性擴大,確切的說致使在排氣渦輪增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下可以使用部分停用的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍和負載范圍的擴大。即使在部分停用期間,由于足夠的壓縮機功率或渦輪功率,也可以實現(xiàn)根據(jù)需求來提供或增加增壓壓力。

      機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中提供了第一輔助驅(qū)動,該第一輔助驅(qū)動就驅(qū)動而言至少可連接到第一排氣渦輪增壓器的軸,以便額外地使得功率可用于第一排氣渦輪增壓器的壓縮機的驅(qū)動并且將所述功率輸出到該壓縮機。

      該輔助驅(qū)動可以在被指示時激活并且打開,例如當內(nèi)燃發(fā)動機被部分停用時,也就是說,當?shù)诙捉M被停用時。

      然后,增壓壓力可以被增加,以便供應更多的增壓空氣給維持運行的第一組汽缸,因為在第二組汽缸停用的情況下,多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的維持運行的其他汽缸上的負載增加,為此原因,更大量的增壓空氣和更大量的燃料被供給到所述汽缸。由于根據(jù)本公開的排氣排放系統(tǒng)的構(gòu)型,在第一壓縮機處可獲得的用于產(chǎn)生增壓壓力的驅(qū)動功率,因為穿過該第一渦輪的減小的排氣流,在部分停用過程中不再被下降的渦輪壓力比充分地減小。然而,這并不足夠。為了增加增壓壓力,增加的驅(qū)動功率是必要的,以便供應更多的增壓空氣到維持運行的第一組的這些汽缸。

      由第一輔助驅(qū)動增加第一壓縮機下游的增壓壓力相對于其他方法具有多種優(yōu)點。例如,通過輔助驅(qū)動的方式,可能實現(xiàn)的是,相比通過在排氣側(cè)的渦輪的方式而言,增壓壓力可以被更快地影響,例如通過調(diào)節(jié)可變渦輪幾何形狀或調(diào)節(jié)廢氣門。如果增壓壓力等待被快速增加,相比通過增加排氣背壓和/或減少放氣排氣流速,這可以通過激活輔助驅(qū)動而被更快地實現(xiàn)。相比當壓縮機功率直接通過輔助驅(qū)動的激活而被增加,由于所涉及的原理,作用在排氣側(cè)上以便實現(xiàn)進氣側(cè)上增壓壓力改變的控制器展示出更差的響應特性。

      通過可以增加用于幾乎無延遲地驅(qū)動第一壓縮機的功率的選擇,排氣渦輪增壓的響應特性和工作特性以及由此內(nèi)燃發(fā)動機的響應特性和工作特性可以被相當大地改善。

      機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中提供了第二輔助驅(qū)動,該第二輔助驅(qū)動就驅(qū)動而言至少可連接到第二排氣渦輪增壓器的軸以便額外地可獲得功率以用于第二排氣渦輪增壓器的壓縮機的驅(qū)動并且將所述功率輸出到該壓縮機。

      如果第二排氣渦輪增壓器的壓縮機被激活,具體而言在部分停用結(jié)束后,通常尋求的是第二排氣渦輪增壓器的軸的旋轉(zhuǎn)速度被盡快地增加,也就是說,使得第二渦輪和壓縮機二者的轉(zhuǎn)子被再次快速加速,以便第二壓縮機可以有利于增壓壓力的產(chǎn)生。第二輔助驅(qū)動對此進行輔助。

      如果第一進氣歧管和第二進氣歧管借助布置在連接件中的第一關(guān)閉元件被打開而彼此連接,并且內(nèi)燃發(fā)動機所有的汽缸是運行的,則兩個壓縮機都供給增壓空氣給所有汽缸。

      第一和第二輔助驅(qū)動基本上也可以被用來提高內(nèi)燃發(fā)動機的瞬時運行特性。

      如果輔助驅(qū)動被提供,機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以被提供,其中第一輔助驅(qū)動和/或第二輔助驅(qū)動是機械驅(qū)動的輔助驅(qū)動。

      如果輔助驅(qū)動被提供,則機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以被提供,其中第一輔助驅(qū)動和/或第二輔助驅(qū)動是電力驅(qū)動的電動機器。與機械驅(qū)動的輔助驅(qū)動不同,不需要到內(nèi)燃發(fā)動機的機械的或動力學的連接。此外,電動機器可以用作輔助驅(qū)動并且作為發(fā)電機。由作為發(fā)電機的電動機器接收的功率可以被儲存和利用,也就是說,當需要驅(qū)動作為輔助驅(qū)動的電動機器時被再次使用。

      在此背景下,還提供了機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例,其中電動機器可作為發(fā)電機來運行以便接收來自相關(guān)聯(lián)渦輪的功率。

      如果作為發(fā)電機來運行的電動機器接收來自渦輪的功率,則這具有的效果是由渦輪可用來驅(qū)動壓縮機的功率被減小,并且壓縮機下游的增壓壓力被降低。

      根據(jù)本公開,可以被驅(qū)動連接到排氣渦輪增壓器的軸的電動機器不必優(yōu)先被作為發(fā)電機使用,而是必須作為輔助驅(qū)動可運行。為此,上述實施例僅僅是一個變體。可以僅僅作為輔助驅(qū)動來運行的電動機器足夠用于實施根據(jù)本公開所述的方法。

      如果電動機器不是作為用于壓縮機的電動輔助驅(qū)動來使用而是作為發(fā)電機來使用和運行以便獲得或恢復電能,也就是說將排氣能量轉(zhuǎn)換成電能,則從排氣流釋放到渦輪并且最終釋放到軸的能量沒有被專門用來驅(qū)動布置在該軸上的壓縮機,而是至少部分地被作為發(fā)電機運行的電動機器接收。

      用于控制或限制壓縮機下游的增壓壓力的在渦輪側(cè)的排氣的放氣因此可以被免除,因此排氣渦輪增壓器的渦輪不必配備旁通管線,其結(jié)果是該排氣渦輪增壓被簡化并且被制造得更緊湊以及更廉價。

      通過渦輪可獲得用于壓縮機驅(qū)動的功率通過被作為發(fā)電機運行的電動機器接收來自該渦輪的功率的事實而被減小。壓縮機下游的增壓壓力可以以此方式通過該電動機器接收的功率被控制,具體而言被降低并且受限。

      對于排氣放氣,不僅旁通管線被免除,并且放氣本身也被免除并且進而作為放氣結(jié)果的高能量排氣的浪費也被免除。借助通過渦輪在軸處可獲得的過量功率不再必須通過放氣以一種不被使用的方式被處置(也就是說被驅(qū)散)而是可以通過作為發(fā)電機運行的電動機器被轉(zhuǎn)換成電能的事實,排氣渦輪增壓以及內(nèi)燃發(fā)動機的效率可以相當大地被提高。

      通過由該電動機器接收的功率來控制壓縮機下游的增壓壓力具有進一步的優(yōu)勢。因此,與通過排氣放氣相比,增壓壓力可以通過電動機器被明顯更快地影響。如果增壓壓力有待被快速降低,則與通過打開旁通管線的方式相比,這可以通過激活該電動機器的方式被更快地引發(fā)。相比當壓縮機功率直接通過該電動機器的激活被降低,由于所涉及的原理,作用在排氣側(cè)上以便實現(xiàn)進氣側(cè)上增壓壓力改變的控制器展示出更差的響應特性。

      排氣渦輪增壓的響應特性和工作特性以及進而內(nèi)燃發(fā)動機的響應特性和工作特性可以通過可降低用于幾乎無延遲地驅(qū)動壓縮機所提供的功率的選擇而被相當大地改善。

      在內(nèi)燃發(fā)動機的非穩(wěn)態(tài)(即瞬時)運行背景下的負載變化過程中,上述相關(guān)性既在限制增壓壓力方面也在增壓壓力快速降低方面都具有重要性。

      在此背景下,提供了機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例,其中提供了一種電池,在電池中,通過發(fā)電機獲得的電能可以被存儲。

      這個變體具有的優(yōu)勢是通過發(fā)電機運行獲得的功率不必馬上被使用,而是可以被存儲。在同樣可以用作和操作為可激活輔助驅(qū)動的電動機器的情況下,被存儲在該電池內(nèi)的能量優(yōu)選地被用來驅(qū)動該輔助驅(qū)動,而不必額外地提供能量,這可以提高內(nèi)燃發(fā)動機的燃料消耗。

      提供了機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例,其中該第一進氣歧管被形成為充氣空間,使得第一整體進氣管線通向第一充氣空間中,第一汽缸組的至少一個進氣管線從第一充氣空間分支。同樣地,第二進氣歧管可以形成為充氣空間,以便提供機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例,其中第二整體進氣管線通向第二充氣空間中,該第二汽缸組的至少一個進氣管線從第二充氣空間分支。

      充氣空間用作容積大的收集容器,以便增壓空氣在進入這些汽缸前被平定(calm)。在此背景下,提供了該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例,其中第一汽缸組的第一充氣空間和第二汽缸組的第二充氣空間通過連接件是彼此可連接的,其中第一關(guān)閉元件被布置在該連接件中。

      在部分停用結(jié)束后,隨著負載增加,當?shù)诙M的停用的汽缸被激活并且第一關(guān)閉元件被初始打開時,第一壓縮機將增壓空氣供給到所有汽缸,其中增壓空氣通過第一充氣空間和第二充氣空間流入第二組汽缸中。

      該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中第一關(guān)閉元件是活板??梢蕴峁嵤├?,其中活板是以連續(xù)可變的方式可調(diào)節(jié)的。然后,不僅到第二汽缸組的增壓空氣供給的停止是可能的,而且源自該第一壓縮機并且供應到第二組中可能停用的汽缸中增壓空氣的定向調(diào)整(即測量)是可能的。

      該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中第二關(guān)閉元件被布置在第二排氣渦輪增壓器的壓縮機與連接件之間的第二整體進氣管線中。

      如已提及的,第二關(guān)閉元件用于停用第二壓縮機,特別是在部分停用過程中。當?shù)诙捉M被停用時,所述壓縮機不再由相關(guān)聯(lián)的第二渦輪來驅(qū)動。此處,所述第二關(guān)閉元件的關(guān)閉不僅防止增壓空氣通過第二壓縮機傳遞到汽缸中而且特別是還防止增壓空氣通過第一壓縮機傳遞到第二壓縮機中。

      在此背景下,可以提供機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例,其中提供了旁通管線,該旁通管線從第二排氣渦輪增壓器的壓縮機上游的第二整體進氣管線分支并且通向第二排氣渦輪增壓器的壓縮機下游的第二整體進氣管線中和/或通向第一排氣渦輪增壓器的壓縮機下游的第一整體進氣管線。為了在部分停用過程中,第二壓縮機不會或者不必以與關(guān)閉的第二關(guān)閉元件的阻力相反的不希望的方式來提供傳遞動作,可以提供所述類型的旁通管線,在部分停用過程中,該旁通管線被打開并且用于增壓空氣的放氣。

      由此還提供了機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例,其中關(guān)閉元件被布置在該旁通管線中。

      該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例是有利的,其中第三關(guān)閉元件被布置在該第二整體排氣管線中。該第三關(guān)閉元件優(yōu)選地被布置在第二整體排氣管線或在排氣排放系統(tǒng)中的第二渦輪的上游。在部分停用過程中,該第三關(guān)閉元件的關(guān)閉防止源自第一汽缸組的排氣被傳遞到第二整體排氣管線中或防止被傳遞到第二組汽缸中。

      內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中關(guān)閉元件是閥或可樞轉(zhuǎn)的活板。該關(guān)閉元件可以是電動地、液壓地、氣動地、機械地或磁性地可控的,優(yōu)選地通過發(fā)動機控制器,例如在下文中以更多細節(jié)說明的控制器。

      該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中提供了第一旁通管線,該第一旁通管線從第一排氣渦輪增壓器的渦輪上游的排氣排放系統(tǒng)中分支并且該第一旁通管線通入第一排氣渦輪增壓器的渦輪下游的排氣排放系統(tǒng)中,關(guān)閉元件被布置在第一旁通管線中。

      機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中提供了第二旁通管線,該第二旁通管線從第二排氣渦輪增壓器的渦輪上游的排氣排放系統(tǒng)中分支并且該第二旁通管線通入第二排氣渦輪增壓器的渦輪下游的排氣排放系統(tǒng)中,關(guān)閉元件被布置在第二旁通管線中。

      以上的兩個實施例涉及排氣渦輪增壓器的渦輪的廢氣門型結(jié)構(gòu),這可具有優(yōu)點。排氣渦輪增壓器的渦輪還可以配備有可變渦輪幾何形狀。可變渦輪幾何形狀通過調(diào)節(jié)渦輪的幾何形狀或有效的渦輪截面允許對內(nèi)燃發(fā)動機相應的工作點的更詳細的調(diào)節(jié),還有可能的是,在某種程度上實現(xiàn)渦輪幾何形狀的基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速或基于負載的調(diào)節(jié)。

      此處,用于影響流動方向的導向葉片被布置在渦輪的入口區(qū)域中。與旋轉(zhuǎn)葉輪的葉輪葉片相反,導向葉片不會隨渦輪的軸旋轉(zhuǎn)。

      如果渦輪具有固定的、不可變的幾何形狀,則所述導向葉片,如果存在的話,被布置在入口區(qū)域中,以便不僅靜止并且還完全不可移動,也就是說,是剛性固定的。相反,如果使用帶有可變幾何形狀的渦輪,則導向葉片被布置成以便是靜止的但不是完全不可移動的,而是繞其軸線可旋轉(zhuǎn)的,以便靠近葉輪葉片的流動可以被影響。

      該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中至少兩個汽缸組的整體排氣管線合并以形成位于渦輪下游的共用的整體排氣管線。這個實施例產(chǎn)生排氣后處理方面的優(yōu)點,因為可以在該共用的整體排氣管線中提供共用的排氣后處理系統(tǒng)以用于所有排氣。

      該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中至少一個排氣后處理系統(tǒng),例如氧化催化轉(zhuǎn)化器、三元催化轉(zhuǎn)化器、存儲催化轉(zhuǎn)化器、選擇性催化轉(zhuǎn)化器和/或微粒過濾器,在該排氣排放系統(tǒng)中提供。

      該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中一個或多個增壓空氣冷卻器被布置在第一排氣渦輪增壓器的壓縮機下游和/或該第二排氣渦輪增壓器的壓縮機下游的整體進氣管線中。

      在具有直列布置的四個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下,提供了實施例,其中每種情況下一個外部汽缸和一個內(nèi)部汽缸形成一個組,例如第一外部汽缸和第一內(nèi)部汽缸在第一組中并且第二外部汽缸和第二內(nèi)部汽缸在第二組中。

      在具有直列布置的四個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下,還可以提供實施例,其中兩個外部汽缸和兩個內(nèi)部汽缸分別形成一組。

      該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中提供了至少一個排氣再循環(huán)布置,該排氣再循環(huán)布置包括至少一個管線,該管線從排氣排放系統(tǒng)分支并且通入該進氣系統(tǒng)中。

      排氣再循環(huán),即燃燒氣體的再循環(huán)是用于降低氮氧化物排放的合適方法,其中隨著排氣再循環(huán)速率的增加,氮氧化物排放可以被相當大地減少。為了實現(xiàn)氮氧化物排放的顯著減少,使用了高排氣再循環(huán)速率。

      此處,該機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中用于調(diào)節(jié)再循環(huán)排氣流速的至少一個閥被布置在該排氣再循環(huán)布置的至少一個管線中。

      機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中排氣再循環(huán)布置的至少一個管線從渦輪上游的排氣排放系統(tǒng)分支并且通入壓縮機下游的進氣系統(tǒng)中,也被稱為高壓egr。

      機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例同樣被提供,其中該排氣再循環(huán)布置的至少一個管線從渦輪下游的排氣排放系統(tǒng)分支并且通入壓縮機上游的進氣系統(tǒng)中,也被稱為低壓egr。

      與高壓egr不同,在低壓egr情況下,已經(jīng)流過渦輪的排氣被引入進氣系統(tǒng)中。為此目的,低壓egr布置具有再循環(huán)管線,該再循環(huán)管線從渦輪下游的排氣排放系統(tǒng)分支并且通入壓縮機上游的進氣系統(tǒng)中。

      機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中每個汽缸配備有用于引入燃料的直接噴射機構(gòu)。此處,提供了實施例,其中每個汽缸配備有噴射噴嘴以用于直接噴射的目的。

      在直接噴射內(nèi)燃發(fā)動機的情況下,與在帶有進氣管噴射的內(nèi)燃發(fā)動機的情況相比,燃料供應可以被更快地并且更可靠地停用以用于部分停用的目的,在進氣管噴射中,進氣管中的燃料殘留物可以導致該停用的汽缸中不希望的燃燒。

      盡管如此,仍然可以提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例,其中提供了進氣管噴射機構(gòu)以用于供應燃料的目的。

      機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例被提供,其中每個汽缸配備有點火裝置,優(yōu)選地是火花塞,以用于啟動所應用的點火。

      本公開進一步包括用于運行上述類型的機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的一種方法。該方法可以以下述事實為特征,從處于部分停用狀態(tài)的內(nèi)燃發(fā)動機開始,其中第二組中至少一個可切換汽缸是停用的并且第一關(guān)閉元件是關(guān)閉的并且第二排氣渦輪增壓器的壓縮機是停用的,在負載增加并且超過第一可預定的負載tup,1的情況下,第一關(guān)閉元件被打開,并且第二組的至少一個停用汽缸被激活。

      已針對根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機所述的內(nèi)容也適用于根據(jù)本公開所述的方法,為此原因上述針對機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機所作的陳述此時通常也可以參考。不同的內(nèi)燃發(fā)動機可以部分地指示不同的方法變體。

      在部分停用的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下,第二組的停用的汽缸隨著負載增加被激活。第一關(guān)閉元件被打開以便第一壓縮機供給或可以供給增壓空氣給所有汽缸。

      隨著負載進一步增加,第二排氣渦輪增壓器的壓縮機然后被激活,以便確保或輔助提供所要求或需要的增壓壓力。

      因此,從至少兩組汽缸被激活并且是運行的并且第一關(guān)閉元件是打開的內(nèi)燃發(fā)動機開始,還提供了方法變體,其中在負載增加并且超過第二可定義負載tup,2的情況下,第二排氣渦輪增壓器的壓縮機被激活。

      第二渦輪流體地耦接到第二汽缸組并且進而第二排氣渦輪增壓器的軸在這種情況下已經(jīng)在第二排氣渦輪增壓器的壓縮機被激活前被加速。

      為了其中第二關(guān)閉元件被布置在第二排氣渦輪增壓器的壓縮機與連接件之間的第二整體進氣管線中的機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的運行,提供了方法變體,這些方法變體以下述事實為特征,第二排氣渦輪增壓器的壓縮機通過打開第二關(guān)閉元件而被激活并且通過關(guān)閉第二關(guān)閉元件而被停用。

      提供了方法變體,其中到至少一個可切換汽缸的燃料供應在停用過程中被停用。

      提供了方法變體,其中至少一個可運行汽缸的點火是通過自動點火來實現(xiàn)的。

      上述方法變體涉及多種方法,其中燃燒是通過自動點火啟動的,并且進而還涉及例如在柴油發(fā)動機中常規(guī)使用的工作過程。

      對于奧托循環(huán)發(fā)動機的運行,還可以使用帶有自動點火的混合動力燃燒過程,例如所謂的hcci方法,這也被稱為空間點火方法或稱為cai方法。所述方法基于供應到汽缸的燃料的受控的自動點火。由于低燃燒溫度,產(chǎn)生了相對低的氮氧化物排放,伴隨類似的無碳煙排放。

      該方法的實施例被提供,其中可預定義的負載tup,1和/或tup,2取決于內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速n。然后,存在不止一個單位負載(specificload),一旦下沖或超過該單位負載,就發(fā)生切換而不管發(fā)動機轉(zhuǎn)速n為何。取而代之地,依賴發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方法隨之發(fā)生,并且在特征圖譜中定義一個區(qū)域,在該區(qū)域中發(fā)生部分停用。

      內(nèi)燃發(fā)動機的進一步的運行參數(shù)從根本上是可行的,例如內(nèi)燃發(fā)動機冷起動后的發(fā)動機溫度或冷卻劑溫度,可以被用作部分停用的準則。

      提供了方法變體,其中提供的用于啟動所應用的點火的點火裝置在可切換汽缸的停用過程中被停用。

      所述類型的內(nèi)燃發(fā)動機被用作機動車輛的驅(qū)動單元。在本公開的背景下,術(shù)語“內(nèi)燃發(fā)動機”包含柴油發(fā)動機和奧托循環(huán)發(fā)動機以及混合動力內(nèi)燃發(fā)動機,混合動力內(nèi)燃發(fā)動機利用混合動力燃燒過程以及混合驅(qū)動,混合驅(qū)動不僅包括內(nèi)燃發(fā)動機還包括電動機器,該電動機器可以在驅(qū)動方面連接到內(nèi)燃發(fā)動機并且該電動機器接收來自內(nèi)燃發(fā)動機的功率,或者電動機器作為可切換輔助驅(qū)動額外地輸出功率。

      圖1示意性地示出了機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機13的一個實施例。所述內(nèi)燃發(fā)動機是四汽缸直列發(fā)動機13,其中四個汽缸1,2,3,4被沿汽缸蓋的縱向軸線布置,也就是說,在一條直線上。

      該四個汽缸1,2,3,4被配置并且形成兩組,其中每組具有兩個汽缸,其中第四外部汽缸4和第二內(nèi)部汽缸2形成第一組,第一組的汽缸4,2即使在內(nèi)燃發(fā)動機13部分停用過程中也是運行的,并且第一外部汽缸1和第三內(nèi)部汽缸3形成第二組,第二組的汽缸1,3具有依靠負載的可切換汽缸1,3的形式,汽缸1,3在部分停用過程中是停用的。

      每個汽缸1,2,3,4具有進氣管線(5a或5b)以用于通過進氣系統(tǒng)6供應增壓空氣以及排氣管線(7a或7b)以用于通過排氣排放系統(tǒng)8排出排氣。如所說明的,第一組的汽缸(汽缸2,4)均被耦接到第一進氣管線5a和第一排氣管線7a。第二組的汽缸(汽缸1,3)均被耦接到第二進氣管線5b和第二排氣管線7b。

      第一組的兩個汽缸2,4的第一進氣管線5a被供給來自第一充氣空間6a'的增壓空氣,進氣系統(tǒng)6的第一整體進氣管線6a通入該第一充氣空間。

      第二組的兩個可切換汽缸1,3的第二進氣管線5b被供給來自第二充氣空間6b'的增壓空氣,進氣系統(tǒng)6的第二整體進氣管線6b通入第二充氣空間。

      在第一充氣空間6a'與第二充氣空間6b'之間形成連接件9,在該連接件中布置了第一關(guān)閉元件9a,其中活板9a用作第一關(guān)閉元件9a。以此方式,第一汽缸組的第一進氣歧管和第二汽缸組的第二進氣歧管通過連接件9彼此可連接,也通過處于關(guān)閉的活板9a彼此可分開。在內(nèi)燃發(fā)動機13的部分停用過程中,活板優(yōu)選地是關(guān)閉的,并且連接件9是阻塞的。

      第一排氣管線7a合并以形成第一整體排氣管線8a,進而形成第一排氣歧管。第二排氣管線7b合并以形成第二整體排氣管線8b,進而形成第二排氣歧管。所述整體的排氣管線8a,8b合并進而形成共用的整體排氣管線8c,其中排氣后處理系統(tǒng)被提供(未示出)。

      內(nèi)燃發(fā)動機13配備有兩個排氣渦輪增壓器12、14以用于機械增壓目的,其中每個排氣渦輪增壓器12,14包括布置在排氣排放系統(tǒng)8中的渦輪12a、14a和布置在進氣系統(tǒng)6中的壓縮機12b,14b。

      第一排氣渦輪增壓器12的第一渦輪12a被布置在第一汽缸組的第一整體排氣管線8a中并且第二排氣渦輪增壓器14的第二渦輪14a被布置在第二汽缸組的第二整體排氣管線8b中,其中所述兩個排氣渦輪增壓器12,14的兩個相關(guān)聯(lián)的壓縮機(第一壓縮機12b,第二壓縮機14b)同樣被并聯(lián)布置在進氣系統(tǒng)6中。

      如已經(jīng)提及的,進氣系統(tǒng)6包括兩個整體進氣管線6a,6b。第一排氣渦輪增壓器12的第一壓縮機12b被布置在第一整體進氣管線6a中并且第二排氣渦輪增壓器14的第二壓縮機14b被布置在第二整體進氣管線6b中。在所有情況下,一個增壓空氣冷卻器15a,15b被布置在每個壓縮機12b,14b下游的相關(guān)聯(lián)的整體進氣管線6a,6b中。

      在第二整體進氣管線6b中,第二關(guān)閉元件10被布置在第二壓縮機14b與第二充氣空間6b'之間,所述第二關(guān)閉元件用于在部分停用過程中第二壓縮機14b的停用。當?shù)诙捉M被停用時,第二壓縮機14b不再由相關(guān)聯(lián)的第二渦輪14a驅(qū)動。第二關(guān)閉元件10的關(guān)閉防止增壓空氣通過第二壓縮機14b傳遞到汽缸1,3中并且防止當活板9a打開時增壓空氣通過第一壓縮機12b傳遞到第二壓縮機14b中。

      第三關(guān)閉元件11被布置在第二渦輪14a上游的第二整體排氣管線8b中。在部分停用過程中第三關(guān)閉元件11的關(guān)閉防止源自第一汽缸組的排氣通過第二整體排氣管線8b被傳遞到或傳輸?shù)降诙M的汽缸1,3中。

      兩個渦輪12a,14a具有廢氣門渦輪12,14的形式。第一旁通管線12a'從第一排氣渦輪增壓器12的渦輪12a上游的第一整體排氣管線8a分支并且再次通入第一排氣渦輪增壓器12的第一渦輪12a下游的排氣排放系統(tǒng)8中。第二旁通管線14a'從第二排氣渦輪增壓器14的第二渦輪14a上游的第二整體排氣管線8b分支并且再次通入第二排氣渦輪增壓器14的第二渦輪14a下游的排氣排放系統(tǒng)8中。在所有情況下,一個關(guān)閉元件12a”,14a”被布置在每個旁通管線12a',14a'中。

      排氣渦輪增壓器12,14各自配備有電動機器(第一電動機器12c和第二電動機器14c)作為輔助驅(qū)動。每個輔助機器/驅(qū)動12c,14c各自就驅(qū)動而言被連接到相關(guān)聯(lián)排氣渦輪增壓器12,14的軸,以便額外地能夠提供功率以用于排氣渦輪增壓器12,14的壓縮機12b,14b的驅(qū)動并且將所述功率輸出到壓縮機12b,14b。輔助驅(qū)動12c,14c可以按需求被激活和運行。

      例如,如果在部分停用過程中,有必要增加第一組的維持運行的那些汽缸2,4的增壓壓力,則因為內(nèi)燃發(fā)動機13的維持運行的所述汽缸2,4的負載由于部分停用而增加,所以需要增加的驅(qū)動功率。第一壓縮機12b下游的相關(guān)的增壓壓力可以隨后利用第一輔助驅(qū)動12c被增加。

      如果第二排氣渦輪增壓器14的壓縮機14b被激活,具體而言在部分停用結(jié)束后,通常尋求的是第二排氣渦輪增壓器14的軸的旋轉(zhuǎn)速度被快速增加,也就是說,使得第二渦輪14a和壓縮機14b二者的轉(zhuǎn)子被再次快速加速,以便第二壓縮機14b有利于增壓壓力的產(chǎn)生。第二輔助驅(qū)動14c可以有利地對此進行輔助。

      第一和第二輔助驅(qū)動12c,14c還可以根本上用來提高內(nèi)燃發(fā)動機13的瞬時工作特性。

      發(fā)動機系統(tǒng)可以進一步包括控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可以包括控制器112。該控制器112在圖1中被示出為微型計算機,包括微處理器單元99、輸入/輸出端口104、用于可執(zhí)行程序和校準值的在這個具體示例中以只讀存儲器芯片106示出的電子存儲介質(zhì)、隨機存取存儲器108,不失效存儲器110以及數(shù)據(jù)總線。控制器112可以接收來自耦接到發(fā)動機13的傳感器的各種信號,除之前討論的這些信號外,還包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器的進氣質(zhì)量空氣流量(maf)的測量值;來自耦接到冷卻套筒的溫度傳感器的發(fā)動機冷卻劑溫度(ect);來自耦接到發(fā)動機的曲軸的霍爾效應傳感器(或其他類型)的表面點火感測信號(pip);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(tp);以及來自map傳感器的絕對歧管壓力信號map。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號rpm可以通過信號pip由控制器112產(chǎn)生。額外的溫度、壓力、氧濃度以及其他傳感器可以被定位在進氣系統(tǒng)和/或排氣系統(tǒng)中。

      存儲介質(zhì)只讀存儲器106可以用計算機可讀數(shù)據(jù)來編程,這些數(shù)據(jù)表示由處理器99可執(zhí)行的指令,以用于執(zhí)行下文中所述的方法以及其他可以預料但是未確切列出的變體。示例性方法參照圖2來進行說明。

      控制器112接收來自圖1中的不同傳感器的信號并且采用圖1中的不同致動器以基于接收的信號以及控制器的存儲器中存儲的指令來調(diào)節(jié)發(fā)動機運行。例如,控制器可以接收來自一個或多個傳感器的反饋以確定發(fā)動機負載和發(fā)動機轉(zhuǎn)速(例如來自maf,map和pip傳感器的反饋)并且可以隨后調(diào)節(jié)耦接到第一關(guān)閉元件9a、第二關(guān)閉元件10以及第三關(guān)閉元件11的相應的致動器以調(diào)節(jié)關(guān)閉元件的位置??刂破鬟€可以激活/不激活停用的汽缸的燃料噴射器、火花塞或其他元件以便激活/停用所述汽缸。

      圖2是說明了用于操作發(fā)動機(例如圖1中的發(fā)動機13)的一種方法200的流程圖。用于實施方法200以及此處包括的其余方法的指令可以通過控制器(例如控制器112)基于存儲在控制器的儲存器上的指令并且結(jié)合從發(fā)動機系統(tǒng)的傳感器中接收的信號來執(zhí)行,例如以上參照圖1所述的傳感器。根據(jù)以下所述的方法,控制器可以采用發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機致動器來調(diào)節(jié)發(fā)動機運行。

      在步驟202中,方法200包括確定運行參數(shù)。所確定的運行參數(shù)可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機負載、汽缸狀態(tài)(例如激活的與非激活的)、渦輪速度以及其他參數(shù)。在步驟204中,方法200包括確定發(fā)動機負載是否低于第一閾值負載。在一個實施例中,第一閾值負載可以是tup,1,如上所述。在另一個示例中,第一閾值負載可以是另一個合適負載,例如發(fā)動機最大額定負載的30%,或其他相對低的負載。如果發(fā)動機負載不低于第一閾值負載,方法200進行到206以激活或維持激活的第二汽缸組。由于從中級到高級的發(fā)動機負載,燃燒可以在發(fā)動機的所有汽缸中實施以滿足所請求的扭矩需求,并且由此第二組汽缸被激活(連同第一組汽缸一起,該第一組汽缸在所有發(fā)動機工況期間均是被激活的)。激活的汽缸通過相應的燃料供應機構(gòu)(例如燃料噴射器)接收燃料并且燃料空氣混合物通過相應的點火源(例如火花塞或壓縮)被燃燒。此外,每個進氣口通過相應進氣門被選擇性地打開以容納增壓空氣并且每個出氣口通過相應的出氣門被選擇性地打開以排出排氣。

      在步驟208中,方法200包括打開或維持打開第一關(guān)閉元件(例如圖1的元件9b)以允許第一進氣歧管與第二進氣歧管之間的連通。在步驟210中,第二關(guān)閉元件(例如圖1中的元件10)被打開或維持打開以激活(或維持激活)第二壓縮機。以此方式,第一壓縮機和第二壓縮機二者都提供壓縮,并且壓縮的進氣通過第一進氣歧管和第二進氣歧管被提供給所有汽缸。然而,在某些示例中,第一關(guān)閉元件可以被關(guān)閉以阻塞兩個進氣歧管之間的流體連通。在步驟212中,目標升壓壓力和/或扭矩通過調(diào)節(jié)每個渦輪增壓器的廢氣門位置、vgt位置和/或發(fā)電機運行來維持。例如,為了防止過度升壓情況,過量的排氣可以通過調(diào)節(jié)所述渦輪中的一個或兩個的廢氣門位置而被放氣。在其他示例中,一個或兩個渦輪中的vgt位置可以被調(diào)節(jié)。此外,當輔助驅(qū)動包括發(fā)電機時,耦接到渦輪的一個或兩個發(fā)電機可以被操作以將過量的排氣能量轉(zhuǎn)化成電能,這可以被存儲在電池中或供給到其他電消耗裝置。方法200然后返回。

      返回到步驟204,如果確定負載小于第一閾值,則方法200進行到步驟216以停用第二汽缸組。當負載低于第一閾值時,第二汽缸組中的汽缸被停用以增加第一汽缸組中激活的汽缸上的負載,除了其他益處外,這可以增加發(fā)動機效率。為了停用第二汽缸組的汽缸,到第二汽缸組的汽缸中的燃料供給可以被禁用,該第二汽缸組中的每個汽缸的點火源可以被禁用,和/或該第二汽缸組的每個汽缸的進氣門和/或出氣門可以被禁用(例如維持關(guān)閉)。

      在步驟218中,第一關(guān)閉元件被關(guān)閉以阻塞進氣從第一進氣歧管流動到第二進氣歧管并且隨后到第二汽缸組中。以此方式,第一渦輪增壓器通過第一進氣歧管僅僅將壓縮的空氣供給到第一汽缸組,并且沒有增壓空氣被供應到第二汽缸組的汽缸。在步驟220中,第二關(guān)閉元件被關(guān)閉以停用第二壓縮機。以此方式,進氣僅僅通過第一壓縮機被引入和壓縮。在步驟222中,方法200選擇性地包括通過輔助驅(qū)動輔助第一渦輪增壓器的軸的旋轉(zhuǎn)。例如,電動馬達可以被激活以與第一渦輪提供的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)第一渦輪增壓器的軸。在另一個示例中,在第一渦輪增壓器的軸與發(fā)動機的曲軸之間的機械耦接件旋轉(zhuǎn)該軸。如此,第一壓縮機可以以比僅通過由第一渦輪提供的旋轉(zhuǎn)所獲得的速度更快的速度被驅(qū)動,進而快速地提供額外升壓壓力以用于第一汽缸組的汽缸的增加的負載。

      在步驟224中,方法200包括確定負載是否增加到第一閾值負載。一旦負載已經(jīng)增加到第一閾值,扭矩需求可能不會僅通過第一汽缸組被滿足,并且因此可以由所有汽缸提供功率。因此,如果負載沒有達到第一閾值,則僅僅通過第一汽缸組就足夠滿足扭矩需求,并且進而方法200繼續(xù)回到步驟216以在第二組汽缸停用的情況下運行。如果負載已經(jīng)增加到或高于第一閾值,則方法200進行到步驟226以激活第二汽缸組,例如通過激活燃料供給、點火和第二汽缸組的汽缸的進氣門/出氣門激活。在步驟228中,第一關(guān)閉元件被打開以允許進氣流動到第二汽缸組的汽缸。然而,僅僅第一壓縮機被運行以供應壓縮的增壓空氣到所有汽缸,并且第二關(guān)閉元件維持關(guān)閉。以此方式,典型地發(fā)生在從部分汽缸運行到全部汽缸運行的過渡期間的扭矩下降可以被降低。在步驟230中,方法200選擇性地包括通過第二渦輪增壓器的輔助驅(qū)動幫助第二渦輪增壓器的軸的旋轉(zhuǎn)。以此方式,第二渦輪增壓器可以在第二壓縮機被激活以前被快速地達到某速度。然而,在某些示例中,該輔助驅(qū)動的激活可以被延遲,直到第二壓縮機被激活為止。

      在步驟232中,方法200確定負載是否已經(jīng)增加到第二閾值負載。該第二閾值負載可以是tup,2或者該第二閾值可以是另一個合適負載。第二閾值負載可以高于第一閾值負載。例如,第二閾值負載可以是發(fā)動機最大額定負載的40%。如果發(fā)動機負載還沒有達到第二閾值,則方法200循環(huán)回到步驟226并且繼續(xù)運行在第二組汽缸被激活、第一關(guān)閉元件打開并且第二關(guān)閉元件關(guān)閉的狀態(tài)下。如果負載已經(jīng)達到或者高于第二閾值,則方法200進行到步驟234以打開第二關(guān)閉閥以激活第二壓縮機。方法200然后返回。

      進而,根據(jù)此處公開的實施例,發(fā)動機包括多個汽缸。汽缸被布置成兩組。第一汽缸組被配置成在所有發(fā)動機工況期間均是運行的,同時第二汽缸組被配置成在某些工況期間是停用的。通過停用一部分汽缸,維持活躍的汽缸(例如第一汽缸組中的汽缸)可以被轉(zhuǎn)換到較高負載工作區(qū)域,這可以更有效率。如此,燃料經(jīng)濟性可以被提高。發(fā)動機可以用并聯(lián)的渦輪增壓器布置而被渦輪增壓,該渦輪增壓器布置包括耦接到第一汽缸組的第一渦輪增壓器以及耦接到第二汽缸組的第二渦輪增壓器。渦輪增壓器可以允許利用較小排量的發(fā)動機來傳遞所請求的扭矩,進一步增加燃料效率。

      然而,利用渦輪增壓的發(fā)動機在部分汽缸停用模式下的運行過程中可能產(chǎn)生的一個問題是扭矩下降,該問題可能在停用的汽缸再次激活后發(fā)生。在部分汽缸停用模型中運行期間,耦接到停用的汽缸的第二渦輪增壓器是不運行的。因此,當停用的汽缸被再次激活時,第二渦輪增壓器也被再次激活。然而,緊隨再次激活的是,汽缸可能沒有產(chǎn)生足夠的排氣以快速地使之前停用的第二渦輪增壓器的渦輪旋轉(zhuǎn),進而產(chǎn)生扭矩下降。

      為了最小化在停用的汽缸再次激活后可能發(fā)生的扭矩下降,發(fā)動機系統(tǒng)包括通過第一關(guān)閉元件以及第二和第三關(guān)閉元件流體連接的兩個分開的進氣歧管,這允許第二渦輪增壓器與發(fā)動機隔離。如上所述,第二汽缸組的再次激活可以響應于發(fā)動機負載達到第一閾值負載被執(zhí)行。當汽缸被初始再次激活時,第一關(guān)閉元件被打開以允許來自第一渦輪增壓器的壓縮機的壓縮的進氣通過兩個進氣歧管流動到第一汽缸組和第二汽缸組二者中。然而,在這個周期期間,第二關(guān)閉元件維持關(guān)閉以保持第二渦輪增壓器的壓縮機處于停用狀態(tài)。第三關(guān)閉元件被打開以便來自第二汽缸組的排氣能夠流動到第二渦輪增壓器的渦輪,進而加速渦輪。

      一旦高于第一閾值負載的第二閾值負載被達到,則第二渦輪增壓器的壓縮機可以通過打開第二關(guān)閉元件而被激活。在其他示例中,第二關(guān)閉閥可以響應于第二渦輪增壓器的軸的速度達到閾值速度而被打開,或者基于指示該渦輪處于所希望速度的可替代運行參數(shù)而被打開。附加地或替代地,第二渦輪增壓器的軸可以先于第二渦輪增壓器的壓縮機的激活或與第二渦輪增壓器的壓縮機的激活一起利用輔助驅(qū)動被加速,例如到發(fā)動機的機械耦接可以被建立或者電動馬達可以被激活。

      當所有汽缸均為活躍時,第二關(guān)閉元件和第三關(guān)閉元件二者均可以維持打開,直到隨后的汽缸停用事件發(fā)生為止。然而,第一關(guān)閉元件可以被保持打開,或者其可以根據(jù)工況或希望的發(fā)動機運行而被關(guān)閉。例如,在某些情況下,可能希望的是在不同的壓力下運行兩個進氣歧管,并且因此關(guān)閉元件可以被關(guān)閉以防止兩個歧管之間的流體連通??赡芷谕诓煌瑝毫ο逻\行歧管的一個示例性情況是在預測到操作者踩加速器踏板的情況下。為了建立升壓以滿足將在隨后的踩加速器踏板后發(fā)生的增加的扭矩需求,進氣歧管中的一個可以在增加的壓力下運行,例如通過將耦接到渦輪的電動馬達運行為發(fā)電機而將額外的負載置于與該歧管相關(guān)聯(lián)的渦輪增壓器的渦輪上。一旦發(fā)生踩加速器踏板,該第一關(guān)閉元件可以被打開以快速地將增加的增壓空氣供給到所有汽缸中。

      可能希望選擇性地打開或關(guān)閉第一關(guān)閉元件的另一個示例性工況是在壓縮機喘振線附近的運行。例如,如果第一關(guān)閉元件被關(guān)閉并且壓縮機中的一個達到喘振線附近的運行,則第一關(guān)閉元件可以被打開以瞬時增加經(jīng)過壓縮機的流量。

      圖3是示出了在方法200執(zhí)行過程中可以觀察到的運行參數(shù)的圖表300。圖表300包括描述發(fā)動機負載的第一圖示、描述汽缸狀態(tài)(激活與停用)的第二圖示、描述第一關(guān)閉元件位置的第三圖示、描述第二關(guān)閉元件位置的第四圖示、描述第三關(guān)閉元件位置的第五圖示、描述渦輪速度的第六圖示、描述廢氣門位置的第七圖示以及描述進氣歧管壓力的第八圖示。對于每個圖示,時間沿水平的x-軸描繪,并且每個運行參數(shù)的值沿各自豎直的y-軸描繪。

      在時間t1前,發(fā)動機負載處于中級負載范圍中,并且大于用于開始汽缸停用的閾值負載(t1),如由曲線302所示出的。因此,第一汽缸組是活躍的(如由曲線304所示出的),并且第二汽缸組是活躍的(如由曲線306所示出的)。第一關(guān)閉元件是打開的,如由曲線308所示出的,從而在壓力差允許的情況下允許進氣在第一與第二進氣歧管之間流動。然而,當?shù)诙P(guān)閉元件被打開(如由曲線310所示出的)時,進氣空氣能夠分離地流動到每個進氣歧管,并且進而在某些示例中,第一關(guān)閉元件可以在時間t1前被關(guān)閉。第三關(guān)閉元件被打開,如由曲線312所示出的,從而允許來自第二汽缸組的排氣流動到第二渦輪增壓器的第二渦輪。每個渦輪的渦輪速度基本是相等的,如由曲線314(用于第一渦輪)和曲線316(用于第二渦輪)所示出的。兩個廢氣門可以被關(guān)閉,如由曲線318和319(說明了耦接在第一渦輪兩端的第一廢氣門以及耦接在第二渦輪兩端的第二廢氣門的各自的廢氣門位置)所示出的,假定負載處于中級負載范圍中。兩個歧管的進氣歧管壓力基本相等,如由曲線320和322(這些曲線分別說明了第一進氣歧管和第二進氣歧管的壓力)所示出的。

      在時間t1,發(fā)動機負載下降到低于第一閾值t1。響應于發(fā)動機負載低于第一閾值,第二汽缸組被停用。為了防止來自第一壓縮機和第一進氣歧管的進氣流入第二進氣歧管并且最終流入第二組汽缸中,第一關(guān)閉元件被關(guān)閉。此外,由于停用的第二組汽缸使得沒有指示由第二壓縮機進行的壓縮,第二關(guān)閉閥被關(guān)閉并且第三關(guān)閉元件也被關(guān)閉。進而,第二渦輪增壓器與發(fā)動機相隔離。其結(jié)果是,第二渦輪的速度下降到最小的渦輪速度(例如零),并且第二進氣歧管的進氣歧管壓力下降到中立/不受控的壓力,如大氣壓力。與之相反,第一渦輪的速度在第二汽缸組的停用后增加,這是由于在第一汽缸組上增加的負載。同樣地,第一進氣歧管的進氣歧管壓力也增加。

      時間t1后并且經(jīng)過時間t2,發(fā)動機負載始終低于第一閾值。時間t2后,發(fā)動機負載開始增加。在時間t3,發(fā)動機負載已經(jīng)增加到第一閾值t1,并且因此第二組汽缸被再次激活。第一關(guān)閉元件在時間t3被打開以允許由第一壓縮機壓縮的進氣,通過第二進氣歧管流入第二組汽缸。其結(jié)果是,第二進氣歧管的壓力開始增加。第三關(guān)閉元件在時間t3被打開以允許來自現(xiàn)在運行的第二汽缸組的排氣流動到第二渦輪。然而,第二關(guān)閉元件保持關(guān)閉。如此,第二渦輪可以被加速,如理解為在時間t3后增加的第二渦輪的渦輪速度,同時第二壓縮機保持停用。第一渦輪的渦輪速度和第一進氣歧管的進氣歧管壓力可以在時間t3后分別增加,這是由于當?shù)谝粔嚎s機將壓縮的進氣供給到所有汽缸時置于第一渦輪增壓器上的負載增加。

      發(fā)動機負載繼續(xù)增加,并且在時間t4,負載達到第二閾值t2。響應于負載達到第二閾值,第二關(guān)閉元件被打開以激活第二壓縮機,并且因此兩個壓縮機都在運行以為所有汽缸提供壓縮的增壓空氣。在時間t4后,進氣歧管壓力變得均衡,渦輪速度也變得均衡。貫穿從時間t1到時間t4的發(fā)動機運行的是,每個廢氣門均維持關(guān)閉,這是由于相對低的發(fā)動機負載并且希望加速第二渦輪。然而,在時間t4后,由于更高的發(fā)動機負載,每個廢氣門均移動到部分打開位置,并且可以被控制以維持各自的進氣歧管的希望的升壓壓力/進氣歧管壓力。

      在時間t5,第一關(guān)閉元件再次被關(guān)閉,同時第二關(guān)閉元件與第三關(guān)閉元件保持打開并且所有汽缸是運行的(例如所有汽缸都在燃燒燃料)。第一廢氣門也被關(guān)閉。由于進氣歧管的分離以及第一廢氣門的關(guān)閉,第一進氣歧管的壓力開始增大,第一渦輪的速度也開始增大。增大的進氣歧管壓力可以作用為升壓儲存以例如在可預測的隨后的踩加速器踏板的情況下供給額外的增壓空氣。因此,在時間t6,發(fā)動機負載由于操作者踩加速器踏板而快速增大。其結(jié)果是,第一關(guān)閉元件被打開以供給額外的升壓到第二進氣歧管中來幫助快速滿足增大的扭矩需求,并且第二廢氣門被關(guān)閉(第一廢氣門保持關(guān)閉)。其結(jié)果是,第二進氣歧管的壓力在時間t6后增加。

      在時間t7,扭矩需求已經(jīng)被滿足并且發(fā)動機負載在踩加速器踏板后開始下降。其結(jié)果是,廢氣門中每個均被移動回到部分打開位置,并且渦輪速度和歧管壓力均衡并且回到各自的穩(wěn)態(tài)預設(shè)值。

      一個示例提供了一種方法,包括響應于第一狀態(tài),運行發(fā)動機的第一汽缸組、停用發(fā)動機的第二汽缸組、以及阻塞耦接到第一汽缸組的第一進氣歧管與耦接到第二汽缸組的第二進氣歧管之間的流體連通。該方法包括,響應于第二狀態(tài),激活第二汽缸組以及建立第一與第二進氣歧管之間的流體連通。進氣歧管之間的流體連通可以通過關(guān)閉在進氣歧管(例如此處所討論的第一關(guān)閉元件)之間耦接的閥而被阻塞,并且流體連通可以通過打開該閥而被建立。該方法可以進一步包括通過與第二壓縮機并聯(lián)布置的第一壓縮機來壓縮進氣。在一個示例中,停用第二汽缸組包括阻塞第二壓縮機與第二進氣歧管之間的流體連通??梢酝ㄟ^關(guān)閉在第二壓縮機與第二汽缸組之間耦接的閥(例如此處所討論的第二關(guān)閉元件)來阻塞流體連通。該方法可以進一步包括,在第二汽缸組激活后,建立第二壓縮機與第二進氣歧管之間的流體連通以響應于發(fā)動機負載增加到高于第二預定義負載,例如通過打開第二關(guān)閉元件。

      在一個示例中,第一狀態(tài)包括發(fā)動機負載低于閾值負載并且第二狀態(tài)包括發(fā)動機負載增加超過第一閾值負載。建立第一進氣歧管與第二進氣歧管之間的流體連通包括打開在第一進氣歧管與第二進氣歧管之間耦接的第一關(guān)閉元件,并且建立第二壓縮機與第二進氣歧管之間的流體連通包括打開布置在第二壓縮機與第二進氣歧管之間的第二關(guān)閉元件。

      另一個示例提供了一種方法,包括響應于汽缸的停用請求,通過由第一渦輪驅(qū)動的第一壓縮機來供給壓縮的進氣到發(fā)動機的第一運行的汽缸,停用發(fā)動機的第二汽缸,以及將第二渦輪和第二壓縮機與發(fā)動機隔離。該方法包括,響應于汽缸的再次激活請求,再次激活第二汽缸,并且在激活第二壓縮機之前,通過來自第二汽缸的排氣加速第二渦輪。在一個示例中,停用第二汽缸包括關(guān)閉在第一壓縮機與第二汽缸之間的第一關(guān)閉元件。將第二渦輪和第二壓縮機與發(fā)動機隔離可以包括關(guān)閉耦接在第二壓縮機與第二汽缸之間的第二關(guān)閉元件并且關(guān)閉耦接在第二汽缸與第二渦輪之間的第三關(guān)閉元件。在一個示例中,再次激活第二汽缸包括打開第一關(guān)閉元件,并且加速第二渦輪可以包括打開第三關(guān)閉閥。該方法可以進一步包括通過打開第二關(guān)閉元件激活第二壓縮機。

      應注意的是,此處所包括的示例性控制和估算例程可以與不同的發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。此處所公開的控制方法和例程可以被作為可執(zhí)行的指令被存儲在永久性存儲器內(nèi)并且可以由包括控制器的控制系統(tǒng)結(jié)合不同的傳感器、致動器和其他發(fā)動機硬件來實施。此處所述的專用例程可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一個或多個,例如事件驅(qū)動的、中斷驅(qū)動的、多任務的、多線程的等等。如此,所示出的不同的動作、操作和/或功能可以以所說明的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在某些情況下被省略。類似地,為了實現(xiàn)此處所描述的示例性實施例的特征和優(yōu)勢,所述處理的順序不是必須要求的,而是為了容易說明和描述。所示出的動作、操作和/或功能中的一個或多個可以根據(jù)具體使用的策略而被反復執(zhí)行。此外,所述的動作、操作和/或功能可以圖形化地表示有待編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀儲存介質(zhì)的永久性存儲器中的代碼,其中所述的動作通過執(zhí)行系統(tǒng)中的指令而被實施,所述系統(tǒng)包括各種發(fā)動機硬件組件與電子控制器的組合。

      應認識到的是,此處公開的構(gòu)型和例程在本質(zhì)上是示例性的,并且這些特定的實施例不視為具有限制意義,因為多種變體都是可行的。例如,以上技術(shù)可以被應用到v-6、i-4、i-6、v-12、對置4缸以及其他類型的發(fā)動機。本公開的主題包括此處所公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)型、以及其他特征、功能和/或特性的所有的新穎的和非顯而易見的組合和子組合。

      所附權(quán)利要求具體地指出了被認為是新穎和非顯而易見的特定組合和子組合。這些權(quán)利要求可以涉及“一個”元件或“第一”元件或其等價物。此類權(quán)利要求應被理解成包括一個或多個這種元件的組合,既不要求也不排除兩個或更多個此類元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可以通過本權(quán)利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求而進行保護。此類權(quán)利要求,不管范圍比原始權(quán)利要求更寬、更窄、相同或不同,同樣被認為是包含在本公開的主題范圍內(nèi)。

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