具有至少兩個(gè)渦輪的排氣渦輪增壓應(yīng)用點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法【專(zhuān)利說(shuō)明】具有至少兩個(gè)渦輪的排氣渦輪増壓應(yīng)用點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用[0002]本申請(qǐng)要求2014年5月9日提交的德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)102014208702.3的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的通過(guò)引用將其整個(gè)內(nèi)容并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域：
[0003]本公開(kāi)涉及具有可停用出氣口的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和用于運(yùn)轉(zhuǎn)增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。【
背景技術(shù)：
】[0004]發(fā)動(dòng)機(jī)能夠包括多個(gè)增壓裝置，諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。例如，渦輪增壓器可以以并行配置被布置，以便能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的較寬范圍上提供高效增壓。然而，當(dāng)不需要大量的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出時(shí)，可能期望停用發(fā)動(dòng)機(jī)中的一部分汽缸。然而，關(guān)閉增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的一部分汽缸可能干擾增壓運(yùn)轉(zhuǎn)。【
發(fā)明內(nèi)容】[0005]因此，在一種方法中，提供用于運(yùn)轉(zhuǎn)增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。該發(fā)動(dòng)機(jī)包括第一汽缸組中的第一汽缸和第二汽缸組中的第二汽缸，第一汽缸和第二汽缸的每個(gè)具有排氣管路鄰接的兩個(gè)可激活(activatable)出氣口，第一汽缸和第二汽缸中的每個(gè)的出氣口的一個(gè)耦接至包括第一渦輪的第一渦輪增壓器，以及汽缸中的每個(gè)的出氣口的一個(gè)耦接至包括第二渦輪的第二渦輪增壓器，該方法包含:如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低于閾值負(fù)荷值，實(shí)施第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式，第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式包括停用第二汽缸、停用第一汽缸中的可激活出氣口的一個(gè)以及激活第一汽缸中的可激活出氣口的一個(gè)。以此方式，汽缸的一部分能夠被停用并且能夠停用有效汽缸的出口的一部分。因此，能夠基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷激活和停用具體汽缸出口以增加發(fā)動(dòng)機(jī)效率并且具體增加渦輪增壓器效率，由此改善發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。[0006]單獨(dú)或結(jié)合附圖，根據(jù)下面【具體實(shí)施方式】，上述優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的特征將更明顯。[0007]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡(jiǎn)化形式介紹一些概念的選擇，這些概念在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍由隨附于【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求唯一限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。此外，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以上問(wèn)題且并不承認(rèn)這些問(wèn)題是已知的?！靖綀D說(shuō)明】[0008]圖1示意性示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第一實(shí)施例；[0009]圖2示意性示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第一實(shí)施例的特性圖；[0010]圖3示出用于運(yùn)轉(zhuǎn)增壓應(yīng)用點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法；以及[0011]圖4示出用于運(yùn)轉(zhuǎn)增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的另一種方法?！揪唧w實(shí)施方式】[0012]本文描述增壓應(yīng)用點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(boostedapplied-1gnit1ninternalcombust1nengine)。發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有至少一個(gè)汽缸蓋與至少兩個(gè)汽缸，其中每個(gè)汽缸具有用于排放排氣的至少兩個(gè)出氣口，其中至少一個(gè)出氣口是可激活出氣口的形式，每個(gè)出氣口由排氣管路鄰接以用于經(jīng)由排氣排放系統(tǒng)排放排氣，提供至少兩個(gè)排氣渦輪增壓器，每個(gè)排氣渦輪增壓器包含布置在排氣排放系統(tǒng)中的渦輪，且至少兩個(gè)汽缸的排氣管路被配置以便每個(gè)汽缸的可激活出氣口的排氣管路通向第一總排氣管路，形成第一排氣歧管，所述第一總排氣管路被連接至第一排氣渦輪增壓器的渦輪，以及至少兩個(gè)汽缸的其他出氣口的排氣管路合并以形成第二總排氣管路，形成第二排氣歧管，所述第二總排氣管路被連接至第二排氣渦輪增壓器的渦輪。[0013]本文還描述用于運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。在本發(fā)明的上下文中，表述“應(yīng)用點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”包含奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，而且還包含利用混合燃燒過(guò)程的混合動(dòng)力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器，該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器不僅包含應(yīng)用點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，而且還包含關(guān)于驅(qū)動(dòng)器可連接至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)，并且該電機(jī)接收來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的功率或作為可切換輔助驅(qū)動(dòng)器額外輸出功率。[0014]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有汽缸體和至少一個(gè)汽缸蓋，它們?cè)谘b配端側(cè)相互連接以形成汽缸。為了控制進(jìn)氣交換，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)需要控制元件一通常以提升閥的形式一和用于驅(qū)動(dòng)這些控制元件的驅(qū)動(dòng)裝置。氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)所需的氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括閥本身)可以被稱(chēng)為氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置。汽缸蓋通常用于容納氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置。[0015]在進(jìn)氣交換期間，燃燒氣體經(jīng)由汽缸的出氣口排放并經(jīng)由進(jìn)氣口利用增壓空氣充氣。按要求的時(shí)間打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口和出氣口是氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的目標(biāo)，其中要求大流量橫截面的快速打開(kāi)以保持低的流入和流出氣體流量的節(jié)流損失以及提供增加的增壓和排氣的有效(例如，徹底)排放。在先前的發(fā)動(dòng)機(jī)中，汽缸可以被提供有兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣口和出氣口。[0016]在先前的發(fā)動(dòng)機(jī)中，鄰接出氣口的排氣管路能夠被至少部分地集成在汽缸蓋中。汽缸的排氣管路通常被合并以形成一個(gè)共同的總排氣管路，或者一如在本文描述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中一分組以形成兩個(gè)或更多個(gè)總排氣管路。排氣管路合并以形成總排氣管路通常被稱(chēng)為(以及在本發(fā)明的上下文中)排氣歧管。[0017]在歧管的下游，出于增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的目的，本文描述的發(fā)動(dòng)機(jī)中的排氣被供應(yīng)到至少兩個(gè)排氣渦輪增壓器的渦輪。排氣渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn)(例如，關(guān)于機(jī)械增壓器)為，在增壓器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之間沒(méi)有傳遞動(dòng)力的機(jī)械連接裝置出現(xiàn)或不需要傳遞動(dòng)力的機(jī)械連接裝置。機(jī)械增壓器從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)提取驅(qū)動(dòng)它所需要的能量，因而減少輸出功率并因此不利地影響效率，排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量。然而，布置在排氣排放系統(tǒng)中的排氣渦輪增壓器在渦輪上游導(dǎo)致增加的排氣背壓，這能夠?qū)M(jìn)氣交換具有不利影響。[0018]排氣渦輪增壓器可以包括布置在相同軸上的壓縮機(jī)和渦輪。熱排氣流被供應(yīng)至增壓器的渦輪并在所述渦輪中膨脹，釋放能量。因而，軸被設(shè)置旋轉(zhuǎn)。排氣流供應(yīng)到渦輪并最終到達(dá)軸的能量被用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)同樣被布置在該軸上。壓縮機(jī)輸送并壓縮供應(yīng)給它的增壓空氣，結(jié)果獲得至少兩個(gè)汽缸的增壓。可以提供增壓空氣冷卻布置，在其中，壓縮的增壓空氣可以在其進(jìn)入汽缸之前被冷卻。[0019]增壓用于增加內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。這里，燃燒過(guò)程需要的空氣被壓縮，結(jié)果，能夠在每個(gè)工作循環(huán)將更大的空氣質(zhì)量供應(yīng)至每個(gè)汽缸。以此方式，能夠增加燃料質(zhì)量并因此增加平均壓力。增壓是增加內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的功率同時(shí)維持不變的行程排量的一種合適方式，或用于降低行程排量同時(shí)維持相同的功率的一種合適方式。在任意情況下，增壓能夠?qū)е麦w積功率輸出的增加和提高的動(dòng)力重量比(power-to-weightrat1)。因此，對(duì)于相同的車(chē)輛邊界條件，朝向較高負(fù)荷轉(zhuǎn)移負(fù)荷集體(loadcollective)是可能的，此時(shí)具體的燃料消耗較低。[0020]排氣渦輪增壓的配置常常造成困難，其中期望在所有旋轉(zhuǎn)速度范圍中具有顯著的性能提高。然而，在先前的發(fā)動(dòng)機(jī)中，如果某個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下沖，將觀察到嚴(yán)重的扭矩下降。如果考慮增壓壓力比取決于渦輪壓力比，所述扭矩下降是可理解的。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，這導(dǎo)致較小的排氣質(zhì)量流量并因此導(dǎo)致較小的渦輪壓力比。這具有的結(jié)果是，對(duì)于較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增壓壓力比同樣降低，其等同于扭矩下降。[0021]通過(guò)渦輪橫截面的尺寸降低和渦輪壓力比的相關(guān)增加來(lái)抵消增壓壓力的下降從根本上是可能的。然而，這僅僅將扭矩下降沿較低旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)一步轉(zhuǎn)移。此外，所述方法，即渦輪橫截面的尺寸降低，是受限制的，因?yàn)槠谕脑鰤汉托阅茉黾討?yīng)該是可能的，并沒(méi)有限制，甚至在高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處，即，在高排氣流率的情況下。[0022]可以期望使用各種措施提高增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性。這能夠被實(shí)現(xiàn)，例如，通過(guò)渦輪橫截面的小設(shè)計(jì)和排氣吹離(blowoff)設(shè)施的同時(shí)供應(yīng)。這種渦輪也稱(chēng)為廢氣門(mén)渦輪。如果排氣質(zhì)量流量超過(guò)臨界值，在所謂的排氣吹離過(guò)程中，排氣流量的一部分經(jīng)由旁路管路引導(dǎo)越過(guò)渦輪。所述方法具有的缺點(diǎn)是，在相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或相對(duì)大的排氣流率的情況下，增壓行為不充分。[0023]此外，可以通過(guò)使用并行布置的多個(gè)渦輪增壓器，即通過(guò)使用并行布置的相對(duì)小的渦輪橫截面的多個(gè)渦輪，提高增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特征，其中根據(jù)所謂的連續(xù)增壓，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加或排氣流率增加，相繼激活渦輪。[0024]本文描述一種具有并行布置的至少兩個(gè)渦輪的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。一個(gè)渦輪，具體是第一排氣渦輪增壓器的渦輪，在這種情況下是可激活渦輪的形式，該渦輪能夠在存在相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或相對(duì)大的排氣流率時(shí)，利用排氣動(dòng)作，也就是被激活。[0025]為了能夠停用或激活(即切換)所述第一可切換渦輪，能夠提供一種切換裝置。在當(dāng)前情況下，氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置能夠執(zhí)行切換裝置的功能。出于這個(gè)目的，每個(gè)汽缸能夠配備有至少兩個(gè)出氣口，其中至少一個(gè)出氣口是可激活出氣口的形式。在這種情況下，汽缸的排氣管路被配置以便每個(gè)汽缸的可激活出氣口的排氣管路通向第一總排氣管路，因而形成第一排氣歧管，所述第一總排氣管路被連接至第一排氣渦輪增壓器的渦輪，以及汽缸的其他出氣口的排氣管路合并以形成第二總排氣管路，因而形成第二排氣歧管，所述第二總排氣管路被當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 4 5