專利名稱：具有兩個(gè)增壓器的內(nèi)燃機(jī)及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)，氣缸具有至少兩個(gè)與排氣管路相連
的排氣門，在排氣管路中設(shè)置有排氣渦輪增壓器的渦輪，所述排氣渦輪增壓器具有用于內(nèi) 燃機(jī)的增壓空氣的壓縮機(jī)。 本發(fā)明還涉及一種用于運(yùn)行這種內(nèi)燃機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已知一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸具有至少兩個(gè)排氣門，所述 排氣門對(duì)應(yīng)于不同的排氣管路，每個(gè)排氣管路具有排氣渦輪增壓器的一個(gè)渦輪，該渦輪對(duì) 應(yīng)于用于內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣的壓縮機(jī)。為運(yùn)行排氣渦輪增壓器以如下方式控制排氣門在 低負(fù)荷或者部分負(fù)荷工況下使一個(gè)排氣門關(guān)閉，使得只有設(shè)置在相應(yīng)排氣門打開(kāi)的排氣管 路中排氣渦輪增壓器的渦輪運(yùn)行。當(dāng)存在轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求時(shí)，尤其在滿負(fù)荷工況下，與另一排氣管 路相連的其余排氣門也會(huì)打開(kāi)，使得對(duì)應(yīng)于該排氣管路的排氣渦輪增壓器開(kāi)始工作并將增 壓空氣輸送給內(nèi)燃機(jī)。在低負(fù)荷或者部分負(fù)荷工況下，僅使用兩個(gè)排氣渦輪增壓器中的一 個(gè)，而在滿負(fù)荷工況下或者當(dāng)突然存在轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求時(shí)，則運(yùn)行兩個(gè)排氣渦輪增壓器。在此通過(guò) 打開(kāi)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)排氣管路的其余排氣門來(lái)接通第二排氣渦輪增壓器。例如DE 10 2005 055 996以及EP1 645 735 Al就公開(kāi)了一種這樣的裝置。 這些實(shí)施形式的缺點(diǎn)在于當(dāng)?shù)诙艢鉁u輪增壓器不工作(也就是第二排氣門關(guān) 閉)時(shí)，由第一排氣渦輪增壓器輸送到進(jìn)氣管中的增壓空氣可能會(huì)域逆著預(yù)期流動(dòng)方向從 進(jìn)氣管區(qū)進(jìn)入第二排氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)區(qū)域中，導(dǎo)致不希望的壓降和增壓空氣損失， 進(jìn)而引起運(yùn)行性能的不均衡。已知有一些裝置可避免這種情況發(fā)生，在這些裝置中將一止 回閥布置在第二壓縮機(jī)的下游，在通過(guò)打開(kāi)第二排氣門并給對(duì)應(yīng)于該第二壓縮機(jī)的第二渦 輪加載而接通第二壓縮機(jī)之后，止回閥以一定的滯后開(kāi)啟。如果在第二壓縮機(jī)的規(guī)定輸送 功率下當(dāng)達(dá)到預(yù)定的壓力閾值時(shí)止回閥打開(kāi)，則由由此會(huì)發(fā)生不希望的壓力失衡，例如一 壓力沖擊，這在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行中引起幾乎是突然的轉(zhuǎn)矩變化。內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩將以不平順的方
式升高，甚至?xí)岏{駛員感到不舒適，對(duì)于大功率內(nèi)燃機(jī)，在極為不利的運(yùn)行條件下可能會(huì) 損害車輛的操縱性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠避免上述缺點(diǎn)的內(nèi)燃機(jī)及其運(yùn)行方法。
為此提出一種具有至少一個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)，所述氣缸具有至少兩個(gè)與排氣管路相 連的排氣門，在該排氣管路中設(shè)有排氣渦輪增壓器的渦輪，所述排氣渦輪增壓器具有用于 內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣的壓縮機(jī)。(本發(fā)明)提出，在所述壓縮機(jī)的下游設(shè)有一用于所述壓縮 機(jī)的增壓空氣流的集流部，在所述壓縮機(jī)中至少一個(gè)的下游、所述集流部的上游設(shè)有至少 一個(gè)能在外部控制的閥?？砂凑找阎姆绞浇油ǜ鱾€(gè)壓縮機(jī)和/或排氣渦輪增壓器的驅(qū) 動(dòng)壓縮機(jī)的渦輪，即打開(kāi)與相應(yīng)(尤其是第二)排氣渦輪增壓器及其排氣管路對(duì)應(yīng)的排氣門。由此排氣渦輪增壓器由于其渦輪被施加排氣而開(kāi)始運(yùn)行，進(jìn)而使壓縮機(jī)開(kāi)始輸送增壓 空氣。壓縮機(jī)的增壓空氣流在一設(shè)在壓縮機(jī)下游的集流部中匯集。在壓縮機(jī)中至少一個(gè)的 下游、所述集流部的上游設(shè)有一閥，該閥可從外部控制，即特別是與增壓空氣流以及增壓空 氣流在閥上形成的背壓/差壓無(wú)關(guān)，該閥在增壓空氣的體積流量和/或質(zhì)量流量方面實(shí)現(xiàn) 對(duì)至少一個(gè)增壓空氣流的控制。對(duì)該閥的控制從外部進(jìn)行，尤其是通過(guò)現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)控制 系統(tǒng)、例如現(xiàn)有技術(shù)條件下已知的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)行。 在一種實(shí)施形式中提出，將所述閥設(shè)計(jì)成阻風(fēng)門。阻風(fēng)門不僅能阻斷或釋放增壓 空氣流，而且能尤其是以優(yōu)選的無(wú)級(jí)方式改變?cè)鰤嚎諝饬鳌？梢园凑帐钟欣诹鲃?dòng)的方 式對(duì)阻風(fēng)門進(jìn)行設(shè)計(jì)，即特別是抑制或減小在阻風(fēng)門區(qū)域內(nèi)的增壓空氣流中的不希望的增 壓空氣渦流。
優(yōu)選規(guī)定所述集流部具有一空氣集流室，在該空氣集流室中設(shè)置所述閥。因此集 流部具有空氣集流室以匯集增壓空氣流。在該集流室中布置所述閥。
優(yōu)選將設(shè)計(jì)成阻風(fēng)門的閥布置在空氣集流室中。 在一種特別優(yōu)選的實(shí)施形式中，所述設(shè)計(jì)成阻風(fēng)門的閥在空氣集流室中布置成， 能選擇阻斷或節(jié)流來(lái)自 一個(gè)壓縮機(jī)的增壓空氣流，阻斷或節(jié)流來(lái)自另一個(gè)壓縮機(jī)的增壓空 氣流，或釋放所述兩個(gè)增壓空氣流。因此，設(shè)計(jì)成阻風(fēng)門的閥可以阻斷、釋放或節(jié)流任一壓 縮機(jī)的增壓空氣流。例如可以完全釋放第一壓縮機(jī)的增壓空氣流，并從起初的阻斷狀態(tài)開(kāi) 始連續(xù)地釋放第二壓縮機(jī)的增壓空氣流，也就是將與第二增壓空氣流相關(guān)的阻風(fēng)門打開(kāi)得 越來(lái)越大，直至最終釋放所述兩增壓空氣流。這樣極有利地避免現(xiàn)有裝置內(nèi)存在的增壓空 氣管路中的壓力沖擊進(jìn)入進(jìn)氣管的情況，從而避免突然的轉(zhuǎn)矩增大，這一點(diǎn)特別是大功率 車輛的不熟練的駕駛員不能控制的。進(jìn)氣管內(nèi)的增壓空氣流的增壓壓力以及增壓空氣量卻 逐漸增大，從而使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩逐漸增大。因此不會(huì)出現(xiàn)突然的壓力沖擊或者不希望的壓 力失衡。還可以將阻風(fēng)門設(shè)計(jì)成，使其逐漸地、但在極短的時(shí)間內(nèi)完全打開(kāi)。這樣不會(huì)損害 內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性。由于與具有簡(jiǎn)單止回閥的實(shí)施形式不同在開(kāi)始打開(kāi)阻風(fēng)門起初不存在由 止回閥滯后引起的延遲，所以隨著接通第二壓縮機(jī)便增大轉(zhuǎn)矩。 在另一種實(shí)施形式中，在所述壓縮機(jī)中的至少一個(gè)后設(shè)有增壓空氣冷卻器。
優(yōu)選在壓縮機(jī)后設(shè)有一共用的增壓空氣冷卻器，特別優(yōu)選使所述閥與所述增壓空 氣冷卻器形成結(jié)構(gòu)單元。該閥尤其可設(shè)在增壓空氣冷卻器外側(cè)或內(nèi)側(cè)，即內(nèi)置在增壓空氣 冷卻器或其外殼中。這樣可實(shí)現(xiàn)一種非常有益的模塊化結(jié)構(gòu)，其在操作上帶來(lái)在裝配、結(jié)構(gòu) 空間和成本方面的優(yōu)點(diǎn)。 在另一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，至少一個(gè)排氣管路具有(旁通)渦輪的旁路，所述旁 路優(yōu)選能由一旁通閥調(diào)節(jié)。通過(guò)這種優(yōu)選可通過(guò)旁通閥調(diào)節(jié)的旁路，能夠調(diào)節(jié)排氣管路的 排氣質(zhì)量流對(duì)渦輪的加載，其中只要打開(kāi)旁通閥就能使排氣質(zhì)量流的一部分繞過(guò)渦輪。
在另一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，所述旁路橋接/短接/跨接對(duì)應(yīng)于第一排氣門的第 一排氣管路的第一渦輪。因此所述旁路與設(shè)在第一排氣管路中的第一渦輪并行，該第一排 氣管路對(duì)應(yīng)于第一排氣門。該第一渦輪是這樣的渦輪其與第二渦輪(在第二排氣管路中， 因此對(duì)應(yīng)于第二排氣門)的接通無(wú)關(guān)地始終被加載排氣，可通過(guò)旁路控制該第一渦輪的運(yùn) 行性能。尤其能夠根據(jù)對(duì)應(yīng)于第二排氣管路以及第二排氣門的第二渦輪的接通，對(duì)第一渦 輪的工作性能進(jìn)行匹配，從而匹配連接的壓縮機(jī)的輸送功率。
本發(fā)明還提出一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法，所述內(nèi)燃機(jī)特別是根據(jù)上述實(shí)施形式 中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述，所述內(nèi)燃機(jī)具有至少一個(gè)氣缸，所述氣缸具有至少兩個(gè)與排氣管路相 連的排氣門，在排氣管路中設(shè)有排氣渦輪增壓器的渦輪，所述排氣渦輪增壓器具有用于內(nèi) 燃機(jī)的增壓空氣的壓縮機(jī)。在此提出在所述壓縮機(jī)下游使所述壓縮機(jī)的增壓空氣流匯集， 至少在所述壓縮機(jī)中一個(gè)的下游、在集流部的上游能夠?qū)λ鲈鰤嚎諝饬髦械闹辽僖粋€(gè)進(jìn) 行能從外部控制的阻斷或節(jié)流。因此，對(duì)增壓空氣流中的至少一個(gè)的阻斷、開(kāi)放或節(jié)流從外 部控制，與增壓空氣管路中的內(nèi)部壓力條件無(wú)關(guān)。 在一種優(yōu)選的方法實(shí)施形式中，從外部對(duì)閥的控制通過(guò)軟件功能——尤其是內(nèi)燃 機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的軟件功能——進(jìn)行?？衫冒l(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)現(xiàn)有技 術(shù)條件下已知的現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的工作進(jìn)行控制。以很有利的方式，利用這種發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 中的軟件功能執(zhí)行對(duì)閥的控制。這樣就不必使用獨(dú)立的控制單元。由此特別是還保證利 用軟件功能將對(duì)閥的控制完全集成在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行管理(Betriebsf他rimg)中。
在另一方法實(shí)施形式中，所述軟件功能考慮到內(nèi)燃機(jī)的僅一個(gè)或多個(gè)排氣門的打 開(kāi)。因此，可至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)或多個(gè)排氣門的打開(kāi)狀態(tài)來(lái)進(jìn)行利用軟件功能對(duì)閥的 控制。如果例如當(dāng)功率要求較高時(shí)打開(kāi)相應(yīng)氣缸的相應(yīng)第二排氣門，使得第二排氣渦輪增 壓器被內(nèi)燃機(jī)的排氣流入，而與該第二排氣渦輪增壓器相應(yīng)的壓縮機(jī)供給增壓空氣，則通 過(guò)軟件功能打開(kāi)所述閥。這樣便在第二壓縮機(jī)的足夠的增壓空氣壓力下朝向進(jìn)氣管釋放增 壓空氣流。 在另一方法實(shí)施形式中，所述軟件功能考慮到進(jìn)氣系統(tǒng)(ansaugtrakt)內(nèi)的增壓 空氣壓力，尤其是節(jié)氣門前的增壓空氣壓力。這樣非常有利地避免了 在某一負(fù)荷狀況下或 轉(zhuǎn)矩要求下為運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)而希望在節(jié)氣門前存在的增壓空氣壓力被低過(guò)或超過(guò)，或避免增 壓空氣壓力以不希望的方式波動(dòng)。因此能夠使進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)——尤其節(jié)氣門前——的增壓空 氣壓力與希望的條件動(dòng)態(tài)匹配。通過(guò)軟件功能進(jìn)行這種對(duì)閥的控制，使得對(duì)應(yīng)于該閥的第 二壓縮機(jī)提供這樣的增壓空氣壓力或增壓空氣流，其與第一壓縮機(jī)的增壓空氣流一起在節(jié) 氣門前形成希望的增壓空氣壓力。尤其能夠進(jìn)行一種無(wú)明顯延遲的動(dòng)態(tài)控制，從而允許對(duì) 內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)性好的運(yùn)行管理。由此特別是能夠確定和選擇打開(kāi)閥/閥板的盡可能好的 時(shí)刻。 在另一方法實(shí)施形式中，所述軟件功能考慮到經(jīng)過(guò)至少一個(gè)渦輪的排氣質(zhì)量流和 /或在至少一個(gè)壓縮機(jī)后的增壓空氣壓力。在另一方法實(shí)施形式中，所述軟件功能考慮到 油溫和/或冷卻劑溫度、進(jìn)氣溫度和/或增壓空氣溫度。這種參數(shù)實(shí)現(xiàn)了 根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的多 種工況，精確地調(diào)整所述閥的打開(kāi)或阻斷、對(duì)經(jīng)過(guò)與閥相應(yīng)的壓縮機(jī)——特別是第二壓縮 機(jī)——的增壓空氣流的釋放或節(jié)流。尤其可以進(jìn)行很不同的運(yùn)行管理，在內(nèi)燃機(jī)的希望的 功率值和/或特別是能效方面來(lái)優(yōu)化運(yùn)行管理。這樣可以使增壓空氣流非常有利地匹配于 當(dāng)前條件。 在一種特別優(yōu)選的方法實(shí)施形式中，所述軟件功能考慮到內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單 元已提供的——特別是上述的——參數(shù)。這是指不必為用于控制閥的軟件功能而使用其 它傳感裝置，而是使用內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元本已處理的參數(shù)，所述參數(shù)尤其是源于用 于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的現(xiàn)有傳感器，這些參數(shù)在基本的控制與軟件架構(gòu)以及內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制 單元的相應(yīng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中提供。
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軟件功能尤其優(yōu)選考慮到在驅(qū)控閥時(shí)的時(shí)滯或滯后。通過(guò)軟件功能考慮到特別是 閥自身或操縱閥的執(zhí)行器的機(jī)械影響引起的開(kāi)關(guān)延遲、和/或希望的和不希望類型的開(kāi)關(guān) 延遲，即或者作為給定的默認(rèn)值、例如也可作為對(duì)一確定的系列的平均值而從一存儲(chǔ)區(qū)中 讀出并在運(yùn)行中使用，或者由軟件功能根據(jù)閥的運(yùn)行管理求出并為進(jìn)一步的使用而存儲(chǔ)， 然后使用。這樣便能夠非常有利地補(bǔ)償壓縮機(jī)的啟動(dòng)延遲或內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩增大的延遲。例如 可以使閥在一定的打開(kāi)時(shí)刻外保持關(guān)閉，然后加速打開(kāi)；或者在實(shí)際規(guī)定的打開(kāi)時(shí)刻之前 使其連續(xù)地打開(kāi)以便緩慢、持續(xù)地增大壓力，只要該壓力增大在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行管理中是需要 的或合理的。 在一種優(yōu)選的方法實(shí)施形式中，所述軟件功能控制旁路的打開(kāi)或關(guān)閉，尤其是驅(qū) 控旁通閥?？刂扑鲩y或閥板的打開(kāi)和關(guān)閉的軟件功能還控制所述旁路。這樣就能在對(duì)閥 和旁路的控制方面、進(jìn)而在對(duì)第一渦輪的加載方面進(jìn)行運(yùn)行管理，以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的運(yùn)行性能 和十分協(xié)調(diào)的功率增大。 優(yōu)選根據(jù)每氣缸是打開(kāi)一個(gè)排氣門還是打開(kāi)兩個(gè)排氣門來(lái)進(jìn)行對(duì)旁通閥的驅(qū)控。
這樣尤其可以避免兩個(gè)渦輪增壓器運(yùn)行性能的不均衡，例如當(dāng)打開(kāi)內(nèi)燃機(jī)的第二排氣門
時(shí)，在接通第二渦輪或第二渦輪增壓器時(shí)因啟動(dòng)第二壓縮機(jī)而引起的不希望的壓降或不希
望的壓力升高。當(dāng)兩個(gè)排氣門均被打開(kāi)而使兩個(gè)排氣管路的兩個(gè)渦輪增壓器均被施加排氣
時(shí)，在第二排氣門被打開(kāi)前或打開(kāi)時(shí)通過(guò)旁路將供應(yīng)給兩個(gè)渦輪增壓器的兩個(gè)渦輪的排氣
質(zhì)量流在第一渦輪的分量方面調(diào)節(jié)成，使得第一渦輪的運(yùn)行性能被控制成，不會(huì)在打開(kāi)第
二排氣門、接通第二渦輪和第二壓縮機(jī)時(shí)出現(xiàn)在增壓空氣的壓力增大中的不均衡。 在另一優(yōu)選的實(shí)施形式中，根據(jù)將被施加到排氣渦輪增壓器的渦輪上的、向排氣
管路中的排氣排出量(Abgasmassenaussto |3)來(lái)進(jìn)行對(duì)旁通閥的驅(qū)控。這里對(duì)排氣大量排
出的檢測(cè)不是或不僅是與第二排氣門的打開(kāi)相關(guān)。其目的還包括避免增壓空氣壓力增大中
的不均衡。 其它較有利的實(shí)施形式由從屬權(quán)利要求及其組合給出。


下面根據(jù)一實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋，但本發(fā)明并非僅限于此。
附圖中 圖1示出一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)具有分別在兩個(gè)排氣管路中的兩個(gè)排氣渦輪增壓 器以及帶一可從外部控制的閥的增壓空氣集流部。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的內(nèi)燃機(jī)1具有四個(gè)氣缸2，每個(gè)氣缸2對(duì)應(yīng)兩個(gè)排氣門3，即第一排氣 門4和第二排氣門5。各第一排氣門4均對(duì)應(yīng)于第一排氣管路6，各第二排氣門5均對(duì)應(yīng)于 第二排氣管路7。在每個(gè)排氣管路6、7中設(shè)置一個(gè)排氣渦輪增壓器9的渦輪8，即在第一排 氣管路6中設(shè)置一第一渦輪10，在第二排氣管路7中設(shè)置第二渦輪11。第一排氣管路6中 的第一渦輪18具有一旁路12，該旁路具有一可調(diào)的旁通閥13從而能至少部分地調(diào)節(jié)第一 渦輪10的周圍環(huán)境。第一渦輪IO還對(duì)應(yīng)第一壓縮機(jī)14，第二渦輪11還對(duì)應(yīng)第二壓縮機(jī) 15。經(jīng)過(guò)空氣濾清器17，再經(jīng)由分別對(duì)應(yīng)于第一壓縮機(jī)14和第二壓縮機(jī)15的第一增壓空
7氣氣道18和第二增壓空氣氣道19將增壓空氣16輸送給增壓空氣冷卻器20。這時(shí)形成的 增壓空氣流21在形成于增壓空氣冷卻器20內(nèi)的空氣集流室22中匯集在一起，該空氣集流 室設(shè)計(jì)成增壓空氣流21的集流部23，從該集流部起增壓空氣流匯集在一起并流入內(nèi)燃機(jī)1 的進(jìn)氣管24。在空氣集流室22中設(shè)有一可從外部控制的閥25，該閥設(shè)計(jì)成阻風(fēng)門26。通 過(guò)未示出的電子控制裝置、尤其是通過(guò)內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元對(duì)該阻風(fēng)門進(jìn)行控制， 通過(guò)未示出的執(zhí)行器來(lái)操縱該阻風(fēng)門26。該阻風(fēng)門26可阻斷、開(kāi)放或部分開(kāi)放增壓空氣流 21中的任一個(gè)，或者同時(shí)開(kāi)放兩個(gè)增壓空氣流21。 在內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)行中，例如在低負(fù)荷和部分負(fù)荷工況下在第二排氣門5關(guān)閉的情況 下運(yùn)行，從而僅通過(guò)第一排氣門4將排氣27導(dǎo)入第一渦輪10。可利用旁通閥13精確調(diào)節(jié) 第一渦輪10的運(yùn)行。在滿負(fù)荷范圍內(nèi)或當(dāng)突然存在轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)例如凸輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) (未示出)接通第二排氣門5，使內(nèi)燃機(jī)1的排氣27還通過(guò)第二排氣管路7進(jìn)入第二渦輪 11。由此使第二壓縮機(jī)15運(yùn)行，同樣開(kāi)始朝向增壓空氣冷卻器20——特別是集流部23—— 的方向輸送增壓空氣16。阻風(fēng)門26這時(shí)仍然關(guān)閉，使得第二壓縮機(jī)15對(duì)抗關(guān)閉的阻風(fēng)門 26工作。這樣可避免由全(負(fù)荷)工作的第一壓縮機(jī)14產(chǎn)生的增壓空氣壓力從集流部 23或進(jìn)氣管24與預(yù)期輸送方向相反地朝向第二壓縮機(jī)15流動(dòng)，從而導(dǎo)致不希望的壓降以 及由其引起的內(nèi)燃機(jī)1的功率損失。只有當(dāng)?shù)诙嚎s機(jī)15達(dá)到足夠高的輸送功率并且在 第二增壓空氣氣道19中形成相應(yīng)的增壓壓力時(shí)，才會(huì)逐漸但非常迅速地打開(kāi)阻風(fēng)門26，使 得第二壓縮機(jī)15輸送的增壓空氣16進(jìn)入集流部23中、經(jīng)由增壓空氣冷卻器20輸入進(jìn)氣 管24、最終進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)1的燃燒室中。這樣就能更好、更平緩地啟動(dòng)第二壓縮機(jī)15，使得設(shè) 有內(nèi)燃機(jī)1的車輛的駕駛員不會(huì)感受到不舒適的轉(zhuǎn)矩變化。通過(guò)兩個(gè)壓縮機(jī)14、15逐漸、 但迅速地在進(jìn)氣管24內(nèi)增大增壓壓力，使得內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性不受損害。在此不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn) 有雙渦輪增壓裝置的不希望的現(xiàn)象。對(duì)阻風(fēng)門26的打開(kāi)的控制要考慮到時(shí)滯或滯后以防 止提前打開(kāi)或在不希望的時(shí)刻關(guān)閉。所述控制尤其要考慮到在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(未示出) 中的可讀標(biāo)記，該標(biāo)記指示一個(gè)或多個(gè)氣缸2是否已經(jīng)通過(guò)相應(yīng)的第二排氣門5排出排氣 27作為排氣質(zhì)量流。 優(yōu)選地，還考慮到進(jìn)氣管24內(nèi)的壓力，例如在未示出的節(jié)氣門上游的增壓空氣壓 力。此外優(yōu)選還考慮到通過(guò)壓縮機(jī)14、 15——尤其是通過(guò)第二壓縮機(jī)15——輸送的增壓空 氣16的質(zhì)量流量，或在相應(yīng)的壓縮機(jī)14、15下游的壓力，該壓力也可由上述質(zhì)量流量計(jì)算 出。為了使內(nèi)燃機(jī)1實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的運(yùn)行性能優(yōu)選還要考慮其它運(yùn)行狀態(tài)，尤其是油溫或者代 替地考慮冷卻劑溫度、進(jìn)氣溫度或這些溫度的組合。這樣不僅能夠使內(nèi)燃機(jī)1協(xié)調(diào)地運(yùn)行， 而且這種運(yùn)行不會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)1或者其部件造成不恰當(dāng)?shù)呢?fù)擔(dān)。這樣可使得內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行 特別可靠，延長(zhǎng)使用壽命。從正在工作的第一壓縮機(jī)14過(guò)渡到輔助第一壓縮機(jī)14進(jìn)行工 作的第二壓縮機(jī)15實(shí)現(xiàn)了 通過(guò)由于使用阻風(fēng)門26而分別輸送的增壓空氣流21來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)矩 增大進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)如上所述地有針對(duì)性地開(kāi)啟阻風(fēng)門26，進(jìn)一步改善了第二渦輪11以及 不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地與其相連的第二壓縮機(jī)15的起動(dòng)/加速。
附圖標(biāo)記清單
1 內(nèi)燃機(jī)
2 氣缸
3 排氣門
8第一排氣門5第二排氣門6第一排氣管路7第二排氣管路8渦輪9排氣渦輪增壓器10第一渦輪11第二渦輪12旁路13旁通閥14第一壓縮機(jī)15第二壓縮機(jī)16增壓空氣17空氣濾清器18第一增壓空氣氣:19第二增壓空氣氣:20增壓空氣冷卻器21增壓空氣流22空氣集流室23集流部24進(jìn)氣管25閥26阻風(fēng)門27排氣
權(quán)利要求
一種具有至少一個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)，所述氣缸具有至少兩個(gè)與排氣管路相連的排氣門，在所述排氣管路中設(shè)有排氣渦輪增壓器的渦輪，所述排氣渦輪增壓器具有用于內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣的壓縮機(jī)，其特征在于，在所述壓縮機(jī)(14，15)的下游設(shè)有一用于所述壓縮機(jī)(14，15)的增壓空氣流(21)的集流部(23)，在所述壓縮機(jī)(14，15)中至少一個(gè)的下游、所述集流部(23)的上游設(shè)有至少一個(gè)能在外部控制的閥(25)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述閥(25)設(shè)計(jì)成阻風(fēng)門(26)。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述集流部(23)具有一空 氣集流室(22)，在該空氣集流室中設(shè)置所述閥(25)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在所述空氣集流室(22)內(nèi) 設(shè)有設(shè)計(jì)成阻風(fēng)門(26)的閥(25)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述設(shè)計(jì)成阻風(fēng)門(26)的 閥(25)在所述空氣集流室(22)中布置成，能選擇阻斷或節(jié)流來(lái)自一個(gè)壓縮機(jī)(14,15)的 增壓空氣流(21)，阻斷或節(jié)流來(lái)自另一個(gè)壓縮機(jī)(14,15)的增壓空氣流(21)，或釋放所述 兩個(gè)增壓空氣流(21)。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在所述壓縮機(jī)(14,15)中 的至少一個(gè)后設(shè)有增壓空氣冷卻器(20)。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在所述壓縮機(jī)(14,15)后 設(shè)有一共用的增壓空氣冷卻器(20)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述閥(25)與所述增壓空 氣冷卻器(20)形成結(jié)構(gòu)單元。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)排氣管路(6， 7) 具有用于所述渦輪(10， 11)的旁路(12)，所述旁路優(yōu)選能由一旁通閥(13)調(diào)節(jié)。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述旁路(12)橋接第一 排氣管路(6)的第一渦輪(IO)，所述第一排氣管路對(duì)應(yīng)于第一排氣門(4)。
11. 一種用于運(yùn)行特別是根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的方法，所述 內(nèi)燃機(jī)具有至少一個(gè)氣缸，所述氣缸具有至少兩個(gè)與排氣管路相連的排氣門，在所述排氣 管路中設(shè)有排氣渦輪增壓器的渦輪，所述排氣渦輪增壓器具有用于內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣的壓 縮機(jī)，其特征在于，在所述壓縮機(jī)下游使所述壓縮機(jī)的增壓空氣流匯集，至少在所述壓縮機(jī) 中的一個(gè)的下游、在集流部的上游能夠?qū)λ鲈鰤嚎諝饬髦械闹辽僖粋€(gè)進(jìn)行能從外部控制 的阻斷或節(jié)流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，從外部對(duì)閥的控制通過(guò)軟件功能—— 尤其是內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的軟件功能——進(jìn)行。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述軟件功能考慮到內(nèi)燃機(jī) 的僅一個(gè)或多個(gè)排氣門的打開(kāi)。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述軟件功能考慮到進(jìn)氣系 統(tǒng)內(nèi)的增壓空氣壓力，尤其是節(jié)氣門前的增壓空氣壓力。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述軟件功能考慮到經(jīng)過(guò)至 少一個(gè)渦輪的排氣質(zhì)量流和/或在所述壓縮機(jī)中的至少一個(gè)后的增壓空氣壓力。
16. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述軟件功能考慮到油溫和/或冷卻劑溫度、進(jìn)氣溫度和/或增壓空氣溫度。
17. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述軟件功能考慮到由內(nèi)燃 機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元提供的——特別是上述的——參數(shù)。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述軟件功能考慮到在驅(qū)控 閥時(shí)的時(shí)滯或滯后。
19. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述軟件功能對(duì)旁路的打開(kāi) 或關(guān)閉——尤其是旁通閥的驅(qū)控——進(jìn)行控制。
20. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)每氣缸是打開(kāi)一個(gè)排氣 門還是打開(kāi)兩個(gè)排氣門來(lái)進(jìn)行對(duì)旁通閥的驅(qū)控。
21. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)將被施加到排氣渦輪增 壓器的渦輪上的、向排氣管路中的排氣排出量進(jìn)行對(duì)旁通閥的驅(qū)控。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)，氣缸具有至少兩個(gè)與排氣管路相連的排氣門，排氣管路之中設(shè)有排氣渦輪增壓器的渦輪，所述排氣渦輪增壓器具有用于內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣的壓縮機(jī)。本發(fā)明提出，在壓縮機(jī)下游設(shè)有一用于壓縮機(jī)增壓空氣流(21)的集流部(23)，在所述壓縮機(jī)(14，16)中至少一個(gè)的下游、所述集流部(23)的上游設(shè)有至少一個(gè)能在外部控制的閥(25)。本發(fā)明還涉及一種運(yùn)行這種內(nèi)燃機(jī)的方法。本發(fā)明提出，在所述壓縮機(jī)下游使所述壓縮機(jī)的增壓空氣流匯集，至少在所述壓縮機(jī)中的一個(gè)的下游、在集流部的上游能夠?qū)λ鲈鰤嚎諝饬髦械闹辽僖粋€(gè)進(jìn)行能從外部控制的阻斷或節(jié)流。
文檔編號(hào)F02B37/007GK101718219SQ20091025300
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者F·胡貝爾, G·埃勒斯, M·松納 申請(qǐng)人:奧迪股份公司