內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，包括：進(jìn)氣管道系統(tǒng)(6)和廢氣系統(tǒng)(10)；第一渦輪增壓器單元(20)；第二渦輪增壓器單元(40)，其渦輪機(jī)部件(42)被布置為與廢氣系統(tǒng)(10)相連，渦輪機(jī)部件的入口與第一渦輪增壓器單元(20)的渦輪機(jī)部件(32)和壓縮機(jī)部件并行地連接，壓縮機(jī)部件的入口被布置為與廢氣系統(tǒng)(10)相連，并且壓縮機(jī)部件的出口被布置為通過廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)(12)連接進(jìn)氣管道系統(tǒng)(6)。第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件(42)的入口通過第一控制閥(48)連接至廢氣系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。
【專利說明】?jī)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括進(jìn)氣管道系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)；第一渦輪增壓器單元，其渦輪機(jī)部件被布置為連接廢氣系統(tǒng)，并且其壓縮機(jī)部件被布置為連接進(jìn)氣管道系統(tǒng)，以通過發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣能量對(duì)包含氧氣的燃?xì)膺M(jìn)行加壓，第二渦輪增壓器單元，其渦輪機(jī)部件被布置為連接廢氣系統(tǒng)，該渦輪機(jī)部件的入口平行地與第一渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件連接，其壓縮機(jī)部件的入口被布置為連接廢氣系統(tǒng)，其壓縮機(jī)部件的出口通過廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)連接進(jìn)氣管道系統(tǒng)，所述壓縮機(jī)部件被布置為通過發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣能量對(duì)廢氣的再循環(huán)部分進(jìn)行加壓。
[0002]本發(fā)明涉及一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其中，燃燒空氣通過進(jìn)氣管道引入發(fā)動(dòng)機(jī)，并且第一渦輪增壓器單元利用被布置為流入的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的能量和廢氣系統(tǒng)將空氣增壓，并且總量可控的廢氣被再循環(huán)到進(jìn)氣管道系統(tǒng)，然后返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程，在該方法中，通過第二渦輪增壓器單元來輔助廢氣的再循環(huán)，在所述方法中，發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣分為兩個(gè)部分的流，第一部分的流被引導(dǎo)到第一渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件，并且第二部分的流被引導(dǎo)到第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件。
【背景技術(shù)】
[0003]眾所周知，渦輪增壓器用于以高于外界壓力的壓力將空氣供應(yīng)到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的入□。
[0004]通常，渦輪增壓器包括安裝在渦輪機(jī)殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)葉輪。渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)安裝在壓縮機(jī)殼體內(nèi)的軸的另一端上的壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)葉輪產(chǎn)生壓縮空氣到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管，因此增大了發(fā)動(dòng)機(jī)功率。為了便于控制渦輪增壓器的操作，渦輪機(jī)可以是固定幾何類型或者可變幾何類型的?？勺儙缀螠u輪機(jī)與固定幾何渦輪機(jī)的區(qū)別在于進(jìn)氣通路的尺寸或者功能可以改變，以控制進(jìn)入渦輪機(jī)的氣體引入，使得渦輪機(jī)的功率輸出可以變化，以適應(yīng)變化的發(fā)動(dòng)機(jī)需求。
[0005]在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間，形成氮氧化物(NOx)。在存在氧氣和氮?dú)獾那闆r下由于高溫在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒過程期間產(chǎn)生了 NOx。為了滿足廢氣排放的需求，可以使用廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分廢氣再循環(huán)回到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。這通常通過將一些廢氣從發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣歧管引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管來實(shí)現(xiàn)。這通常稱為外部再循環(huán)。再循環(huán)的廢氣降低了燃燒期間所產(chǎn)生的最高溫度。因?yàn)镹Ox產(chǎn)物隨著最高溫度的升高而增加，所以廢氣的再循環(huán)減少了所形成的不需要的NOx量。渦輪增壓器可以形成EGR系統(tǒng)的一部分。
[0006]例如在US2010 / 122530A1公開中，公開了這樣一種系統(tǒng)。具有渦輪增壓器的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR系統(tǒng)包括與主渦輪增壓器并行地操作的第二渦輪增壓器。第二渦輪增壓器(此處被稱為EGR渦輪增壓器)具有由發(fā)動(dòng)機(jī)的部分的廢氣所驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)部件。渦輪增壓器的壓縮機(jī)部件被布置為在對(duì)廢氣加壓之后將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管。這樣，EGR渦輪增壓器的渦輪機(jī)部件驅(qū)動(dòng)EGR渦輪增壓器的壓縮機(jī)部件，使得EGR渦輪增壓器將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口。[0007]利用EGR渦輪增壓器進(jìn)行廢氣再循環(huán)的問題是，EGR渦輪增壓器利用的能量源與發(fā)動(dòng)機(jī)的主渦輪增壓器單元所利用的能量源相同，因此控制EGR渦輪增壓器的操作也對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)主渦輪增壓器有影響。
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種渦輪增壓的內(nèi)燃活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括能使整個(gè)增壓系統(tǒng)有利地運(yùn)行的廢氣再循環(huán)渦輪增壓器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的通過一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來基本實(shí)現(xiàn)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括:進(jìn)氣管道系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)，第一渦輪增壓器單元，所述第一渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件被布置為與廢氣系統(tǒng)相連，所述第一渦輪增壓器單元的壓縮機(jī)部件被布置為與進(jìn)氣管道系統(tǒng)相連，利用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的能量對(duì)包含氧氣的燃?xì)饧訅?；第二渦輪增壓器單元，所述第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件被布置為與所述廢氣系統(tǒng)相連，所述渦輪機(jī)部件的入口與所述第一渦輪增壓器單元的所述渦輪機(jī)部件和壓縮機(jī)部件并行地連接，所述壓縮機(jī)部件的入口被布置為與所述廢氣系統(tǒng)相連，所述壓縮機(jī)部件的出口被布置為通過廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)與所述進(jìn)氣管道系統(tǒng)相連，所述壓縮機(jī)部件被布置為利用所述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的能量對(duì)廢氣的再循環(huán)的部分加壓。本發(fā)明的特征在于，所述第二渦輪增壓器單元的所述渦輪機(jī)部件的入口通過第一控制閥連接至所述廢氣系統(tǒng)。
[0010]這產(chǎn)生的效果是，可以控制去往第二渦輪增壓器的廢氣的部分的流的流量。特別地，可以通過臨時(shí)地節(jié)流第一控制閥將去往第一渦輪增壓器的廢氣的流最大化。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)包括控制回路，所述控制回路從所述第二渦輪增壓器單元的所述壓縮機(jī)部件的上游側(cè)引導(dǎo)到所述壓縮機(jī)部件的下游側(cè)，所述控制回路設(shè)置有第二控制閥。
[0012]通過控制回路，具體地當(dāng)?shù)谝豢刂崎y被節(jié)流時(shí)，能夠使第二渦輪增壓器單元的壓縮機(jī)部件的功率需求最小化。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)包括布置在第二渦輪增壓器單元的壓縮機(jī)部件出口和進(jìn)氣管道系統(tǒng)之間的閥。通過該閥，可以控制或者完全關(guān)閉再循環(huán)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)包括布置在壓縮機(jī)部件的上游的第一氣體冷卻器單兀。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，控制回路設(shè)置有第二氣體冷卻器單元?？梢岳玫诙怏w冷卻器單元控制在控制回路中流動(dòng)的氣體的溫度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)被布置為在發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載增大期間節(jié)流第一控制閥。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，第一渦輪增壓器單元設(shè)置有廢氣門，并且發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被布置為在發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載增大期間并且當(dāng)廢氣門關(guān)閉時(shí)節(jié)流第一控制閥。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，第一渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件和第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件被并行地布置到廢氣系統(tǒng)。
[0019]本發(fā)明的目的還通過一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)，其中，燃燒空氣通過進(jìn)氣管道引入發(fā)動(dòng)機(jī)，并且由第一渦輪增壓器單元通過利用被布置為流入的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的能量和廢氣系統(tǒng)將空氣增壓，并且總量可控的廢氣再循環(huán)到進(jìn)氣管道系統(tǒng)并回到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程，在所述方法中，利用第二渦輪增壓器單元來輔助廢氣的再循環(huán)，在所述方法中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣被分為兩個(gè)部分的流，第一部分的流被引入所述第一渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件，并且第二部分的流被引入所述第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件。本發(fā)明的特征在于，通過控制被布置在所述第二渦輪增壓器單元的所述渦輪機(jī)部件的入口和所述廢氣系統(tǒng)之間的第一控制閥的節(jié)流效果來控制所述第二部分的流的流量，來控制所述第二渦輪增壓器單元的操作。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，通過臨時(shí)地節(jié)流去往第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件的所述第二部分的流的流量，臨時(shí)地增大第一渦輪增壓器單元的功率。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，通過經(jīng)由從壓縮機(jī)部件的上游側(cè)引導(dǎo)到所述壓縮機(jī)部件的下游側(cè)的控制回路，將總量受控的壓縮氣體引回到所述壓縮機(jī)部件的入口側(cè)，來控制第二渦輪增壓器的所述壓縮機(jī)部件的操作。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，控制去往所述第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件的所述第二部分的流的流量，以將第二渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速維持在預(yù)設(shè)的水平。在節(jié)流所述第二部分的流的流量期間，臨時(shí)關(guān)閉廢氣的再循環(huán)。
[0023]本發(fā)明關(guān)于在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率增大的瞬時(shí)操作階段是特別有利的。
[0024]附圖的簡(jiǎn)要描述
[0025]接下來，將參照所附的示例性示意圖描述本發(fā)明，在附圖中，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0026]附圖的具體描述
[0027]圖1示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I。發(fā)動(dòng)機(jī)包括主體2，其中，幾個(gè)氣缸4直列布置。發(fā)動(dòng)機(jī)還包括與發(fā)動(dòng)機(jī)I的每個(gè)氣缸4的進(jìn)氣道8連接的進(jìn)氣管道系統(tǒng)6。進(jìn)氣管道系統(tǒng)被布置為用于將通常為空氣的進(jìn)氣輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。發(fā)動(dòng)機(jī)還包括廢氣系統(tǒng)10和連接廢氣管道系統(tǒng)10和進(jìn)氣管道系統(tǒng)6的廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12。
[0028]在圖1的實(shí)施方式中，進(jìn)氣管道系統(tǒng)6首先包括燃?xì)馄绻?4，通過燃?xì)馄绻?4可以將含有燃燒過程所需的氧氣的氣體傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸。通常，燃燒的氣體是空氣，但是應(yīng)該注意到，可以通過任何期望的包含氧氣的氣體來實(shí)踐根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。每個(gè)氣缸4或者發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有進(jìn)氣道24，進(jìn)氣道24將燃?xì)馄绻苓B接至氣缸。燃?xì)馄绻?4被連接到在本文被稱為第一渦輪增壓器單元的渦輪增壓器單元20的壓縮機(jī)部件18的出口
16。還有利地，燃?xì)饫鋮s器22被布置在壓縮機(jī)部件的下游和燃?xì)馄绻?4的上游。在圖1中，通過單級(jí)系統(tǒng)描繪了渦輪增壓器單元，但是清楚的是，渦輪增壓器單元(即渦輪機(jī)部件和/或壓縮機(jī)部件)可以包括若干個(gè)級(jí)。
[0029]廢氣系統(tǒng)10包括廢氣歧管26，廢氣管道28從廢氣歧管26延伸到渦輪增壓器單元20的渦輪機(jī)部件32的入口 30。渦輪增壓器的渦輪機(jī)部件32和壓縮機(jī)部件18以公知的方式彼此連接，使得通過渦輪機(jī)部件來操作壓縮機(jī)部件。這里，渦輪機(jī)部件設(shè)置有廢氣門32'。
[0030]廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12連接廢氣管道系統(tǒng)10和進(jìn)氣管道系統(tǒng)6，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流的部分可以再循環(huán)回到發(fā)動(dòng)機(jī)中。廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12包括廢氣再循環(huán)歧管34，通過被布置為從廢氣再循環(huán)歧管延伸到單獨(dú)的進(jìn)氣道8的分支管道36，廢氣再循環(huán)歧管34被單獨(dú)地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的每個(gè)進(jìn)氣道8。根據(jù)本發(fā)明的這種方法，在進(jìn)氣道8中再循環(huán)廢氣和新鮮燃?xì)庠诔跗诰突旌?，使得再循環(huán)廢氣流被分為子氣流，每個(gè)子氣流都被引入單獨(dú)的進(jìn)氣道8中。
[0031]因此，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的進(jìn)氣管道系統(tǒng)6中，氣缸的進(jìn)氣道包括到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管道系統(tǒng)6的第一連接以及到廢氣系統(tǒng)10的第二連接。進(jìn)氣道8還設(shè)置有到廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12的第三連接。
[0032]根據(jù)一種實(shí)施方式，分支管道設(shè)置有可控的入口。根據(jù)另一種實(shí)施方式，分支管道設(shè)置有固定的幾何入口。
[0033]開/關(guān)閥38布置在廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12中，為了當(dāng)期望時(shí)通過關(guān)閉閥來關(guān)閉再循環(huán)。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，發(fā)動(dòng)機(jī)包括布置到廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12的第二渦輪增壓器單元40，以通過發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣能量將再循環(huán)的部分廢氣加壓。這樣，再循環(huán)的部分廢氣的壓力至少達(dá)到在進(jìn)氣道8中包含氧氣的燃?xì)獾膲毫λ?。在本發(fā)明的操作中，燃燒空氣通過進(jìn)氣管道被引入發(fā)動(dòng)機(jī)，然后由第一渦輪增壓器單元通過利用被布置為流入的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的能量和廢氣系統(tǒng)來將空氣增壓，總量可控的廢氣再循環(huán)到進(jìn)氣管道系統(tǒng)并且回到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程。通過第二渦輪增壓器單元來輔助廢氣的再循環(huán)。
[0035]第二渦輪增壓器單元40包括渦輪機(jī)部件42，當(dāng)?shù)谝徊糠值牧鞅灰氲谝粶u輪增壓器單元20時(shí)，渦輪機(jī)部件42被發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的第二部分的流所操作。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣被分為兩個(gè)部分的流，第一部分的流被引至第一渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件，第二部分的流被引至第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件。廢氣管道28設(shè)置有分支管道28'，分支管道28'將廢氣歧管26連接到第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件42 (B卩，其入口)。已經(jīng)經(jīng)過渦輪機(jī)部件42的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的第二部分的流，返回到第一渦輪增壓器單元20的渦輪機(jī)部件32的下游側(cè)。也可以引導(dǎo)廢氣的部分的流通過專用的排出管道而離開。布置第一控制閥48，用于控制廢氣的第二部分的流通過第二渦輪增壓器單元40的渦輪機(jī)部件42的流量。這里，閥48被布置于分支管道28'。通過調(diào)節(jié)第一控制閥48的節(jié)流效果執(zhí)行控制。這允許精確地控制第二渦輪增壓器單元的操作，并且也精確地控制再循環(huán)的廢氣。該閥可以是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的任何類型的閥，可以對(duì)流過渦輪機(jī)部件42的氣流提供節(jié)流作用。
[0036]第二渦輪增壓器單元40的壓縮機(jī)部件44還連接至發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣歧管26，以接收發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣。至少一個(gè)壓縮機(jī)部件44的出口通過廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12連接至進(jìn)氣管道系統(tǒng)6。壓縮機(jī)部件的入口與廢氣歧管26發(fā)動(dòng)機(jī)相連接。廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12可以包括氣體凈化裝置50，例如熱氣體微粒材料過濾器。此外，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12包括布置在圖1中的第一氣體冷卻器單元52，第一氣體冷卻器單元52沿氣流方向布置在氣體凈化裝置下游，但是在壓縮機(jī)部件44之前。由圖中的箭頭示出了各個(gè)管道中的氣流的方向。
[0037]而且，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12包括控制回路56，控制回路56從第二渦輪增壓器單元的壓縮機(jī)部件44的上游側(cè)引導(dǎo)到壓縮機(jī)部件44的下游偵U。在該實(shí)施方式中，控制回路56連接至第一氣體冷卻器單元52的上游側(cè)。第二控制閥46布置到控制回路，用于控制被布置為在控制回路中循環(huán)的氣流的部分。換句話說，控制回路56形成了壓縮機(jī)部件44的再循環(huán)線路。通過控制回路和第二渦輪增壓器的壓縮機(jī)部件一起控制第一控制閥48的操作，在廢氣的再循環(huán)最小或者完全關(guān)閉的情況下，第二渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速也可以被維持在期望的水平。當(dāng)控制回路打開時(shí)，壓縮機(jī)部件可以以最小的能量在期望的速度下旋轉(zhuǎn)。并且，當(dāng)維持轉(zhuǎn)速時(shí)，在期望或必要時(shí)可以迅速地達(dá)到正常的操作環(huán)境。這在轉(zhuǎn)換情況中是特別有利的。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬態(tài)情況下運(yùn)行，使得通過將去往第二渦輪增壓器單元40的渦輪機(jī)部件的第二部分的流的流量臨時(shí)地節(jié)流，臨時(shí)增加了第一渦輪增壓器單元20的功率。因此，可以將最大廢氣流量和壓力傳遞到第一渦輪增壓器的渦輪機(jī)部件。
[0039]根據(jù)另一種實(shí)施方式，通過臨時(shí)關(guān)閉閥38來臨時(shí)地增加第一渦輪增壓器單元20的功率，使得將不會(huì)發(fā)生廢氣再循環(huán)。同時(shí)，通過閥48將去往第二渦輪增壓器單元40的渦輪機(jī)部件的第二部分的流的流量節(jié)流。而且，可以打開閥46，以打開壓縮機(jī)部件44的上游側(cè)和壓縮機(jī)部件44的下游側(cè)之間的連接。因此，總量可控的壓縮機(jī)氣體通過控制回路56再循環(huán)回到壓縮機(jī)部件的入口側(cè)。對(duì)第一閥48進(jìn)行控制以將第二渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速維持在預(yù)設(shè)的水平，同時(shí)閥38被關(guān)閉。這樣，當(dāng)需要時(shí)第二渦輪增壓器是現(xiàn)成的。
[0040]廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)12還包括在壓縮機(jī)部件44和廢氣再循環(huán)歧管34之間的第二氣體冷卻器單兀54。
[0041]雖然本文通過與目前被視為最優(yōu)選的實(shí)施方式相關(guān)的示例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式，而是意在覆蓋如在所附權(quán)利要求中所定義的其特征的各種結(jié)合或者修改，以及包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)的若干個(gè)其它應(yīng)用。例如，本發(fā)明可以很好地應(yīng)用于以例如奧托循環(huán)(otto cycle)或者狄塞爾循環(huán)(diesel cycle)這樣的各種循環(huán)進(jìn)行操作的二沖程或者四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)也可以從直列發(fā)動(dòng)機(jī)變化到例如V型發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)在技術(shù)上進(jìn)行結(jié)合是可行的時(shí)，與上面的任何實(shí)施方式相關(guān)的提及的細(xì)節(jié)可以結(jié)合另一實(shí)施方式進(jìn)行使用。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(I)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(I)包括: 進(jìn)氣管道系統(tǒng)(6)和廢氣系統(tǒng)(10)； 第一渦輪增壓器單元(20)，所述第一渦輪增壓器單元(20)的渦輪機(jī)部件(32)被布置為與廢氣系統(tǒng)相連，所述第一渦輪增壓器單元(20)的壓縮機(jī)部件(18)被布置為與進(jìn)氣管道系統(tǒng)相連，利用發(fā)動(dòng)機(jī)(I)的廢氣的能量對(duì)包含氧氣的燃?xì)饧訅海? 第二渦輪增壓器單元(40)，所述第二渦輪增壓器單元(40)的渦輪機(jī)部件(42)被布置為與所述廢氣系統(tǒng)(10)相連，所述渦輪機(jī)部件(42)的入口與所述第一渦輪增壓器單元(20)的所述渦輪機(jī)部件(32)和壓縮機(jī)部件(44)并行地連接，所述壓縮機(jī)部件(44)的入口被布置為與所述廢氣系統(tǒng)(10)相連，所述壓縮機(jī)部件(44)的出口被布置為通過廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)(12)與所述進(jìn)氣管道系統(tǒng)(6)相連，所述壓縮機(jī)部件被布置為利用所述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的能量對(duì)廢氣的再循環(huán)的部分加壓，其特征在于，所述第二渦輪增壓器單元的所述渦輪機(jī)部件(42)的入口通過第一控制閥(48)連接至所述廢氣系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)(12)包括控制回路(56)，所述控制回路(56)從所述第二渦輪增壓器單元的所述壓縮機(jī)部件(44)的上游側(cè)引導(dǎo)到所述壓縮機(jī)部件(44)的下游側(cè)，所述控制回路(56)設(shè)置有第二控制閥(46)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)(12)包括閥(38)，所述閥(38)布置在所述第二渦輪增壓器單元(40)的所述壓縮機(jī)部件的出口和所述進(jìn)氣管道系統(tǒng)(6)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述廢氣再循環(huán)管道系統(tǒng)(12)包括布置在所述壓縮機(jī)部件(44)的 上游的第一氣體冷卻器單元(52)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，控制回路(56)設(shè)置有第二氣體冷卻器單兀(54)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)被布置為在發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載增大期間節(jié)流所述第一控制閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一渦輪增壓器單元設(shè)置有廢氣門(32')，所述控制系統(tǒng)被布置為在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載增大期間并且當(dāng)所述廢氣門關(guān)閉時(shí)節(jié)流所述第一控制閥(48)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一渦輪增壓器單元的所述渦輪機(jī)部件和所述第二渦輪增壓器單元的所述渦輪機(jī)部件被并行地布置到所述廢氣系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一控制閥(48)是節(jié)流閥。
10.一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其中，燃燒空氣通過進(jìn)氣管道引入發(fā)動(dòng)機(jī)，并且由第一渦輪增壓器單元通過利用被布置為流入的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的能量和廢氣系統(tǒng)將空氣增壓，并且總量可控的廢氣再循環(huán)到進(jìn)氣管道系統(tǒng)并回到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程，在所述方法中，利用第二渦輪增壓器單元來輔助廢氣的再循環(huán)，在所述方法中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣被分為兩個(gè)部分的流，第一部分的流被引入所述第一渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件，并且第二部分的流被引入所述第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件，其特征在于，通過控制被布置在所述第二渦輪增壓器單元的所述渦輪機(jī)部件的入口和所述廢氣系統(tǒng)之間的第一控制閥的節(jié)流效果來控制所述第二部分的流的流量，來控制所述第二渦輪增壓器單元的操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其特征在于，通過臨時(shí)地節(jié)流去往所述第二渦輪增壓器單元(40)的渦輪機(jī)部件的所述第二部分的流的流量，臨時(shí)地增大第一渦輪增壓器單元(20)的功率。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或者10所述的操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其特征在于，通過經(jīng)由從壓縮機(jī)部件(44)的上游側(cè)引導(dǎo)到所述壓縮機(jī)部件(44)的下游側(cè)的控制回路(56)，將總量受控的壓縮氣體引回到所述壓縮機(jī)部件的入口側(cè)，來控制第二渦輪增壓器的所述壓縮機(jī)部件(44)的操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或者11所述的操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其特征在于，控制去往所述第二渦輪增壓器單元的渦輪機(jī)部件的所述第二部分的流的流量，以將第二渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速維持在預(yù)設(shè)的水平。
14.根據(jù)權(quán)利要求 9或者11所述的操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其特征在于，在節(jié)流所述第二部分的流的流量期間，臨時(shí)關(guān)閉廢氣的再循環(huán)。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK103890367SQ201280032407
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月1日
【發(fā)明者】M·貝亞爾, D·德爾內(nèi)力, R·瓦朗特, A·奧斯特 申請(qǐng)人:瓦錫蘭芬蘭有限公司