具有停缸和多級渦輪增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種具有停缸和多級渦輪增壓系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)常常被調(diào)用以基于可靠的基礎(chǔ)在延長的時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生可觀水平的功率。許多這樣的ICE組件采用渦輪增壓裝置，諸如排氣渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓機(jī)，以在氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管之前壓縮所述氣流，以便增加功率和效率。
[0003]具體地，渦輪增壓機(jī)是離心壓氣機(jī)，其迫使與可通過環(huán)境大氣壓實(shí)現(xiàn)的相比更多空氣、且因此更多氧氣進(jìn)入ICE的燃燒腔室。被迫入ICE的含氧空氣的附加質(zhì)量改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率，允許其在給定循環(huán)中燃燒更多燃料，且由此產(chǎn)生更多功率。
[0004]另外，ICE在方法上被開發(fā)為消耗更少量的燃料。各種技術(shù)常常被并入ICE中，以產(chǎn)生要求的功率，同時(shí)允許目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)以更加燃料高效的模式操作。這樣的燃料節(jié)省技術(shù)可當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率需求減少時(shí)切斷一些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的操作，并且甚至當(dāng)不需要發(fā)電機(jī)功率時(shí)完全停止發(fā)動(dòng)機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:
[0006]汽缸體，限定第一汽缸和第二汽缸；
[0007]汽缸蓋，聯(lián)接至汽缸體，并配置為供應(yīng)空氣和燃料至第一汽缸以及第二汽缸，用于在其中的相應(yīng)燃燒，以及從第一和第二汽缸排出燃燒后氣體；
[0008]通道，與汽缸蓋流體連通，并具有用于排出燃燒后氣體的第一出口和第二出口 ；
[0009]機(jī)構(gòu)，配置為選擇性地激活和停用第一汽缸；和
[0010]渦輪增壓系統(tǒng)，配置為將正從環(huán)境接收的空氣流加壓，用于遞送至汽缸蓋，渦輪增壓系統(tǒng)包括:
[0011]低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)，其中，每一個(gè)渦輪增壓機(jī)配置為將空氣流加壓，用于遞送至汽缸蓋，且其中，低流量渦輪增壓機(jī)由來自第一出口的燃燒后氣體驅(qū)動(dòng)，高流量渦輪增壓機(jī)由來自第二出口的燃燒后氣體驅(qū)動(dòng)；和
[0012]第一流動(dòng)控制裝置，配置為當(dāng)?shù)谝缓偷诙准せ顣r(shí)選擇性地將燃燒后氣體經(jīng)由第一和第二出口導(dǎo)向至相應(yīng)的低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)，以及當(dāng)?shù)谝黄捉?jīng)由所述機(jī)構(gòu)停用時(shí)將燃燒后氣體經(jīng)由第一出口導(dǎo)向至低流量渦輪增壓機(jī)并阻擋第二出口。
[0013]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)一步包括操作地連接至汽缸蓋的排氣歧管，其中排氣歧管限定第一出口和第二出口中的每一個(gè)。
[0014]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，排氣歧管集成到汽缸蓋中。
[0015]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，第一流動(dòng)控制裝置安裝在第二出口處。
[0016]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，第一流動(dòng)控制裝置還配置為:當(dāng)?shù)谝缓偷诙准せ钋野l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不超過(up to)預(yù)定速度時(shí)，將燃燒后氣體經(jīng)由第一出口導(dǎo)向至低流量渦輪增壓機(jī)并阻擋第二出口。
[0017]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)一步包括可編程控制器，所述控制器配置為調(diào)節(jié)第一流動(dòng)控制裝置的操作；
[0018]其中，控制器被編程為:
[0019]打開第一流動(dòng)控制裝置，以導(dǎo)向燃燒后氣體用于驅(qū)動(dòng)低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)；以及
[0020]關(guān)閉第一流動(dòng)控制裝置，以導(dǎo)向燃燒后氣體用于驅(qū)動(dòng)低流量渦輪增壓機(jī)，并阻止燃燒后氣體驅(qū)動(dòng)高流量渦輪增壓機(jī)。
[0021]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，
[0022]低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)中的每一個(gè)包括相應(yīng)的渦輪機(jī)葉輪，所述渦輪機(jī)葉輪配置為接收燃燒后氣體；以及
[0023]高流量渦輪增壓機(jī)包括廢氣門閥，所述廢氣門閥配置為選擇性地打開和關(guān)閉用于高流量渦輪增壓機(jī)的渦輪機(jī)葉輪周圍的燃燒后氣體的旁路。
[0024]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，
[0025]低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)中的每一個(gè)包括相應(yīng)的壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)配置為將空氣流加壓；
[0026]每一個(gè)壓縮機(jī)包括入口和出口；且
[0027]渦輪增壓系統(tǒng)還包括第二流動(dòng)控制裝置，該第二流動(dòng)控制裝置配置為選擇性地打開和關(guān)閉低流量渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)的入口和出口之間的流體路徑。
[0028]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，控制器還配置為調(diào)節(jié)第二流動(dòng)控制裝置的操作并對打開第二流動(dòng)控制裝置連同打開第一流動(dòng)控制裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)。
[0029]在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)串聯(lián)布置，使得空氣流在已經(jīng)被高流量渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)接收且已通過其之后被低流量渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)接收。
[0030]本發(fā)明還涉及一種車輛，包括:
[0031]從動(dòng)輪；和
[0032]動(dòng)力傳動(dòng)系，包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器組件，所述變速器組件操作地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)并配置為將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳遞至從動(dòng)輪，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括:
[0033]汽缸體，限定第一汽缸和第二汽缸；
[0034]汽缸蓋，聯(lián)接至汽缸體，并配置為供應(yīng)空氣和燃料至第一汽缸以及第二汽缸，用于在其中的相應(yīng)燃燒，以及從第一和第二汽缸排出燃燒后氣體；
[0035]通道，與汽缸蓋流體連通，并具有用于排出燃燒后氣體的第一出口和第二出口 ；
[0036]機(jī)構(gòu)，配置為選擇性地激活和停用第一汽缸；和
[0037]渦輪增壓系統(tǒng)，配置為將正從環(huán)境接收的空氣流加壓，用于遞送至汽缸蓋，渦輪增壓系統(tǒng)包括:
[0038]低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)，其中，每一個(gè)渦輪增壓機(jī)配置為將空氣流加壓，用于遞送至汽缸蓋，且其中，低流量渦輪增壓機(jī)由來自第一出口的燃燒后氣體驅(qū)動(dòng)，高流量渦輪增壓機(jī)由來自第二出口的燃燒后氣體驅(qū)動(dòng)；和
[0039]第一流動(dòng)控制裝置，配置為當(dāng)?shù)谝缓偷诙准せ顣r(shí)選擇性地將燃燒后氣體經(jīng)由第一和第二出口導(dǎo)向至相應(yīng)的低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)，以及當(dāng)?shù)谝黄捉?jīng)由所述機(jī)構(gòu)停用時(shí)將燃燒后氣體經(jīng)由第一出口導(dǎo)向至低流量渦輪增壓機(jī)并阻擋第二出口。
[0040]在該車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)還包括操作地連接至汽缸蓋的排氣歧管，且其中，排氣歧管限定第一出口和第二出口。
[0041]在該車輛中，排氣歧管集成到汽缸蓋中。
[0042]在該車輛中，第一流動(dòng)控制裝置安裝在第二出口處。
[0043]在該車輛中，第一流動(dòng)控制裝置還配置為:當(dāng)?shù)谝缓偷诙准せ钋野l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不超過(up to)預(yù)定速度時(shí)，將燃燒后氣體經(jīng)由第一出口導(dǎo)向至低流量渦輪增壓機(jī)并阻擋第二出口。
[0044]在該車輛中，還包括可編程控制器，所述控制器配置為調(diào)節(jié)第一流動(dòng)控制裝置的操作；其中，控制器被編程為:
[0045]打開第一流動(dòng)控制裝置，以導(dǎo)向燃燒后氣體用于驅(qū)動(dòng)低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)，以及
[0046]關(guān)閉第一流動(dòng)控制裝置，以導(dǎo)向燃燒后氣體用于驅(qū)動(dòng)低流量渦輪增壓機(jī)，并阻止燃燒后氣體驅(qū)動(dòng)高流量渦輪增壓機(jī)。
[0047]在該車輛中，
[0048]低流量渦輪增壓機(jī)和高流量渦輪增壓機(jī)中的每一個(gè)包括相應(yīng)的渦輪機(jī)葉輪，所述渦輪機(jī)葉輪配置為接收燃燒后氣體；以及
[0049]高流量渦輪增壓機(jī)包括廢氣門閥，所述廢氣門閥配置為選擇性地打開和關(guān)閉用于高流量渦輪增壓機(jī)的渦輪機(jī)葉輪周圍的燃燒后氣體的旁路。