[发明专利]内燃机

说明书

本发明涉及一种内燃机，特别是汽油机，该内燃机具有废气涡轮增压器和 机械增压器，其中，依据权利要求1的前序部分，废气涡轮增压器的压缩机在 机械增压器上游布置在用于燃烧用空气的空气通道内。

例如从US 4 903 488公知通过一个机械增压器(ML)和一个废气涡轮增 压器(ATL)对汽油机的组合增压，并且提供了显著地扩大其特性曲线族的可 能性。此外可以通过机械增压器在低转速区域的自发的反应特性避免所谓的增 压盲区，并且因此ATL被设计用于高转速区域和额定功率区域。由于具有很宽 的可用的扭矩高原，可以使用更长的变速器传动比，这被称为低速化，它可以 与通过所谓的小型化实现的负荷点位移一起实现相对于传统发动机的显著的燃 料消耗节省。利用这一技术在连续边缘条件下也可以实现最大平均有效压力的 升高(从22bar到大约24bar)以及比功率的升高(从90kW/l到大约100kW/l)， 以便通过进一步的小型化实现更多的油耗节省潜力。然而为了真正获得重要的 改善，还需要技术突破。

然而前述内燃机的以下缺点阻碍了平均有效压力和比功率的显著升高以 及因此阻碍了小型化程度。由于封装原因，在ATL压缩机上游和下游需要很长 的空气通道。因为机械增压器是第一增压装置，在进气管压力升高和扭矩建立 上游，包括风冷的增压空气冷却器在内的一个很大的空间必须被充满。这降低 了反应特性方面的潜力，从而在进一步的高增压时产生了明显的动作延迟。在 进气路程很长时产生的ATL压缩机上游的很高的进气压力损失在高增压时对 ATL的效率有特别不利的影响，这减小了ATL的可能的工作范围以及因此减小 了发动机的工作范围。压缩机特性曲线族内的工作点在下限扭矩区域非常靠近 压缩机喘振边界，这阻碍了低转速区域内的进一步的显著的扭矩升高。喘振边 界的限制还阻碍了对为了额定功率的进一步的明显提升所必需的更大的压缩机 的使用。进一步的功率升高需要额外的构件保护措施，例如阻碍更少的燃料消 耗并使得小型化的根本优点丧失的混合气变浓。进一步的扭矩升高需要机械增 压器的更高的压力比和更长的接通时间，这同样减少了可获得的油耗降低。要 导出的热量或者冷却能力过度地增加，这需要很大的冷却器有效散热表面。

从DE 199 28 523 A1公知一种具有ATL和压气机的内燃机，其中，ATL 压缩机在气流方向上被布置机械增压器之前。

本发明的任务在于，在内燃机上通过高增压实现很强的以降低燃料消耗为 目的的小型化。

该任务依据本发明通过具有在权利要求1中说明的特征的上述种类的内燃 机得以解决。本发明的有利的结构类型在其他的权利要求中得以说明。

为此在上述种类的内燃机中依据本发明规定，废气涡轮增压器的压缩机被 这样布置在用于燃烧用空气的空气通道内，即废气涡轮增压器的压缩机直接从 空气滤清器抽吸燃烧用空气，其中，在废气涡轮增压器的压缩机的下游以及机 械增压器上游布置有第一增压空气冷却器，并且在机械增压器下游布置有第二 增压空气冷却器，其中，第一增压空气冷却器、第二增压空气冷却器、机械增 压器以及进气管被布置在唯一的一个增压空气冷却模块内，其中，在内燃机的 燃烧室内设置有燃料直喷装置用于供给燃料。