[发明专利]带有两通道涡轮的增压式内燃发动机和用于操作所述类型的内燃发动机的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年2月20日提交的德国专利申请No.102013202750.8的优先权，该申请的全部内容为所有目的通过引用并入本文。

背景技术

增压式内燃发动机包含联接到排气歧管以接收排气的涡轮增压器或机械增压器，其可提高发动机的动力输出。增压器的涡轮设置在排气排放系统中。在低负荷和/或低速度下的脉冲增压可增加涡轮的转速，涡轮的转速在怠速运行和/或低负荷期间会下降。在高负荷和/或高速度下的猛烈增压在发动机的稳态运行下可能是有利的。

向涡轮增压器提供排气的一种方法是合并汽缸的排气管线以形成第一组和第二组，使得在一组的汽缸的排气管线中的动态波现象对彼此具有尽可能少的不利影响。另一种方法是将这些汽缸的排气管线合并成在涡轮上游的单一整体排气管线。另外，两个排气歧管可以连接到彼此和彼此分开的构思是已知的。

发明人注意到，上述方法的潜在问题是当汽缸的排气管线合并成第一组和第二组时，充气交换可能不利地相互干扰。这种方法可能阻止涡轮在高负荷下的最优运行。发明人注意到的另一个潜在问题是单一整体排气管线在涡轮的上游提供大量的排气，并且可能损害涡轮在低排气流速下的运行。此外，连接排气歧管可导致残余气体的问题并引发爆震。

发明内容

至少部分地解决上述问题中的一些的一种潜在的方法包括一种增压式内燃发动机，该增压式内燃发动机包含带有至少两个汽缸的至少一个汽缸盖，其中汽缸具有至少一个用于通过排气排放系统将排气从汽缸中排出的出口孔，并且出口孔与排气管线邻接。该至少两个汽缸可以以如下方式进行配置：形成两组，其中每组有至少一个汽缸，汽缸组中的汽缸的排气管线合并以形成整体排气管线，从而形成排气歧管。这两个整体排气管线可连接到两通道涡轮上，两通道涡轮包含转子，转子安装在涡轮壳体内的可转动轴上，这样一个整体排气管线连接到涡轮的两个入口孔之一上，其中，入口孔可与涡轮的一个通道邻接，并且两通道可通过壳体壁彼此分开直到远至转子处，使得这两通道的排气流可以彼此分离地被引导至转子。借助于打开转子上游和入口孔下游的至少一个流量输送导管，涡轮的两通道可以在涡轮壳体内彼此连接，为此目的，提供了切断设备，该切断设备具有至少一个可调整切断体，其中，该至少一个切断体在休止位置中将涡轮的两通道彼此分开，在第一工作位置中通过打开流量输送导管将涡轮的两通道彼此连接，并且在第二工作位置中，通过打开流量输送导管并打开吹送管线将涡轮的两通道彼此连接，该吹送管线从转子上游的排气排放系统分支出来。

解决上述问题的另一种潜在的方法是一种用于发动机的方法，包含：响应于排气流速高于阈值，将定位在转子上游和两个入口孔下游的涡轮壳体内的流量输送导管中的切断体从休止位置调整到工作位置，以便通过流量输送导管将涡轮壳体的两通道流体地联接到彼此。此外，该方法可基于排气流速阈值的时间增量调整切断体。这样的方法可允许涡轮在低负荷和高负荷下最优地运行。

解决上述问题的另一种潜在的方法是一种用于发动机的方法，该发动机带有定位在涡轮壳体内的流量输送导管中的切断体，该方法包含使用发动机控制器以级和/或连续可变的方式转换切断体。当排气流速高于第一阈值时，控制元件可将切断体从休止位置转换到第一工作位置，在休止位置中，切断体抵靠壳体壁，从而封闭流量输送导管和吹送通道，在第一工作位置中，切断体打开流量输送导管同时仍然封闭吹送通道。当排气流速高于第二阈值时，控制元件可将切断体从休止位置或第一工作位置转换到第二工作位置，在第二工作位置中，切断体打开流量输送导管和吹送通道。当排气流速低于第三阈值时，控制元件可将切断体从第一或第二工作位置中进行转换。另外，该方法可在排气流速已达到对应时间增量的阈值之后，使用控制元件调整切断体。通过级的转换，切断体要么封闭要么打开流量输送导管和/或吹送管线，这简化了控制，并且特别地提供了成本优势。另一种选择是以一种连续可变的方式进行转换，这可能会降低扭矩下降。

应当理解的是，提供了上面的概要以便以简化的形式来介绍具体实施方式中的精选构思。这并不意味着用以确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，所要求保护的主题的范围是随具体实施方式所附的权利要求书唯一地限定的。此外，所要求保护的主题并不限于解决以上提及或本公开的任何部分中所提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1a示意性地示出了垂直于转子的旋转轴线剖开的两流涡轮的基本设计。

图1b示意性地示出了垂直于转子的旋转轴线剖开的双流涡轮的基本设计。

图1c示意性地示出了沿图1b中所示的截面A-A的图1b中所示的双流涡轮。