[发明专利]内燃机操作方法以及完成该方法的内燃机

说明书

在一种操作内燃机(1，1’，1”，1”’)的方法中，在排气循环中，在一个气缸(2)中的废气从气缸(2)中喷出并提供给排气系统(12)，一个特别高功率输出的内燃机(1，1’，1”，1”’)和/或一个特别低的燃料消耗是可能以一个特别简单和可靠的方式制造。为此，根据本发明，在排气循环阶段的第二阶段废气传输给排气系统(12)之前，在排气循环的第一阶段，流出气缸(2)的排气压力波的脉冲全部或部分传送给排气增压泵(30，30’，30”)的主级侧。

技术领域

本发明涉及一种内燃机的操作方法，用于在一个排气循环期间将位于内燃机气缸中的废气从气缸排出并进入废气系统。本发明尤其涉及包括多个气缸的内燃机，引导每一个气缸中的工作活塞作用在一个共同的曲轴，通过在进口侧上的一个致动进气阀系统将该气缸或者每个气缸的燃烧室连接到进气系统并且通过出口侧上的一个致动排气阀系统将该气缸或者每个气缸的燃烧室连接到排气系统。本发明进一步涉及一个排气增压泵，特别是用于在这种类型的内燃机。

背景技术

内燃机或者热力发动机应用于各种领域具有多种用途，例如作为机动车辆的驱动单元，或者用于工厂或其他技术设备中的固定物中。内燃机或热力发动机的运行可通过使用汽油或柴油、两个或四个气缸、以及使用各种液体或气体燃料。在所有的各种结构中，压缩燃料空气混合物通常引起气缸燃烧室爆炸(或在一个旋转发动机类似配置的盘室内)，以反作用的方式，在活塞缸中配置上述的一个可替换的活塞执行工作行程，从而驱动发动机轴提供动力。工作行程完成后，即气缸中的燃烧气体膨胀后，在所述的气缸的一个排气循环中，产生燃烧工作气体，同时废气排放到连接到气缸的排气侧的排气系统中。

在传统的构造中，内燃机可以配置为一个四冲程发动机，通过气缸中的一个排气阀打开废气系统废气使废气进入排气系统。然而，在另一种传统结构中，内燃机也可以配置为二冲程发动机，该发动机排气周期的配置作为实际工作冲程的一部分，废气系统打开进入排气系统，所述的排气系统以开槽控制的方式打开，在这种结构中，活塞在冲程运动的最后阶段滑离越过气缸中的出口槽，随后打开它们。在四冲程发动机中，一个相应的进气阀系统通常是在进气口一侧，而在二冲程发动机中这个功能是以换气槽的形式实现并设置在缸筒中。进一步，设置有基于旋转滑板的阀系统，在该结构中通过旋转滑板开启和关闭气缸盖的管道横截面。旋转滑动控制系统用于二冲程和四冲程方法中。因此，在二冲程发动机的情况下，“进气阀系统”和“排气阀系统”在以下用作描述，也因此明确参考在气缸壳中的相应的开槽设置，相应的阀功能通过提升阀或旋转滑板的方式被类似的提供给四冲程发动机中的实际执行。

对于任何一个结构(例如斯特林发动机、蒸汽机等)的内燃机或热力发动机，人们长期以增加每个气缸的单位气缸容量的可用功率输出和/或以增加效率/减少特定的燃料消耗作为配置目标。鉴于这些配置的目标，已经开发了一些利用或回收流出气缸的废气中的残余能量的设计。

这些设计包括废气涡轮增压。废气涡轮增压从废气流中提取焓并且将提取焓在新鲜气体流中以压缩功的方式返回到发动机。从一个连续流机器的性能来看，假设存在连续排气焓流，废气涡轮增压具有很高的效率。排气焓变随机浮动越大，涡轮的效率越差。这意味着，在实践中气缸发动机和废气涡轮增压器只有在三个或更多的气缸的情况下具有良好的效率，仅在某些情况下(最好是在一个对称的点火顺序的情况下)两缸发动机可用，而不能在单缸发动机中有效运行。

在原则上，在涡轮和压缩机中具有小汽缸容量的内燃机需要小叶片直径。涡轮效率和压缩机效率随着叶片直径的减小而降低，因为在其他事情中叶片和壳体之间的间距损失不成比例。如果发动机载荷阶跃，废气涡轮增压器的响应特性(动态行为)也被发现是不利的，因为从一个低负载(低废气焓)开始，由于惯性，在从涡轮的上游焓的逐渐升高仅以延迟方式加快了转子。而以涡轮滞后的形式，导致以一个已知的方式在压缩机的一侧缓慢的压力升高。在具有低的汽缸容量发动机中这种效果是更为显著的，因为在转子的惯性力矩未如同废气焓流中减少的一样多，而在汽油发动机中比在柴油发动机更为明显，因为废气焓扩散的更广泛。因此，几乎没有可能采用废气涡轮增压器操作小的、动态驱动的发动机，如汽车和电力控制块加热站。