[发明专利]内燃发动机的部分停用

说明书

本发明涉及内燃发动机的部分停用。提供用于内燃发动机的方法和系统，该内燃发动机具有至少两个汽缸，所述两个汽缸被配置为使得它们形成至少两个组，第一组中的至少一个汽缸为如果发生发动机部分停用时操作的汽缸，而第二组中的至少一个汽缸形成为依赖负荷可切换的汽缸。进口侧节流元件被提供有可切换汽缸的至少一个进气管路，进气管路的流动截面大小能够借助于节流元件而被改变，由此如果发生发动机的部分停用，供给停用汽缸的增压空气的流率能够被调整。依赖负荷可切换的汽缸的每个出口开口装备有部分可变的阀门驱动，装备有打开或关掉出口开口的出口阀。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年1月6日提交的德国专利申请号102015200048.6的优先权，其全部内容通过引用被并入此处，用于所有目的。

技术领域

本说明书大体涉及用于内燃发动机中的汽缸停用的系统和方法。

背景技术

内燃发动机用作机动车辆驱动单元。表述“内燃发动机”包含柴油发动机并且还包括奥托循环发动机和混合式内燃发动机，即使用混合燃烧过程运转的内燃发动机。

在内燃发动机的发展中，最小化燃料消耗为基本目的，其中正在努力的重点为获得改善的总效率。燃料消耗并且因此效率造成问题，特别是在奥托循环发动机的情况下，即在应用点火的内燃发动机的情况下。其原因在于奥托循环发动机的操作过程的原理。负荷控制一般借助于在进气系统中提供的节流翻板来执行。通过调整节流翻板，能够更大程度地或较小程度地减少在节流翻板下游的引入空气的压力。节流翻板被进一步关闭，即所述节流翻板更多地阻塞进气通道，则穿过节流翻板的引入空气的压力损失越高，而节流翻板下游和进入至少两个汽缸(即燃烧室)的进气口的上游的引入空气压力越低。这样，对于恒定的燃烧室容积，可借助于引入空气的压力来设定空气质量，即数量。这也解释了为何数量调节被证明是不利的，尤其是在部分负荷操作中，因为低负荷要求高程度节流和进气系统中的压力减小，因此，充气交换损失随着负荷减少和节流增加而增加。

为减少所述损失，已经开发出用于减少应用点火的内燃发动机节流的各种策略。用于减少奥托循环发动机节流的一种示例方法为使用直接喷射操作发动机。燃料的直接喷射为实现分层燃烧室充气的合适手段。因此，将燃料直接喷射到燃烧室允许在奥托循环发动机中在一定限度内的质量调节。混合物形成通过将燃料直接喷射到汽缸或直接喷射到处于汽缸中的空气中而发生，并非通过外部混合物形成，在外部混合物中燃料被引导至进气系统中的引入空气中。

优化奥托循环发动机的燃烧过程的另一个示例在于至少部分可变的阀门驱动的使用。与阀门升程和正时二者不变的常规阀门驱动相比，借助于可变阀门驱动，对燃烧过程并且因此对燃料消耗有影响的这些参数能够被更大程度地或较小程度地改变。如果进阀门的关闭时间和进阀门升程能够被改变，则仅这样使无节流并且因此使无损失负荷控制成为可能。然后，在进气过程期间流入燃烧室的混合物质量并非借助于节流翻板来控制而是借助于进阀门升程和进阀门的打开持续时间来控制。然而，可变阀门驱动非常昂贵并且因此通常不适合成批生产。

另一种示例方法包括部分汽缸停用，即在一定负荷范围内停用单独汽缸。借助于部分停用，奥托循环发动机在部分负荷操作中的效率能够被改善，即提高，因为停用多缸内燃发动机中的一个汽缸增加保持操作的其他汽缸上的负荷。在部分汽缸停用期间，如果发动机功率保持恒定，则节流翻板可必须被进一步打开以将更大的空气质量引导至可操作的汽缸，由此可获得内燃发动机的减少节流(dethrottling)。在部分停用期间，永久处于操作中的汽缸在较高负荷区域内操作，在较高负荷区域内，单位燃料消耗较低。负荷集合朝较高负荷转移。

更进一步地，由于所供应的更大空气质量或混合物质量，所以在部分停用期间保持操作的汽缸表现出改善的混合物形成。所获得的关于效率的进一步优点在于，由于不存在燃烧，所以停用汽缸并不生成由于从燃烧气体到燃烧室壁的热传递而造成的任何壁的热损失。