增压直列式可变排量发动的制造方法
【专利摘要】本发明涉及增压直列式可变排量发动机，其包含第一涡轮和第二涡轮，所述第一涡轮流体地耦接至相邻的第一组汽缸，所述第二涡轮流体地耦接至相邻的第二组汽缸。在这种发动机中，所述第一组和第二组汽缸沿直线布置。该发动机还包含可变阀门升程系统，其配置为在减小的发动机负载条件期间容许至少空气进入所述第一组汽缸，而在所述减小的发动机负载条件期间停止容许空气进入所述第二组汽缸。
【专利说明】增压直列式可变排量发动机
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2012年8月7日提出的德国专利申请DE102012213936.2的优先权，其全部内容作为参考并入本文以用于全部目的。
【技术领域】
[0003]本专利申请涉及机动车辆工程领域，尤其涉及增压直列式可变排量发动机。
【背景技术】
[0004]增压发动机提供了比相同排量的自然吸气式发动机更高的输出功率。因此，在机动车辆中，由于增加了发动机的功率质量比，增压能够提供燃料经济性的益处，尤其是当排气驱动的涡轮增压器提供所述增压时。
[0005]另外，可变排量发动机(VDE)相对于相同输出功率的固定排量发动机可以提供燃料经济性的益处。在这种情况下，所述益处源自保留一些未提供燃料的汽缸且在较高的负载下操作剩余汽缸，其中提高了燃料经济性。在汽油发动机中，由于对排气再循环(EGR)的减少的节流损失和更大的容限，可变排量提供了额外的燃料经济性益处。
[0006]从原理上说，可变排量发动机能够经涡轮增压以便使得两种方法的燃料经济性益处相结合。然而，所述相结合的益处在大范围的工况中可能难以实现。例如，在使用单个涡轮增压器的发动机中，涡轮增压器必须配置为最大发动机负载和排气流动速率。在减少的排气流量下，这种涡轮增压器可能提供不足的增压压力。这种问题通过将单个涡轮增压器替换为两个平行布置的更小的涡轮增压器已被部分解决。在一个特定的方法中，排气门被布置在一个涡轮的上游。关闭所述排气门阻止了排气流在低负载条件期间经过该涡轮，使得其他涡轮接收全部所述排气流。当所述负载增加至适当水平时，所述排气门打开，从而允许两个涡轮共享所述排气流。如此，这两种涡轮都能够有效地操作。然而，本文的发明人已经认识到上述方法的缺点，缺点在于所述排气门必须配置为用于很高温度的操作。这增加了所述发动机系统的成本和复杂性，并且也可能需要额外的诊断程序，以便检查排气门的衰退。
【发明内容】
[0007]为了解决这个问题并提供其他优点，一个实施例提供了包括第一涡轮和第二涡轮的发动机，所述第一涡轮流体地耦接至相邻的第一组汽缸，且第二涡轮流体地耦接至相邻的第二组汽缸。在这种发动机中，所述第一组和第二组汽缸沿直线布置。该发动机还包括可变阀门升程系统，其配置为在降低的发动机负载条件下容许至少空气进入所述第一组汽缸，而在所述降低的发动机负载条件下停止容许空气进入所述第二组汽缸。如此，机动车辆的发动机能够享受到涡轮增压和可变排量的相结合的燃料经济性益处，却没有高温排气门的缺点。通过阅读本公开的其余内容和研究附带的附图，本公开的进一步的益处将是显而易见的。[0008]上面的陈述被提供以便以简化的形式介绍本公开的所选择的部分，而不是确认关键或必要特征。由所述权利要求限定的要求保护的主题既不局限于上述内容，也不局限于解决本文所涉及的问题或缺点的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是根据本公开的实施例的示例性发动机系统的一些方面的平面图。
[0010]图2示出了根据本公开的实施例的发动机系统的可变阀门升程系统的一些方面。
[0011]图3是根据本公开的实施例的示例性发动机曲轴的一些方面的正视图。
[0012]图4示出了从在所述曲轴的转轴上的点观察的图3所示的曲轴。
[0013]图5示出了根据本公开的实施例的用于操作机动车辆的增压的直列式可变排量发动机的示例性方法。
【具体实施方式】
[0014]现在将会通过示例和参考上面列出的所说明的实施例来描述本公开的一些方面。在一个或更多实施例中可能基本相同的组件、处理步骤和其他元件被确认为等同并且以最小重复性来描述。然而，应当明白的是，被确认为等同的元件也可以在某种程度上不同。应当进一步明白的是，包含在本公开中的附图是示意性的且一般没有按比例绘制。相反，在所述附图中示出的不同的绘图比例、长宽比以及组件的数量可以有目的地失真，以便使得某些特征或关系更易于看出。
[0015]图1示出了机动车辆的示例性发动机系统10的一些方面。所述发动机系统包含发动机12，其引导空气、消耗燃料并释放热量、排气和机械能。例如，所述发动机可以是机动车辆的汽油或柴油发动机。在这些和其他实施例中，所述发动机可以耦接在混合动力电动的动力传动系统中，其也包含电动马达。
[0016]在发动机系统10中，新鲜空气被引入空气净化器14并流到压缩机16A和16B。每个压缩机16都在涡轮增压器中机械地耦接至相应的涡轮18，通过使来自排气通道20的发动机排气膨胀而驱动涡轮。在示出的实施例中，每个压缩机都经由节流阀24流体地耦接至相应的进气通道22。来自所述压缩机的压缩空气流经所述节流阀并流到所述进气通道。在一些实施例中，增压空气冷却器可以布置在每个压缩机和进气通道之间。另外，压缩机再循环阀(CRV，在附图中未示出)可以耦接在每个压缩机的进气口和出气口之间。所述压缩机再循环阀可以是常闭阀，其配置为在选择的工况下打开，从而减轻过量的增压压力。在发动机系统10中，每个排气通道20和进气通道22分别通过一系列排气门28和进气门30耦接至一系列汽缸26。在示出的直列式配置中，发动机12的全部汽缸都是沿直线布置的。
[0017]在一个实施例中，每个汽缸的排气门和/或进气门都可以是电子驱动的。在另一实施例中，所述排气门和/或进气门可以是凸轮驱动的。无论是电子驱动的还是凸轮驱动的，排气门和进气门的打开和关闭的正时均可以按照希望的燃烧和排放控制性能的需要而调整，或者发挥可变排量的功能。为此，每个进气门和排气门都可操作地耦接至可变阀门升程系统，如图2所示。
[0018]图2示出了整合到发动机12中的示例性的可变阀门升程系统32的一些方面。在所述附图中示出的实施例中，所述可变阀门升程系统由凸轮轴34驱动，凸轮轴34通过机械连杆38的方式旋转地耦接至曲轴36。电子控制系统40可以将信号传输至所述可变阀门升程系统，该信号确定将要应用到每个汽缸的进气门30和排气门28的阀门升程的量。在一些实施例中，阀门升程的量可以针对每个汽缸独立地变化。
[0019]现在返回至图1，基于实施例，多种燃料中的任意燃料都可以提供给汽缸26:柴油、生物柴油、压缩天然气、汽油、酒精或其混合物等。在示出的实施例中，来自燃料系统42的燃料经由通过燃料喷射器44的直接喷射而被供应至汽缸。在本发明所考虑的不同实施例中，所述燃料可以经由直接喷射、进气道喷射、节气门体喷射或其任意结合来供应。在示出的实施例中，在火花塞46处经由火花点火启动燃烧。所述火花塞由来自电子点火系统48的定时的高压脉冲驱动。在其他实施例中，燃烧可经由任意变体中的压缩点火来启动。
[0020]发动机系统10可以包含一个或更多通道、阀和/或冷却器的高压(HP)排气再循环(EGR)系统(在附图中未示出)。因此，来自排气通道20的一些高压排气可以再循环至相应的进气通道22。在所述进气通道中，所述高压排气稀释了进气充气以具有较低的燃烧温度、减少的排放以及其他益处。剩余的排气流至涡轮18。当期望减少的涡轮转矩时，一些或全部所述排气可以经引导反而穿过绕过所述涡轮的涡轮增压器的废气门阀(在附图中未示出)。来自所述涡轮和废气门阀的结合的流然后流经所述发动机系统的各种排放控制装置50。这些装置可以包含例如三元催化剂(TWC)装置、稀NOx捕集器(LNT)、柴油氧化催化剂(D0C)、柴油微粒过滤器(DPF)和/或选择性催化还原(SCR)催化剂。
[0021]继续参考图1，全部或部分所述已处理的排气可以经由消声器释放到环境中。然而，基于工况，一些排气可以在排放控制处理之前或之后转移经过低压(LP)EGR系统。所述排气可以通过打开与LP EGR冷却器54串连耦接的LP EGR阀52而被转移。所述冷却的排气从LP EGR阀52流到压缩机16。所述LP EGR系统也可以包含额外的阀，比如排气背压阀或空气进气系统(AIS)节流阀，这在选择的工况下增加了 EGR流动势。
[0022]图1也示出了电子控制系统40，其配置为控制和协调各种发动机系统功能。为此目的，所述电子控制系统包含机器可读存储介质(即存储器)和一个或更多处理器。编码到所述机器可读存储介质中的指令使能响应于传感器输入进行决策，并将其引导至发动机系统组件的智能控制器。这种决策可以根据以下各种策略制定:事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。如此，所述电子控制系统可以配置为制定本发明所公开的方法的任意或所有方面，其中所述各种方法步骤，例如操作、功能和行为，可以体现为被编程到所述机器可读存储介质中的代码。
[0023]电子控制系统40包含传感器接口 56、发动机控制接口 58以及车载诊断(OBD)单元60。为了评估发动机系统10的工况和于其中安装了所述发动机系统的车辆的工况，传感器接口 56接收来自布置在所述车辆中的各种传感器的输入，所述传感器为流量传感器、温度传感器、踏板位置传感器、压力传感器等。发动机控制接口 58配置为驱动电子可控阀、驱动器以及所述车辆的其他组件，例如节流阀、CRV、废气门和EGR阀。所述发动机控制接口可操作地耦接至每个电子可控阀和驱动器，并且配置为命令其打开、关闭和/或按需要调整，以便启用本发明所描述的控制功能。OBD单元60是所述电子控制系统的一部分，其配置为诊断发动机系统10的各种组件的退化。作为示例，这种组件可以包含阀、传感器、燃料喷射器以及排放控制组件。
[0024]上述发动机系统可以配置为允许涡轮增压和可变排量的相结合的燃料经济性益处在大范围的工况下实现。因此，替代将结合的排气流从全部汽缸26路由至两个涡轮18的是，不同的涡轮流体地耦接至不同的汽缸组。例如，在图1所示的实施例中，第一涡轮18A流体地耦接至相邻的第一组汽缸26A和26A’，且第二涡轮18B流体地耦接至相邻的第二组汽缸26B和26B’。每组汽缸都可以精确地包含两个汽缸，如图所示，或每组中可以存在更多或更少的汽缸。
[0025]对于减少的排气背压，所述第一组和第二组中的每个汽缸都包含与排气门28关联的两个排气口。在其他实施例中，每个汽缸都可以仅具有一个排气口，或者具有多于两个排气口。在这些和其他实施例中，第一排气通道20A向着所述第一组汽缸的每个排气口打开；所述第一排气通道20A包含合并到所述第一涡轮中的一个或更多个合并部分。同样，第二排气通道20B向着所述第二组汽缸的每个排气口打开；第二排气通道20B包含合并到所述第二涡轮中的一个或更多个合并部分。在一些实施例中，所述第一组汽缸的至少一个合并部分和所述第二组汽缸的至少一个合并部分被布置在所述发动机的汽缸盖内。
[0026]在一些实施例中，整体涡轮增压器布置可以是基本对称的。因此，在图1中，第一压缩机16A机械地耦接至第一涡轮18A，并且第二压缩机16B机械地耦接至第二涡轮18B。所述第一压缩机经由第一进气通道22A流体地耦接至所述第一组汽缸26A和26A’，所述第一进气通道22A可以包含合并到所述第一压缩机中的一个或更多合并部分。同样，所述第二压缩机经由第二进气通道22B流体地耦接至所述第二组汽缸26B和26B’，所述第二进气通道22B可以包含合并到所述第二压缩机中的一个或更多合并部分。因此，在图1所示的实施例中，所述进气空气在所述压缩机的下游分离，但在所述压缩机的上游汇合。
[0027]在这种方法中，每个涡轮18的尺寸都基于来自单组汽缸的排气流动速率从部分负载条件优化至全部负载条件。在低负载条件期间禁用所述汽缸组中的一个确保了两个涡轮均不变为严重地负载不足，这为仍然处于激活的汽缸组保存了压缩机功率。所公开的汽缸分组也引起整体上更短的排气通道，并且减少了所述涡轮的上游的排气系统的质量。结果，所述排气系统的热惯性减少，从而使得所述涡轮更好地利用所述排气焓。
[0028]所公开的汽缸分组的进一步优势是在相对较低的负载或发动机转速，能够有利地利用在所述排气流中的出气口前“振动”，以便脉冲增压。这是由于所述汽缸以这样的方式分组使得保持或加强了所述单个汽缸的出气口前振动，而不是将其取消。如在下面进一步详细地描述的，例如，当在一组中的各个汽缸中的点火以360曲柄角度的间隔分离时，这方面得到保证。因此，即使在低涡轮转速时也能够保持高涡轮压力比率(并因此保持充气压力比率)。
[0029]在本发明所公开的汽缸分组中，每组都包含一个外部汽缸和相邻的内部汽缸。这种配置提供了额外的优势，这种优势在于所述两个排气通道被布置为沿着所述汽缸盖的纵轴线彼此紧邻。因此，所述两个排气通道能够以距所述汽缸盖的配件末端侧相等的距离(即在同一高度)从所述汽缸盖露出。因此，能够使用相对较小的结构高度的汽缸盖，该汽缸盖更容易地挤压到所述发动机舱中。因为所述涡轮能够紧密地挤压在一起，所述排气涡轮增压器的连接和布置同样被简化。相反，在传统的汽缸分组的情况下，其中所述内部汽缸形成了一个汽缸组且所述外部汽缸形成了另一汽缸组，所述两个排气通道必须经布置至少部分地一个在另一个上面。在这里，所述汽缸盖具有相对较大的结构高度，因为所述两个排气通道以距所述汽缸盖的配件末端侧不同的距离从所述汽缸盖露出。[0030]在所示出的实施例中，所述两个汽缸组的排气通道合并，以便在所述涡轮的下游形成共同的排气通道。所述排气通道的合并减少了所述排气通道的整体长度，并且提供了关于排气后处理的额外的优势，因为全部排气都能够在共同的非冗余的排气后处理过程中被处理。在一个实施例中，这种合并能够发生在所述汽缸盖内。
[0031]将所述排气歧管整合到所述汽缸盖中具有许多优势。所述整合引起更加紧凑的发动机配置，并减少了重量和装配成本。一般来说，短的排气通道对于排气后处理系统的布置和操作具有有利的作用。应当注意的是，至所述排气后处理系统的热排气流的路径应尽可能地短，以便给予排气很少的时间冷却。因此，所述排气后处理阶段尽可能快地达到其起燃温度。为此，有利的是将在所述汽缸的出气口开口和所述排气后处理系统之间的部分排气通道的热惯性最小化，例如通过将所述排气通道整合到所述汽缸盖中。这种配置也能够使所述排气通道经由关联所述汽缸盖的冷却套而被冷却。
[0032]继续参考图1，连接通道62分别在第一涡轮18A和第二涡轮18B的流体地上游的位置将第一排气通道20A链接至第二排气通道20B。在连接通道中布置的是连接阀64。所述连接阀是可关闭的，以便在选择的工况下将所述第一排气通道与所述第二排气通道流体地隔离。为此目的，所述连接阀可以是电子控制的阀，其可操作地耦接至电子控制系统40。
[0033]通过打开和关闭连接阀64，在涡轮上游的排气体积能够基于工况而变化。例如，在相对较低的排气流动速率下，所述连接阀可以关闭，使得排气通道20A和20B保持彼此分离。这种行为保存了来自每个汽缸的出气口前振动。在较高的排气流动速率下，所述连接阀可以被打开，以便使各个汽缸的压力震动平稳，例如以便实现所谓的“冲压涡轮增压(ramturbocharging)，，。
[0034]为了完成可变排量的功能，可变阀门升程系统32可以配置为在减小的发动机负载条件期间容许至少空气进入所述第一组汽缸，而在所述减小的发动机负载条件期间停止容许空气进入所述第二组汽缸。术语“至少空气”包括空气燃料混合物、空气排气混合物或仅有空气。换句话说，所述可变阀门升程系统可以在所述减小的发动机负载条件期间保持所述第二组汽缸的进气门关闭。另外，所述可变阀门升程系统也可以在所述减少的发动机负载条件期间保持所述第二组汽缸的排气门关闭。如此，所述停用的汽缸起到弹簧的功能。同样，燃料喷射系统42可以配置为在减小的发动机负载条件期间为所述第一组汽缸加燃料，而在所述减小的发动机负载条件期间停止为所述第二组汽缸加燃料。而且，电子点火系统48可以配置为在减小的发动机负载条件期间将火花传递到所述第一组汽缸中，而在所述减小的发动机负载条件期间停止将所述火花传递到所述第二组汽缸中。
[0035]进一步的优势源自发动机12的曲轴的详细的配置，其在图2和图3中示出。参考图3，曲轴36具有曲柄66，其关联发动机12的每个汽缸26。每个曲柄都旋转地(即通过轴承的方式)耦接至该汽缸内的活塞。在这里，当从沿着所述旋转轴线R的点观察时，关联所述第一组的全部汽缸(26A、26A’)的曲柄均彼此遮蔽。另外，当从沿着所述旋转轴线的点观察时，关联所述第二组的全部汽缸(26B、26B’ )的曲柄均彼此遮蔽。因此，每组汽缸都是机械同步的。
[0036]图4示出了沿所述旋转轴线向下观察到的相同的曲轴。在这里，当从沿着所述旋转轴线的点观察时，关联所述第一组汽缸的曲柄与关联所述第二组汽缸的曲柄在直径上相对。换句话说，所述两组汽缸的曲柄被设置为彼此隔开180曲轴角度。[0037]为了避免取消在任一排气通道内的排气压力震动，在所述第一组和第二组的汽缸中交替地启动燃烧，例如以1、3、2、4的顺序或以1、4、2、3的顺序，且所述汽缸在它们被布置于其中的直列中按顺序编号。于是，所述汽缸可以180曲轴角度的间隔产生火花，以致从所述第一汽缸开始，点火时间为:0、180、360和540曲轴角度。如此，给定汽缸组的汽缸具有360曲轴角度的热力学偏移。而且，所述排气门可以在220至260曲轴角度之间具有打开持续时间。随着所选择的点火顺序，在充气交换期间，每组汽缸都对彼此施加很少的影响，不管距所述排气口下游的合并的排气通道的距离是如何短。本发明所公开的发明性的点火顺序与示出的所述曲轴配置是一致的。具体地，所述曲轴使每组汽缸能同步地操作，即在同一时间经过上止点。为此目的，对于同一组中的汽缸相关联的曲轴曲柄不具有在圆周方向上围绕所述曲轴的旋转轴线的偏移。接着，经由所述点火顺序实现了 360曲柄角度的热力学偏移。
[0038]上述配置使能实现用于操作机动车辆的增压的、直列式、可变排量的发动机的各种方法。因此，现在以示例的方式继续参考上述配置描述一些这样的方法。然而，应当明白的是，这里描述的方法和在本公开范围内的其他方法也可以通过不同配置实现。所述方法可以在所述发动机系统运行的任意时间进入，并可以重复地执行。自然地，方法的每次执行都可以改变用于随后执行的进入条件，并从而调用了复杂的决策逻辑。这种逻辑在本公开中是完全可预期的。进一步，在一些实施例中，本发明所描述和/或示出的一些处理步骤可以在不脱离本公开的范围的情况下被省略。同样，所述处理步骤的指示的顺序并非始终要求以实现预期的结果，而是为了易于说明和描述的目的而提供。一种或更多的所示出的动作、功能或操作可以基于所使用的特定策略而重复地执行。
[0039]图5示出了用于操作机动车辆的增压的、直列式、可变排量的发动机的示例性方法68。在方法68的步骤70，感测所述发动机的负载或转速。所述负载或转速可以通过可操作地耦接至电子控制系统40的一个或更多传感器而感测。在一些实施例中，所述负载或转速可以经由合适的替代件(比如歧管空气流量、歧管空气压力、节气门进气口压力等)被间接感测。在其他实施例中，这动作可以包含感测所述发动机中的排气流动速率。在这里，所述发动机负载或转速可以基于所述排气流动速率来确定。
[0040]具有技能的读者将会明白在增压发动机中，在所述进气侧上的充气压力可以随着发动机负载或发动机转速而改变，并影响排气流动速率。因此，有利的是基于所述排气流动速率而不是基于负载而部分地禁用。因此，如果排气流动速率降低至可预定义的排气流动速率以下(参见下文)，则可以停用一些汽缸。
[0041]在步骤72处，确定所述发动机负载或转速是否高于预定的第一阈值。如果所述负载或转速高于所述第一阈值，则所述方法进行至步骤74，其中至少空气被容许进入相邻的第一组和第二组汽缸。在步骤76处，在所述第一组和第二组汽缸中启动燃烧。在一个实施例中，当所述发动机负载或转速高于所述第一预定阈值时，所述汽缸中的燃烧可以180曲轴角度的间隔启动。在这里，所述第一组汽缸可以包含所述发动机的第一和第二汽缸，而所述第二组汽缸可以包含所述发动机的第三和第四汽缸，所述第一汽缸与所述第二汽缸相邻，第二汽缸与所述第三汽缸相邻，并且所述第三汽缸与所述第四汽缸相邻。因此，燃烧可以如下顺序启动:第一汽缸、第三汽缸、第二汽缸、第四汽缸。在另一实施例中，燃烧可以如下顺序启动:例如，第一汽缸、第四汽缸、第二汽缸、第三汽缸。根据这种点火顺序，在连续的第一组汽缸中的燃烧可以彼此分隔360曲轴角度地启动，并且在连续的所述第二组汽缸中的燃烧可以彼此分隔360曲轴角度地启动。
[0042]继续参考图5，如果所述发动机负载或转速低于所述第一阈值，则所述方法进行至步骤78，其中所述第一组汽缸继续接收空气，但所述第二组汽缸没有接收空气，或不再接收空气。然后，在步骤80，仅启动在所述第一组汽缸中的燃烧。
[0043]现在返回到方法68的步骤82，在那里确定所述发动机的负载或转速是否高于第二预定阈值。所述第二预定阈值可以对应于比所述第一预定阈值更高的负载，或对应于更高的转速，例如高出20%或高出50%或高出100%。如果所述负载或转速高于所述第二预定阈值，则所述方法进行至步骤84，其中布置在连接通道中的阀打开，该连接通道链接所述第一和第二排气通道。可以采取该动作，以便使传递至所述第一和第二涡轮的压力震动平稳。然而，如果所述发动机负载或转速不高于第二阈值，则所述方法进行至步骤86，其中所述连接阀关闭或保持关闭，以保持所述压力震动。
[0044]前述方法的任一方面都应当以非限制的意义解释，因为多种变化和扩展都是可预期的。例如，为了避免所述第一组和第二组汽缸的不均匀的磨损，这些组汽缸可以被周期性地交换，使得当所述发动机负载或转速低于所述第一预定阈值时，所述第二组继续接收空气，但第一组停止接收空气等。而且，在一些直接喷射的实施例中，适当的方法可以包含仅为那些接收空气的汽缸加燃料，同时保持关闭的汽缸不加燃料。
[0045]应当明白的是，上述项目、系统和方法是本公开的实施例，即非限制性的示例，多种变化和扩展对于这些非限制性的示例是可预期的。本公开也包含上述项目、系统和方法的全部新颖和非显而易见的组合和子组合及其任意和全部等价物。
【权利要求】
1.一种发动机，其包括: 流体地耦接至相邻的第一组汽缸的第一涡轮； 流体地耦接至相邻的第二组汽缸的第二涡轮，所述第一组汽缸和第二组汽缸沿直线布置；以及 可变阀门升程系统，其配置为在减小的发动机负载条件期间容许至少空气进入所述第一组汽缸，而在所述减小的发动机负载条件期间停止容许空气进入所述第二组汽缸。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中所述第一组汽缸和第二组汽缸中的每个汽缸都包含一个或更多排气口，所述发动机进一步包括: 第一排气通道，其向着所述第一组汽缸的每个排气口打开，并且包含合并到所述第一涡轮中的一个或更多个合并部分；以及 第二排气通道，其向着所述第二组汽缸的每个排气口打开，并且包含合并到所述第二涡轮中的一个或更多个合并部分。
3.根据权利要求2所述的发动机，其进一步包括汽缸盖，其中所述第一组汽缸的至少一个合并部分和所述第二组汽缸的至少一个合并部分被布置在所述汽缸盖内。
4.根据权利要求2所述的发动机，其进一步包括: 连接通道，其分别在所述第一涡轮和所述第二涡轮的流体地上游的位置将所述第一排气通道链接至所述第二排气通道；以及 布置在所述连接通道中的连接阀，该连接阀可关闭以便将所述第一排气通道与所述第二排气通道流体地隔离。
5.根据权利要求2所述的发动机，其中所述一个或更多个排气口包含精确为两个的排气口。
6.根据权利要求1所述的发动机，其进一步包括耦接在每个汽缸中的火花塞和可操作地耦接至所述火花塞的电子点火系统，其中所述电子点火系统配置为在减小的发动机负载条件期间将火花传递到所述第一组汽缸中，而在所述减小的发动机负载条件期间停止将所述火花传递到所述第二组汽缸中。
7.根据权利要求1所述的发动机，其进一步包括: 第一压缩机，其经由第一进气通道流体地耦接至所述第一组汽缸并机械地耦接至所述第一涡轮，所述第一进气通道包含合并到所述第一压缩机中的一个或更多个合并部分；以及 第二压缩机，其经由第二进气通道流体地耦接至所述第二组汽缸并机械地耦接至所述第二涡轮，所述第二进气通道包含合并到所述第二压缩机中的一个或更多个合并部分。
8.根据权利要求1所述的发动机，其中所述第一组汽缸和第二组汽缸均包含精确为两个的汽缸。
9.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括曲轴，该曲轴具有关联每个汽缸且旋转地耦接至该汽缸内的活塞的曲柄，其中所述曲轴提供了旋转轴线，其中当从沿所述旋转轴线的点观察时，关联所述第一组汽缸中的全部汽缸的所述曲柄均彼此遮蔽；并且其中当从沿所述旋转轴线的点观察时，关联所述第二组汽缸中的全部汽缸的曲柄均彼此遮蔽。
10.根据权利要求9所述的发动机，其中当从沿所述旋转轴线的点观察时，关联所述第一组汽缸的曲柄与关联所述第二组汽缸的曲柄在直径上相对。
11.一种用于操作发动机的方法，该方法包括: 当发动机负载或转速高于预定阈值时，容许至少空气进入流体地耦接至第一涡轮的相邻的第一组汽缸，并容许至少空气进入流体地耦接至第二涡轮的相邻的第二组汽缸，所述第一组汽缸和第二组汽缸沿直线布置；以及 当所述发动机负载或转速低于所述预定阈值时，继续容许至少空气进入所述第一组汽缸，但是停止容许空气进入所述第二组汽缸。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括当所述发动机负载或转速高于所述预定阈值时，在所述汽缸中以186曲轴角度的间隔启动燃烧。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一组汽缸包含所述发动机的第一汽缸和第二汽缸，其中所述第二组汽缸包含所述发动机的第三汽缸和第四汽缸，其中所述第一汽缸与所述第二汽缸相邻，所述第二汽缸与所述第三汽缸相邻，且所述第三汽缸与所述第四汽缸相邻，并且其中所述燃烧以如下顺序启动:第一汽缸、第三汽缸、第二汽缸、第四汽缸。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一组汽缸包含所述发动机的第一汽缸和第二汽缸，其中所述第二组汽缸包含所述发动机的第三汽缸和第四汽缸，其中所述第一汽缸与所述第二汽缸相邻，所述第二汽缸与所述第三汽缸相邻，且所述第三汽缸与所述第四汽缸相邻，并且其中所述燃烧以如下顺序启动:第一汽缸、第四汽缸、第二汽缸、第三汽缸。
15.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括: 以彼此间隔460曲轴角度地启动所述第一组汽缸中连续的汽缸的燃烧；以及 当所述发动机负载或转速高于所述预定阈值时，以彼此间隔460曲轴角度地启动所述第二组汽缸中连续的汽缸的 燃烧。
16.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在所述发动机中感测排气流动速率，其中所述发动机负载或转速基于所述排气流动速率来确定。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定阈值是第一预定阈值，所述方法进一步包括: 当所述发动机负载或转速高于第二预定阈值时，打开布置在连接通道中的阀，该连接通道链接所述第一通道和第二通道，以便使传递至所述第一涡轮和第二涡轮的压力震动平稳。
18.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括，为了避免所述第一组汽缸和第二组汽缸的不均匀磨损，周期性地交换所述第一组汽缸和第二组汽缸，使得当所述发动机负载或转速低于所述预定阈值时，所述第二组汽缸继续接收空气，同时所述第一组汽缸停止接收空气。
19.一种发动机,其包括: 流体地耦接至相邻的第一组汽缸的第一涡轮； 流体地耦接至相邻的第二组汽缸的第二涡轮，所述第一组汽缸和第二组汽缸沿直线布置并且每个汽缸都包含一个或更多个排气口； 第一排气通道，其向着所述第一组汽缸的每个排气口打开，并且包含在汽缸盖内的合并到所述第一涡轮中的一个或更多个合并部分； 第二排气通道，其向着所述第二组汽缸的每个排气口打开，并且包含在所述汽缸盖内的合并到所述第二涡轮中的一个或更多个合并部分；连接通道，其分别在所述第一涡轮和所述第二涡轮的流体地上游的位置将所述第一排气通道链接至所述第二排气通道； 布置在所述连接通道中的连接阀，该连接阀可关闭以便将所述第一排气通道与所述第二排气通道流体地隔离；以及 可变阀门升程系统，其配置为在减小的发动机负载条件期间容许至少空气进入所述第一组汽缸，而在所述减小的发动机负载条件期间停止容许空气进入所述第二组汽缸。
20.根据权利要求 19所述的发动机，其进一步包括曲轴，该曲轴具有关联每个汽缸并且旋转地耦接至该汽缸内的活塞的曲柄，其中所述曲轴提供了旋转轴线，其中当从沿所述旋转轴线的点观察时，关联所述第一组汽缸中的全部汽缸的所述曲柄彼此遮蔽；并且其中当从沿所述旋转轴线的点观察时，关联所述第二组汽缸中的全部汽缸的所述曲柄彼此遮蔽。
【文档编号】F01L13/00GK103573429SQ201310340856
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2012年8月7日
【发明者】C·韦伯, M·沃斯, R·弗莱德菲尔特, G·巴奇 申请人:福特环球技术公司