机械增压的内燃发动的制造方法

机械增压的内燃发动的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及机械增压的内燃发动机，其具有至少两个汽缸，其中每个汽缸具有至少一个出气口、至少一个进气口、至少一个排气涡轮增压器、并且提供了排气再循环装置。本实用新型提供所述类型的内燃发动机，该内燃发动机在部分停用期间其运行行为被优化。
【专利说明】机械增压的内燃发动机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及具有至少两个汽缸的机械增压内燃发动机，其中，
[0002]每个汽缸具有由排气管路连接以便经由排气排放系统排放排气的至少一个出气Π,
[0003]每个汽缸具有由进气管路连接以便经由进气系统供给增压空气的至少一个进气Π,
[0004]提供至少一个排气涡轮增压器，其包括设置在排气排放系统中的涡轮和设置在进气系统中的压缩机，
[0005]至少两个汽缸构造为使得它们形成至少两组，每组中具有至少一个汽缸，其中第一组的至少一个汽缸是即便在该内燃发动机的部分停用的情况下也在运行的汽缸，并且第二组的至少一个汽缸形成为能够以与负荷有关的方式被切换的汽缸，并且
[0006]提供排气再循环装置。
[0007]本实用新型还涉及用于操作所述类型的内燃发动机的方法。
【背景技术】
[0008]上面所述类型的内燃发动机用作机动车辆驱动单元。在本实用新型的上下文中，词语“内燃发动机”包括柴油发动机和奥托循环发动机以及混合动力内燃发动机，也就是，利用混合动力燃烧处理运行的内燃发动机。
[0009]在内燃发动机的开发中，基本目标是燃料消耗的最小化，其中进行努力的重点是关于获得提高的整体效率。
[0010]燃料消耗和因此的效率造成了问题，特别是在奥托循环发动机的情况下，也就是，在应用点火内燃发动机的情况下。其原因在于奥托循环发动机的运行过程的原理。负荷控制通常借助设置在进气系统中的节气门活板进行。通过调节节气门活板，在节气门活板下游的进气压力可以减少到更大或更小的程度。节气门活板关闭越多，也就是所述节气门活板遮挡进气系统越多，则进气在节气门活板两端的压力损失越大，并且在节气门活板下游和进入至少两个汽缸即燃烧室中的入口上游的进气的压力越低。对于恒定的燃烧室容积，以这种方式借助进气的压力来设置空气质量即空气的量是可行的。这也说明了为什么数量调节已被证明特别是在部分负荷范围中是不利的，因为低负荷需要进气系统的高度的节流和显著的压力减少，由此随着减少负荷和增加节流，进气交换损失增加。
[0011]为了减少所述损失，已经研发出对应用点火内燃发动机的去节流(dethrottling)的各种策略。
[0012]为了解决奥托循环发动机的去节流的一种途径是例如具有直接喷射的奥托循环发动机做功过程。燃料的直接喷射是用于实现分层的燃烧室充气的合适的手段。在一定的限度内，到燃烧室中的燃料的直接喷射因此允许奥托循环发动机中的品质调节。混合物形成通过到汽缸中或到位于汽缸中的空气中的燃料的直接喷射而产生，而不是通过燃料被引进到进气系统中的进气中的外部混合物形成。[0013]解决奥托循环发动机的去节流的另一种途径由汽缸停用提供，也就是，在一定负荷范围内的各汽缸的停用。部分负荷操作中的奥托循环发动机的效率能够借助部分停用而被提高，也就是增加，因为如果发动机功率保持不变，则多汽缸内燃发动机的一个汽缸的停用增加了对保持运行的其他汽缸的负荷，使得节气门活板能够或者必需进一步打开以便引进更多的空气质量到所述汽缸中，因而整体上实现内燃发动机的去节流。在部分停用期间，在较高负荷区域中永久地运行工作的汽缸，在较高负荷区域中的燃料消耗率(specificfuel consumption)较低。负荷集合由此朝着较高负荷移动。
[0014]在部分停用期间保持运行的汽缸由于供给的较大的空气质量或混合物质量而进一步具有改进的混合物形成，并且容许较高的排气再循环速率。
[0015]因以下原因而获得关于效率的其他优点，即被停用的汽缸，由于没有燃烧，因此不产生由于从燃烧气体到燃烧室壁的热传递引起的任何壁热损失。
[0016]即使柴油发动机，即自动点火内燃发动机，由于它们所基于的品质调节，与上面所述的通过关于汽缸的充气的节流或数量调节来调节负荷的奥托循环发动机相比具有较高的效率，即较低的燃料消耗，但即便在柴油发动机的情况下，关于燃料消耗和效率也存在改进的潜力和改进的要求。
[0017]同样在柴油发动机的情况下，用于减少燃料消耗的一个概念是汽缸停用，即在一定负荷范围内的各汽缸的停用。在部分负荷运行中，通过部分停用可以提高即增加柴油发动机的效率，因为即使在柴油发动机的情况下，在恒定的发动机功率的情况下，多汽缸内燃发动机的至少一个汽缸的停用也增加了对仍然在运行的其他汽缸的负荷，使得所述汽缸在较高负荷区域内运行，在较高负荷区域内燃料消耗率较低。在柴油发动机的部分负荷运行中的负荷集合朝着较高的负荷移动。
[0018]在部分停用期间保持运行的汽缸由于较大的供给的燃料质量，也就是由于较富的混合物，而进一步容许较高的排气再循环速率。关于壁热损失，可以获得和奥托循环发动机的情况同样的优点，为此参考给出的相应的说明。
[0019]在柴油发动机的情况下，在由于所用燃料量减少而引起减少负荷的情况下，作为品质调节的一部分，部分停用也旨在防止燃料空气混合物变得过稀。
[0020]现代内燃发动机日益普遍地配备了排气涡轮增压装置和用于减少碳氧化物排放的目的的排气再循环装置，其中所述设备的特征件彼此矛盾或者可能彼此矛盾并且与部分停用的概念矛盾，如将在以下简要说明的。
[0021]机械增压是在保持不变的工作容积(swept volume)的同时用于增加内燃发动机功率，或在保持相同的功率的同时用于减小工作容积的合适的手段。在任何情况下，机械增压导致容积功率输出的增加和提高的功率重量比。因此，对于相同的车辆边界条件，可以将负荷集合朝着较高的负荷移动，在较高的负荷下，燃料消耗率较低。这还被称为缩小尺寸。
[0022]机械增压因此帮助在内燃发动机开发中的不断努力以最小化燃料消耗，也就是提高内燃发动机的效率。减少污染排放物是另一个基本目的。通过目标的机械增压的配置，获得关于效率和同样关于排气排放物两者的优点是可能的。通过例如对柴油发动机适当的机械增压，因此能够减少氮氧化物排放物，而没有任何效率损失。同时能够有利地影响碳氢化合物排放物。
[0023]例如与机械增压器有关的排气涡轮增压器的优点是在增压器和内燃发动机之间不需要用于传递功率的机械连接。虽然机械增压器从内燃发动机抽取了用于驱动该机械增压器所需要的全部能量，并且因而减少了输出功率并且因此不利地影响了效率，但是排气涡轮增压器利用了热排气的排气能量。
[0024]排气涡轮增压装置的配置提出了难题。根据现有技术，在未达目标的一些发动机转速的情况下通常观察到严重的扭矩下降。如果考虑到充气压力比取决于涡轮压力比，所述扭矩下降是能够理解的。如果发动机转速减小，则这导致较小的排气质量流量并且因此导致较低的涡轮压力比。结果，在较低的发动机转速的引导下，充气压力比同样减小，其等于扭矩下降。
[0025]充气压力的下降基本上能够通过涡轮横截面尺寸的减小而抵消，但是这导致在高发动机转速下的缺点，在高发动机转速下，希望的机械增压和功率增量同样可以具有不受限制的方式并且到达希望的程度。
[0026]因此，试图通过各种措施提高机械增压内燃发动机的扭矩特性，例如，借助在排气排放系统中以并联和/或串联布置提供的多个机械增压器即排气涡轮增压器和/或机械增压器。
[0027]在同时利用排气涡轮增压装置和排气再循环装置的情况下，如果借助高压EGR装置从在该至少一个排气涡轮增压器的涡轮的上游的排气排放系统抽取再循环排气，并且该再循环排气不 再可用于驱动涡轮，则存在矛盾。通过涡轮的减少的排气质量流量导致较低的涡轮压力比，结果充气压力比也下降，其等于较小的增压空气流量。较小的增压空气流量也可以具有压缩机运行超过喘振限度的作用。
[0028]在排气再循环速率Xkk增加的情况下，引进到涡轮中的排气流量进一步减小，并且上面所述的问题加剧。如果考虑到为了实现氮氧化物排放物的极大减少而可能需要在Xege ^ 60%到70%的范围内的高排气再循环速率XEeK，则这特别具有关联性。
[0029]在这里,排气再循环速率XEeK确定为Xeot = mEGE/ (mEGE+mfresh air),其中mEeK表示再循环排气的质量，而mfMsh &表示被引进通过压缩机并且被压缩的提供的新鲜空气的质量。
[0030]上面所描述的作用也影响部分停用的概念，并且具体说导致部分停用的实用性的限制，具体说导致部分停用能够应用的负荷范围的限制。提供给在部分停用期间仍然运行的汽缸的减少的增压空气量，具体说与通过高压EGR装置的排气再循环同时的所述提供给在部分停用期间仍然运行的汽缸的减少的增压空气量降低了燃烧效率或燃烧品质，并且对燃料消耗和污染排放物具有不利的影响。因而严重限制了能够用于部分停用的负荷范围。
[0031]由于通过涡轮的减少的排气质量流量引起的充气压力的减小还具有增加进气交换损失的作用。增加的进气交换损失减少了由于部分停用所获得的关于燃料消耗和效率的改善，使得部分停用的益处至少部分地丢失。
[0032]在具有可切换的气门驱动的内燃发动机的情况下，其中停用的汽缸的气门驱动被停用，通过内燃发动机的总的质量流量并且因而引进通过涡轮的排气质量流量由于停用的汽缸缺少质量流量而被减少，这导致或加剧了已经描述的对于内燃发动机的运行不利的作用。
[0033]为了上面所提出的理由，即便在提供并使用排气涡轮增压装置和排气再循环装置两者的内燃发动机的情况下，也需要改进的概念，利用该改进的概念，部分停用变得可行和有利。实用新型内容
[0034]本实用新型解决了现有技术存在的技术问题。
[0035]针对上面所述的【背景技术】，本实用新型的目的是提供如本说明书中所述的机械增压的内燃发动机，其在部分停用期间关于其运行行为被优化。
[0036]本实用新型的另一个子目的是给出运行所述类型的内燃发动机的方法。
[0037]第一子目的通过具有至少两个汽缸的内燃发动机来实现，其中
[0038]每个汽缸具有由排气管路连接以用于经由排气排放系统排放排气的至少一个出气口，
[0039]每个汽缸具有由进气管路连接以用于经由进气系统供给增压空气的至少一个进气口，
[0040]提供至少一个排气涡轮增压器，其包括设置在排气排放系统中的涡轮和设置在进气系统中的压缩机，
[0041]至少两个汽缸，其配置为使得它们形成至少两组，每组中具有至少一个汽缸，其中第一组的至少一个汽缸是即便在该内燃发动机的部分停用的情况下也在运行的汽缸，并且第二组的至少一个汽缸形成为能够以与负荷有关的方式被切换的汽缸，以及
[0042]提供排气再循环装置，
[0043]并且其中
[0044]该排气再循环装置是低压EGR装置并且包括再循环管路，该再循环管路在至少一个排气涡轮增压器的涡轮的下游从排气排放系统分支，并且其在关联的压缩机的上游通向进气系统，并且在所述再循环管路中设置用于调节再循环排气量的阀。
[0045]在根据本实用新型的内燃发动机的情况下，在排气再循环装置的范围中，借助低压EGR，排气被再循环。与高压EGR相反，在低压EGR的情况下，已经流过涡轮的排气被引进到进气系统中。为此，低压EGR装置具有在该涡轮的下游从排气排放系统分支并且在该压缩机的上游通向进气系统的再循环管路。
[0046]借助低压EGR的排气再循环由此特征在于通过涡轮的排气质量流量不被排气的再循环减少，使得涡轮压力比和充气压力比不被减小，也就是，增压空气流量保持不变。
[0047]经由低压EGR装置再循环到入口侧的排气在压缩机的上游与新鲜空气混合。新鲜空气与以这种方式产生的再循环排气的混合物形成提供给压缩机并且被压缩的增压空气。
[0048]该低压EGR装置允许大量排气的再循环，即实现高再循环速率X.，特别是在部分停用期间，而充气压力没有被不利地减小，即没有被不希望地减少。
[0049]在根据本实用新型的内燃发动机中，提供如本说明书中所述的内燃发动机，其在部分停用期间关于其运行行为被优化。因而实现了本实用新型所基于的第一目的。
[0050]根据本实用新型的内燃发动机具有至少两个汽缸或至少两组汽缸，其中每组具有至少一个汽缸。在这方面，具有构成每组具有一个汽缸的三组的三个汽缸的内燃发动机，或具有构造成每组具有三个汽缸的两组的六个汽缸的内燃发动机，同样是根据本实用新型所述的内燃发动机。在部分停用的范围内，三组汽缸可以接连被启用或停用，因而也可以实现两次切换。因而部分停用被进一步优化。汽缸组也可以包括不同数目的汽缸。
[0051]根据本实用新型的实施例的内燃发动机在部分负荷运行中即在低负荷下优化内燃发动机的效率，其中低负荷T1ot优选是总计少于在当前发动机转速η下的最大负荷Tmax, η的50%的负荷，优选为少于该最大负荷Tma χ,η的30%。
[0052]机械增压的内燃发动机优选配备有增压空气冷却装置，通过该增压空气冷却装置，被压缩的增压空气在其进入汽缸之前被冷却。以这种方式，供给的增压空气的密度被进一步增加。以这种方式，冷却同样有助于压缩并改善汽缸的充气。增压空气冷却器具有旁通管路可以是有利的，以便在需要时，例如在冷启动之后，能够绕过增压空气冷却器。
[0053]设置在再循环管路中的阀用来调节再循环速率。所述EGR阀可以是物理意义上的阀，但是也可以是以步进方式调节的或以连续可变方式调节的活板。再循环速率的调节可以工作点规定的方式发生，具体说作为负荷Τ、发动机转速η、机油温度和/或类似物的函数发生，并且在液体冷却的内燃发动机的情况下，还作为冷却液温度的函数发生。
[0054]EGR阀可以是电气的、液压的、气动的、机械的或磁性可控的，优选由发动机控制器控制。
[0055]所述内燃发动机的其他有利实施例将结合从属权利要求进行讨论。
[0056]提供排气涡轮增压器的机械增压的内燃发动机的实施例是有利的，该排气涡轮增压器包括设置在排气排放系统中的涡轮和设置在进气系统中的压缩机。
[0057]如果内燃发动机仅仅具有单个排气涡轮增压器，则该涡轮或所述涡轮的涡轮横截面应当被设计成用于大排气量，也就是用于大排气质量流率，使得即便在高发动机转速下也确保令人满意，具体说确保足够的机械增压和功率增量。
[0058]因此这样的内燃发动机特别适合于根据本实用新型所述的配置，因为在部分停用和同时借助高压EGR的排气再循环的情况下，具有大涡轮横截面的涡轮将对侵入该涡轮的非常小的剩余排气量作出特别敏感并且剧烈的反应。结果将是充气压力的明显下降以及如上详细讨论的关于部分停用的不利的作用。
[0059]这样的机械增压的内燃发动机的实施例是有利的，其中在排气排放系统中提供至少一个排气后处理系统，例如，氧化催化转化器、三元催化转化器、储存催化转化器、选择催化转化器和/或微粒滤清器。
[0060]由于在低压EGR装置内排气被引导通过压缩机，因此所述排气必需预先经受排气后处理，具体说在微粒滤清器中经受排气后处理。以这种方式，避免了在改变压缩机的几何形状具体说是改变流横截面的压缩机中的沉积，并且因而避免了减少压缩机的效率。
[0061]为了上述理由，所述机械增压的内燃发动机的实施例是有利的，其中在至少一个排气涡轮增压器的涡轮的下游和再循环管路的上游的排气排放系统中设置至少一个排气后处理系统。以这种方式，排气在被再循环到入口侧之前经受排气后处理。
[0062]本文的机械增压的内燃发动机的实施例是特别有利的，其中所述至少一个排气后处理系统是微粒滤清器。
[0063]在具有以直列设置的四个汽缸的机械增压的内燃发动机的情况下，也就是在四汽缸直列发动机的情况下，所述实施例是有利的，其中两个外侧汽缸和两个内侧汽缸各自
形成一组。
[0064]所述机械增压的内燃发动机的实施例可以是有利的，其中提供至少一个排气再循环装置，该排气再循环装置包括再循环管路，其在至少一个排气涡轮增压器的涡轮的上游从排气排放系统分支并且在压缩机的下游通向进气系统。[0065]在所述所谓的高压EGR装置的情况下，排气从该涡轮上游的排气排放系统抽出并且输送到压缩机下游的进气系统中，因此在进行再循环之前，排气不需要经受排气后处理，具体说不需要提供给微粒滤清器，因为不存在弄脏压缩机的危险。
[0066]即便借助高压EGR的热排气的再循环减少了引进通过涡轮的排气质量流量，但也能够具有因此产生的优点，特别是在实现了出口侧和入口侧之间需要大压力梯度的高压再循环速率的情况下。
[0067]而且，如果在入口侧不存在充气压力下降的危险，则可以利用高压EGR装置。
[0068]所述机械增压的内燃发动机的实施例是有利的，其中每个汽缸具有用于引进燃料的直接喷射装置。在奥托循环发动机的情况下，直接喷射可以用来实现去节流。
[0069]本文所述的实施例是有利的，其中每个汽缸具有用于直接喷射目的的喷嘴。
[0070]为了部分停用，在直接喷射的内燃发动机的情况下的燃料供给可以比在具有进气管路喷射的内燃发动机的情况下被更快并且更可靠地停用，其中在进气管路中的剩余燃料能够导致停用的汽缸中的不希望的燃烧。
[0071]尽管如此，所述机械增压的内燃发动机的实施例可以是有利的，其中为了供给燃料的目的提供了进气管路喷射装置。
[0072]所述机械增压的内燃发动机的实施例是有利的，其中在低压EGR装置的再循环管路中提供了用于冷却再循环排气的冷却器。
[0073]正如已经说明的，为了获得氮氧化物排放物的极大减少，可以需要高排气再循环速率，其可以具有Xkk?60%到70%的幅值的量级。为了实现这种高再循环速率，冷却器被设置在用于排气再循环的管路中可能是有利的或必要的。
[0074]所述冷却器降低了热排气流的温度并且因而增加了该排气的密度。以这种方式，当新鲜空气与再循环排气混合后引起的汽缸新鲜充气的温度同样被降低，结果所述冷却器也有助于改善汽缸的充气。
[0075]本实用新型所基于的第二子目的具体为给出用于操作上述类型的机械增压的内燃发动机的方法，其是通过一种方法来实现的，在该方法中，第二组的至少一个可切换的汽缸作为该内燃发动机的负荷T的函数而被切换，以这种方式，如果可预定的负荷Td_低于目标值，则所述至少一个可切换的汽缸被停用，并且如果可预定负荷Tup超过目标值，则所述至少一个可切换的汽缸被启用。
[0076]关于根据本实用新型所述的内燃发动机已经说明的内容也应用于根据本实用新型所述的方法，为此在这时通常参考上面关于内燃发动机所做的说明。不同的内燃发动机部分地需要不同的方法变体。
[0077]分别针对低于目标值和超过目标值预定的极限负荷Td_和Tup可以具有相等的幅值，但是幅值也可以不同。当内燃发动机在运行时，第一组汽缸中的汽缸是永久运行的汽缸。发生对第二组汽缸的切换，即所述第二组汽缸的启用和停用。
[0078]方法变体是有利的，其中当预定的负荷Td_低于目标值并且当前负荷保持低于所述预定负荷Td_达预定时间段At1时，该第二组的至少一个汽缸被停用。
[0079]用于第二组汽缸的停用即部分停用的额外条件的引入旨在防止在以下情况下过度频繁的启用和停用，特别是防止过度频繁的部分停用，即在负荷仅仅短暂地下降至低于预定负荷Td_并且然后再次升高，或对于负荷在预定值Td_周围波动，而不低于被证明对部分停用是合理的或部分停用所必需的目标值的情况。
[0080]为此，方法变体同样是有利的，其中当预定负荷Tup被超过并且当前的负荷保持高于所述预定负荷Tup达预定时间段At2时，第二组的至少一个汽缸被启用。
[0081]方法变体是有利的，其中在停用的情况下，对该至少一个可切换的汽缸的燃料供给被停用。这获得了关于燃料消耗和污染排放物的优点，因此有助于部分停用所追求的目的，特别是减少燃料消耗和提高效率的目的。在自动点火内燃发动机的情况下，可能甚至有必要停用燃料供给以便可靠地防止位于汽缸中的混合物的点火。
[0082]方法变体是有利的，其中在运行中的至少一个汽缸通过自动点火而点燃。
[0083]上述方法变体涉及通过自动点火开始燃烧的方法，并且因此也涉及通常用于柴油发动机中的做功方法。
[0084]方法变体同样是有利的，其中每个汽缸具有用于起动应用点火的点火装置，其中在停用的情况下，该至少一个可切换的汽缸的点火装置优选被停用。
[0085]上述方法变体涉及在应用点火的内燃发动机的情况下该方法的使用，例如，在直接喷射奥托循环发动机中，其汽缸在每种情况下均具有用于起动应用点火的点火装置。
[0086]然而，还可以利用具有自动点火的混合动力燃烧过程以用于奥托循环发动机的运行，例如所谓的HCCI (均质充气压缩点火)方法，也叫做燃烧室点火方法或CAI (可控自动点火)方法。所述方法基于供给到汽缸的燃料的可控自动点火。在这里，在柴油发动机的情况下，燃料与过量的 空气一起燃烧，即超级化学计量比的燃烧。稀燃奥托循环发动机由于低燃烧温度而具有相对低的氮氧化物排放物Nox,并且同样由于稀混合物而没有碳烟排放。而且，HCCI方法产生高热效率。在这里，燃料既可以直接引进到汽缸中，也可以引进到进气管中。
[0087]所述方法的实施例是有利的，其中预定负荷Tdran^P /或Tup取决于该内燃发动机的发动机转速η。因此，存在不止一个负荷率，当负荷低于目标值或超过目标值后，均发生切换，而无论发动机转速η如何。取而代之的是，随后是与发动机转速相关的方法，并且定义特征映射图(characteristic map)中发生部分停用的区域。
[0088]内燃发动机的其他工作参数被考虑为部分停用的准则本质上是可行的，所述其他工作参数例如内燃发动机冷启动之后的发动机温度或冷却液温度。
[0089]方法变体是有利的，其中可预定的最小量的增压空气，并且不少于该量的增压空气，被供给到至少一个停用的汽缸。
[0090]在这方面，在部分停用期间，可切换的汽缸将不完全与增压空气供给分开，即不关闭。
[0091]所述方法的实施例是有利的，其中在部分停用期间，将要再循环的排气主要借助于低压EGR装置再循环，也就是说，将要再循环的排气总量的至少一半通过低压EGR装置再循环。
[0092]所述方法的实施例是有利的，其中在部分停用期间，将要再循环的排气通过低压EGR装置独占地再循环。
[0093]所述方法的实施例是有利的，其中在部分停用期间，Xkk ^ 30%的再循环速率通过低压EGR装置实现。
[0094]具体说，所述方法的实施例是有利的，其中在部分停用期间，Xege ^ 40%的再循环速率通过低压EGR装置实现。
【专利附图】

【附图说明】
[0095]下面将根据图1的示范性实施例更详细地说明本实用新型。在附图中:
[0096]图1示意性地示出了自动点火的内燃发动机的第一实施例。
[0097]参考标记
[0098]I第一汽缸，外侧汽缸
[0099]2第二汽缸，内侧汽缸，可切换的汽缸
[0100]3第三汽缸，内侧汽缸，可切换的汽缸
[0101]4第四汽缸，外侧汽缸
[0102]5汽缸的进气管路
[0103]6进气系统
[0104]7汽缸的排气管路 [0105]8排气排放系统
[0106]9四汽缸直列式发动机
[0107]10内燃发动机
[0108]12排气涡轮增压器
[0109]12a 涡轮
[0110]12b压缩机
[0111]13排气后处理系统
[0112]14微粒滤清器
[0113]15排气再循环装置，低压EGR装置
[0114]16总进气管路
[0115]17再循环管路
[0116]18总排气管路
[0117]19EGR 阀
[0118]η内燃发动机的发动机转速
[0119]T 负荷
[0120]Td_对于负荷低于目标值的可预定的负荷
[0121]T1ot较低的部分负荷范围中的负荷
[0122]Tniax ?在当前发动机转速η的最大负荷
[0123]Tup对于超过目标值的负荷的可预定的负荷
[0124]Λ &可预定的时间段
[0125]At2可预定的时间段
[0126]Xkk再循环速率
【具体实施方式】
[0127]图1示意性地示出了自动点火的内燃发动机10的第一实施例。
[0128]所述内燃发动机是具有直接喷射的四汽缸直列式发动机9，其中四个汽缸1、2、3、4沿着汽缸盖的纵轴线设置，即沿着直线设置，并且在每种情况下均配备有用于喷射燃料的喷射器，其中喷射的燃料量用来调节空气比λ (未示出)。
[0129]每个汽缸1、2、3、4具有用于经由进气系统6供给增压空气的进气管路5和用于经由排气排放系统8排放排气的排气管路7。
[0130]为了机械增压的目的，内燃发动机10配备有排气涡轮增压器12，其中涡轮12a设置在排气排放系统8的总排气管路18中，而排气涡轮增压器12的压缩机12b设置在进气系统6的总进气管路16中。供给到内燃发动机10的增压空气在压缩机12b中被压缩，为此，排气的热焓被用在涡轮12a中。
[0131]所述内燃发动机10还配备有排气再循环装置15，具体为配备有低压EGR装置15。为此，再循环管路17在涡轮12a的下游从排气排放系统8分支并且在压缩机12b的上游通向进气系统6。用于调节再循环的排气量的阀19设置在排气再循环装置15的再循环管路17中。
[0132]对于排气的后处理，用作排气后处理系统13的微粒滤清器14设置在涡轮12a下游的总排气管路18中，以便在排气被再循环到入口侧并且通过压缩机12b之前净化该排气。
[0133]四个汽缸1、2、3、4被配置并且构成两个组，其中每组具有两个汽缸1、2、3、4，其中两个外侧汽缸1、4构成第一组，即便在内燃发动机10的部分停用的情况下，第一组的汽缸
1、4也处于运行中，而两个内侧汽缸2、3构成第二组，该第二组的汽缸由汽缸2、3构成，该汽缸2、3能够以与负荷有关的方式被切换并且在部分停用期间被停用。
[0134]当可预定的负荷低于目标值时，在部分负荷运行中，第二组的汽缸2、3通过停用燃料喷射而被停用。对于仍然处于运行中的第一组的汽缸1、4的负荷要求因此被增加，于是这些汽缸在较低的燃料消耗率下以更高的负荷运行。这引起效率的提高。
[0135]低压EGR装置15允许大排气量的再循环，也就是，实现了高再循环速率X.，特别是同样在部分停用期间，而充气压力没有被不利地减小，即没有不希望地减少。
【权利要求】
1.一种机械增压的内燃发动机(10)，其具有至少两个汽缸(I，2，3，4)，其特征在于: 每个汽缸(1，2，3，4)具有由排气管路(7)连接以用于经由排气排放系统⑶排放排气的至少一个出气口； 每个汽缸(1，2，3，4)具有由进气管路(5)连接以用于经由进气系统(6)供给增压空气的至少一个进气口 ； 提供至少一个排气涡轮增压器(12)，其包括设置在所述排气排放系统(8)中的涡轮(12a)和设置在所述进气系统(6)中的压缩机(12b)； 至少两个汽缸(1，2，3，4)，其被配置为使得它们形成至少两组，其中每组具有至少一个汽缸(1，2，3，4)，其中第一组的至少一个汽缸(1，4)是即便在所述内燃发动机(10)的部分停用的情况下也在运行的汽缸(1，4)，并且第二组的至少一个汽缸(2，3)形成为能够以与负荷有关的方式切换的汽缸(2，3)，以及 提供排气再循环装置即EGR装置(15)， 其中 该排气再循环装置(15)包括再循环管路(17)，该再循环管路(17)在所述至少一个排气涡轮增压器(12)的涡轮(12a)的下游从所述排气排放系统(8)分支，并且该再循环管路(17)在关联的压缩机(12b)的上游通向所述进气系统(6)，并且在该再循环管路(17)中设置有用于调节再循环的排气量的阀(19)。
2.根据权利要求1所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于提供排气涡轮增压器(12)，其包括设置在该排气排放系统(8)中的涡轮(12a)和设置在所述进气系统(6)中的压缩机(12b)。
3.根据权利要求1或2所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于至少一个排气后处理系统(13)设置在所述排气排放系统(8)中。
4.根据权利要求3所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于所述至少一个排气后处理系统(13)设置在所述至少一个排气涡轮增压器(12)的涡轮(12a)下游和所述再循环管路(17)上游的所述排气排放系统(8)中。
5.根据权利要求3所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于所述至少一个排气后处理系统(13)是微粒滤清器(14)。
6.根据权利要求4所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于所述至少一个排气后处理系统(13)是微粒滤清器(14)。
7.根据权利要求1所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于具有直列布置的四个汽缸(1，2，3，4)，其中两个外侧汽缸(1、4)和两个内侧汽缸(2，3)各自形成一组。
8.根据权利要求1所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于提供至少一个排气再循环装置，其包括再循环管路，该再循环管路在所述至少一个排气涡轮增压器(12)的涡轮(12a)的上游从排气排放系统(8)分支，并且该再循环管路在所述压缩机(12b)的下游通向所述进气系统(6)。
9.根据权利要求1所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于每个汽缸(1，2，3，4)均配备有用于引进燃料的直接喷射装置。
10.根据权利要求1所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于所述排气再循环装置(15)是低压EGR装置(15)。
11.根据权利要求10所述的机械增压的内燃发动机(10)，其特征在于在所述低压EGR装置(15)的再循环管路( 17)中，设置有用于冷却再循环排气的冷却器。
【文档编号】F02M25/07GK203769966SQ201320637569
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2012年10月16日
【发明者】陈国辉, W·维莱姆斯, L·巴奇, H·H·鲁兰德 申请人:福特环球技术公司