具有串联布置的排气涡轮增压器的机械增压内燃发动机以及用于操作该类型内燃发动机 ...的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种机械增压内燃发动机，其包括：高压涡轮机，其连接到低压涡轮机的通道上；以及旁通管线，其从所述高压涡轮机的上游分支出来并且经由定位在所述旁通管线内的控制元件可连接到所述低压涡轮机的所述通道上。响应于排气流量调节所述控制元件，以将所述低压涡轮机的每个通道流体连接到所述旁通管线上，从而优化所述发动机的性能。
【专利说明】具有串联布置的排气涡轮增压器的机械增压内燃发动机以及用于操作该类型内燃发动机的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张2013年9月19日提交的第102013218815.3号德国专利申请的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文以用于所有目的。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种操作具有高压涡轮机以及双涡形管低压涡轮机的串联顺次增压系统的方法和系统。
【背景技术】
[0004]对内燃发动机进行的增压通过为燃烧过程供应压缩空气来增加功率。在其中压缩机和涡轮机被布置在同一轴杆上的排气涡轮增压器使用由排气流供应到涡轮机的能量来经由所述轴杆驱动压缩机。由于发动机转速的变化，涡轮增压器可能引起不合需要的转矩下降，其影响排气流并因此影响涡轮机压力比。
[0005]在一种方法中，为了改进增压内燃发动机的转矩特性，采用具有小截面结合排气吹泄(blow-off)的涡轮机。这在低发动机转速下以及在排气流量高于阈值且一部分排气经由旁通管线传送通过涡轮机时的转速下优化了压缩机。在另一方法中，排气涡轮增压器被设计为具有大涡轮机截面以用于发动机高转速，并且进气系统被设计为用于发动机低转速下的动态增压。
[0006]发明人注意到上述方法的潜在问题是只有在特定的发动机操作条件下才能改进转矩特性。在第一方法中，使用排气吹泄将导致在发动机高转速下的缺点，并且所提供的压缩机可能达到其排量的阈值并且因此可能不再能够提供所需的动力。在第二方法中，缺点可能是构造方面的高额花费以及在发动机转速变化期间出现的惰性行为。
【发明内容】
[0007]至少部分解决上述问题中的一些问题的一种潜在方案包含用于机械增压内燃发动机的系统和方法，所述机械增压内燃发动机包括用于供应增压空气的进气系统以及用于排放排气的排气排放系统，并且具有至少两个串联排气涡轮增压器，所述排气涡轮增压器各自包括布置在排气排放系统中的涡轮机以及布置在进气系统中的压缩机，并且其中第一排气涡轮增压器充当低压级且第二排气涡轮增压器充当高压级。第二排气涡轮增压器的第二涡轮机布置在第一排气涡轮增压器的第一涡轮机的上游，并且第二排气涡轮增压器的第二压缩机布置在第一排气涡轮增压器的第一压缩机的下游。提供第一旁通管线，其在第二涡轮机的上游从排气排放系统分支出来并且在第一涡轮机的上游通向排气排放系统。提供控制元件，其用于计量经由旁通管线传送的排气流量。提供排气再循环布置。第一涡轮机是双通道涡轮机，其包括安装在涡轮机壳体中的可旋转轴杆上的至少一个转子，并且第二涡轮机经由排气管线连接到双通道涡轮机的第一通道上。第一旁通管线可连接到双通道涡轮机的两个通道上，控制元件在静止位置时阻断第一旁通管线，在第一工作位置时将第一旁通管线连接到双通道的第一通道上，并且在第二工作位置时将第一旁通管线连接到双通道涡轮机的两个通道上。
[0008]例如，在低排气流量下，通过将控制元件定位在静止位置，可以导引排气流通过第二排气涡轮增压器并且随后通过第一排气涡轮增压器的第一通道。此位置阻止排气流通过旁通管线并且在排气流流过低压涡轮机的第一通道之前将所有的排气流传送通过高压涡轮机。在另一示例中，在高排气流量下，可以导引排气流通过第一旁通管线流到第一排气涡轮增压器的两个通道。
[0009]以此方式，通过调节定位在第一旁通管线中的控制元件，布置在内燃发动机的排气排放系统中的一连串涡轮机可以提供基于发动机工况的期望转矩。因此，第二涡轮增压器可以被优化以用于发动机低转速增压并且第一涡轮增压器可以被优化以用于发动机高转速增压，并且操作控制元件允许在上限阈值与下限阈值之间的发动机工况下的增压的优化。
[0010]应当理解，提供以上概述是为了以简化形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的概念的选择。其并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地界定。此外，要求保护的主题不限于解决上文或本发明的任何部分中所述的任何缺点的实施方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1a示意性地示出机械增压内燃发动机的第一实施例的排气排放系统，其中控制元件处于静止位置。
[0012]图1b示意性地示出图1a所示的第一实施例的排气排放系统，其中控制元件处于第一工作位置。
[0013]图1c示意性地示出图1a所示的第一实施例的排气排放系统，其中控制元件处于另一个第一工作位置。
[0014]图1d示意性地示出图1a所示的第一实施例的排气排放系统，其中控制元件处于第二工作位置。
[0015]图2示出响应于排气流量以调节控制元件的示例方法。
【具体实施方式】
[0016]本申请涉及机械增压/超增压(supercharged)内燃发动机,所述机械增压内燃发动机包括用于供应增压空气的进气系统以及用于排放排气的排气排放系统，并且具有至少两个串联排气涡轮增压器，所述排气涡轮增压器各自包括布置在排气排放系统中的涡轮机以及布置在进气系统中的压缩机，并且其中第一排气涡轮增压器充当低压级而第二排气涡轮增压器充当高压级，第二排气涡轮增压器的第二涡轮机布置在第一排气涡轮增压器的第一涡轮机的上游，并且第二排气涡轮增压器的第二压缩机布置在第一排气涡轮增压器的第一压缩机的下游，提供第一旁通管线，其在第二涡轮机的上游从排气排放系统分支出来并且在第一涡轮机的上游通向排气排放系统，提供用于计量经由旁通管线传送的排气流量的控制元件，并且提供排气再循环布置。
[0017]本申请还涉及用于操作上述类型的机械增压内燃发动机的方法。
[0018]在引言中提到的所述类型的内燃发动机用作机动车辆驱动单元。在本申请的上下文中，表述“内燃发动机”涵盖奥托循环发动机、柴油发动机并且还有利用混合燃烧过程的混合内燃发动机，以及混合驱动器，所述混合驱动器不仅包括内燃发动机而且还包括电机，该电机可以根据驱动连接到内燃发动机上并且从内燃发动机接收动力或者作为可切换的辅助驱动器额外地输出动力。
[0019]机械增压/超增压(supercharging)主要是用于增加内燃发动机的功率。此处，用于燃烧过程的空气被压缩，其结果是，在每个工作周期可以向每个汽缸供应更大的空气质量。以此方式,可以增加燃料质量并因此增加平均压力。
[0020]机械增压是用于增加内燃发动机的功率且同时保持容积排量不变，或用于减少容积排量且同时保持相同功率的合适手段。因此，机械增压带来体积功率输出的增加以及功率重量比的改进。对于相同的车辆边界条件，因此有可能朝向较高负载移动负载集体，在较高负载下比燃料消耗量(specific fuel consumpt1n)较低。这也被称作缩减(downsizing)。
[0021]由于化石燃料的资源有限，例如，由于矿物油作为用于生产用于操作内燃发动机的燃料的原料的有限可用性，因此，机械增压有助于发展内燃发动机以将燃料消耗量降至最低(亦即增加内燃发动机的效率)所进行的不断努力。
[0022]对于机械增压，通常使用的是排气涡轮增压器，其中压缩机和涡轮机被布置在同一轴杆上。热排气流被供应到涡轮机并且在涡轮机中膨胀，伴随有能量的释放，其结果是，轴杆被设定为旋转。通过排气流向涡轮机并且最终向轴杆供应的能量被用于驱动同样布置在轴杆上的压缩机。压缩机输送并且压缩供应到其中的增压空气，其结果是实现了汽缸的机械增压。可以额外提供增压空气冷却装置，在经压缩的增压空气进入汽缸之前借助于该增压空气冷却装置来冷却经压缩的增压空气。
[0023]排气润轮增压器相对于例如机械增压器(mechanical charger)的优点在于在增压器与内燃发动机之间不存在或不需要用于传递动力的机械连接。机械增压器从内燃发动机提取驱动其所需的能量，并且由此减少了输出动力且因此对效率产生不利影响，而排气涡轮增压器利用热排气的排气能量。
[0024]排气涡轮增压的配置中可能碰到潜在的问题，其中主要探寻的是获得在所有发动机转速范围内的明显的性能提高。在具有排气涡轮增压器的机械增压内燃发动机的情况下，在一定的发动机转速下冲时观察到转矩下降。所述效果是不合需要的并且因此也成为排气涡轮增压的最严重的缺点之一。
[0025]如果考虑到增压压力比取决于涡轮机压力比，则所述转矩下降是可理解的。例如，如果发动机转速降低，则其带来较小的排气流量并且因此产生较低的涡轮机压力比。这便使得对于较低的发动机转速，增压压力比同样降低，这相当于转矩下降。
[0026]在一些方案中，已经通过各种措施来探寻改进机械增压内燃发动机的转矩特性，例如借助于小型设计的涡轮机截面结合排气吹泄。如果排气流量超出临界阈限，则在排气吹泄的过程中，排气的一部分经由旁通管线传送通过涡轮机。然而，排气吹泄在发动机高转速时带来缺点。
[0027]基本上还可能提供小型设计的涡轮机截面连同增压空气吹泄设备，其中由于增压空气吹泄的与能量相关的缺点，以及所提供的压缩机可能达到其排量的阈值且因此可能不再能提供期望动力，因此很少使用所述变体。
[0028]然而，排气涡轮增压器也可以被设计用于发动机高转速或高排气流量，并具有大涡轮机截面。此处，随后对进气系统进行设计以使得动态机械增压因波动现象而在发动机低转速下发生。此处的缺点可能是构造方面的高额花费以及在发动机转速变化期间出现的惰性行为。
[0029]具有可变涡轮几何形状的涡轮机准许涡轮机几何形状或有效涡轮机截面适应于内燃发动机的相应工作点，从而可以相对于低转速和高转速或者相对于低排气流量和高排气流量执行涡轮机几何形状的调节。然而，涡轮机几何形状可以在某些阈值范围内调适，而不会达到任何期望的程度。
[0030]此外，可以借助于多个并联或串联连接的涡轮增压器(在适当情况下结合机械增压器)来改进机械增压内燃发动机的转矩特性。
[0031]本申请所涉及的内燃发动机具有至少两个串联布置的涡轮增压器。通过串联连接两个排气涡轮增压器，其中一个排气涡轮增压器充当高压级而一个排气涡轮增压器充当低压级，可以有利地扩展组合的压缩机的特性图，特别是在较小压缩机流方向上以及还有在较大压缩机流方向上。
[0032]在一个示例中，通过充当高压级的排气涡轮增压器，有可能的是喘振极限在较小压缩机流方向上移动，其结果是即使具有小压缩机流也可以获得高增压压力比，这样大大改进了在较低部分负载范围中的转矩特性。这通过设计用于小排气流的高压涡轮机并且通过提供旁通管线来实现，由此通过增加排气流，增加的排气量被传送通过高压涡轮机。为此目的，旁通管线在高压涡轮机的上游从排气排放系统分支出来并且在高压涡轮机的下游以及低压涡轮机的上游再次通向排气排放系统，其中在旁通管线中布置有截流元件以便控制被传送通过高压涡轮机的排气流。
[0033]然而，两个串联的排气涡轮增压器也提供了其它优点。通过机械增压可以进一步提高动力增强。此外，以此方式机械增压的内燃发动机相对于具有单级机械增压的相似内燃发动机的响应行为(例如，在部分负载范围中)得到了大大改进。其原因是相对较小的高压级与用于单级机械增压的相对较大的排气涡轮增压器相比惰性更小，因为较小尺寸的排气涡轮增压器的转子可以更迅速地加速和减速。
[0034]这在微粒排放方面也具有优点。因为在加速期间，用于提高燃料流量所需要供应到汽缸中的空气质量的增加由于转子的惯性而延迟发生，这样的话，使用相对小的高压涡轮增压器将增压空气供应到发动机而几乎不会发生延迟，并且因此可以几乎消除增加微粒排放的操作状态。
[0035]尽管具有所描述的有利作用，但是具有两个串联布置的涡轮增压器的内燃发动机也具有进一步改进的潜能。
[0036]高压涡轮机不可能被设计为任意小，从而可能需要准许在低排气流量和极低排气流量下优化机械增压的概念。
[0037]在一些方案中，低压涡轮机还配备有吹泄管线，以便以最大排气流量传送排气通过低压涡轮机。也就是说，存在不利用或者可以不利用全部排气流的排气能量或排气焓的工作点。低压涡轮机处的排气吹泄的背景是低压涡轮机可能不设计为具有以下特性:在被传送通过高压涡轮机的排气流量随着排气流增加而提高时用于最大排气流量而不接受在中等排气流量的情况下的机械增压行为的减少。
[0038]综上所述，可以说，即使对于具有两个串联布置的涡轮增压器的内燃发动机，也可能需要进一步的措施来改进机械增压行为，使得就操作期间排气流量的显著变化而言内燃发动机的操作行为得到进一步改进。
[0039]针对此背景，本申请的目的是提供如权利要求1的前序部分所述的机械增压内燃发动机，例如就操作期间排气流量的显著变化而言所述内燃发动机的机械增压行为得到改进。
[0040]本申请的进一步次级目的是详细说明用于操作所述类型的机械增压内燃发动机的方法。
[0041]第一次级目的借助于一种机械增压内燃发动机来实现，所述机械增压内燃发动机具有用于供应增压空气的进气系统，并且具有用于排放排气的排气排放系统，并且具有至少两个串联的排气涡轮增压器，所述排气涡轮增压器各自包括布置在排气排放系统中的涡轮机以及布置在进气系统中的压缩机，并且其中第一排气涡轮增压器充当低压级且第二排气涡轮增压器充当高压级，第二排气涡轮增压器的第二涡轮机布置在第一排气涡轮增压器的第一涡轮机的上游，并且第二排气涡轮增压器的第二压缩机布置在第一排气涡轮增压器的第一压缩机的下游，提供第一旁通管线，其在第二涡轮机的上游从排气排放系统分支出来并且在第一涡轮机的上游通向排气排放系统，提供用于计量经由旁通管线传送的排气流量的控制元件，并且提供排气再循环装置，并且其中第一涡轮机是双通道涡轮机，其包括安装在涡轮机壳体中的可旋转轴杆上的至少一个转子，第二涡轮机经由排气管线连接到所述双通道涡轮机的第一通道上，并且第一旁通管线可连接到双通道涡轮机的两个通道上，控制元件在处于静止位置时阻断第一旁通管线，在处于第一工作位置时将第一旁通管线连接到双通道涡轮机的第一通道上，并且在处于第二工作位置时将第一旁通管线连接到双通道涡轮机的两个通道上。
[0042]根据本申请的内燃发动机的低压涡轮机是双通道涡轮机。凭借低压级中的排气流不是经由单个相对大的通道传送到至少一个转子上，而是可能提供两个通道的这一事实，排气流有可能经由单个相对小的通道传送到至少一个转子上，或者将被分配通过两个通道。
[0043]根据本申请，第二涡轮机(即高压涡轮机)经由排气管线连接到双通道低压涡轮机的第一通道上。通过高压涡轮机传送的排气被专门供应到低压涡轮机的第一通道上。由于所述单个通道比单通道低压涡轮机的通道具有更小的流动截面，因此供应到低压涡轮机的转子上的排气呈现更大的能量。后一事实改进了在相对低的排气流量下(即相对低的发动机转速下)的机械增压行为。
[0044]然而，具体来说，同样由于根据本申请的内燃发动机的低压涡轮机是双通道涡轮机即具有一个以上通道(具体来说是两个通道)的事实，对于更高的排气流量，机械增压行为也得到大大改进。
[0045]如果排气流量超出可预定的排气流量(例如，高压涡轮机的最大可容许排气流量)，则绕过高压涡轮机的第一旁通管线被打开，也就是说，控制元件从静止位置(其中所述第一旁通管线被阻断)移动到第一工作位置。在第一工作位置，该旁通管线连接到双通道低压涡轮机的第一通道上。被传送通过高压涡轮机的排气因此专门供应到低压涡轮机的第一通道。正如上文已经进一步提到的，由于所述单个通道具有比常规通道更小的流动截面，因此供应到低压涡轮机的转子上的排气即使在中等排气流量下也呈现更大的能量。
[0046]在另一实施例中，低压涡轮机可以配备有吹泄管线。
[0047]低压涡轮机可以设计用于最大排气流量，而不接受在相对较低或中等排气流量下的机械增压行为的减少。
[0048]这是因为，除了被传送通过高压涡轮机的排气之外，在中等排气流量情况下被传送通过高压涡轮机的排气也专门供应到低压涡轮机的第一通道。如果排气流量进一步提高，则第一旁通管线连接到双通道低压涡轮机的两个通道上。为此目的，控制元件从第一工作位置移动到第二工作位置。
[0049]低压涡轮机可以设计用于内燃发动机的最大排气流量，因为根据本申请凭借低压涡轮机的两个通道之一(在本案中为第二通道)被停用以便减小两个通道的整体流动截面的尺寸，由此在通向转子的入口处提供具有更大能量的排气，这就避免了或者可以避免对于较低排气流量(即中等排气流量)的机械增压行为的退化。
[0050]借助于根据本申请的内燃发动机，实现了本申请所基于的第一目的，也就是说，提供了根据权利要求1的前序部分所述的机械增压内燃发动机，就在操作期间排气流量的显著变化而言，所述内燃发动机的机械增压行为得到改进。
[0051]根据本申请，提供一种排气再循环装置。为了遵守未来关于氮氧化物排放的阈值，日益增加对排气再循环(即排气从排气侧到进气侧的再循环)的利用，其中通过提高排气再循环率可以大大减少氮氧化物排放。此处，排气再循环率xEGR按下式确定:
[0052]xEGR = mEGR/ (mEGR+mFresh air),
[0053]其中,mEGR表示再循环排气的质量,而mFresh air表示所供应的新鲜空气或燃烧空气(根据需要已经被传送通过压缩机且被压缩机压缩)。
[0054]排气再循环也适用于减少在部分负载范围中未燃烧的碳氢化合物的排放。
[0055]为了实现大量减少氮氧化物的排放，可以使用高排气再循环率，所述循环率可以是xEGR ^ 60%到70%的数量级。
[0056]将结合从属权利要求来说明根据本申请的内燃发动机的其它有利实施例。
[0057]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中控制元件是可枢转活板。
[0058]在此方面，机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中在借助于从静止位置(其中第一旁通管线是关断的)出发的枢转运动打开第一旁通管线时，活板随着排气流枢转，也就是说在流动方向上枢转。随后，如果活板出现缺陷，则其被排气流枢转到打开位置，其中第一旁通管线被打开，并且排气流过两个涡轮机。
[0059]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中可以可选地借助于发动机控制器电动地、液压地、气动地、机械地或磁性地控制控制元件。
[0060]机械增压内燃发动机的实施例可以是有利的，其中控制元件是以步进方式可控制的，即是可切换的。
[0061]然而，机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中控制元件是可连续调节的。
[0062]在此方面，机械增压内燃发动机的实施例可以是有利的，其中控制元件至少在第一工作位置是可连续调节的。控制元件在第一工作位置的可连续调节性是特别重要的，因为随后从静止位置出发的控制元件有可能在打开位置的方向上被进一步打开，即被进一步调节，并且提高排气流量，使得一方面，可以维持或者基本维持被传送通过高压涡轮机的排气流量，并且另一方面，可以以连续的方式增大被传送通过高压涡轮机的排气流量。否则，例如，在由于例如控制元件的步进调节使得被传送通过高压涡轮机的排气流量突然发生变化的情况下，可能出现过度剧烈的转矩波动。
[0063]尽管如此，机械增压内燃发动机的实施例也可以在以下方面是有利的，其中在超出特定排气流量的情况下，高压涡轮机被停用并且所有的排气被传送通过低压涡轮机，也就是说，低压涡轮机是允许排气进入其中的唯一涡轮机。
[0064]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中第一压缩机被设计为大于第二压缩机，因为在二级压缩的背景下，第一压缩机形成低压级，而第二压缩机压缩已经被预压缩的增压空气并因此构成高压级。
[0065]出于此原因，这些实施例可以在以下方面是有利的，其中第一涡轮机被设计为大于第二涡轮机。这是因为第二涡轮机充当高压涡轮机，而第一涡轮机用于使由于已穿过高压级的事实而已处于相对低压下并具有相对较低密度的排气流膨胀。
[0066]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中双通道涡轮机是双流式涡轮机。
[0067]此处，一些实施例可以在以下方面是有利的，其中双通道涡轮机是双流式涡轮机，其中如在垂直于至少一个转子的旋转轴的截面中所观测到的，两个通道被布置为一个在另一个上方，并且至少沿着一弧形段以不同半径的螺旋形式包围至少一个转子。
[0068]双流式(dual-flow)涡轮机通常呈现更高的效率以及相对于双重流式(twin-flow)涡轮机的转子上的提高的流动冲击。此外，双流式涡轮机可以承受更大的热负载。后一优点从通道的布置中可以看出。
[0069]双流式涡轮机具有涡轮机壳体，在所述涡轮机壳体中至少一个转子被安装在可旋转轴杆上。双流式涡轮机的一个实施例的特征在于，两个通道布置为一个在另一个上方，并且在每种情况下沿着一圆弧形段朝向转子打开，因此所述双流式涡轮机也通常被称作分段式润轮机。
[0070]如果使用双流式涡轮机，则机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中第二涡轮机经由排气管线连接到双流式涡轮机的内通道上。该内通道具有在转子的旋转轴周围的更小半径，以及从进入涡轮机的入口区到转子所测量的更小体积。因此，如果经由内通道而不是通过外通道将排气传送到转子上，则起始于高压涡轮机(即穿过高压涡轮机)的排气在进入转子后呈现更高的焓。
[0071]然而，机械增压内燃发动机的实施例也可以在以下方面是有利的，其中双通道涡轮机是双重流式润轮机。
[0072]此处，一些实施例可以在以下方面是有利的，其中双通道涡轮机是双重流式涡轮机，其中两个通道被布置成彼此相邻，并且至少沿着一弧形段以相同半径的螺旋形式包围至少一个转子。
[0073]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中两个通道借助于壳体壁彼此分离一直到至少一个转子处。涡轮机壳体的壳体壁在转子侧具有舌状自由端，在本案中，该舌状自由端延伸到尽可能靠近至少一个转子的点处。这使通道的分离程度最大化。在壳体壁与至少一个转子之间保持更大或更小尺寸的间隙，以使转子可以不受阻碍地旋转，而不会摩擦壳体壁。然而，在本案中，所述间隙应设计为尽可能狭窄。
[0074]在此背景下，机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中壳体壁是固定连接到壳体上的不可移动壁。壳体壁的所述实施例更好地实现了由热排气引入到壳体壁中的热量以有利的方式并在适当的程度上被释放到壳体中并且经由壳体释放。
[0075]此处，机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中壳体壁具有至少一个流动传输开口或穿孔，使得通道之间的流动传输或交互成为可能。
[0076]出于此原因，机械增压内燃发动机的实施例也可以在以下方面是有利的，其中两个通道至少在截面中借助于壳体壁彼此分离，其中壳体壁在转子侧具有舌状自由端并且终结于与至少一个转子间隔一定距离，从而形成舌间距。在本案中，准许通道之间的交互。这些通道可以在至少一个转子的上游彼此连通。
[0077]在此背景下，机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中舌状端部具有可变的形状以便于改变舌间距，例如，可以沿转子方向延长舌状端部以便减少舌间距。
[0078]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中提供第二旁通管线，其在第一涡轮机的上游从排气排放系统分支出来。此处，机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中所述第二旁通管线在第一涡轮机的下游再次通向排气排放系统。该旁通管线再次通向排气排放系统的事实具有以下优点:随后所有的排气可以供应到在排气排放系统中设置的排气后处理系统中。
[0079]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中提供排气再循环装置，其包括在两个涡轮机的上游从排气排放系统分支出来并且可选地在压缩机的下游通向进气系统的管线。
[0080]一些实施例可以在以下方面是有利的，其中在用于排气再循环的管线中提供额外的冷却器。所述额外的冷却器降低了热排气流中的温度并且由此增加了排气的密度。因此，以此方式进一步降低了由新鲜空气与再循环排气混合而形成的汽缸新鲜充气的温度，其结果是，该额外的冷却器还有利于改进具有新鲜混合物的燃烧室的增压。
[0081]一些实施例可以在以下方面是有利的，其中在用于排气再循环的管线中提供截流元件。所述截流元件用于控制排气再循环率。
[0082]机械增压内燃发动机的实施例也可以在以下方面是有利的，其中提供排气再循环装置，其包括在两个涡轮机的下游从排气排放系统分支出来并且可选地在压缩机的上游通向进气系统的管线。
[0083]与其中在涡轮机的上游从排气排放系统提取排气并且在压缩机的下游将排气引入到进气系统中的上述高压EGR装置相反，在低压EGR装置的情况下，已经流过涡轮机的排气被再循环到入口侧。为此目的，低压EGR装置包括在涡轮机的下游从排气排放系统分支出来并且在压缩机的上游通向进气系统的再循环管线。
[0084]经由低压EGR装置再循环到入口侧并且可选地被冷却的排气与压缩机上游的新鲜空气混合。以此方式产生的新鲜空气与再循环排气的混合物形成供应到压缩机并被压缩的增压空气。
[0085]此处，在低压EGR的过程中将排气传送通过压缩机并不是不利的，因为一般来说所使用的排气已经在涡轮机下游(例如在微粒过滤器中)经过了排气后处理。因此，不存在在压缩机中形成沉积从而改变压缩机的几何形状(例如，流动截面)并且由此降低压缩机效率的风险。
[0086]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中第二排气涡轮增压器的第二涡轮机具有可变涡轮几何形状。
[0087]可变涡轮几何形状能提高机械增压的灵活性。它准许涡轮机几何形状连续可变地适应于内燃发动机的相应工作点，例如，适应于当前排气流量。与具有固定几何形状的涡轮机不同，并不需要在涡轮机的设计中达成妥协以在所有的发动机转速和负载范围内实现大体上令人满意的机械增压。
[0088]具有可变涡轮几何形状的涡轮机与绕过所述涡轮机的旁通管线的组合使得高压涡轮机有可能被设计用于极小排气流并因此用于较低的部分负载范围。因此，即使在存在发动机低转速或极低排气质量流量的情况下也可以实现高涡轮压力比。
[0089]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中提供第三旁通管线，其在第一压缩机的下游从进气系统分支出来并且其中布置了截流元件。所述旁通管线可以用于增压空气吹泄并且可以在第一压缩机的上游再次通向进气系统，由此在第一压缩机中经压缩的新鲜空气不会被吹泄而是仅仅被再循环。在该旁通管线中设置截流元件以便控制被吹泄的或被再循环的新鲜空气流量。
[0090]然而，所述第三旁通管线也可以用于传导新鲜空气，具体来说是在第二相对较小的涡轮机执行压缩机的大部分工作并且第一压缩机仅仅构成由第二压缩机吸入的新鲜空气的流动阻力的情形中如此使用。
[0091]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中提供第四旁通管线，其在第二压缩机的上游从进气系统分支出来并且在该压缩机的下游再次通向进气系统。在所述旁通管线中布置有截流元件，如果第二压缩机被停用则打开所述截流元件。
[0092]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中在压缩机下游的进气管线中布置了增压空气冷却器。该增压空气冷却器降低了空气温度并且由此增加了增压空气的密度，其结果是，该冷却器也有利于改进对燃烧室填充空气，即促成了更大的空气质量。
[0093]在机械增压内燃发动机具有至少两个汽缸，其中每个汽缸具有用于将排气排放到汽缸外的至少一个排出口，并且每个排出口通过排气管线邻接的情况下，一些实施例可能是有利的，这些实施例可以通过至少两个汽缸的排气管线在汽缸盖内合并从而形成整合的排气歧管的事实而突出。
[0094]然后涡轮机可以被布置成非常靠近内燃发动机的出口，也就是靠近汽缸的排出口。这种布置具有可以最佳地利用排气焓并且可以更好地实现涡轮机的快速响应行为的优点。
[0095]此外，排气歧管整合到汽缸盖中形成了汽缸盖的紧凑设计以及因此形成根据本申请的内燃发动机的紧凑设计，并且准许将驱动单元高密度封装为一个整体。此外，以此方式，所述排气歧管可以受益于可以在汽缸盖中设置的液态型冷却装置，使得歧管不需要由高热度可加载的并且因此昂贵的材料制成。
[0096]机械增压内燃发动机的实施例可以在以下方面是有利的，其中可以提供控制元件，通过该控制元件可以例如在超过某一排气流量时停用第二涡轮机。随后，所有的排气被传送通过低压涡轮机，并且低压涡轮机是允许排气进入其中的唯一涡轮机。
[0097]借助于如果排气流量超出第一可预定排气流量，则控制元件从静止位置移动到第一工作位置的事实而突出的方法，实现了本申请所基于的第二次级目的，具体来说，实现了指定用于操作上述类型的机械增压内燃发动机的方法的目的。
[0098]已经结合根据本申请的内燃发动机陈述的内容同样适用于根据本申请的方法。
[0099]在非机械增压内燃发动机中，排气流量大致对应于内燃发动机的发动机转速和/或负载，具体来说，取决于用于个别情形的负载控制。在传统的具有定量调控的奥托循环发动机中，即使在恒定的发动机转速下，排气流量也会随着负载的增加而提高，而在传统的具有定性调控的柴油发动机中，排气流量仅仅取决于发动机转速，因为在恒定发动机转速时负载改变的情况下，改变的是混合物组份而不是混合物的数量。
[0100]如果使用具有定量调控的内燃发动机，其中借助于新鲜混合物的流量来控制负载，则根据本申请用于操作所述内燃发动机的方案意味着如果(假定固定的发动机转速)内燃发动机的负载超出第一可预定负载，则控制元件从静止位置移动到第一工作位置，因为所述类型的内燃发动机中的排气流量对应于负载，并且排气流量随着负载的增加而上升，且随着负载的减少而降低。此外，如果奥托循环发动机的发动机转速超出第一可预定发动机转速，则控制元件从静止位置移动到第一工作位置，因为排气流量随着发动机转速的增加而上升，且随着发动机转速的减小而降低，与用于个别情形的负载控制无关。
[0101]相反，如果内燃发动机基于定性调控，其中借助于新鲜混合物的组份来控制负载，并且排气流量几乎唯一地随着发动机转速而改变，即与发动机转速成正比，则在根据本申请用于操作所述内燃发动机的方法中，如果内燃发动机的发动机转速超出第一可预定发动机转速，则控制元件以与负载无关的方式从静止位置移动到第一工作位置，因为在这种情况下，排气流量随着发动机转速的增加而上升，且随着发动机转速的减小而降低。
[0102]如果内燃发动机是一个经机械增压的(例如，借助于排气涡轮增压的)内燃发动机，则另外考虑在入口侧上的增压压力可以随着负载和/或发动机转速而改变，并且影响排气流量。因此以上以简化形式提出的排气流量与负载或发动机转速之间的关系并不适用于所述一般形式。根据本申请的方法通常因此非常适用于排气流量而并不适用于负载或者发动机转速。因此，如果排气流量超出第一可预定排气流量，则控制元件从静止位置移动到第一工作位置。
[0103]方法变体可以在以下方面是有利的，其中如果排气流量超出第一可预定排气流量并且在可预定时间段Atl内高于所述第一可预定排气流量，则控制元件从静止位置移动到第一工作位置。
[0104]额外条件的引入旨在减少位置之间的过于频繁的变化，例如，如果排气流量短暂地超出第一可预定排气流量并且随后再次降低或者围绕排气流量的第一可预定值波动，则未达到确定转换到第一工作位置的超出值。
[0105]方法变体可以在以下方面是有利的，其中随着排气流量提高，控制元件在第一工作位置进一步打开。
[0106]方法变体可以在以下方面是有利的，其中如果排气流量超出第二可预定排气流量，则控制元件从第一工作位置移动到第二工作位置。
[0107]出于以上已经提到的原因，方法变体可以在以下方面是有利的，其中如果排气流量超出第二可预定排气流量并且在可预定时间段At2内高于所述第二可预定排气流量，则控制元件从第一工作位置移动到第二工作位置。
[0108]方法变体可以在以下方面是有利的，其中如果排气流量超出第三可预定排气流量，则第二涡轮机(即高压涡轮机)被停用。
[0109]以下将根据附图基于示例性实施例更详细地描述本申请。
[0110]图1a示意性地示出了机械增压内燃发动机I的第一实施例的排气排放系统2，其中控制元件5a处于静止位置。内燃发动机I的四个汽缸la(未图示)在每种情况下具有用于排放热燃烧气体的一个排气管线，其中汽缸Ia的排气管线合并从而形成排气歧管2b，由此汽缸Ia的所述排气管线彼此连接并且构成常见排气排放系统2的一部分。
[0111]内燃发动机I配备有在排气排放系统2中串联布置的两个涡轮机3a、4a，其中涡轮机3a、4a各自属于排气涡轮增压器3、4，其中第一排气涡轮增压器3充当低压级3而第二排气涡轮增压器4充当高压级4。出于此原因，第一涡轮机3a也被设计为大于第二涡轮机4a，因为第二涡轮机4a充当高压涡轮机4a，而第一涡轮机3a用于使由于已穿过高压级4的事实而可能处于相对低压下并具有相对较低密度的排气流膨胀。
[0112]提供第一旁通管线5，其在第二涡轮机4a的上游从排气排放系统2 (具体来说，在这种情况下是从排气歧管2b)分支出来，并且在第一涡轮机3a的上游再次通向排气排放系统2。控制元件5a用于计量经由旁通管线5传送的排气流量。作为控制元件5a，提供有可枢转活板5b，其可以至少在第一工作位置是连续可调节的。
[0113]串联布置的涡轮机3a、4a的图示概念通过以下事实而突出:第一涡轮机3a(也就是低压涡轮机3a)是双通道涡轮机6，而第二涡轮机4a (也就是高压涡轮机4a)经由排气管线2a连接到所述双通道涡轮机6的仅一个通道6a上，其中所述通道6a被称作第一通道6a。
[0114]在本案中，双通道涡轮机6是双流式涡轮机8，其中如图1a所示在垂直于转子7的旋转轴7a的截面中，两个通道6a、6b被布置为一个在另一个上方，并且沿着一弧形段以不同半径的螺旋形式包围转子7。双流式涡轮机8因此具有内通道6a和外通道6b ;这可以从图1a中看出。两个通道6a、6b借助于壳体壁9彼此分离一直到转子7处，并且在每种情况下沿着圆弧形段朝向转子7打开，由此所图示的双流式涡轮机8是分段式涡轮机。
[0115]第二涡轮机4a经由排气管线2a连接到双流式涡轮机8的内通道6a上，所述内通道具有在转子7的旋转轴7a周围的更小半径，以及从进入涡轮机3a、6、8的入口区10到转子7所测量的更小体积。因此被传送通过内通道6a的排气因此在进入转子7后呈现更高的焓。例如，在发动机低转速下，控制元件5a完全关闭，并且来自排气歧管的排气流到第二排气涡轮增压器4，并通过排气管线2a流到第一排气涡轮增压器3的第一通道6a，如通过示意图中的箭头所示。因此，排气流过双通道涡轮机6的通道之一。因此，第一通道6a和第二通道6b经受不同的排气流量和排气组份，因为在控制元件5a完全关闭并且第二通道不接收排气流时，排气仅流过第一通道6a。因此，低压涡轮机的转子通过仅流过第一通道的排气起作用。
[0116]绕过高压涡轮机4a的第一旁通管线5可连接到双流式涡轮机8的两个通道6a、6b上，控制元件5a在静止位置(见图1a)时阻断第一旁通管线5，在第一工作位置(见图1b和图1c)时将第一旁通管线5连接到双流式涡轮机8的第一通道6a上，并且在第二工作位置(见图1d)时将第一旁通管线5连接到双流式涡轮机8的两个通道6a、6b上。
[0117]图1b和图1c示意性地示出了图1a所示的第一实施例的排气排放系统2，其中控制元件5a处于第一工作位置，图1d示意性地示出了其中控制元件5a处于第二工作位置的排气排放系统2。目的是为了简要地论述所图示的不同位置之间的区别。另外参考图1a以及相关的描述。对于相同的组件已使用相同的参考标记。
[0118]在图1a所示的静止位置，充当控制元件5a的活板5b关闭第一旁通管线5，使得来自内燃发动机I的所有排气流过高压涡轮机4a并且随后通过低压涡轮机3a的第一通道6a。
[0119]如果排气流量超出可预定的排气流量，则活板5b从静止位置移动到如图1b所示的第一工作位置，由此启用(即打开)第一旁通管线5。在所述第一工作位置中，旁通管线5连接到双流式涡轮机8的第一通道6a上。如果排气流量进一步提高，则第一旁通管线5凭借活板5b的进一步枢转而在第一工作位置内进一步打开，如所图1c所示。活板5b可以在第一位置中是连续可变的从而优化通过高压涡轮机4a以及低压涡轮机3a的第一通道6a的排气流量。当活板5b在第一位置时，排气从两个来源流过第一通道6a，并且没有排气流过第二通道6b。因此，低压涡轮机的第一通道从旁通管线以及高压涡轮机接收排气，随后排气作用在低压涡轮机的转子上。
[0120]控制元件5a的第一位置可以响应于排气流量高于第一阈值并低于第二阈值而定位，其中调节所述位置以优化内燃发动机的增压。控制元件可以从完全关闭的位置(静止位置)稍微打开为局部打开位置，并且连续地改变至完全打开位置，其中活板5b示出了在旁通管线5的入口区10中到涡轮机的壳体壁9的壳体壁端部9a的最小间距。因此控制元件的位置在旁通通道中产生了与壳体壁端部9a之间的最小间距，使得控制元件5a的端部与壳体壁端部9a之间的间隙极小。控制元件5a的第一位置允许排气通过旁通管线5流到低压涡轮机的第一通道6a上，如图1b和图1c中的箭头所示。当控制元件处于第一位置时，第二通道被活板阻断。
[0121]如果排气流量还进一步提高，则活板5b通过进一步枢转移动到第二工作位置，其中第一旁通管线5连接到双通道低压涡轮机的两个通道6a、6b上。例如，排气通过第一旁通管线5从排气歧管2b流到低压涡轮机3a的第一通道6a和第二通道6b。当活板5b在第二位置完全打开时，流过第一通道6a和第二通道6b的所有排气具有相同的压力和组份。在一个示例中，当控制元件5a处于第二工作位置时，高压涡轮机4可以被停用以使得没有排气流过高压涡轮机4。因此，可以使用控制阀(未示出)来停用高压涡轮机4。在又一示例中，当控制元件处于第二位置时，高压涡轮机4可以不被停用，并且一定量的排气可以流过高压涡轮机。因此，可以维持或者基本维持传送通过高压涡轮机的排气流量。
[0122]在此示例情况中，在图1c和图1d中，高压涡轮机4a被停用，其中所有的排气被传送通过低压涡轮机3a。例如，可以包含控制阀以阻止排气流过高压涡轮机4a。然而，在另一示例中，高压涡轮机不被停用，使得相对较小的高压涡轮机4a即使在存在相对较高排气流量的情况下也无论如何可以有助于在入口侧上产生增压压力。
[0123]转向图2，其概述了响应于涡轮增压内燃发动机中的排气流量超过阈值来调节控制元件的示例方法200。在旁通管线中的控制元件经调节从而将排气排放管线流体连接到低压涡轮机的第一和第二通道。在另一示例中，可以响应于发动机转速和/或发动机负载来调节控制元件。
[0124]在202处所述方法可以确定发动机工况。这可以包含发动机转速、发动机负载、在入口侧上的增压压力等。
[0125]在204处，所述方法可以基于在202处确定的发动机工况来确定排气流量。所述方法可以进一步确定所使用的发动机是否具有定量调控、定性调控等，以便确定排气流量。
[0126]在206处，所述方法可以确定排气流量是否高于第一阈值。可以基于高压涡轮机的排气流上限阈值来设定第一阈值。如果回答为“否”，排气流量低于第一阈值，则所述方法在208处将控制元件调节到静止位置。将控制元件调节到静止位置允许排气流过高压涡轮机并且随后在低排气流量下流到低压涡轮机的第一通道。这通过使排气从具有更大能量的高压涡轮机流到低压涡轮机优化了在相对较低排气流量下的增压行为，因为高压涡轮机的单个通道具有比低压涡轮机的第一通道更小的截面。处于静止位置的控制元件完全关闭并且阻止排气流过旁通管线。因此，所有的排气在穿过低压涡轮机的仅第一通道之前穿过高压涡轮机。
[0127]如果在206处排气流量高于第一阈值，则所述方法可以继续进行到210并且将控制元件调节到第一位置。控制元件的第一位置打开旁通管线以允许排气从排气歧管流过低压涡轮机的第一通道，以及允许排气从高压涡轮机流出并且随后流过第一通道。因此，仅来自第一通道的排气流在低压涡轮机的转子上起作用并且第一通道从高压涡轮机和旁通管线二者接收排气流。
[0128]在212处，所述方法可以确定排气流量是否高于第二阈值。第二阈值可以基于第一涡轮机的第一通道的排气流上限阈值。如果回答为“否”，排气流量低于第二阈值，则所述方法可以继续进行到214并且响应于排气流量调节控制元件在第一位置的打开程度。通过将控制元件调节到能够控制通过旁通管线流到低压涡轮机的第一通道的排气流量的位置，这允许以基于排气流量优化增压行为的方式来定位控制元件。控制元件的第一位置可以是连续可变的。第一位置仅允许排气通过旁路流到第一通道；第二通道仍然被阻断。
[0129]如果回答为“是”，在212处排气流量高于第二阈值，则所述方法可以继续进行到216并且将控制元件从第一位置调节到第二位置。控制元件的第二位置使排气从排气歧管和旁通管线流过低压涡轮机的两个通道。因此，来自发动机的汽缸的所有排气在排气歧管中混合并且流过低压涡轮机的两个通道。因此，每个通道通过相同的排气流量和组份起作用。在此示例中，当控制元件处于第二位置时，可以使用阀门来阻断高压涡轮机。在另一示例中，当控制元件处于第二位置时，高压涡轮机可以不具有阀门，并且一定量的排气可以流过高压涡轮机。随后所述方法可以结束。
[0130]以此方式，通过在旁通管线中调节控制元件可以针对发动机工况优化涡轮增压器的串联布置的性能。通过使用控制元件使排气从排气歧管选择性地流到高压涡轮机和低压涡轮机的两个通道，这允许对压缩机和涡轮机设定大小，以利用系统给定的排气流量上限阈值和下限阈值。因此，可以优化内燃发动机的增压。
[0131]在一个示例中，上述示例图示了一种方法，其包括:在第一模式期间，导引排气通过第一涡轮机并且随后仅通过第二涡轮机的第一通道；在第二模式期间，导引排气通过第一涡轮机并且随后通过第二涡轮机的第一通道，同时导引排气并行通过第二涡轮机的第二通道；在第三模式期间，导引排气仅通过第二通道并且不通过第一涡轮机，以及在第四模式期间，导引排气仅通过第二涡轮机的第一通道和第二通道并且不通过第一涡轮机。在一个示例中，在第一模式期间，没有排气流过第二涡轮机的第二通道，并且其中在第二模式期间，没有排气流过第二涡轮机的第二通道，其中第一涡轮机仅具有单个通道，其中第一、第二、第三和第四模式互相排他性地实施，并且通过在第二涡轮机上游与第一涡轮机平行的通路中调节阀门来转换不同模式之间的操作。此外，在一个示例中，在第二模式期间，可以调节阀门以使并行流到第一涡轮机并且导向第一通道的排气流的量变为大体上为零，但是大于零，而没有任何排气流经过阀门进入第一涡轮机。同样，在第四模式期间，可以调节阀门以使并行流到第一涡轮机并且导向第二通道的排气流的量变为大体上为零，但是大于零，同样没有任何排气流经过阀门导向第一涡轮机，并且不限制排气流导向第二涡轮机的第一通道。
[0132]应注意，在本文中包含的示例性控制和估计程序可以与多种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。本文中所描述的特定程序可以表示任意数目的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，可以按所说明的顺序同时执行所说明的各种动作、操作或功能，或者在一些情况下可以将它们省略。同样，为了获得本文中所描述的示例实施例的特征和优势，该处理顺序并不是必需的，而是被提供为了便于说明和描述。取决于所使用的特定策略，可以重复地执行一个或多个所说明的动作或功能。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示将要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。
[0133]应了解，本文中所公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制含义，这是因为可能存在众多的变化形式。例如，上述技术可应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4和其他发动机类型中。本发明的主题包括本文中所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合以及子组八口 ο
[0134]所附权利要求书具体指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类元件的并入，既不必需也不排除两个或两个以上此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过本发明的权利要求的修正或通过在此申请或相关申请中的新权利要求的呈现来主张。此类权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比是更宽广的、更狭窄的、相同的还是不同的，都被视为包括在本发明的主题内。
【权利要求】
1.一种机械增压内燃发动机,其包括: 进气系统，其用于供应增压空气； 排气排放系统，其用于排放排气； 至少两个串联排气涡轮增压器，其各自包括布置在所述排气排放系统中的涡轮机以及布置在所述进气系统中的压缩机，并且其中第一排气涡轮增压器充当低压级且第二排气涡轮增压器充当高压级； 所述第二排气涡轮增压器的第二涡轮机布置在所述第一排气涡轮增压器的第一涡轮机的上游，并且所述第二排气涡轮增压器的第二压缩机布置在所述第一排气涡轮增压器的第一压缩机的下游； 第一旁通管线，其被提供为在所述第二涡轮机的上游从所述排气排放系统分支出来并且在所述第一涡轮机的上游通向所述排气排放系统； 控制元件，其被提供用于计量经由所述旁通管线传导的所述排气流量； 所提供的排气再循环布置； 其中所述第一涡轮机是双通道涡轮机，其包括安装在涡轮机壳体中的可旋转轴杆上的至少一个转子； 所述第二涡轮机经由排气管线连接到所述双通道涡轮机的第一通道；以及 所述第一旁通管线可连接到所述双通道涡轮机的两个通道，所述控制元件在处于静止位置时阻断所述第一旁通管线，在处于第一工作位置时将所述第一旁通管线连接到所述双通道涡轮机的所述第一通道，并且在处于第二工作位置时将所述第一旁通管线连接到所述双通道涡轮机的两个通道。
2.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述控制元件是可枢转活板。
3.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述控制元件是可连续调节的。
4.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述控制元件至少在所述第一工作位置是可连续调节的。
5.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述第一压缩机被设计成大于所述第二压缩机。
6.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述第一涡轮机被设计成大于所述第二涡轮机。
7.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述双通道涡轮机是双流式涡轮机，其中如在垂直于所述至少一个转子的旋转轴的截面中所观测到的，所述两个通道布置为一个在另一个上方，并且至少沿着一弧形段以不同半径的螺旋形式包围所述至少一个转子。
8.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述双通道涡轮机是双流式涡轮机，其中所述两个通道布置为彼此相邻，并且至少沿着一弧形段以相同半径的螺旋形式包围所述至少一个转子。
9.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述两个通道借助于壳体壁彼此分离一直到所述至少一个转子处，其中所述壳体壁在所述转子侧具有舌状自由端并且终结于与所述至少一个转子间隔一定距离，从而形成舌间距。
10.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中提供第二旁通管线，所述第二旁通管线在所述第一涡轮机的上游从所述排气排放系统分支出来并且通向所述第一涡轮机的下游。
11.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其具有至少两个汽缸，其中每个汽缸具有用于从所述汽缸中排放所述排气的至少一个排出口，并且每个排出口通过排气管线邻接，其中至少两个汽缸的所述排气管线在所述汽缸盖内合并以形成整合的排气歧管。
12.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中提供控制阀，通过所述控制阀能够停用所述第二涡轮机。
13.一种方法，其包括: 控制涡轮增压发动机，所述涡轮增压发动机具有定位在第一双通道涡轮机上游的第二涡轮机，所述第二涡轮机流体仅连接到所述第一涡轮机的第一通道，并且还具有在所述第二涡轮机的上游分支出来并经由阀门可流体连接到两个通道的旁通管线，包含: 响应于排气流量高于阈值而从静止位置调节所述阀门，从而将所述旁通管线流体连接到所述第一涡轮机的所述第一通道以及第二通道上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中当所述排气流量高于第一阈值时，所述阀门被调节到第一位置从而将所述第一通道流体连接到所述旁通管线。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述阀门在所述第一位置是可连续调节的。
16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括当所述排气流量高于所述第一阈值一段时间时将所述阀门调节到所述第一位置。
17.根据权利要求13所述的方法，其中当所述排气流量高于第二阈值时，所述阀门被调节到第二位置从而将所述第一通道和所述第二通道流体连接到所述旁通管线，所述方法进一步包括当所述排气流量高于所述第二阈值一段时间时将所述阀门调节到所述第二位置。
18.—种方法,其包括: 在第一模式期间，导引排气通过第一涡轮机并且随后仅通过第二涡轮机的第一通道； 在第二模式期间，导引排气通过所述第一涡轮机并且随后通过所述第二涡轮机的所述第一通道，同时导引排气并行通过所述第二涡轮机的第二通道；以及 在第三模式期间，导引排气仅通过所述第二通道而不通过所述第一涡轮机。
19.根据权利要求18所述的方法进一步包括在第四模式期间，导引排气仅通过所述第二涡轮机的所述第一通道和所述第二通道而不通过所述第一涡轮机。
20.根据权利要求19所述的方法，其中在所述第一模式期间，没有排气流过所述第二涡轮机的所述第二通道，并且其中在所述第二模式期间，没有排气流过所述第二涡轮机的所述第二通道，其中所述第一涡轮机仅具有单个通道，其中所述第一、第二、第三和第四模式互相排他性地实施，并且通过在与所述第一涡轮机平行的通路中调节所述第二涡轮机上游的阀门来在各种模式之间转换操作。
【文档编号】F02C6/12GK104454139SQ201410483792
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月19日
【发明者】J·克默林, F·A·萨默候夫, V·斯米利亚诺夫斯基, H·M·金德尔, A·库斯克 申请人:福特环球技术公司