CN102414417A - 机动车中的带有涡旋发生器的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆增压内燃机(2)的操作运行，其中空气体积流借助设置在增压器前面的可调的涡旋发生器(8)在考虑了内燃机(2)气缸的可调气门重叠的情况下被调整。本发明还涉及车辆驱动装置，它包括增压内燃机(2)、内燃机(2)的增压器、内燃机(2)的可调的可变气门操纵机构、控制装置和可调的涡旋发生器(8)，其中，涡旋发生器(8)设置在增压器的增压单元前面，该控制装置与涡旋发生器(8)和可变气门操纵机构相连并且具有控制，所述控制使该可变气门操纵机构的调节与该涡旋发生器(8)的调节相互关联，以产生气门重叠来对内燃机(2)气缸的燃烧室扫气。

Description

机动车中的带有涡旋发生器的压缩机

本发明涉及包括带有增压器的内燃机的车辆驱动装置、机动车增压内燃机的操作方法以及涡旋发生器在内燃机中的应用。

在机动车的内燃机中知道了，通过设置增压器来获得在输入空气流中的压力增大。增压器尤其设置在按照柴油机原理工作的内燃机中，用于借此增大可获得的扭矩。扭矩此时与新气充填量成比例。目前，各种各样的增压器在按照柴油机原理工作或还有按照汽油机原理工作的内燃机中属于已知的现有技术。机械增压器如气波增压器、废气涡轮增压器、利用动态系统例如像振动吸管增压器、谐振增压器、可变吸管系统或罗茨增压器、叶片增压器、螺旋增压器或螺杆增压器的增压器就属于此。它们也能彼此组合地设置在内燃机上。还知道提出了单级或双级的增压方法，用于借此产生更好的新气充填。

本发明的任务是提供机动车直喷增压内燃机的新气充填的改善。

该任务将通过具有权利要求1特征的增压内燃机的操作运行及具有权利要求10特征的车辆驱动装置和具有权利要求20特征的应用完成。在各从属权利要求中给出其它有利的实施方式和改进方案。从以下说明中得到的来自若干实施方式的一些特征并非限制性的，而是能与其它实施方式的特征组合而构成改进方案，并且无需在此明确详加描述。

提出一种用于车辆增压内燃机的操作，其中，空气体积流借助设置在增压器前的可调的涡旋发生器在考虑了内燃机气缸的可调气门重叠的情况下被调整。这样的操作一方面利用以下可能性，即由涡旋发生器作为旋转脉冲产生的能量被供给增压器的例如压缩机，从而可以借此将能量转换为较高的废气涡轮转速。通过这种方式，例如在空气体积流调节时，不是仅损失能量，而是此时通过产生转动脉冲而可以进行能量转换，进而减小节气损失。这与可变的气门控制时间相关联，该气门控制时间可优选借助可调气门重叠来实现。这样，新鲜空气可以从内燃机入口侧到废气侧，流经内燃机气缸的燃烧室并且产生扫气，借此能尤其动态快速地建立并且也能提高稳定力矩或者说力矩。因此，通过两种可行方式的组合，可以针对内燃机获得更快速的增压，同时获得更好的扫气和进而总体上更高的扭矩。

涡旋发生器的调节例如以适应气缸扫气过程的方式实施。在此情况下，涡旋发生器的节气作用可以通过涡旋发生器的涡旋产生和/或相应调节来调整。优选的是，气门重叠和涡旋发生器的调节的控制是彼此相关地进行的，以便影响气缸的充填。例如，为此可以在发动机控制装置中设定相应的程序，借此能执行这样的控制。优选此时可以如此设计该控制，即，可通过涡旋发生器的调节来产生更高的增压器增压并且通过与之相适应地气门重叠调节来产生更快速的气缸扫气。这意味着，例如气门重叠时间段也可被缩短。

例如，优选根据一个实施方式，内燃机的负载控制通过涡旋发生器来实现。例如甚至可以规定，在一个操作运行范围中只通过涡旋发生器进行负载控制。另外有以下可能性，即，内燃机未配属有节气门，因此负载控制基本上只通过涡旋发生器和可变气门控制来进行。所提出的操作运行优选被用在至少接近满负荷的内燃机操作范围中。另外，根据一个改进方案而存在以下可能性，即，所提出的操作运行被用于降低内燃机的易爆震性。在此，例如可以顾及实际采用的燃料，为此可以利用例如燃料传感器。

另外，提出一种车辆驱动装置，其包括增压内燃机、内燃机增压器、内燃机的可调可变气门操纵机构、控制装置和可调涡旋发生器，在这里，涡旋发生器设置在增压器的增压单元前面，控制装置与涡旋发生器和可变气门操纵机构相连并具有控制，所述控制使可变气门操纵机构的调节与涡旋发生器的调节相关联，以便产生气门重叠来对内燃机气缸燃烧室进行扫气。相关联基本上是指两种调节相互联系。在此情况下，一种调节可以存储在特性图中或可被相应计算。另外有以下可能性，通过一个或多个模型，但也可通过相应的数字方法或由数学公式的直接计算，可以采取在可变气门操纵机构调节和涡旋发生器调节之间的关联。该关联直接或也可间接实现，在这里，尤其可以利用发动机控制装置来考虑一个或多个其它的影响参数。例如曲轴转速、进气管内的压力、质量流、温度和/或关于所用燃料的数据可以被一同考虑到该关联中。另外，对涡旋发生器调节有影响的是：关于对应的增压单元或者增压器本身的信息、负载要求、内燃机状态、与排放相关的关联性、燃料喷入时刻和/或燃料喷入曲线。关于增压器的信息例如可以涉及关于工作叶片位置尤其导向叶片位置的信息，但也可以涉及关于例如压缩机旋转和/或在压缩机之前或之后的压力的信息。发动机控制装置此时能够至少控制涡旋发生器的调节以及气门重叠，如果不是调整两者之一或甚至两者的话，在这里，它可以在考虑不同的目标设定的情况下例如被调整适应。可能的目标设定例如是快速扭矩的产生，例如通过快速扫气以及通过在燃烧室内产生更高的压力、进而利用相应的涡旋施加而更快速启动压缩机，通过例如依据废气处理装置状态、负载状态或者说内燃机操作运行要求来影响内燃机排放。不过，对发动机控制装置也可以有其它的彼此也可相互关联的目标设定。

另外提出，涡旋发生器的控制装置的控制被用于调节空气体积流。因此涡旋发生器例如可作为节气门。在此情况有以下可能性，即，涡旋发生器向位于空气路径内的其它节气门提供支持，或者甚至作为唯一的可调节气门设置在空气路径内。另外有以下可能，控制装置存储有借助涡旋发生器的负载控制。此时，涡旋发生器的功能充当了节气门，并且也起到提高增压等级的作用。另一个实施方式规定，内燃机没有配备节气门，在这里，为了控制至内燃机气缸燃烧室的空气体积流，控制装置调整该涡旋发生器。按照优选方式，这种调整针对负载控制与可变气门操纵机构的调节一起进行。

另一个实施方式规定，设有节气门，在这里，节气门位置和涡旋发生器位置相互关联。这种关联可以存储在控制装置内。例如为此，可以就流向看将节气门设置在涡旋发生器上游。而另一个实施方式规定，节气门在流向上设置在增压单元下游，优选在涡旋发生器下游。另外有以下可能性，涡旋发生器是可调的，以便在增压器压缩单元的旋转方向上对流体施加涡旋；它还是可调的，以便逆向于压缩单元的旋转方向对流体施加涡旋。通过这种方式，例如可以加强燃烧室充填，或也可以减小，如果希望这样做的话。另外，涡旋发生器几何形状的调整还允许以下可能性，即，可以避免在空气路径内的压缩空气的排气，这是因为例如涡旋发生器起到节气门作用，支持压缩单元被用在某些操作运行点。

举例而非限定性地，结合后面的机动车驱动装置和操作运行机动车驱动装置的方法来描述其它优选细节，但各特征不局限于该具体的驱动装置或各自在那里描述的构件。相反，驱动装置可以具有按照汽油机原理和/或柴油机原理工作的内燃机，它具有直喷机构以及非直喷机构地构成，并且具有作为燃烧方法的均匀化方法，用于形成混合气的预燃室，以及可被用在其它不同的燃烧方法、混合气形成和相应的内燃机中。

因此，另外举例作为改进方案描述了机动车驱动装置，其包括直喷增压内燃机、带有优选可变可调气门并且带有在内燃机前面的涡旋发生器的内燃机气门操纵机构，该涡旋发生器对供给内燃机的空气流施加涡旋，在此，涡旋发生器具有调整机构用于获得不同强度的涡旋。驱动装置此外包括控制装置，该控制装置与涡旋发生器和气门操纵机构相连，在此，控制装置存储有在“至少一个施加的涡旋”和“内燃机的至少一个气缸上的气门操纵机构的至少一个进气门和至少一个排气门的气门重叠”两者之间的关系。

优选具有可变可调气门的内燃机的气门操纵机构可具有气门电磁操作机构。但它同样能以机械、液压或通过用于不同气门的不同伺服操作机构可行方式的组合方式实现。因此，例如可以设置凸轮调整机构，其例如作用于进气门或排气门的一部分。同样可以规定，设置可全变的气门操纵机构。气门操纵机构优选能彼此无关地单独操作配属于内燃机的一个气缸的进气门和排气门。例如规定，每个配属于一个气缸的独立气门就其启闭时间而言是可以调节改变。另一个实施方式规定，例如只有一个气门，例如进气门或排气门就其时间而言是可变的。通过这种方式，可以调节进气门和排气门的气门重叠，尤其是气门重叠可以通过控制或调整来实现。改变气门开启和/或关闭时间的一个示例性实施例以及相应的装置由DE 103 467 47A1公开，在本文公开范围内参引该文献全文。气门启闭时间的调整优选可以至少与涡旋发生器相关联地被用于负载调整。

设置在内燃机上游的涡旋发生器优选在流向上观察布置在同样设在该内燃机上游的增压器的上游。涡旋发生器例如能够将旋转流动施加给被供给内燃机的流体。通过这种方式，涡旋优选也已借此转入要使用的增压器中，或许在那里因为所用的增压技术甚至被用于加强涡旋形成。所考虑的增压可行方式在上面的现有技术中有描述，对此参引这些现有技术。涡旋发生器优选与流体压缩机相连。通过产生涡旋实现了，与没有涡旋发生器相比，压缩机工作叶片以不同方式被流体流入。如果涡旋发生器例如根据至少一个工作参数如流过质量流量、流速或负载、负载点或期望负载被有目的地调整，则涡旋产生可以造成流体以加强压缩的速度分量流向工作叶片。由此一来，实现压缩机的更快速响应以及更高的压缩程度，由此实现新气充填和进而利用较高新气流量的扫气。压缩机可以与废气涡轮相连。不过，压缩机也可以没有废气涡轮单独设置在至内燃机的入流管路中，例如按照机械驱动或电磁驱动的压缩机形式。

涡旋发生器例如也可以在多级增压器中设置在例如低压增压器和高压增压器之间。也可以在内燃机前面设置两个或多个涡旋发生器。尤其是可以规定，设有一个涡旋发生器，该涡旋发生器尤其设置在增压器前面。例如，可以在内燃机进气道内附加规定通道横截面的缩小部，例如借助涡流发生装置。在本发明意义上规定，这样的涡流发生装置不是指本发明的涡旋发生器。相反，该涡旋发生器位于缸头外，就是说与内燃机分离，并且优选例如在流向上观察沿着空气路径设置在增压器上游，例如呈压缩机、空压机等形式，或者被整合于其中。

例如从DE 10 2006 026 166A1、DE 10 2006 011 862A1、DE 10 2005 045 194A1、DE 10 2004 039 299A1还有WO 2007135 089A1中得到设有一个或多个涡旋发生器的不同增压器可能性的实施例。就增压器、涡旋发生器的结构以及涡旋发生器的布置方面，完全参引上述这些公开文献。从各文献中得到的情况也适用于涡旋发生器的操作运行。根据一个实施方式，涡旋发生器优选可以配备有也呈导向叶片调节器形式的压缩机，在这里，导向叶片的各自位置优选可同时通过调整装置来共同改变。另一个实施方式规定，涡旋发生器不具有导向叶片，而是采用了压缩机。确切的说，优选如从以上给出的文献所说明的那样构成涡旋发生器。另一个实施方式例如规定，一个涡旋发生器在流向上观察例如设置在导向叶片机构上游。导向叶片机构例如可以根据一个改进方案具有一个或多个可调导向叶片。关于低压压缩机和高压压缩机，例如参见DE 10 2006 027 738A1。在该文献中还说明了在排气支管中除废气涡轮外还在其下游设有复合涡轮。可以在低压压缩机和/或高压压缩机之前，通过涡旋发生器产生涡旋。该文献也全文参引与此。

存储在控制装置中且据此实现涡旋施加的关系例如可以直接包含涡旋大小。例如，为此可以存储特性图或数学关系。而且，涡旋也可以间接并入该关系中，例如通过使涡旋发生器的位置与流过涡旋发生器的质量流量关联起来。有以下可能性，也能利用其它参数，借此将涡旋间接并入该关系中，例如负载点、曲轴转速、增压器转速且尤其压缩机转速、吸入空气质量流的速度和/或例如负载期望。另外，在该关系中也可以例如带有依赖温度的组成部分，以及依赖压力的组成部分。同样的情况适用于依赖浓度的组成部分，优选分别关于流经涡旋发生器的质量流。关于气门重叠，它可以直接存储在控制装置中，绝对地、作为时间、持续时间，分配到独立的气门，以及间接地例如以控制时间、控制时间段、启闭时间的形式，其例如由控制装置作为理论值和/实际值来测定和/或设定。控制装置例如可以是气门操纵控制装置，其与发动机控制装置相连。控制装置也可以是发动机控制装置本身。

另外可以规定，设有内部和/或外部废气循环系统。例如可以设置一个单独的废气循环系统。但是，也可以一方面在高压部分中设置一个废气循环系统，另一方面在低压部分中设置一个废气循环系统。也可以规定，在流向上观察热废气被回送到增压器之前，因而由吸入空气流和供应废气流构成的混合气不仅经过增压器，而且经过涡旋发生器本身。如果废气被混入供应空气流中，则温度提高。取决于此地规定，涡旋发生器是相应耐热的。涡旋发生器例如可以至少部分由耐高温塑料构成。但是，它也可以完全由耐高温塑料构成。另一个实施方式规定，涡旋发生器至少部分具有金属件，其优选由不锈钢构成。另一个实施方式规定，使用轻金属例如采用合金，像从阀门结构、缸头结构等中知道的那样。

优选该涡旋发生器可借助伺服驱动机构被调整。伺服驱动机构能够引导移动涡旋发生器的调整机构，从而采取有目的且可预定的定位。通过这种方式实现了，涡旋发生器的位置尤其匹配于内燃机的当前操作运行点地被调整，此外，该位置也能立即适应突然出现的变化。例如对此规定，在驱动装置中设置监测单元，它监测至少一个涡旋产生以及气门重叠。例如也可以如此确定涡旋产生，即，使气门重叠按照适应于内燃机的特殊操作运行点或者负载的方式被调整。然后，根据该操作运行点，推导出流动状况。也可以通过质量流传感器回推出速度，该速度存在或者说产生于涡旋发生器上并且据此调整机构通过相应驱动装置进行调整或超调。对此也可以使用压力传感器，其例如设置在增压器下游。例如可以随后通过特性图推断出施加在空气流上的涡旋，其随后伴随相应的短暂延时在气缸燃烧室扫气中出现在或者发生在对应的阀门操纵机构的进气门和排气门的阀门重叠过程中。监测单元例如可以被整合存在于发动机控制装置中。另外有以下可能性，即，监测单元被分为几部分。例如其中一个部分可位于属于涡旋发生器的控制装置内，监测单元的另一部分例如被整合在属于气门操纵机构的控制装置中。另外有以下可能，与涡旋发生器和气门操纵机构相连的控制装置作为发动机控制装置集成有监测单元。

此外有以下可能，进气门和排气门或者说气门操纵机构的进气门和排气门的气门重叠调整不仅可以关于当前的负载点来调整，而且关于所施加的涡旋来调整。根据一个改进方案，这可以与废气清洁协同配合进行，就像它设置在内燃机下游和/或设置在废气循环通道内。通过所施加的涡旋，做到了能在气门重叠时获得改善的扫气。例如根据一个改进方案存在以下可能性，由此出现的氮氧化物排放可被减少。另一方面，可以改善燃烧室的充填。相应气缸的进气门和排气门的启闭时间也可以针对涡旋发生器的调整机构的位置。尤其有利的是，在可在柴油机原理和汽油机原理之间切换的内燃机中使用涡旋发生器。这种也被称为混合内燃机(缩写为CCS)的内燃机或其相应方法即均匀压缩点火(缩写为HCCI)利用这样的涡旋产生并且按照优选使涡旋产生与在期望出现的气门重叠时的扫气相适应的方式，被有利地用于各自要采用的方法原理。

优选，该涡旋发生器也可以被用于，可在进气冲程中利用同时喷入的燃料来支持均匀化。这样的尤其利用优选只在进气冲程中的多次喷射的均匀化喷射方法例如由DE 10 2006 030 213公开，在本文公开范围内参引该文献的全文。在那里提出的燃烧方法、尤其均匀化方法例如可以被用在包括用凸轮控制的可变气门操纵机构的内燃机中，就像从尚未公开的PCT/EP2007/007385中知道的那样。在本文公开范围内参引该文献全文，尤其就在那里公开的关于柴油机原理和汽油机原理的切换而言的方法，在这里，优选可以使用涡旋发生器，以使气门控制时间和进而对应于一个气缸的进气门和排气门的重叠的调适与涡旋的相应建立和进而燃烧室的新气充填和/或扫气相互关联。

适当可调的且伴随可变气门控制时间的气门重叠与压缩机预涡旋的组合导致了，尤其在车辆加速时在所谓的涡轮空穴中气门重叠在由涡旋提高的负载压力下造成相应内燃机的气缸的扫气改善。

根据一个改进方案，例如一种用于操作机动车增压内燃机以对内燃机气缸燃烧室扫气的方法可调节地具有设置在增压器上游的可调涡旋发生器。这种调节按照适应于燃烧室扫气的方式进行，尤其是适应于进气门和排气门的适当的可调的气门重叠。对此可以采用上述的关于所述的机动车驱动装置的特征。例如规定，气门重叠同由涡旋发生器所产生的涡旋相互协调地被调整。优选规定，紧接在气门重叠之前在气缸上提高涡旋施加。也可以规定，例如对于内部废气循环系统，就是说对于排气门的暂时启闭以便燃烧后的废气回流到燃烧室，减小通过涡旋发生器施加的相应涡旋，进而或是减小压力增大，或是避免压力增大。另一个实施方式规定，例如在内燃机加速阶段中或在另一个操作运行阶段中，实现外部废气循环和涡旋增大，在这里，气门重叠的持续时间被缩短。另一个实施方式规定，涡旋发生器自动根据吸入的空气质量流来调整，此时施加较大的或较小的涡旋。这样的装置以及这样的方法例如由WO2007/1350891公开，上文中已经参引了该文献。与此相关的部分参引该文献的全文。一个改进方案规定，涡旋发生器只能有时自动调整。该调整例如可以包括通过伺服驱动机构定位到第一粗略位置中，而精确定位是自动进行的。不过，涡旋发生器的自动调整可以附加地或与之分开地包括：涡旋发生器可在操作运行区域内自动定位，而它在内燃机的操作运行区域的另一部分内通过调整机构的驱动装置被有目的地定位。这可以例如借助可闭锁的自由轮机构(Freilauf)来实现。另一个实施方式规定，涡旋发生器仅外部控制地实现位置改变，进而允许改变所施加的涡旋。优选将与增压器相连的涡旋发生器用于在机动车内燃机气缸的进气门和排气门的气门重叠时改善对来自该气缸的燃后燃料空气混合物的扫气。

结合以下附图来说明其它优点和实施方式。不过，在此分别得到的特征不局限于这些独立的实施方式。相反，它们用于说明因此不是限制性的。这些特征可以与来自以上说明以及其它附图的其它特征组合成其它实施方式，但这些其它实施方式未被详细示出。图中：

图1示出驱动装置的第一示例性示意图，

图2示出驱动装置的第二示例性视图，

图3示出随时间变化的若干扭矩曲线图，

图4示出内燃机的另一个示意图。

图1以示意图示出第一驱动装置1。第一驱动装置1包括内燃机2，它同样示意性示出并且配备有燃烧室3、进气门4、排气门5以及用于气门操纵机构6的控制机构。仅示意示出进气门和排气门4和5。每个气缸可以配有至少一个进气门和一个排气门4、5。但是，优选至少两个进气门和两个排气门。它们尤其能通过控制机构6分别单独地或例如通过相应的凸轮装置被分组操作。内燃机2在进气侧与第一压缩机7相连。第一压缩机7可以是电动压缩机，或也可以是机械驱动的压缩机。根据所示的实施方式，第一压缩机7没有与废气涡轮连接。相反，只通过机械连接或者电连接提供能量来驱动该压缩机。这有以下优点，第一压缩机7尤其也能在低转速区域内被操作，而在通过排气支管内的涡轮驱动时，压缩机在低转速区域中在快速负载要求的情况下有时无法获得充足的能量。作为替代方式要表明的是，压缩机与废气涡轮连接。废气涡轮如虚线所示。第一压缩机7可以选择性地通过该涡轮和/或电动驱动装置或机械驱动装置被操作。在第一压缩机7的上游设有带有控制机构9的第一涡旋发生器8。涡旋发生器8可以如此改变至第一压缩机7的入流，即一方面给流体施加涡旋。涡旋优选被加入进气流的流向分量，该进气流优选按照围绕涡旋发生器8的轴线旋转对称的方式流动。涡旋发生器8可以借助控制机构9来改变其定位，从而可实现不同的涡旋施加。此外，也可以通过相应构造涡旋发生器8而将不同的入流施加至后续的压缩机7，尤其匹配于第一压缩机7的压缩机叶片的工作叶片几何形状。按照优选方式，第一压缩机7具有可调的导向叶片和/或工作叶片。涡旋发生器8具有优选与之匹配的调节可行方式，从而匹配于流过压缩机的质量流量和压缩机转速，实现了利用涡旋发生器8的预涡旋施加。按照优选方式，也可以通过涡旋发生器8不是仅对流体施加一个涡旋。相反，涡旋发生器也可以可变地闭塞管路横截面。通过这种方式，涡旋发生器同时充当节气门或者如此导通该流体，即，根据一个实施方式，整个流体或至少流体的大部分被施以涡旋。

按照优选方式，通过涡旋发生器8产生了在第一压缩机7内的更好的压缩。此外，在另一实施方式中做到了，所施加的涡旋(尤其得到了压缩机强化)被继续送入内燃机2，并在那里促成了在进气门和排气门4、5的气门重叠时的扫气的改善。此外，以下措施也有助于扫气的改善，即，由于产生涡旋，所以可以实现在第一压缩机内的更高的压缩。这样，可以形成更大的落差

尤其在低转速区域内的压力形成能够补偿在扭矩曲线中的在情况下或许存在的废气涡轮增压空穴(Abgasturboladerloch)。由内燃机2通过排气支管10将来自内燃机2的气体至少部分送往废气清洁设备11；并且根据内燃机2的类型，废气清洁设备11可以具有3元催化器、NOx存储催化器、HC阱、颗粒过滤器和/或其它影响废气的装置，例如也可以有尿素喷射装置。从排气支管10起，外部废气循环系统12返回到驱动装置1的进气支管13。通过可启闭操作的气门14，供应到排气支管13内的废气流可被控制，但尤其也被调整。此外，在外部废气循环系统12中，可以设置废气冷却器15和/或废气清洁设备16。它们也可以如图所示地相互组合成一个构件。在该构件的上级，例如设有发动机控制装置作为控制装置17。发动机控制装置直接与要单独控制的部件连接或者与配属于这些单独部件的上级控制装置连接。同样的情况也适用于传感器，如质量流量传感器、温度传感器、速度传感器、压力传感器、λ探头或设置在进气支管13和/或排气支管10中的其它传感器。

图2举例示出机动车的第二驱动装置18的第二实施例。在这里，涡旋发生器19设置在第二压缩机20和第三压缩机21之间。第三压缩机21与涡轮22相连，借此来驱动压缩机。而第二压缩机20优选以电动或机械方式被驱动，但是，根据另一个实施方式，它同样可以与一个涡轮连接。涡旋发生器19除了用于产生涡旋的机构外，还集成有用于质量流节流的机构。该机构23被示意示出。这种涡旋发生器19的准确结构例如从上述的现有技术中得到，在公开范围内就不同的涡旋发生器结构而言参引所述现有技术。因此，在公开范围内也参引这些文献。通过第二压缩机20，例如在吸气支管24中实现了第一增压。通过涡旋发生器19和集成的机构23，一方面可以施加涡旋，另一方面，利用第二压缩机20产生的质量流可以被节流。因为有该节流作用，所以实现了在其余横截面内的速度增大。此时，可以造成附加的涡旋施加。为此，可以通过第三压缩机21在相应设计从涡旋发生器19至第三压缩机21的流动时获得优选的压力增大。此外还存在以下可能性，可以使压缩机以及与之连接的涡轮22更快速地响应于负载要求。另外有以下可能性，进气门和排气门25、26连同涡旋施加被如此操控，即，在负载变化时如此施加气门重叠，即，与燃烧室28内的λ相比，在排气支管27中存在贫瘠废气。就排气支管29而言，可以加入废气循环系统的控制，其例如从本申请人的PCT/EP2007/003686中知道的那样，在本发明范围内参引该文献的全部内容。

图3示出了曲线图30，其中示出了按照四冲程原理工作的功率相同的内燃机的、随时间变化的不同扭矩曲线。所有扭矩曲线的共同点是，除了过渡至渐增区域的曲线之外，它们具有一个线性增大区域。按照柴油机原理工作的第一增压内燃机的扭矩曲线32表示曲线图30的所达到的最低扭矩水平。与之相比，在按照柴油机原理工作的此时产生压缩机预涡旋的第二增压内燃机的扭矩曲线34中，记录下了扭矩增大。在按照柴油机原理工作的第三增压内燃机的扭矩曲线36中记录下了进一步的扭矩增大，在第三增压内燃机中，代替压缩机预涡旋，采用了决定可变气门重叠的可变气门控制时间。此外，在按照柴油机原理工作的第四增压内燃机的扭矩曲线38中记录下生成扭矩的进一步增大，因为在此内燃机中根据本发明不仅采用了伴随可变气门控制时间而出现的适当的可变气门重叠，还采用了压缩机预涡旋的产生。此外，在曲线图30中示出了按照汽油机原理工作的相同功率的内燃机的扭矩曲线40，其线性增大的扭矩区域过渡至一个扭矩平台。虽然这种内燃机一开始短暂获得较高扭矩水平，但其达到的扭矩平台在随后不久低于所述的曲线36、38。

图4以示例性示意图示出包括车辆驱动装置31的车辆30，在这里，非常简化地示出了车辆驱动装置31。空气路径32具有第一机构33和第二机构34。第一机构33例如可以是节气门，第二机构34可以是带有增压器的涡旋发生器。同样有以下可能性，第一机构33是带有增压器的涡旋发生器，而第二机构是34节气门。因此，借助可变气门操纵结构，气缸35可以被扫气和充填，其中，至少一个对应的进气门36和排气门37就其各自开启时间和关闭时间以及就其各自行程而言可通过控制装置38至少被控制，尤其可以被调整。控制装置38可以是发动机控制装置。但是，它也可以是与之无关的其它控制装置38，它尤其是可相对发动机控制装置冗余使用的。根据一个改进方案，车辆驱动装置31的发动机控制装置也可以没有节气门就够了。在此情况下，例如第一机构33包括第一增压级，第二机构34包括连带有涡旋发生器的第二增压级。此时，负载调整可通过可变气门操纵机构并在涡旋发生器的帮助下通过增压器进行。

Claims (20)

1.一种车辆的增压内燃机(2)的操作运行，其中空气体积流是借助设置在增压器前面的可调的涡旋发生器(8)在考虑了所述内燃机(2)的气缸的可调气门重叠的情况下被调整的。

2.根据权利要求1的操作运行，其特征在于，按照适应于所述气缸的扫气过程的方式来调节所述涡旋发生器(8)。

3.根据权利要求1或2的操作运行，其特征在于，所述气门重叠和所述涡旋发生器(8)的调节的控制是彼此相关地实现的，以影响所述气缸的充填。

4.根据前述权利要求之一的操作运行，其特征在于，通过所述涡旋发生器(8)的调节产生了所述增压器的更高的增压，并且通过与之适配地调节所述气门重叠产生了在所述气缸内的更快速的扫气。

5.根据前述权利要求之一的操作运行，其特征在于，所述内燃机(2)的负载控制是通过所述涡旋发生器(8)来进行的。

6.根据权利要求5的操作运行，其特征在于，所述负载控制只通过所述涡旋发生器(8)来进行。

7.根据前述权利要求之一的操作运行，其特征在于，所述操作运行至少在接近满负荷的区域内进行。

8.根据前述权利要求之一的操作运行，其用于降低所述内燃机(2)的易爆震性。

9.根据前述权利要求之一的操作运行，其特征在于，实现多级增压，并且所述涡旋发生器(8)设置在两个增压级之间，造成后面的增压级的响应性能加速。

10.一种车辆驱动装置，其包括增压内燃机(2)、所述内燃机(2)的增压器、所述内燃机(2)的可调的可变的气门操纵机构、控制装置和可调的涡旋发生器(8)，其中，所述涡旋发生器(8)设置在所述增压器的增压单元上游，所述控制装置与所述涡旋发生器(8)和所述可变的气门操纵机构相连接并且具有控制，所述控制使所述可变的气门操纵机构的调节与所述涡旋发生器(8)的调节相互关联，以产生气门重叠来对所述内燃机(2)的气缸的燃烧室扫气。

11.根据权利要求10的车辆驱动装置，其特征在于，所述控制装置的控制将所述涡旋发生器(8)用于调整空气体积流。

12.根据权利要求10或11的车辆驱动装置，其特征在于，所述控制装置存储有借助所述涡旋发生器(8)的负载控制。

13.根据权利要求10或11或12的车辆驱动装置，其特征在于，所述内燃机(2)未配备相应的节气门，其中为了控制去往所述内燃机(2)的气缸燃烧室的空气体积流，所述控制装置调整所述涡旋发生器(8)。

14.根据权利要求10或11或12的车辆驱动装置，其特征在于，在流向上观察在所述涡旋发生器(8)的上游设置有节气门。

15.根据权利要求10或11或12的车辆驱动装置，其特征在于，在流向上观察在增压单元的下游设置有节气门。

16.根据前述权利要求之一的车辆驱动装置，其特征在于，设有多级的增压器。

17.根据权利要求16的车辆驱动装置，其特征在于，所述涡旋发生器(8)至少设置在两个增压级之间。

18.根据前述权利要求之一的车辆驱动装置，其特征在于，所述内燃机(2)的吸气管配属有压力传感器，所述压力传感器与所述控制装置连接，其中，所述控制装置存储有根据所述压力传感器的测量信号对气门打开和气门关闭的调整。

19.根据前述权利要求之一的车辆驱动装置，其特征在于，所述涡旋发生器(8)是可调的，以便在所述增压器的压缩单元的旋转方向上对流体施加涡旋；所述涡旋发生器还是可调的，以便逆向于所述压缩单元的旋转方向对流体施加涡旋。

20.与增压器连接的涡旋发生器(8)的应用，所述涡旋发生器用于在内燃机(2)气缸的至少一个进气门和至少一个排气门(4、5)的与扫气相适的气门重叠中，改善对来自所述内燃机(2)气缸的燃后燃料空气混合物的扫气。

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