CN107091177A - 内燃机压缩装置的引导元件、压缩装置及带增压单元的内燃机 - Google Patents

内燃机压缩装置的引导元件、压缩装置及带增压单元的内燃机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的压缩装置的引导元件，该引导元件具有引导元件入口(27)和引导元件出口(28)以及纵轴线(26)，其中该引导元件(25)沿其纵轴线(26)可通流地构造为中空体的形式，其中为了消除干扰性振动，该引导元件(25)形成为在流动方向上从该引导元件入口(27)出发直至该引导元件出口(28)是有利于流动的。本发明还涉及一种用于内燃机的进气区段的压缩装置以及一种具有增压单元的内燃机。

Description

内燃机压缩装置的引导元件、压缩装置及带增压单元的内 燃机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于内燃机的压缩装置的引导元件。本发明还涉及一种根据权利要求8的前序部分的、用于内燃机的进气区段的压缩装置以及一种根据权利要求14的前序部分的、具有增压单元的内燃机。
背景技术
除了多个气缸和指派给这些气缸的多个燃烧室之外，内燃机包括一个所谓的进气区段和一个所谓的排气区段，其中该进气区段用于向这些燃烧室中供应空气量或空气-燃料量并且该排气区段用于将已燃烧的空气-燃料量从这些燃烧室中排出。该进气区段具有一个压缩装置，该压缩装置设置为用于将被吸入的空气量或空气-燃料量分配给这些单独的燃烧室。
在进气区段和排气系中，由于燃烧室的打开和关闭而出现压力振动，这些压力振动尤其对该内燃机的换气有很大影响。为了减小压力振动，通常使用多个引导元件作为脉冲减震器。
因此由专利公开文本US 4,848,281 A公开了一种内燃机，在该内燃机的气缸盖中，该内燃机在进气阀上游以及在排气阀下游分别具有一个脉冲减震器。这些脉冲减震器形成为具有进气阀的进气通道和具有排气阀的排气通道的整体式组成部分。这些脉冲减震器为此形成为：在阀打开的情况下，使尤其呈燃料-空气混合物形式的气态流动介质不改变地通过。在这些阀关闭的情况下，从对应的阀出发、与在阀打开时存在的初始流动方向相反地向这些脉冲减震器中进行回流。
专利公开文本WO 2008/032975 A1公开了一种在内燃机的进气区段中的脉冲减震器。该脉冲减震器具有文丘里喷嘴的形状，其中在该脉冲减震器的最小直径的范围内形成多个通路开口以使回流的流动介质流入该脉冲减震器中。该脉冲减震器的减震器出口直径基本上相当于减震器入口直径。
这些公开的引导元件用于减震，即用于减小在进气区段中存在的压力振动。然而为了提高内燃机的功率必要的是：除了使内燃机气缸的气缸填充度均匀分布之外，尤其在形成为奥托发动机的内燃机中还要实现避免所谓的后增压效应(Nachladeeffektes)。这可以借助于引导元件实现，该引导元件消除在该内燃机的进气区段的压缩装置中的干扰性振动，并且由于其消除作用还可以被称为去脉冲器(Depulsor)。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于内燃机的压缩装置的引导元件。本发明的其他目的在于，给出一种用于内燃机的进气区段的改善的压缩装置以及一种具有增压单元的改善的内燃机。
根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的、用于内燃机的引导元件实现。根据本发明，这些其他目的借助一种具有根据权利要求8的特征的、用于内燃机的进气区段的压缩装置以及一种具有根据权利要求14的特征的内燃机实现。具有本发明的相宜且显著的改进方案的有利构型在对应的从属权利要求中给出。
根据本发明的用于内燃机的压缩装置的引导元件具有引导元件入口和引导元件出口，并且沿其纵轴线可通流地构造为中空体的形式。为了消除干扰性振动，该引导元件在流动方向上从该引导元件入口出发直至该引导元件出口形成为有利于流动的。有利于流动的意味着：该引导元件没有不连续性，并且空气流或空气-燃料流(即流过该引导元件的空气量或空气-燃料量)尤其在该引导元件入口处由于该引导元件的形状不遭受或仅遭受很小的阻力。在安装后的状态下，该引导元件出口可以朝向该内燃机定位并且该引导元件入口可以背离该内燃机定位。因此，该空气量或空气-燃料量可以在没有实质性的节流作用的情况下在该内燃机的方向上流动。
在一个构型中，该引导元件形成为在流动方向上从该引导元件出口出发至该引导元件入口是不利于流动的。不利于流动的意味着：可以实现尽可能最大的节流作用以便完全地或在大多情况下消除由吸入空气的气缸激发的增压压力振动。在简单情况下，这通过该引导元件出口与流入口开口的非齐平的构型进行，该流入口开口形成为接收该引导元件出口。该流入口开口可以实施在该内燃机的收集容器中或者在该压缩装置的一个分配器管道中。即换言之，该引导元件出口形成为小于接收该引导元件出口的流入口开口。
该引导元件优选构型为漏斗状，尤其呈入口漏斗的形状。该引导元件尤其形成为用其引导元件出口伸入该流入口开口中，由此实现边缘尖锐地突出的、非齐平的形状以用于尽可能最大的节流作用。
在另一个构型中，该引导元件的引导元件入口直径形成为大于该引导元件的引导元件出口直径。由此可以以简单的方式获得在流动方向上从该引导元件入口出发在该引导元件出口的方向上有利于流动的构型。
在另一个构型中，根据本发明的引导元件具有承载元件以便紧固在该压缩装置中。在此可以看出的优点是，该引导元件可以不依赖于该压缩装置、尤其该分配器管道地进行生产并且因此可以可变地使用。换言之，该引导元件可以被装入该压缩装置的不同位置处。另一个优点是，该引导元件可以借助于该承载元件在不同的压缩装置中使用。即换言之，用于不同的压缩装置的引导元件具有相同的构造方式并且该承载元件依赖于该压缩装置而形成。因此，该引导元件可以成本有效地以大量的件数进行生产并且仍然可以被安装在不同的压缩装置中，因为该承载元件与该压缩装置适配地构造。
在根据本发明的引导元件的另一个构型中，该承载元件形成为从在该引导元件入口处形成的外边缘出发、背离纵轴线径向延伸。该构型的一个优点是，在大多情况下，该承载元件可以以如下方式定位在该空气流或空气-燃料流之外，使得该空气流或空气-燃料流不受影响。在此可以看出的另一个优点是，可以借助于该承载元件实现该引导元件的齐平的且有利于流动的安装。
本发明的第二方面涉及一种用于内燃机的进气区段的压缩装置。该压缩装置具有可流通的分配器管道，该分配器管道具有流入口和流出口。该压缩装置的收集容器安排在该流出口处，该收集容器具有容器入口，该容器入口与该流出口可流通地连接。该收集容器具有容器出口，该容器出口用该压缩装置的可流通的主管道与该内燃机的气缸可流通地连接。为了消除干扰性振动，在该压缩装置中在该流入口与该主管道之间形成根据权利要求1至7之一所述的引导元件。优点在于实现了一压缩装置，借助于该压缩装置可以形成该内燃机的气缸的基本上均匀的充气并且同时可以避免空气量或空气-燃料量的压缩，该压缩导致空气量或空气-燃料量的不希望的温度升高。尤其在内燃机的高增压度的情况下，该温度升高导致非受控的燃烧并且在形成为奥托发动机的内燃机中导致所谓的爆震。
该引导元件优选在该分配器管道的流出口处或者在该流入口与该流出口之间安排在该分配器管道的一个分支的下游。
在该压缩装置的另一个构型中，为了消除干扰性振动，该引导元件的引导元件出口具有引导元件出口直径，该引导元件出口直径小于在该分配器管道的流入口处的分配器管道直径。
尤其被证明优选的是：在以奥托发动机的形式构造的内燃机中，在该流入口的下游并且在该引导元件的上游，设置有一个具有节流阀直径的节流阀，该引导元件出口具有引导元件出口直径，该引导元件出口直径小于该节流阀直径。
为了消除干扰性振动，已显示出特别优选的是：该引导元件出口直径至少具有该分配器管道的流入口处的直径的0.3倍的值并且至多具有该分配器管道的流入口处的直径的0.5倍的值；或者，在形成节流阀的情况下，该引导元件出口直径至少具有该节流阀直径的0.3倍的值并且至多具有该节流阀直径的0.5倍的值。在该压缩装置中使用四个引导元件的情况下，可以优选地选择这种构型，其中两个引导元件被相应地指派给该内燃机气缸组。
本发明的第三方面涉及一种带有增压单元的内燃机，该内燃机具有进气区段，该进气区段带有第一气缸组和第二气缸组，其中该第一气缸组至少具有两个气缸并且该第二气缸组至少具有两个另外的气缸。该进气区段具有一个压缩装置，该压缩装置包括分配器管道、第一收集容器和第二收集容器，其中该第一收集容器指派给该第一气缸组并且该第二收集容器指派给该第二气缸组。在该第一气缸组的这些气缸与该第一收集容器之间以及在该第二气缸组的这些另外的气缸与该第二收集容器之间形成该压缩装置的多个可流通的主管道以流过这些气缸。根据本发明，该压缩装置根据权利要求8至13之一形成，其中该压缩装置的分配器管道的流出口具有：至少一个第一流出口开口，该第一流出口开口与该第一收集容器可流通地连接；以及至少第二流出口开口，该第二流出口开口与该第二收集器容器可流通地连接。
根据本发明的内燃机具有小的换气功，由此尤其可以获得小的燃料消耗。此外，得出的明显更低的气缸填充温度，使得依赖于该内燃机，一方面进而可以获得增压压力的提升(尤其在构型为柴油发动机的内燃机中)，并且另一方面在形成为奥托发动机的内燃机中降低了爆震倾向，使得可以如下地设定该内燃机的点火时间点，即，可以实现效率提升。
尤其在该压缩装置具有四个去脉冲器的情况下(换言之，每个气缸组两个去脉冲器)，由于空气通过量较低可以在燃料消耗较低的情况下实现该扭矩。
在该内燃机具有排气涡轮增压器的情况下，压缩机在该内燃机的较高转速范围内以比根据现有技术的可比较的内燃机(即不具有根据本发明的压缩装置)更高的效率运行。
另一个有利的效果在于，由于在压缩阶段中点火时间点在该气缸的所谓上死点方向上偏移而使排气温度降低。由此降低了该内燃机的排气流过的部件的温度，并且这可以避免迄今为止常见的部件保护措施，例如对空气-燃料混合物进行富集(Anfettung)。
附图说明
从下面对优选实施例的描述并且借助于附图得到本发明的其他优点、特征和细节。在不偏离本发明的框架的情况下，以上在说明书中提及的特征和特征组合以及下文在附图说明中提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合，不仅可以按相应给出的组合使用，而且还可以按其他的组合或单独地使用。相同的附图标记被指派给相同的或功能相同的元件。在附图中：
图1以示意性视图示出了具有根据现有技术在第一变体中的压缩装置的内燃机，
图2以示意性视图示出了具有根据现有技术在第二变体中的压缩装置的该内燃机，
图3以示意性视图示出了具有根据现有技术在第三变体中的压缩装置的该内燃机，
图4以λa-n曲线视图出了根据图2的内燃机的多个单独气缸的空气耗费线，
图5以λa-n曲线视图出了根据图3的内燃机的多个单独气缸的空气耗费线，
图6以示意性视图示出了具有在第一实施例中的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图7以示意性视图示出了具有根据图6的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图8以纵截面示出了在示例性第一实施方式中的一个本发明引导元件，
图9以纵截面示出了在示例性第二实施方式中的本发明引导元件，
图10以示意性视图示出了具有在第二实施方式中的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图11以示意性视图示出了具有在第三实施方式中的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图12以示意性视图示出了具有在第四实施方式中的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图13以示意性视图示出了具有在第五实施方式中的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图14以示意性视图示出了具有在第六实施方式中的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图15以示意性视图示出了具有在第七实施方式中的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图16以示意性视图示出了具有在第八实施方式中的按本发明的压缩装置的按本发明的内燃机，
图17以透视视图出了根据图3的压缩装置，
图18以透视视图出了根据图6的按本发明的压缩装置，
图19以p-KW曲线视图出了根据现有技术的内燃机和根据本发明的内燃机的一个工作循环内的压力曲线，
图20以T-KW曲线视图出了根据现有技术的内燃机和根据本发明的内燃机的一个进气阶段中的温度曲线，
图21以曲线视图出了根据现有技术的内燃机和根据本发明的内燃机的一个发动机转速下的比燃料消耗、指示的平均压力、扭矩和功率，
图22以p-V/Vc曲线视图出了在较高转速下根据现有技术的内燃机和根据本发明的内燃机的气缸压力曲线的换气阶段，以及
图23以p-V/Vc曲线视图出了在中等转速下根据现有技术的内燃机和根据本发明的内燃机的气缸压力曲线的换气阶段。
具体实施方式
根据图1形成一种带有进气区段2的内燃机1，该内燃机具有根据现有技术的压缩装置33。该压缩装置33包括可流通的分配器管道3，该分配器管道具有流入口4和流出口5，其中该流入口4在该分配器管道3处居中布置并且该分配器管道3在该流入口4的下游具有一个分支，其方式为，该分配器管道3形成为类似T形的，并且该流出口5构型在该分配器管道3的第一末端6和该分配器管道3的第二末端7处。
该第一末端6的流出口5具有第一流出口开口5.1，该第一流出口开口与该压缩装置33的第一收集容器8可流通地连接。同样地，该第二末端7的流出口5具有第二流出口开口5.2，该第二流出口开口与该压缩装置33的第二收集容器9可流通地连接。每个收集容器8、9具有容器入口10和容器出口11以便流通。
该内燃机1以所谓的箱式发动机的形式构造并且具有第一气缸12、第二气缸13、第三气缸14和第四气缸15，其中该第一气缸12和该第二气缸13与该第三气缸14和该第四气缸15对置地安排。换言之，该第一气缸12和该第二气缸13形成第一气缸组34，并且该第三气缸14和该第四气缸15形成第二气缸组35。
每个气缸12、13、14、15分别与该压缩装置33的主管道16可流通地连接，该主管道的朝向该气缸12、13、14、15形成的末端与该内燃机1的(未详细示出的)气缸盖的(未详细示出的)进气通道可流通地连接。该分配器管道3在其流入口4的下游并且在其流出口5的上游具有节流阀17。
该内燃机1同样可以实施为呈所谓的V形发动机的形式。
在图2中，在第二变体中示出了具有根据现有技术的压缩装置33的内燃机1。在此可以看出该压缩装置33的第一变体与第二变体之间的不同之处在于：第二变体的该第一收集容器8与该第二收集容器9朝向彼此地安排在这些气缸组34、35之间；与之相反，第一变体的该第一收集容器8与该第二收集容器9彼此背离地形成，其中这些气缸组34、35定位在这些收集容器8、9之间。
与该内燃机1的排气系21相关地(参见图6)，这意味着：第一变体的该排气系21安排在该第一气缸组34与该第二气缸组35之间；与之相反，在第二变体中该排气系形成为至少部分地包围该第一气缸组34和该第二气缸组35。
在图3中，在第三变体中示出了该内燃机1的根据现有技术的压缩装置33。在该第三变体中，该压缩装置33具有一个唯一的收集容器8。与第一变体和第二变体的主管道16相比，指派给相应的气缸12、13、14、15的这些主管道16形成为长形的。
在对这些彼此并排地安排的气缸12、13、14、15进行前后相继地点火的点火顺序下(例如根据1-4-3-2的点火顺序)，第一变体和第二变体的这些主管道16导致在该分配器管道3中形成的气态的压力柱以进气频率的一半波动，由此在这些气缸12、13、14、15中存在不同的气体量。这示例性地在图4中示出。在图4中，以λa-n曲线视图出了该内燃机1的这些气缸12、13、14、15在发动机转速n[1/min]下的空气耗费λa[-]的曲线，该内燃机具有一个根据现有技术的、呈排气涡轮增压器形式的增压单元18。
与此相比，在图5中示出了根据图3的、由此具有长的主管道16的内燃机1的这些气缸12、13、14、15的空气耗费λa[-]的曲线。空气耗费λa的所示曲线示出：这些单独的气缸12、13、14、15的气缸填充度基本上是相等的，其中由于不同的管道形状(例如这些主管道16的管道弯曲)和该排气系21的不精确的对称性而存在小的偏差。然而这些偏差是可以忽略的。有问题的是，该空气耗费λa具有一个明显大于1的值。这对于所谓的后增压效应是标志性的，该后增压效应提高了根据现有技术的内燃机1的爆震倾向，使得可能在该内燃机1的一个工作循环内使这些气缸12、13、14、15的点火时间点在该内燃机1的排气阀的排气打开时间点的方向上(因此在“晚的”方向上)偏移。这种偏移通常使该内燃机1的效率η降低并且使该内燃机1的燃料消耗be提高。
原则上希望的是在该第一变体和该第二变体中所述的短的主管道16，因为这些短的主管道由于其小的长度而阻止了在具有排气涡轮增压器18的内燃机1中的后增压效应。该后增压效应实现对气缸填充物的额外压缩，由此使该气缸填充物被额外地加热。这导致该内燃机1的爆震倾向的提高。
图6以示意性视图示出了具有按本发明第一实施例的压缩装置33的按本发明的内燃机1。呈排气涡轮增压器形式的增压单元18被指派给该内燃机1，其中该排气涡轮增压器18的压气机19在具有节流阀直径DK的节流阀17的上游定位在该进气区段2中，并且涡轮机20在这些气缸12、13、14、15的下游定位在该内燃机1的排气系21中。在该节流阀17与该压缩机19之间在该进气区段2中安排有一个增压空气冷却器22，以冷却借助于该压缩机19被吸入和压缩的新鲜空气。在该压缩机19的上游设置有一个空气过滤器23，以过滤被吸入该进气区段2中的新鲜空气。同样地，该增压单元18还可以呈机械增压器的形式构造，例如呈所谓的螺旋式压缩机的形式。同样地，该增压单元18可以呈用于提高该内燃机1的增压压力的其他形式构造。
排气后处理单元24在该涡轮机20的上游被定位在该排气系21中，该排气后处理单元设置为用于减少排气排放。将消声器整合到该排气后处理单元24中，以降低通过该排放系21产生的排气的噪声排放。同样地，该消声器还可以在该排气后处理单元24的下游安排在该排放系21中。根据本发明的压缩装置33具有四个根据本发明的引导元件25(或者说，去脉冲器)。
在该实施例中，给每个气缸12、13、14、15分别指派一个引导元件25。这些引导元件25被安排在该分配器管道3的流出口5处，其中该分配器管道3具有四个流出口开口，即第一流出口开口5.1、第二流出口开口5.2、第三流出口开口5.3和第四流出口开口5.4。
这些引导元件25与这些收集容器8、9可流通地连接，其中该第一收集容器8具有两个容器入口开口，即第一容器入口开口10.1和第二容器入口开口10.2；并且该第二收集容器9同样具有两个容器入口开口，即第三容器入口开口10.3和第四容器入口开口10.4。因此，在上游给每个容器入口开口10.1、10.2、10.3、10.4分别指派一个引导元件25。
这些收集容器8、9分别在其容器出口11处借助于主管道16与这些气缸12、13、14、15可流通地连接。即换言之，该第一气缸12借助于为其指派的主管道16与该第一收集容器8通过其第一容器出口开口11.1可流通地连接、该第二气缸13借助于为其指派的主管道16与该第一收集容器8通过其第二容器出口开口11.2可流通地连接、该第三气缸14借助于为其指派的主管道16与该第二收集容器9通过其第三容器出口开口11.3可流通地连接、并且该第四气缸15借助于为其指派的主管道16与该第二收集容器9通过其第四容器出口开口11.4可流通地连接。
图7以简化的示意性视图示出了具有按本发明的压缩装置33(根据图6)的按本发明的内燃机1。在这些引导元件25与气缸组34、35的气缸盖凸缘之间(因此在该主管道16的朝向该气缸组34、35形成的末端与该引导元件出口28之间)形成的收集体积近似地相当于该内燃机1的冲程体积。
根据图8，在第一实施例中形成根据本发明的引导元件25。带有纵轴线26的该引导元件25具有引导元件入口27和引导元件出口28，其中该引导元件入口27和该引导元件出口28以相当于该引导元件25的长度L的距离相对彼此安排。该引导元件25的总长度GL可以、但是不必强制地相当于长度L，因为该长度L是该元件25的可流通的长度。
为了消除干扰性振动，该引导元件25形成为在流动方向上(参见箭头29)从该引导元件入口27出发直至该引导元件出口28是有利于流动的，正如在该实施例中所示的，优选漏斗状的、尤其呈入口漏斗的形状。该引导元件25形成为在从该引导元件出口28出发直至该引导元件入口27的方向(该方向与箭头29反向地定向)上是不利于流动的。该引导元件入口27的引导元件入口直径DE形成为大于该引导元件出口28的引导元件出口直径DD。
该引导元件25可以有效地安装在该压缩装置33中的两个不同的位置处。第一位置在该分配器管道3的流出口5处。在此，该对应的流出口开口5.1、5.2、5.3、5.4形成为邻接该引导元件入口27或接收该引导元件入口。该引导元件出口28被定位为在该容器入口10处伸入该对应的容器入口开口10.1、10.2、10.3、10.4中。
第二位置是在该分配器管道3中的、优选在该分支49的区域中的在该流出口5与该流入口4之间形成的位置。在此，该分配器管道3在其横截面上具有接口32，该引导元件25被插入该接口中。
正如以下在根据本发明的内燃机1的其他实施例中所述，该位置的选择依赖于该压缩装置33的整体构造。
在图8中所示的引导元件25在分配器管道3中被定位在该流入口4与该流出口5之间。该引导元件25在该引导元件入口27处与该分配器管道3压力密封地且可流通地连接。该引导元件入口直径DE基本上相当于分配器管道直径VD，由此可以在流动方向(参见流动方向箭头29)上优选地实现该引导元件25的有利于流动的形状。
在该引导元件出口28处，该引导元件25(相当于所选择的位置)要么与该分配器管道3(如图8所示)要么与该容器入口10压力密封地并且可流通地连接。在该容器入口10处同样可以形成另外描述的引导元件25。
为了接收在该接口32(该接口将该分配器管道3分成第一管道区段3.1和第二管道区段3.2)中，该引导元件25具有承载元件30，该承载元件形成为在该引导元件入口27的区域中在该引导元件25的护套36处在其圆周上完全地包围该护套。该承载元件30构型为环形的并且在所示的示例性的第一实施方式中具有L形的横截面，其中该承载元件围绕该引导元件入口27突出地延伸。
该承载元件形成为从在该引导元件入口27处形成的外边缘31出发、与该纵轴线26背离地基本上径向延伸，其中该承载元件从外边缘31出发在该引导元件出口28的方向上在元件长度E上轴向地延伸。该轴向的延伸用于使该引导元件25密封地接收在该分配器管道3中。
穿过该引导元件出口28在该引导元件入口27的方向上延伸的第一管道区段3.1在其朝向该承载元件30形成的末端处具有一个在该末端的外圆周上的凹槽37，一个呈O型环形式的密封元件38安排在该凹槽中。该密封元件是必要的，因为该引导元件出口直径DD形成为小于该分配器管道3的分配器管道直径VD。因此当燃料-空气混合物穿过该引导元件出口28在该引导元件入口27的方向上回流时，该燃料-空气混合物不会通过接口32从该分配器管道3逸出。
通过管道套环39确保该引导元件25气体密封地紧固在该分配器管道3中，该管道套环形成为在该第二管道区段3.2处在该第一管道区段3.1的方向上延伸并且将该承载元件30以及该第一管道区段3.1包围式地接收在凹槽37的区域中。
在该引导元件25被安排在该分配器管道3的流出口5处的情况下，该第一管道区段3.1相当于该容器入口10并且该第二管道区段3.2相当于该流出口5。
在示例性的第二实施方式中根据本发明的引导元件25根据图9形成。该承载元件30构型为环形的并且在其朝向该引导元件出口28形成的元件表面40处具有同样环形地延伸的凸处41，该凸处形成为与另承载元件42产生密封的连接。该另承载元件42形成为管道凸缘状并且构型为同中心地且包围式地接收该引导元件25。该另承载元件42与该分配器管道3或该第一管道区段3.1整体式地形成。该另承载元件同样还可以形成为单独部件，其中可以与这些管道区段3.1、3.2产生压力密封的连接。
该引导元件25由于其元件内轮廓43而获得其不利于流动的构型，该元件内轮廓实施为不与该第一管道区段3.1的管道内轮廓44齐平地走向或齐平地终止。由于该引导元件出口直径DD形成为小于在该引导元件出口28处的分配器管道直径VD或在该引导元件出口28处的容器入口直径10.1、10.2、10.3、10.4，实现了与流动方向箭头29的流动方向反向的节流作用。该引导元件出口28优选实施为边缘尖锐的。由于引导元件用于解除通过吸入气缸12、13、14、15导致的增压空气波动的用途，该引导元件25还被称为去脉冲器。
根据该内燃机1的增压度和收集体积，该引导元件出口直径DD可以优选地选择为0.3*DK<DD<0.5*DK。
图10至16以示意性视图示出了具有在不同实施例中的按本发明的压缩装置33的按本发明的内燃机。在图10至12和16中，流出口开口5.1、5.2、5.3、5.4的参考线与容器入口开口10.1、10.2、10.3、10.4的参考线共同地示出以避免不清晰。应指出的是，这些引导元件25构型为伸入到这些容器入口开口10.1、10.2、10.3、10.4中。
在第二实施例中根据图10形成根据本发明的压缩装置33。该第一收集容器8指派给该第一气缸组34并且该第二收集容器9指派给该第二气缸组25，其中使收集容器8、9与气缸12、13、14、15可流通地连接的这些主管道16相应地实施为短的。该分配器管道3在其流出口5处具有：第一流出口开口5.1，该第一流出口开口与该第一收集容器8可流通地连接；以及第二流出口开口5.2，该第二流出口开口与该第二收集容器9可流通地连接。指派给该第一收集容器8的引导元件25安排在该第一流出口开口5.1处，并且指派给该第二收集容器9的引导元件25定位在该第二流出口开口5.2处。由于相对于第一实施例增大的收集容器体积，该第二实施例具有与阻滞增压类似的作用。换言之，通过大的收集容器体积而降低了压力脉冲。对于第二实施例，该引导元件出口直径DD可以优选地选择为0.3*DK<0.7*DD<0.5*DK。
在图11中，在第三实施例中示出了根据本发明的压缩装置33。在该实施例中，相应地指派给气缸组34、35的这些收集容器8、9相应地被划分成两个气缸组收集容器，使得给每个气缸12、13、14、15指派一个气缸组收集容器8.1、8.2、9.1、9.2。该分配器管道3对每个气缸组34、35具有两个流出口开口，其中该第一流出口开口5.1指派给该第一气缸组收集容器8.1，该第二流出口开口5.2指派给该第二气缸组收集容器8.2，该第三流出口开口5.3指派给该第三气缸组收集容器8.3并且该第四流出口开口5.4指派给该第四气缸组收集容器8.4。
相对于第一实施例和第二实施例，该第三实施例具有内燃机1的进一步的消耗减小。
根据本发明的、在第四实施例中根据图12形成的压缩装置33原则上具有第三实施例的压缩装置33的构造。然而相应地仅该第一流出口开口5.1与该第三流出口开口5.3或者该第二流出口开口5.2与该第四流出口开口5.4彼此可流通。即换言之，这些流入口开口4.1、4.2分别可流通地与两个流出口开口5.1、5.3；5.2、5.4连接，其中分别与这些流入口开口4.1、4.2中的一者可流通地连接的这些流出口开口5.1、5.3；5.2、5.4彼此不可流通地形成。
在第四实施例中，该分配器管道3具有流入口4，该流入口带有第一流入口开口4.1和第二流入口开口4.2。根据第四实施例的压缩装置33由于这两个流入口开口4.1、4.2而基本上接近理想的、对称的压缩装置33并且导致该内燃机1的进一步的燃料减小。
在根据图13或14的第五和第六实施例中的根据本发明的压缩装置33相当于根据图1或图2的压缩装置33，然而其中为了实现根据本发明的压缩装置33的优点，该分配器管道3具有两个引导元件25，这些引导元件安排在该流入口4与该流出口5之间。因此，相对于根据图1和图2的现有技术，减小了这些气缸12、13、14、15的气缸填充度之间较大差别，使得可以实现使该内燃机1在改善的热力学条件下(例如用以降低排气温度的优化的点火时间点)运行。
在图15和16中，根据本发明的内燃机1具有八个气缸12、13、14、15、45、46、47、48，其中给每个气缸组34、35指派四个气缸12、13、45、46；14、15、47、48。该内燃机1的根据图15的第七实施例的压缩装置33原理上与第五实施例的压缩装置33相同地构型。该内燃机1的根据图16的第八实施例的压缩装置33原理上与第三实施例的压缩装置33相同地构型，然而其中一个气缸组收集容器8.1、8.2、8.3、8.4分别具有两个气缸12、13、14、15；45、46、47、48。
图17和18示出了根据现有技术的进气区段2的压缩装置33或根据本发明的内燃机1的进气区段2的根据本发明的压缩装置33。根据本发明的压缩装置33具有四个引导元件25。如在图3中从原理上所示的，根据图17的压缩装置形成为具有长的主管道16。如在图6或7中从原理上所示的，根据图18的压缩装置形成为具有短的主管道16。
图19以p-KW曲线图、即压力-曲轴角度曲线视图出了：在具有5500min-1的值的发动机转速n下，在根据现有技术的内燃机1的一个工作循环中在第一气缸12中或在第一气缸12的进气通道中的压力曲线pZSdT、pESdT与在根据本发明的内燃机1的第一气缸12中或在该第一气缸12的进气通道中的压力曲线pZ、pE的比较。
此外，在图20中以T-KW曲线图、即温度-曲轴角度曲线视图出了对应的内燃机1、尤其进气阶段的工作循环中的从属于图19所示的压力曲线的温度曲线TZ1SdT、TZ1或TZ2SdT、TZ2。
针对该工作循环的进气末端，根据本发明的内燃机1的压力提升小于根据现有技术的内燃机1的压力提升，其中在该第一气缸12中的气缸填充度ΔTZ1或在该第二气缸13中的ΔTZ2的温度降低了约15K。由此实质性降低了爆震倾向并且可以在“早的”方向上设定该点火时间点，以便提升效率并且减少燃料消耗。TZ1标示在根据本发明的内燃机1的第一气缸12中的温度并且TZ2标示在第二气缸13中的温度，并且TZ1SdT标示在根据现有技术的内燃机1的第一气缸12中的温度而TZ2SdT标示在第二气缸13中的温度。
换言之，这意味着：在根据本发明的内燃机1的燃料消耗be相对于根据现有技术的内燃机1的燃料消耗be减少的情况下，根据现有技术的内燃机1与根据本发明的内燃机1可以获得相同的扭矩Md。一个有利的次要效应在于如下可能性：可以在比根据现有技术的内燃机1的压缩机19更高的效率下运行根据本发明的内燃机1的压缩机19。
另一个优点在于通过优化的、在“早的”方向上设定的点火时间点来降低根据本发明的内燃机1的排气温度的可能性。这导致避免了通常为了保护根据现有技术的内燃机1的涡轮机20而对空气-燃料混合物进行富集。
在图21所示的曲线图中可以看出，根据图6的根据本发明的内燃机1与根据图3的内燃机1相比燃料消耗be的减少。在该曲线图中对比了在根据现有技术的内燃机1和根据本发明的内燃机1的转速n下的燃料消耗be、指示的平均压力pmi、扭矩Md和功率Pe。尤其可以在中等或高的转速范围内获得大幅度的消耗减小。此外，得出根据本发明的内燃机1的明显改善的运行静音。虚线标示了根据图3的根据现有技术的内燃机1的对应的值，并且实线标示了根据图6的根据本发明的内燃机1的值。
为了额外地解释，在图22和23中分别以p-V/Vc曲线图、即压力-体积曲线图(其中p标示气缸中的压力并且V/Vc标示该内燃机1的标准化的气缸体积)示出了在较高或在中等转速下在根据图3的内燃机1或根据图6的根据本发明的内燃机1的换气阶段中的第一气缸12的气缸压力pSdT或p。根据本发明的内燃机1具有明显减小的换气回路。
附图标记列表
1 内燃机
2 进气区段
3 分配器管道
3.1 第一管道区段
3.2 第二管道区段
4 流入口
4.1 第一流入口开口
4.2 第二流入口开口
5 流出口
5.1 第一流出口开口
5.2 第二流出口开口
5.3 第三流出口开口
5.4 第四流出口开口
6 第一末端
7 第二末端
8 第一收集容器
8.1 第一气缸组收集容器
8.2 第二气缸组收集容器
9 第二收集容器
9.1 第三气缸组收集容器
9.2 第四气缸组收集容器
10 容器入口
10.1 第一容器入口开口
10.2 第二容器入口开口
10.3 第三容器入口开口
10.4 第四容器入口开口
11 容器出口
11.1 第一容器出口开口
11.2 第二容器出口开口
11.3 第三容器出口开口
11.4 第四容器出口开口
12 第一气缸
13 第二气缸
14 第三气缸
15 第四气缸
16 主管道
17 节流阀
18 增压单元
19 压缩机
20 涡轮机
21 排气系
22 增压空气冷却器
23 空气过滤器
24 排气后处理单元
25 引导元件
26 纵轴线
27 引导元件入口
28 引导元件出口
29 流动方向箭头
30 承载元件
31 外边缘
32 接口
33 压缩装置
34 第一气缸组
35 第二气缸组
36 护套
37 凹槽
38 密封元件
39 管道套环
40 元件表面
41 凸处
42 另承载元件
43 元件内轮廓
44 管道内轮廓
45 第五气缸
46 第六气缸
47 第七气缸
48 第八气缸
49 分支
DD 引导元件出口直径
DE 引导元件入口直径
DK 节流阀直径
E 元件长度
GL 总长度
KW 曲轴角度
L 长度
Md 扭矩
Pe 功率
TZ1 第一气缸的温度
TZ2 第二气缸的温度
TZ1SdT 第一气缸的温度，现有技术
TZ2SdT 第二气缸的温度，现有技术
VD 分配器管道直径
V/Vc 标准化的气缸体积
be 比燃料消耗
n 转速
p 压力
pE 进气通道的压力曲线
pESdT 进气通道的压力曲线，现有技术
pmi 指示的平均压力
pZ 气缸压力的压力曲线
pESdTpZSdT 气缸压力的压力曲线，现有技术
ΔTZ1 第一气缸的温差
ΔTZ2 第二气缸的温差
λa 空气耗费

Claims (21)

1.用于内燃机的压缩装置的引导元件，该引导元件具有引导元件入口(27)和引导元件出口(28)以及纵轴线(26)，其中，该引导元件(25)沿其纵轴线(26)可通流地构造为中空体的形式，其特征在于，为了消除干扰性振动，该引导元件(25)构造为在流动方向上从该引导元件入口(27)出发直至该引导元件出口(28)是有利于流动的。
2.根据权利要求1所述的引导元件，其特征在于，该引导元件(25)形成为在流动方向上从该引导元件出口(28)出发直至该引导元件入口(27)是不利于流动的。
3.根据权利要求1或2所述的引导元件，其特征在于，该引导元件(25)形成为漏斗状的。
4.根据前述权利要求之一所述的引导元件，其特征在于，该引导元件(25)的引导元件入口直径(DE)形成为大于该引导元件(25)的引导元件出口直径(DD)。
5.根据前述权利要求之一所述的引导元件，其特征在于，该引导元件(25)具有承载元件(30)以便紧固在该压缩装置(33)中。
6.根据权利要求5所述的引导元件，其特征在于，该承载元件(30)形成为从形成在该引导元件入口(27)处的外边缘(31)出发、背离该纵轴线(26)径向延伸。
7.根据权利要求5或6所述的引导元件，其特征在于，该承载元件(30)形成为环形的。
8.用于内燃机的进气区段的压缩装置，该压缩装置带有可流通的分配器管道(3)，该分配器管道具有流入口(4)和流出口(5)，其中,该压缩装置(33)的收集容器(8；9)安排在该流出口(5)处，该收集容器具有容器入口(10)，该容器入口与该流出口(5)可流通地连接，并且其中该收集容器(8；9)具有容器出口(11)，该容器出口通过该压缩装置(33)的可流通的主管道(16)与该内燃机(1)的气缸(12；13；14；15；45；46；47；48)可流通地连接，
其特征在于，
为了消除干扰性振动，在该压缩装置(33)中在该流入口(4)与该主管道(16)之间形成根据权利要求1至7之一所述的引导元件(25)。
9.根据权利要求8所述的压缩装置，其特征在于，该引导元件(25)在该分配器管道(3)的流出口(5)处或者在流入口(4)与流出口(5)之间安排在该分配器管道(3)的分支(49)的下游。
10.根据权利要求8或9所述的压缩装置，其特征在于，其中该引导元件(25)的引导元件出口(28)具有小于在该分配器管道(3)的流入口(4)处的直径的引导元件出口直径(DD)。
11.根据权利要求8至10之一所述的压缩装置，其特征在于，在该流入口(4)的下游并且在该引导元件(25)的上游设置有具有节流阀直径(DK)的节流阀(17)，该引导元件(25)的引导元件出口(28)具有引导元件出口直径(DD)，该引导元件出口直径小于节流阀直径(DK)。
12.根据权利要求10或11所述的压缩装置，其特征在于，该引导元件出口直径(DD)至少具有为分配器管道(3)的流入口(4)处的直径的0.3倍的值并且至多为分配器管道(3)的流入口(4)处的直径的0.5倍的值；或者，如果形成有节流阀(17)，该引导元件出口直径(DD)至少具有为该节流阀直径(DK)的0.3倍的值并且至多为该节流阀直径(DK)的0.5倍的值。
13.根据权利要求10至12之一所述的压缩装置，其特征在于，该引导元件入口直径(DD)至少相当于该分配器管道(3)的流入口(4)处的直径的0.213倍的值并且至多相当于该分配器管道(3)的流入口(4)处的直径的0.355倍的值；或者，在形成有节流阀(17)的情况下，该引导元件入口直径(DD)至少相当于该节流阀直径(DK)的0.213倍的值并且至多相当于该节流阀直径(DK)的0.355倍的值。
14.带有增压单元的内燃机，该内燃机具有进气区段，该进气区段带有第一气缸组(34)和第二气缸组(35)，其中该第一气缸组(34)至少具有两个气缸(12，13；45，46)，该第二气缸组(35)至少具有两个另外的气缸(14，15；47，48)，该进气区段(2)具有压缩装置(33)，该压缩装置包括分配器管道(3)、第一收集容器(8)和第二收集容器(9)，其中该第一收集容器(8)指派给该第一气缸组(34)并且该第二收集容器(9)指派给该第二气缸组(35)，在该第一气缸组(34)的气缸(12，13，45，46)与第一收集容器(8)之间以及在该第二气缸组(35)的另外的气缸(14，15，47，48)与该第二收集容器(9)之间形成有压缩装置(33)的可流通的主管道(16)以流过气缸(12，13，14，15，45，46，47，48)，
其特征在于，
该压缩装置(33)根据权利要求8至13之一形成，其中该压缩装置(33)的分配器管道(3)的流出口(5)至少具有流出口开口(5.1；5.2)和至少一个另外的流出口开口(5.2；5.3；5.4)，该流出口开口与该第一收集容器(8)可流通地连接，该另外的流出口开口与该第二收集器容器(9)可流通地连接。
15.根据权利要求14所述的内燃机，其特征在于，该第一收集容器(8)具有第一气缸组收集容器(8.1)和第二气缸组收集容器(8.2)，其中该第一气缸组收集容器(8.1)可流通地与该第一气缸组(34)的至少一个气缸(12；13；45；46)连接并且该第二气缸组收集容器(8.2)可流通地与该第一气缸组(34)的至少一个另外的气缸(13；12；46；45)连接，该第二收集器容器(9)具有第三气缸组收集容器(9.1)和第四气缸组收集容器(9.2)，其中该第三气缸组收集容器(9.1)可流通地与该第二气缸组(35)的至少一个气缸(14；15；47；48)连接并且该第四气缸组收集容器(9.2)可流通地与该第二气缸组(35)的至少一个另外的气缸(15；14；48；47)连接，其中该分配器管道(3)的流出口(5)相应地具有指派给气缸组收集容器(8.1，8.2，9.1，9.2)的、与气缸组收集容器可流通地连接的流出口开口(5.1，5.2，5.3，5.4)，其中该引导元件(25)被相应地接收在该流出口开口(5.1，5.2，5.3，5.4)处，其中流出口开口(5.1，5.2，5.3，5.4)彼此可流通地形成。
16.根据权利要求14所述的内燃机，其特征在于，该第一收集容器(8)具有第一气缸组收集容器(8.1)和第二气缸组收集容器(8.2)，其中该第一气缸组收集容器(8.1)可流通地与该第一气缸组(34)的至少一个气缸(12；13；45；46)连接并且该第二气缸组收集容器(8.2)可流通地与该第一气缸组(34)的至少一个另外的气缸(13；12；46；45)连接，并且其中该第二收集器容器(9)具有第三气缸组收集容器(9.1)和第四气缸组收集容器(9.2)，其中该第三气缸组收集容器(9.1)可流通地与该第二气缸组(35)的至少一个气缸(14；15；47；48)连接并且该第四气缸组收集容器(9.2)可流通地与该第二气缸组(35)的至少一个另外的气缸(15；14；48；47)连接，其中该分配器管道(3)的流出口(5)相应地具有指派给气缸组收集容器(8.1，8.2，9.1，9.2)的、与气缸组收集容器可流通地连接的流出口开口(5.1，5.2，5.3，5.4)，其中该引导元件(25)被相应地接收在该流出口开口(5.1，5.2，5.3，5.4)处，并且其中该分配器管道(3)的流入口(4)具有第一流入口开口(4.1)和第二流入口开口(4.2)，其中这些流入口开口(4.1，4.2)相应地可流通地与这些第二流出口开口(5.1，5.3；5.2，5.4)连接，并且其中与这些流入口开口(4.1，4.2)中的各一个可流通地连接的这些流出口开口(5.1，5.3；5.2，5.4)彼此间不可流通地形成。
17.根据权利要求14至16之一所述的内燃机，其特征在于，该内燃机(1)以V形发动机或箱式发动机的形式构造。
18.根据权利要求14至17之一所述的内燃机，其特征在于，该压缩装置(33)至少部分地安排在该第一气缸组(34)与该第二气缸组(35)之间。
19.根据权利要求14至17之一所述的内燃机，其特征在于，该内燃机(1)的排气系(21)至少部分地安排在该第一气缸组(34)与该第二气缸组(35)之间。
20.根据权利要求14至19之一所述的内燃机，其特征在于，该增压单元(18)以排气涡轮增压器的形式构造，其中该排气涡轮增压器(18)的压气机(19)安排在该进气区段(2)中，并且该排气涡轮增压器(18)的涡轮机(20)安排在该内燃机(1)的排气系(21)中。
21.根据权利要求14至19之一所述的内燃机，其特征在于，该增压单元(18)具有机械式的压缩机。
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