CN110431293B - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

V型结构方式的内燃机，具有包括四个第一气缸的第一气缸组和包括四个第二气缸的第二气缸组并且具有用于第一气缸组的第一新鲜气体管路和用于第二气缸组的第二新鲜气体管路，并且具有带有第一排气涡轮增压器和第二排气涡轮增压器的排气装置，所述第一排气涡轮增压器具有第一压缩机和带有两个第一废气入口的第一涡轮机，所述第二排气涡轮增压器具有第二压缩机和带有两个第二废气入口的第二涡轮机，其中，第一新鲜气体管路能在新鲜气体的流动方向上在第一压缩机下游引导新鲜气体地与四个第一气缸连接，并且第二新鲜气体管路能在新鲜气体的流动方向上在第二压缩机下游引导新鲜气体地与四个第二气缸连接，其中，一个第一气缸和一个第二气缸能通过排气装置引导废气地与第一个第一废气入口连接，并且一个第一气缸和一个第二气缸能通过排气装置引导废气地与第二个第一废气入口连接，并且一个第一气缸和一个第二气缸能通过排气装置引导废气地与第一个第二废气入口连接，并且一个第一气缸和一个第二气缸能通过排气装置引导废气地与第二个第二废气入口连接，在第一压缩机和四个第一气缸之间在第一新鲜气体管路中设置有唯一一个第三压缩机。通过本发明的方案，在使用一个同时作用到两个排气涡轮增压器上的第三压缩机的情况下通过仅唯一一个第三压缩机节省了成本和结构空间，同时保留了所有优点、例如内燃机的动力性能。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种V型结构方式的内燃机。
背景技术
对于技术环境，例如参考欧洲专利申请EP 1 355 952 A1。由该专利申请已知一种用于内燃机的增压系统，在该内燃机中，在排气涡轮增压器的前面或后面设置有用于主动提高增压压力的电运行的压缩机。用于绕过压缩机的旁通管路可以由旁通盖选择性地打开或关闭。调节器负责：在压缩机关闭时一部分增压空气通过该旁通管路引导并且因此保持压缩机的空转转速，这能够实现压缩机较快的启动。
这种已知的实施方式的缺点是排气歧管布置在内燃机两侧，这需要巨大的结构空间需求。
此外，由德国公开文献DE 10 2004 001 371 A1已知一种具有废气再循环系统的内燃机。该内燃机具有进气管路，该进气管路带有入口侧的进气压缩机和属于废气再循环系统的再循环管路，所述再循环管路借助于接口部而与进气管路连接。设有与进气压缩机串联的并且在接口部上游的附加压缩机，所述附加压缩机的功能对于扩展器运行而言是可逆的。由该公开文献已知的内燃机在热V中具有排气歧管，所述排气歧管相应地节省结构空间。
然而这种已知的实施方式的缺点在于，每个气缸组的进气管路必须由附加压缩机进给压缩空气。这又夺走了巨大的结构空间。
此外，从欧洲专利EP 2 115 284 B1(本发明基于该欧洲专利)中已知一种V型结构方式的八缸内燃机，所述内燃机具有排气装置，所述排气装置具有第一和第二排气涡轮增压器。在此，由成一排并排布置的第一、第二、第三和第四气缸形成第一气缸组，并且由成一排并排布置的第五、第六、第七和第八气缸形成与所述第一气缸组相对置的第二气缸组。内燃机从气缸到气缸具有为90°曲柄角的点火顺序。排气装置具有从气缸到所述两个排气涡轮增压器的第一、第二、第三和第四排气管，其中，给一个排气管分别配置两个气缸和给两个排气管分别配置一个排气涡轮增压器，其中，
——配置给一个排气管的两个气缸具有为360°曲柄角的点火间隔，和
——配置给一个排气涡轮增压器的第一和第二排气管具有彼此偏移了180°曲柄角的点火顺序。
发明内容
尽管该现有技术没有直接的缺点，但本发明的目的是，在包装需求最小并且成本最低的情况下再次显著地改善增压器组件(响应)的响应性能。
该目的通过如下所述的特征实现。
通过根据本发明的方案，增压器组件的响应以有利的方式明显提高，其中，仅需要唯一一个另外的压缩机。这节省了成本并且节省了巨大的包装需求。
在从属权利要求中描述了本发明的有利的进一步改进方案。
根据一种优选的方案，所述第三压缩机具有旁路。由此，第三压缩机在内燃机高负载和高转速的情况下可以被绕过，以避免压力损失。
根据一种进一步优选的方案，在所述旁路中设置有节流元件。由此，空气质量流可以由第三压缩机和旁路开环控制或闭环控制。
根据一种优选的方案，在所述第一新鲜气体管路中在第三压缩机和四个第一气缸之间设置有第一增压空气冷却器。根据又一种优选的方案，在所述第二新鲜气体管路中在第二压缩机和四个第二气缸之间设置有第二增压空气冷却器。利用这两种方案，可以实现气缸的明显更高的充气系数，这对内燃机的功率有积极影响。
根据一种优选的方案，在所述第一新鲜气体管路中在第一增压空气冷却器和四个第一气缸之间设置有第一止回阀。根据又一种优选的方案，在所述第二新鲜气体管路中在第二增压空气冷却器和四个第二气缸之间设置有第二止回阀。利用这两种方案，防止了由换气引起的新鲜空气回流。
优选地，根据一种方案，第三压缩机能被电力地和/或机械地驱动。特别优选地，第三压缩机是能用48V电压运行的电压缩机。
附图说明
下面参考两个附图中的实施例详细地说明本发明。
图1示意性地示出了根据本发明的V型结构方式的八缸内燃机。
图2示出了相关的排气歧管。
具体实施方式
下面，相同的附图标记适用于两个图中的相同的结构元件。
图1示意性地示出了根据本发明的V型结构方式的八缸内燃机1。内燃机1具有一个包括四个第一气缸3的第一气缸组2和一个包括四个第二气缸5的第二气缸组4。根据现有技术，第一气缸组2和第二气缸组4相对置。
此外，为第一气缸组2设有第一新鲜气体管路6并且为第二气缸组4设有第二新鲜气体管路7。第一新鲜气体管路6经由第一进气消声器23由第一排气涡轮增压器9的第一压缩机9'供应新鲜空气。新鲜空气的流入方向用箭头表示。此外，第二新鲜空气管路7经由第二进气消声器24由第二排气涡轮增压器11的第二压缩机11'供应新鲜气体。新鲜空气的流入方向也用箭头表示。
第一新鲜气体管路6通入第一空气收集器21中，新鲜空气被从所述第一空气收集器输送给四个第一气缸3。第二新鲜气体管路7通入第二空气收集器22中，从所述第二空气收集器给四个第二气缸5提供新鲜气体。
此外，内燃机1具有排气装置8，所述排气装置具有第一排气涡轮增压器9和第二排气涡轮增压器11，所述第一排气涡轮增压器具有第一压缩机9'和带有两个第一废气入口10的第一涡轮机9”，所述第二排气涡轮增压器具有第二压缩机11'和带有另外两个第二废气入口12的第二涡轮机11”。
第一新鲜气体管路6能在新鲜气体的流动方向上在第一压缩机9'下游引导新鲜气体地与四个第一气缸3连接，其中，新鲜气体连接通过气体交换阀实现。第二新鲜气体管路7能在新鲜气体的流动方向上在第二压缩机11'下游也引导新鲜气体地与四个第二气缸5连接，这也通过气体交换阀实现。
此外，第一个第一气缸3和第二个第一气缸3能够通过排气装置8引导废气地与第一个第一废气入口10连接，并且第一个第二气缸5和第二个第二气缸5能够通过排气装置8引导废气地与第二个第一废气入口10连接，并且第三个第一气缸3和第四个第一气缸3能够通过排气装置8引导废气地与第一个第二废气入口12连接，并且第三个第二气缸5和第四个第二气缸5能够通过排气装置8引导废气地与第二个第二废气入口12连接。这里描述的排气歧管是所谓的跨组的歧管。这意味着，每个排气涡轮增压器可以由每个气缸组进给废气。从涡轮机9、11流出的废气通过两个箭头表示。
根据本发明，在第一压缩机9'和四个第一气缸3与第一新鲜气体管路6之间设有用于第一气缸组2的唯一一个第三压缩机13。
通过根据本发明的方案，能够省去第二个第三压缩机，因为通过跨组的歧管，第一和第二排气涡轮增压器9、11的两个涡轮机9”、11”仅仅由第一气缸组2进给废气。通过这个措施，内燃机1的响应显著改善，其中，同时在包装优势明显的同时可以节省第二个第三压缩机的成本。
特别优选地，第三压缩机13具有旁路14，在所述旁路中设置有节流元件15、例如节流阀。通过这种方案，可以绕过第三压缩机13，从而该第三压缩机在内燃机高转速和高负载的情况下不构成额外的流动阻力。
此外，在第一新鲜气体管路6中在第三压缩机13和四个第一气缸3之间设置有第一增压空气冷却器16并且在第二新鲜气体管路7中在第二压缩机11'和四个第二气缸5之间设置有第二增压空气冷却器17。通过这种措施，压缩的热新鲜空气被冷却下来，这导致气缸3、5的明显更高的充气系数，以获得更大的功率和扭矩。
此外，在本实施例中在第一新鲜气体管路6中在第一增压空气冷却器16和四个第一气缸3之间设置有第一止回阀18并且在第二新鲜气体管路7中在第二增压空气冷却器17和四个第二气缸5之间设置有第二止回阀19。由此防止了由换气引起的新鲜气体回流到第一新鲜气体管路6和第二新鲜气体管路7中。
在本实施例中，第三压缩机13由电动机25用电驱动，所述电动机优选用48V的电压运行，但是例如12V的电压也是可能的。在另一个实施例中，第三压缩机13的驱动也可以以机械或机电方式实现。
在第一增压空气冷却器16和第一止回阀18之间，在第一新鲜气体管路6中设置有温度和/或压力传感器20。在第一压缩机9'和第三压缩机13之间，或者在第二压缩机11'和第二增压空气冷却器17之间，以及在第二增压空气冷却器17和第二止回阀19之间，分别在新鲜气体管路6、7中设置有一个另外的温度和/或压力传感器20。
根据V8内燃机的气缸的一般编号，第一气缸组2具有气缸1至4，第二气缸组4具有气缸5至8。在本实施例中，从气缸到气缸存在点火顺序：1、5、4、8、6、3、7、2。
对于具有八个气缸和上述点火顺序的V型结构方式的根据本发明的内燃机1，图2示出了排气装置8的跨组的歧管。对应于歧管的气缸编号为1至8，可清楚地看见用于各一个排气涡轮增压器9、11的两个第一废气入口10和两个第二废气入口12。
由于根据本发明的方案，根据本发明的内燃机1的增压在具有跨组的歧管的V8内燃机中能够用唯一一个E压缩机(电压缩机)、第三压缩机13实现，因为两个气缸组2、4被同时“提高”。
附图标记列表
1. 内燃机
2. 第一气缸组
3. 第一气缸
4. 第二气缸组
5. 第二气缸
6. 第一新鲜气体管路
7. 第二新鲜气体管路
8. 排气装置
9. 第一排气涡轮增压器
9' 第一压缩机
9” 第一涡轮机
10. 第一废气入口
11. 第二排气涡轮增压器
11' 第二压缩机
11” 第二涡轮机
12. 第二废气入口
13. 第三压缩机
14. 旁路
15. 节流元件
16. 第一增压空气冷却器
17. 第二增压空气冷却器
18. 第一止回阀
19. 第二止回阀
20. 温度和/或压力传感器
21. 第一空气收集器
22. 第二空气收集器
23. 第一进气消音器
24. 第二进气消音器
25. 电动机

Claims (10)

1.V型结构方式的内燃机(1)，其具有包括四个第一气缸(3)的第一气缸组(2)和包括四个第二气缸(5)的第二气缸组(4)，并且具有用于第一气缸组(2)的第一新鲜气体管路(6)和用于第二气缸组(4)的第二新鲜气体管路(7)，并且具有带有第一排气涡轮增压器(9)和第二排气涡轮增压器(11)的排气装置(8)，所述第一排气涡轮增压器具有在第一新鲜气体管路(6)中的第一压缩机(9')和带有两个第一废气入口(10)的第一涡轮机(9”)，所述第二排气涡轮增压器具有在第二新鲜气体管路(7)中的第二压缩机(11')和带有两个第二废气入口(12)的第二涡轮机(11”)，其中，第一新鲜气体管路(6)能在新鲜气体的流动方向上在第一压缩机(9')下游引导新鲜气体地仅与四个第一气缸(3)连接，并且第二新鲜气体管路(7)能在新鲜气体的流动方向上在第二压缩机(11')下游引导新鲜气体地仅与四个第二气缸(5)连接，其中，所述四个第一气缸之中的第一个第一气缸(3)和第二个第一气缸(3)能通过排气装置(8)引导废气地与第一个第一废气入口(10)连接，并且所述四个第二气缸之中的第一个第二气缸(5)和第二个第二气缸(5)能通过排气装置(8)引导废气地与第二个第一废气入口(10)连接，并且所述四个第一气缸之中的第三个第一气缸(3)和第四个第一气缸(3)能通过排气装置(8)引导废气地与第一个第二废气入口(12)连接，并且所述四个第二气缸之中的第三个第二气缸(5)和第四个第二气缸(5)能通过排气装置(8)引导废气地与第二个第二废气入口(12)连接，其特征在于，
在第一压缩机(9')和四个第一气缸(3)之间在第一新鲜气体管路(6)中设置有唯一一个第三压缩机(13)。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述第三压缩机(13)具有旁路(14)。
3.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，在所述旁路(14)中设置有节流元件(15)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其特征在于，在所述第一新鲜气体管路(6)中在第三压缩机(13)和四个第一气缸(3)之间设置有第一增压空气冷却器(16)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其特征在于，在所述第二新鲜气体管路(7)中在第二压缩机(11')和四个第二气缸(5)之间设置有第二增压空气冷却器(17)。
6.根据权利要求4所述的内燃机，其特征在于，在所述第一新鲜气体管路(6)中在第一增压空气冷却器(16)和四个第一气缸(3)之间设置有第一止回阀(18)。
7.根据权利要求4所述的内燃机，其特征在于，在所述第二新鲜气体管路(7)中在第二增压空气冷却器(17)和四个第二气缸(5)之间设置有第二止回阀(19)。
8.根据权利要求5所述的内燃机，其特征在于，在所述第一新鲜气体管路(6)中在第一增压空气冷却器(16)和四个第一气缸(3)之间设置有第一止回阀(18)。
9.根据权利要求5所述的内燃机，其特征在于，在所述第二新鲜气体管路(7)中在第二增压空气冷却器(17)和四个第二气缸(5)之间设置有第二止回阀(19)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述第三压缩机(13)能被电力地和/或机械地驱动。
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