KR20080000529A

KR20080000529A - 과급식 내연 기관에서 과급 압력 생성의 증대를 위한 방법

Info

Publication number: KR20080000529A
Application number: KR1020070062932A
Authority: KR
Inventors: 라우벤더 요헨
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2008-01-02
Also published as: EP1873372A1; DE102006029370A1

Abstract

본 발명은 내연 기관(82)용 과급 장치(64) 및 내연 기관(82)의 급기 압력 구조의 상승을 위한 방법에 관한 것이다. 과급 장치(64)는 축압기 부분(68) 및 터빈 부분(70)을 포함한다. 과급 장치(64)는 스로틀 장치(90)를 포함하는 내연 기관에 (82)배치되어 있다. 과급 장치(64)의 압축기 부분(68)의 입력측에는 추가의 스로틀 장치(62)가 장착되어있다.

내연 기관, 과급 장치, 스로틀 장치, 압축기 부분, 터빈 부분

Description

과급식 내연 기관에서 과급 압력 생성의 증대를 위한 방법{Method for increasing the charge pressure buildup in a charged combustion engine}

도1은 본 발명에 따라 제안된 배기 가스 터보 과급기의 압축기 부분 이전에 배치된 추가의 스로틀 장치를 갖는 과급 장치.

도2는 압축기 이전에 스로틀 장치의 조합에 의해 진입하고 소기가 이루어지는 개선된 엔진 토크 형성의 개략적인 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

64 : 과급 장치

82 : 내연 기관

68 : 압축기 부분

70 : 터빈 부분

90 : 스로틀 장치

112 : 압축기 진입부

110 : 조절 장치

118 : 차량 패달

62 : 스로틀 장치

112 : 압축기 진입부

116 : 사장량 구간

110 : 조절 장치

예컨대 배기 가스 터빈 충전기와 같은 과급 장치의 출력 한계의 확장은 피벡(Vieweg) 사의 보쉬 차량 기술 핸드북 1999년 23판 445면 내지 446면에 공지된 2단계로 조정되는 과급에 의해 이루어진다. 2단계로 조정되는 과급시 2개의 상이한 크기의 배기 가스 터보 과급기가 직렬로 연결된다. 배기 가스 질량 유동은 우선 배기 가스 수집 도관으로 유동한다. 이곳에서 배기 가스량 유동은 고압 터빈을 통해 팽창된다. 높은 회전수에서 발생하는 경우와 같은 많은 배기 가스량의 경우, 유동 배기 가스량의 일 부분이 바이패스를 통해 고압 터빈 주변으로 안내될 수 있다. 그 다음 총 배기 가스량 유동은 고압 터빈의 하류에 위치된 저압 터빈에서 사용된다. 흡입된 신선한 공기량 유동은 우선 저압 단계에서 압축되고 그 다음 고압 단계에서 계속해서 압축된다. 이상적으로는 신선한 공기량 유동이 저압 단계와 고압 단계 사이에서 중간 냉각되는 것이다.

약 50% 내지 60%의 공칭 회전수에서 배기 가스는 바이패스를 통해 완전히 고압 터빈 주변으로 안내된다. 따라서 동시에 고압 터빈에 의해 작동되는 고압 압축기의 작동이 설정되는데, 상기 고압 압축기는 저압 터빈에 의해 작동되는 저압 압축기와 직렬로 연결된다. 이러한 경우 고압 축압기는, 고압 압축기의 작동시 추진 공기가 과급 공기 도관을 통해 역류하는 것을 방지하기 위해 체크 밸브가 마련된 과급 공기 도관을 통해 선회한다.

과급 장치에서의 2단계식 과급은 통상적으로 직렬 연결된 2개의 배기 가스 터보 과급기에 의해 이루어진다. 상기 과급 장치에 의해 2단계의 이완은 두 개의 배기 가스 터보 과급기의 두 개의 터빈 부분에 의해 이루어지고, 마찬가지로 2단계의 압축이 서로 직렬로 연결된 배기 가스 터보 충전기의 압축기 측에서 이루어진다. 조정되지 않는 2단계식 과급의 단점은 고압 터빈 및 고압 압축기의 순회를 위한 조절 요소에 의해 방지된다.

고압 터빈 이전 배기 가스량 유동의 점진적 제어에 의해 고압 터빈의 출력이 조정된다. 고압 터빈으로부터 유출되는 배기 가스량 유동은, 바이패스 밸브를 통해 흐르고 그 다음 저압 터빈에서 소거되는 배기 가스량 유동의 부분과 혼합된다. 상기 구성의 단점은, 내연 기관의 배출부와 고압 터빈의 출력부 사이에 존재하는 압력차가 바이패스 밸브를 통해 소거되는 경우 작동하지 않는다는 점이다.

이하 설명되는 발명에 의해, 과급된 다기통 내연 기관의 엔진 토크는 전부하 영역에서 낮은 회전수에서 분명하게 증가되고 "터보 랙"은 단축된다. 또한 내연 기관은, 양호하게는 가변 밸브 조정 장치, 스로틀 플랩, 터보 과급기 및 바이패스 밸브(웨이스트 게이트)가 병렬로 터빈 휠과 스로틀 장치를 갖는 매니 폴드에서 압축기 유입부 이전에 결합된다. 추가로 터보 과급기의 고압 부분과 저압 부분 사이에 추진 순환 공기 밸브가 설치되는 경우, 이는 본 발명에서 추가로 포함될 수 있 다. 내연 기관의 내부에는 흡입 밸브만을 위한 가변 밸브 조절 장치, 배출 장치만을 위한 가변 밸브 조절 장치 및 흡입 밸브 및 배출 밸브를 위한 가변 밸브 조절 장치가 대체 가능하게 구비되어 있다. 이상적으로는, 내연 기관은 밸브 개방 시간 외에 밸브 행정 및 밸브의 개방- 및 작동 특성도 제한되지 않고 조절 될 수 있는 완전 가변 밸브 조정 장치를 갖는다. 전술한 내연 기관의 작동 영역에서의 충전 증가를 위해 이하 자세히 설명되는 발명은, 효과적인 방법으로 밸브 시간 변화의 조화, 과급 압력의 조정 및 예컨대 터보 과급기 같은 과급 장치의 압축기 유입부 이전의 스로틀 장치의 의도된 제어를 조합한다. 직접 분사식 내연 기관의 경우 충전 증가를 위해 추가로 실린더에 공급된 신선한 공기의 냉각이 분사된 연료의 증발에 의해 이용된다. 또한 분사된 연료량은 여러 부분에 분배되는데, 즉, 분사 시간의 사전, 중간 또는 사후의 범위 내에서 분배된다. 사전 및 중간 분사량은 형성된 혼합 연료의 양호한 균질화를 이루기 위해 흡입 밸브의 개방과 동시에 중단된다. 사후 분사량의 부분은 내연 기관의 각각의 실린더의 가능한 높은 충전을 위해 흡입 밸브의 차단과 동시에 중단된다. 흡입관 분사식 내연 기관의 경우 개방된 흡입 밸브에서 실린더의 압축 단계에 대해 동기식의 중단된 분사에 의해 냉각이 구현된다. 상기 두 경우에서는 냉각된 실린더 충전으로 인해 내연 기관의 압축비는 상승되고, 허용 가능한 내연 기관의 점화각 영역은 노킹 한계에 더 가깝게 이동된다. 추가적으로 상기 두 경우에서 밸브 오버랩 단계 중 짧은 시간 동안에도 분사될 수 있으므로, 배기 가스 내의 잔여 산소를 갖는 연료는 가열된 매니폴드 관에서 열적으로 반응할 수 있고 높은 배기 가스 엔탈피에 이를 수 있다. 따라서 예컨대 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치의 터빈의 부분 내에서 에너지 이용이 향상되고 과급 장치가 더 빠르게 가속된다. 압축기 유입부 이전의 스로틀 장치는 예컨대 조리개로서, 스로틀 밸브로서, 스로틀 플랩으로서, 센서 플랩으로서 또는 또 다른 스로틀 장치로서 형성될 수 있다. 바람직한 실시예에서 스로틀 장치는, 유입되는 공기 질량에 과급 장치의 압축기 부분을 위해 유리한 유동, 예컨대 사전 와류에 결정적인 영향을 미칠 수 있도록 추가 장치를 갖는다.

바람직하게 추가의 스로틀 장치는 배기 가스 터보 과급기의 압축기 부분의 입력부에 매우 가깝게 배치되어, 스로틀 장치와 바람직하게는 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치의 압축기 유입부 사이에 가능한 작은 사공간이 형성된다. 바람직한 실시예에서 터보 과급기로서 형성된 과급 장치는 추가로 터빈 블레이드의 유동을 의도한대로 변경할 수 있는 가변 터빈 구조(VTG)를 가지므로, 배기 가스 터보 과급기의 터빈 부분에 고효율이 설정된다. 본 발명에 따라 제안된 배기 가스 과급기의 압축기 부분의 제안된 스로틀링에 의해 압축기 유입부 이전에 국부적 저압이 생성되고, 이를 통해 배기 가스 터보 과급기의 압축 부분에 대한 신선한 공기의 용적 유동량이 분명하게 상승된다. 상기 결과로서 구동 장치, 즉 압축 휠, 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치의 연결 축 및 터빈 휠이 압축기 유입부에 스로틀 장치가 없는 시스템에 비해 높은 회전수로 회전하므로써 예컨대 공기 채널에서 동역학적인 변경에 대해 더 빠르게 반응할 수 있다. 압축기 유입부의 스로틀 장치의 의도된 제어를 위해 앞축기 유입부 이전의 스로틀 장치가 이상적으로, 예컨대 전위 차계 경로 센서등과 같은 베어링 표시기를 갖는다. 제어 장치 내의 특수한 조절 알고리즘은 조절 알고리즘을 위해 중요한 입력 변수, 예컨대 과급 압력, 공기 질량 유동, 스로틀 밸브 위치, 내연 기관의 회전수, 내연 기관의 토크 및 그 외 제어 장치의 변수들을 측정 및 검사한다. 이로써 각각의 액츄에이터에 출력되는 필요한 출력 변수가 계산된다. 제안된 본 발명에 따른 해결책은 특히 내연 기관의 정적 작동 및 동역학적 작동에서 개선을 보인다.

내연 기관의 정적 부분 부하 영역에서 밸브 조절부는 흡입측 및/또는 배출측에서, 부하 교체 도중 연소된 잔여 가스에서 가능한 최적의 정화가 이루어지도록 설정된다. 내연 기관 이전에 입력측에 배치된 스로틀 플랩에 의해, 즉, 웨이스트 게이트를 갖는 본 발명에 따라 제안된, 과급 장치의 압축기 유입부 이전에 스로틀 장치에 의해 흡입관 내의 과급 압력은 부하 교체시 스로틀 손실을 최소화하고 구동 장치는 최대 가능한 회전수를 갖도록 설정된다. 과급 장치 압축기 부분의 스로틀링에 의해 정적 작동시 내연 기관의 스로틀 플랩 이전에 급기 압력은 낮아지고 이를 통해 스로틀 플랩은, 내연 기관의 스로틀 플랩 이후의 흡기관 압력 또는 질량 유동의 변경없이 더 개방될 수 있다.

감소된 스로틀 손실에 의해 내연 기관은 정적 작동시 상당히 적은 연료를 소비하고 적은 배기 가스를 배출한다. 과급 장치에 배치된 웨이스트 게이트에 의해 추가로 터빈측에 대한 질량 유동이 제어될 수 있으므로, 내연 기관은 최적의 효율로 작동된다.

예컨대 낮은 회전수로부터의 가속 및 높은 부하 요구의 경우와 같은 동역학적인 작동 및 내연 기관의 전부하 작동시, 밸브 조절은 흡입측 및/또는 배출측에 서, 상기 설명된 바와 같은 동일한 비율로 그리고 부하 교체 중 연소된 잔여 가스의 가능한 최적의 정화가 조정되도록 설정된다. 밸브 개방 시간 및 밸브 폐쇄 시간은 부품 안전 장치의 고려하에, 터보 과급기로서 구성된 과급 장치의 터빈 부분 또는 촉매 컨버터를 손상시킬 수도 있는 예컨대 배기 매니폴드 내의 매우 높은 배기 가스 온도 또는 산소 농도에 의해서도 조절되고, 최대 가능한 실린더 충전이 형성되도록 제어된다. 내연 기관의 동역학적인 작동시 내연 장치 이전의 스로틀 플랩 및 압축기 유입부 이전의 스로틀 장치는 완전히 개방된다. 압축기 이전의 스로틀 장치의 제어는 가장 빠른 가속 특성 및 가장 빠른 과급 압력 형성에 이르는 항상 최고의 효율이 나타나는 방식으로 행해진다.

웨이스트 게이트에 의해, 정적 작동에 비해 상승된 과급 압력이 설정되어, 부하 교체시 상승된 정화율이 나타난다. 따라서 과급 장치의 터빈 부분에 의해 더 높은 배기 가스량 유동이 유동하고, 이를 통해 바람직하게 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치가 더 빠르게 가속될 수 있다. 또한 짧아진 과급 압력 구조를 결과로 얻는다. 웨이스트 게이트의 제어는 동시에 마찬가지로 과급 장치의 터빈 부분에서 최적의 효과가 설정되고 배기 가스 역압이 급기 압력을 초과하지 않는 방식으로 실행된다. 본 발명의 특별한 실시예에서 분사는 여러 단계로 분할된다. 분사된 연료량의 일부분은 배출 밸브의 개방 직전에 분사되어 단시간에 고온이 배기 가스 내에 형성된다. 높은 배기 가스 온도는 바람직하게는 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치의 터빈 부분의 구동 에너지를 상승시키고 과급 장치의 더 높은 가속을 유발한다. 다른 유리한 실시예에서 높은 배기 가스 온도로 늦은 연소를 이루기 위해 상기 조치에 병렬로 또는 추가로 점화 각이 늦은 방향으로 조정될 수 있다. 내연 기관이 새로운 정적 작동 지점에 다다르면, 계속해서 정적 작동을 위해 상기 설명된 조절로 전환된다.

본 발명에 따라 제안된 해결책에 의해 달성될 수 있는 단축된 급기 압력 생성에 의해, 운전자의 희망 회전 토크에 대해 내연 기관의 지연된 반응 작동 특성이 운전 작동 중 감지된다. 본 발명에 따라 제안된 해결책의 사용에 의해 내연 기관의 효율정적 작동 단계 및 동역학적 작동 단계에서도 향상될 수 있다.

도면을 참조로 본 발명은 이하 더 자세히 설명된다.

도1에 따른 도면에서 엔진용 과급 장치가 입력측에서 상류에 장착된 스로틀 장치의 변형예가 도시된다.

도1에서 내연 기관(82)의 흡입관(50)이 추가의 스로틀 장치(62)를 수용하는 것을 알 수 있고, 스로틀 장치는 바람직하게는 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치(64)의 상류에 장착된다. 과급 장치(64)는 압축기 부분(68) 및 예컨대 축(72)에 의해 연결된 터빈 부분(70)을 포함한다. 과급 장치(64)의 터빈 부분(70)에는 웨이스트 게이트(74)가 배치되고, 이는 예컨대 전기적 조절기와 같은 액츄에이터(76)에 의해 작동될 수 있다. 과급 장치(64)의 터빈 부분(70)의 하류에서 내연 기관(82)의 배기 가스 트레인(78)이 연장되어 최소한 하나의 촉매 컨버터(80) 내에 수용된다.

과급 장치(64)의 압축기 부분(68) 내에서 압축된 신선한 공기는 과급 공기 냉각기(88)에 의해 냉각되어 내연 기관으로 유동하고 공기 유동이 스로틀 장치(90)에 의해 조절된다. 내연 기관(88)은 그 흡입측(84)에서 흡입 밸브(92)의 소정의 개수 및 배출 밸브(94)의 소정의 개수를 포함하고, 이 밸브들은 내연 기관(82)의 모든 연소실(96)에 각각 실린더 수에 따라 할당된다. 모든 연소실(96)은 실린더 벽 및 피스톤(98)의 전방 면에 의해 한정되고 점화는 점화 코일(100)에 의해 이루어진다. 도1에 따른 도면은 과급 장치(64)가 외부 점화식 내연 장치(82)를 도시 함에도 불구하고, 자가 점화식 내연 기관에서도 마찬가지로 장착된다.

도1에 도시된 변형 실시예는 추가 스로틀 장치(62)가 압축기 부분(68)의 압축기 유입부(112)에 대해 사공간 거리에 상응하는 간격(116)으로 배치되어 있는 것을 도시한다. 가능한 상기 간격(116)을 적게 유지하도록 시도해야 한다. 도1의 도면에 따른 추가의 스로틀 장치(62)는, 예컨대 조절기(122)에 의해 작동될 수 있고, 이는 예컨대 CAN-버스(120)와 같은 차량의 데이터 버스와 연결되고 데이터 버스를 통해서 작동할 수도 있다. CAN-버스(120)는 차량의 조절 장치(110)와 연결된다. 운전자의 희망 회전 토크는 마찬가지로 차량 데이터 버스(120)를 통해 이미 언급한 조절 장치(110)와 연결된 차량 페달(118)에 의해 내연 기관에 전달된다. 압축기 부분(68)의 압축기 유입부가 도면 부호(112)로 표시되는 반면, 과급기 장치의 압축기 부분(68)의 배출부는 도면 부호(114)로 표시된다. 도1에서 도시된 조절기(122)에 의해 작동 가능한 추가 스로틀 장치(62)는 스로틀 플랩으로서, 센서 랩으로서, 스로틀 밸브 또는 조리개로서 구성될 수 있다. 추가 스로틀 장치(62)에 의해 과급 장치(64)의 공기 유입은 제한될 수 있다. 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치(64)의 스로틀링의 장점은 신선한 공기 유입의 스로틀링에 의해 과급 장치(64)의 압축기 부분(68)이 빨아들인 신선한 공기의 압축을 위해 수행되어야 하는 작동이 분명하게 감소한다는 점이다. 따라서 특히 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치(64)의 작동 휠이 필요한 회전수로 더 빠르게 가속될 수 있다. 이를 통해 더 빠른 과급 압력 생성이 달성될 수 있다.

압축기 유입부(112) 상류에 장착된 추가 스로틀 장치(62)에 의해 달성될 수 있는 다른 장점은, 추가 스로틀 장치(62)의 스로틀링에 의해 압축기 부분(68)의 작동 휠에 대한 용적 유동량이 분명하게 상승되고 따라서 과급 장치(64)의 효과가 증대된다는 점에 있다. 작동점의 효과 증대된 변위가 더 높은 효과에 이르기 위해 추가의 스로틀 장치(62)가 압축기 유입부(112)에 매우 가깝게 배치되야 하고, 즉 도1의 도면에 따른 간격(116)이 최소화된다. 따라서 추가 스로틀 장치(62)와 압축기 유입부(112) 사이에 가능한 작은 사공간이 결과로 나타난다. 낮은 회전수와 높은 부하 요구를 갖는 부분 부하점에서 차량이 가속될 때 조절기(122)에 의해 추가 스로틀 장치(62)는, 과급 장치(64)의 압축기 부분(68)에 가능한 최고 효율이 나타나도록 각각 폐쇄된다. 이를 달성하기 위해, 지금까지 사용된 과급 압력 조정이 간단하게 변경되어 형성되고 사실상 변화없이 다시 사용된다. 이는 단지, 예컨대 과급 장치(64)의 높은 회전수 방지를 위해 고려한 부품 안전 장치에 대한 조치일 뿐이다.

압축기 부분(68)에 유입된 신선한 공기 유동의 스로틀링에 의해 추가 스로틀 장치(62)와 압축기 진입부(112) 사이의 사공간에 국부적 저압이 생성된다. 이를 통해 흡입된 신선한 공기의 밀도는 하강하고 용적 유동량은 상승한다. 이 현상으로 인해 과급 장치(64)의 압축기 부분(68)에 수행되는 작동이 효과적으로 감소하고, 따라서 과급 장치(64)의 터빈 부분(70)의 출력의 더 큰 부분이 회전 에너지로 변환될 수 있다. 이를 통해 바람직하게는 배기 가스 터보 과급기로서 제공된 과급 장치(64)는 확실히 더 빠른 반응이 달성될 수 있다.

바람직하게는 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치(64)의 압축기 부분(68)이 작동점 또는 작동 회전수에 도달하면, 추가의 스로틀 장치(62)는, 바람직하게는 배기 가스 터보 과급기로서 형성된 과급 장치(64)의 압축기 부분(68)의 최적의 효율을 보장하는 소정의 위치로 이동한다. 이러한 점은 가능한데 왜냐하면 예컨대 CAN-버스(120)와 같은 차량 데이터 버스를 통해 마찬가지로 추가의 스로틀 장치(62)의 조절기(122)와 연결된 제어 장치(110) 내에, 운전자에 의해 가속 페달(118)을 이용하여 내연 기관(82)에 전송된 회전 토크 상승 희망이 제시되기 때문이다. 따라서 운전자의 상승된 회전 토크 희망 변환이 가속 페달(118)의 위치 변화에 의해 개시되어 차량 데이터 버스(12) 및 제어 장치(110)를 통해 바람직하게 전기적으로 형성된 조절기(122)의 작동으로 직접 변환될 수 있다. 도1에 도시된 전기적 조절기(122)에 의해 조절된 추가의 스로틀 장치(62)는 스로틀 플랩, 센서 플랩, 스로틀 밸브 형태 뿐만아니라 조리개 형태로도 형성될 수 있다. 추가의 스로틀 장치(62)와 압축기 유입부(112) 사이에 가능한 작은 사공간 구간(116)이 요구된다.

도2에 따른 도면은 압축기 유입부의 상류에 장착된 스로틀 장치 및 소 기(Scavenging)의 조합에 의해 개선된 엔진 토크 구축의 개략적인 도면을 도시한다.

도2에 따른 그래프에서는, 추가의 스로틀 장치(62)의 사용 없이 내연 기관(82)의 제1 토크 생성(130)이 설정되고, 토크 생성의 상승 플랭크가 도면부호 132에 의해 개략적으로 도시되고 있음을 알 수 있다. 제1 반응 시간(t₂) 후에 전부하 토크가 제공된다.

이에 비해, 제2 반응 시간(t₂) 이후에 전부하 토크의 인가를 이끄는, 잔여 가스 최소화(소기)를 통해 전부하 토크의 구조 축에 대한 제1 반응 시간(t₁)의 단축이 달성될 수 있다. 내연 기관(82) 연소실 내부의 잔여 가스 최소화의 고려하에 제2 토크 형성은 급경사의 상승 플랭크(136)를 나타낸다. 토크 형성과 비교해서 토크 상승은 잔여 가스 최소화 및 추가의 스로틀 장치(62) 없이 △P로 도시된 내연 기관(82) 연소실 내부의 연소실 압력 상승에서 기인한다.

내연 기관(82) 토크 형성의 두드러진 개선은 제3 토크 구조(138)에 의해 도시된다. 제3 토크 구조(138)는 압축기 유입부(112) 이전의 추가의 스로틀 장치(62)의 사용에 의해 이룰 수 있고, 추가의 스로틀 장치(62)는 압축기 유입부(112)에 대해 최소 간격, 즉 최소화된 사장 공간 간격(116)으로 배치되어 있다. 추가의 스로틀 장치(62) 및 잔여 가스 최소화는 상응하게 내연 기관(82)에 적응된 밸브 조절 시간에 의해 이행되는 경우, 상승 플랭크(140)가 사실상 잔여 가스 최소량을 갖는 토크 형성(134)의 상승 플랭크(136)에 상응하는 상기 제3 토크 형성에 설정된다. 제3 토크 형성(138)에 의해 주어지고, 내연 기관(82)의 전부하가 도달하는 시간 싸이클은 t₃로 도시되고 이는 반응 시간(t₂)보다 짧다.

도2에 따른 토크 형성(130, 134 또는 138)의 상이한 변형예의 비교에서, 압축기 유입부(112)에 대해 최소의 간격, 즉 최소의 사장 공간 간격(116)으로 상류에 장착된 추가의 스로틀 장치(62)의 조합에 의해 내연 기관(82)에 대한 가장 빠른 토크 형성이 달성될 수 있다. 이 경우 도면 부호(138)에 의해 동일시된 토크 형성에 따라 전부하는 2초 반응보다 작은 반응 지연 후에 제공된다.

본 발명에 따르면, 과급된 다기통 내연 기관의 엔진 토크는 전부하 영역에서 회전수가 낮을때 분명하게 증가되고 터보랙은 단축되는 구성이 제공된다.

Claims

내연 기관(82)을 위한 축압기 부분(68) 및 터빈 부분(70)을 갖는 내연 기관(82)용 과급 장치이며, 내연 기관(82)의 흡입 측에 배치된 스로틀 장치(90)를 갖는 과급 장치(64)에 있어서,

과급 장치(64)의 압축기 부분(68)의 입력측에는 추가의 스로틀 장치(62)가 상류에 장착되는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
제1항에 있어서, 추가의 스로틀 장치(62)는 압축기 부분(68)의 압축기 유입부(112)로부터 압축기 부분(68)과 스로틀 장치(62) 사이의 신선한 공기의 최소 공간을 가능케 하는 간격(116)으로 배치된 것을 특징으로 하는 과급 장치.
제1항에 있어서, 인터페이스를 통해 내연 기관(82)의 제어 장치(110)와 연결되어 있는 조절기(122)가 추가의 스로틀 장치(62)에 배치되는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
제3항에 있어서, 추가의 스로틀 장치(62)가 플랩 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
제1항에 있어서, 추가의 스로틀 장치(62)가 조리개로서 구성되어 내연 기 관(82)의 흡입관(50) 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 추가의 스로틀 장치(62)는 압축기 유입부(112) 이전의 유동에 와류를 형성하는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
압축기 부분(68) 및 터빈 부분(70)을 갖는 내연 기관(82)용 과급 장치(64)의 과급 압력 생성을 상승시키기 위한 방법에 있어서,

추가의 스로틀 장치(62)에 의해, 추가의 스로틀 장치(62)와 압축기 유입부(112) 사이에 존재하는 신선한 공기 용적 내에 국부 저압이 생성되는, 과급 장치의 과급 압력 생성을 상승시키기 위한 방법.
제7항에 있어서, 과급 장치(64)의 압축기 부분(68) 상류에 장착된 스로틀 장치(62)에 의해 압축기 부분(68)에 공급된 용적 유동량이 상승되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 내연 기관(82)의 부분 부하점에서 스로틀 장치(62)는, 압축기 부분(68)에 각각 최적의 효율이 설정되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 운전자의 희망하는 내연 장치(82)의 회전 토크의 도달 후에 차량 페달(118)에 의해 조정 장치(110)에는 스로틀 장치(162)가 압축기 부분(68)의 최적의 효율을 보장하는 위치에 지속적으로 유지되도록 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 잔여 가스 최소화에 의해 부하 변경시 내연 장치(82)의 연소실 내에서 완전 가변식 밸브 제어에 의해 반응 지연 시간(t₂)의 단축이 내연 기관(82)의 전부하 도달시까지 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 압축기 유입부(112) 상류에 장착된 추가의 스로틀 장치(62) 및 잔여 가스 최소화를 통해 최소 반응 시간(t₃) 지연의 최소화가 내연 기관(82)의 전부하 도달시까지 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.