專利名稱:具有多個(gè)并聯(lián)工作的廢氣渦輪增壓器的增壓多汽缸活塞式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及具有多個(gè)并聯(lián)工作的廢氣渦輪增壓器的增壓多缸活塞式內(nèi)燃機(jī)，其中至少有一個(gè)廢氣渦輪增壓器可以關(guān)閉和開動(dòng);活塞式內(nèi)燃機(jī)具有在空載運(yùn)行和部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)中斷若干汽缸燃料供應(yīng)的裝置;由于燃料供應(yīng)中斷而不工作的汽缸隨之拖動(dòng);具有獨(dú)立于其他汽缸的增壓空氣供給的空氣供給裝置。采用了這種裝置，使增壓空氣的供給達(dá)到了與活塞式內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相適應(yīng)的最佳水平。
從德國(guó)專利PS 2838952中已知的活塞式內(nèi)燃機(jī)，每個(gè)汽缸組都配置一個(gè)廢氣渦輪增壓器。為了防止?jié)櫥土魇В趶U氣渦輪增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)件上，裝有所謂的阻隔氣封，它們由活塞式內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣管道供給加壓空氣。在一個(gè)汽缸組不工作時(shí)，其相關(guān)的廢氣渦輪增壓器由于渦輪的廢氣供給被阻隔而停止運(yùn)轉(zhuǎn)。不工作的汽缸作為壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽缸，其氣源既可由固定的增壓空氣壓縮機(jī)供給，也可通過汽缸上的附加吸氣閥直接從周圍吸取。在這種運(yùn)行狀態(tài)下，在不工作的廢氣渦輪增壓器的增壓空氣壓縮機(jī)中和不工作的汽缸的增壓空氣管道中，并不存在正增壓空氣壓力。因此，不存在發(fā)揮阻隔氣封功能作用所必需的過壓力。在廢氣渦輪增壓器暫時(shí)停止運(yùn)行時(shí)，潤(rùn)滑油的供給并未中斷。在沒有阻隔空氣壓力時(shí)，潤(rùn)滑油穿過阻隔氣封外溢。從停止運(yùn)轉(zhuǎn)的廢氣渦輪增壓器的廢氣渦輪和增壓空氣壓縮機(jī)來的漏油積聚成小池在螺旋殼體(Spiralgehaeuse)內(nèi)。廢氣渦輪增壓器開動(dòng)時(shí)，漏油被增壓氣流從增壓空氣壓縮機(jī)的螺旋殼體(Spiralgehaeuse)帶出并帶入增壓空氣集管內(nèi)，導(dǎo)致汽缸內(nèi)危及運(yùn)轉(zhuǎn)的過熱。在廢氣渦輪上冒出的漏油導(dǎo)致焦化和不可控制的廢氣燃燒，使葉輪和排氣系統(tǒng)遭到危及運(yùn)轉(zhuǎn)的損壞。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種活塞式內(nèi)燃機(jī)，它在減小的部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)期間，也在斷開了廢氣渦輪增壓器和在增壓空氣集管中的若干汽缸之后，仍然保持著高于環(huán)境氣壓的壓力。
根據(jù)本發(fā)明的這項(xiàng)任務(wù)，其解決的方法是對(duì)所有并聯(lián)工作的廢氣渦輪增壓器配置一個(gè)公共增壓空氣集管，可開動(dòng)和關(guān)閉的廢氣渦輪增壓器在增壓空氣壓縮機(jī)吸氣側(cè)具有一個(gè)單向閥，不工作的汽缸所屬的增壓空氣管道段通過控制裝置可跟增壓空氣集管隔斷開。為了將空氣供給不工作的汽缸，在所屬增壓空氣管道段上配置吸氣開口。本發(fā)明的其他解決方法為控制裝置和吸氣開口組合構(gòu)成為轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置跟配置在增壓空氣管道段中的安全快速封鎖裝置組合，安全快速封鎖裝置在一組汽缸和廢氣渦輪增壓器不工作的運(yùn)行期間，具有輔助運(yùn)行的可能性。吸氣開口可以控制。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)尤其在于由于不工作的汽缸斷開空氣供應(yīng)，未關(guān)閉的廢氣渦輪增壓器的空氣大量流動(dòng)導(dǎo)致最佳運(yùn)轉(zhuǎn)范圍的運(yùn)行和提高的增壓比，在空載運(yùn)行和部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，在增壓空氣管道系統(tǒng)內(nèi)獲得高于環(huán)境氣壓的增壓氣壓，在有汽缸不工作的運(yùn)行期間，不工作的廢氣渦輪增壓器的增壓空氣壓縮機(jī)由于在吸氣側(cè)配置有封鎖裝置而在增壓空氣管道系統(tǒng)中存在著增壓氣壓因而進(jìn)氣，由于增壓氣壓提高，有足夠的加壓空氣供給兩個(gè)廢氣渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)件上的阻隔氣封，阻止?jié)櫥土魅肼菪龤んw(Spiralgehaeuse)，通過改善未關(guān)閉汽缸的增壓空氣的供應(yīng)改善了活塞式內(nèi)燃機(jī)在空載運(yùn)行和部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行。
本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中描繪并在下文中予以譯細(xì)介紹。

如下圖1具有兩組汽缸和兩個(gè)并聯(lián)工作的廢氣渦輪增壓器的增壓內(nèi)燃機(jī);
圖2-4不工作的汽缸的可阻斷的增壓空氣管道段的多種派生型。
活塞式內(nèi)燃機(jī)由兩組汽缸11和12組成，它們由增壓空氣集管19通過各自的增壓空氣管道段13、14供給預(yù)壓縮的增壓空氣。汽缸組11和12配置有相應(yīng)的廢氣管道段15、16，并端接在廢氣集管34上。增壓空氣由配置在活塞式內(nèi)燃機(jī)上的兩個(gè)并聯(lián)工作的廢氣渦輪增壓器17、18供給，該廢氣渦輪增壓器17、18各自由廢氣渦輪25和26以及增壓空氣壓縮機(jī)24和27組成。
廢氣渦輪增壓器18由一個(gè)配置在廢氣管道39中的可控封鎖裝置30進(jìn)行開關(guān)。在活塞式內(nèi)燃機(jī)減少廢氣供給的工作期間，廢氣渦輪增壓器18不工作，增壓空氣僅靠廢氣渦輪增壓器17供給。為了在廢氣渦輪增壓器18不工作期間使增壓空氣壓縮機(jī)27不漏泄增壓空氣，所以在增壓空氣吸入管道36中配置一個(gè)自動(dòng)關(guān)閉的封鎖裝置37。
廢氣渦輪25、26在進(jìn)口側(cè)通過廢氣管道38、39與廢氣集管34連接，在出口側(cè)與排氣管道31連接。
增壓空氣壓縮機(jī)24、27與增壓空氣吸入管道35和36連接，并且將壓縮增壓空氣通過增壓空氣管道20、21和增壓空氣冷卻器22、23輸入增壓空氣集管19。在用加壓油潤(rùn)滑的兩個(gè)廢氣渦輪增壓器17、18的運(yùn)轉(zhuǎn)件上，各配置有防止?jié)櫥土魇У淖韪魵夥?，其所需加壓空氣由增壓空氣管?0和21通過各自的管道28和29供給。
在空載運(yùn)行和部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，汽缸12通過一個(gè)未作進(jìn)一步描述的中斷燃料供應(yīng)的裝置予以斷開，雖在運(yùn)轉(zhuǎn)但沒有功率輸出。因?yàn)槠?2在不工作時(shí)，閥門控制時(shí)間并未改變，所以在不工作狀態(tài)下，在汽缸12中仍然有空氣進(jìn)出。
在空載運(yùn)行和部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由活塞式內(nèi)燃機(jī)供給的廢氣量很小。即使不工作的汽缸12所需的大量空氣由增壓空氣壓縮機(jī)24滿足供應(yīng)，在廢氣渦流增壓器18不工作情況下，廢氣渦輪增壓器17即使產(chǎn)生高于環(huán)境氣壓的增壓壓力，廢氣的供給量也只能提供小的驅(qū)動(dòng)功率。
在增壓空氣壓力很低或沒有增壓空氣壓力情況下，兩個(gè)廢氣渦輪增壓器17、18的運(yùn)轉(zhuǎn)件上的阻隔氣封不起作用，使?jié)櫥湍軌虼┻^阻隔氣封。
解決的措施是按照?qǐng)D1在增壓空氣集管19和不工作的汽缸12的增壓空氣管道段14之間配置轉(zhuǎn)換裝置32。在汽缸12的燃料供給中斷時(shí)，通過對(duì)轉(zhuǎn)換裝置32的控制，增壓空氣集管19與增壓空氣管道段14之間的連接被切斷。同時(shí)在轉(zhuǎn)換裝置32上設(shè)置有增壓空氣管道段14與跟周圍空間相連的、給不工作的汽缸12供給空氣的吸氣開口33之間的連接。因此工作的廢氣渦輪增壓器17解除了不工作的汽缸12在壓縮機(jī)側(cè)對(duì)空氣的大量需要。但是廢氣渦輪25工作時(shí)有大量氣體流動(dòng)，它是由汽缸12的氣體流動(dòng)和有燃料供應(yīng)的汽缸11的廢氣流動(dòng)匯成的。廢氣渦輪增壓器17的壓縮機(jī)24以在適宜的工作范圍內(nèi)由此產(chǎn)生的提高的驅(qū)動(dòng)功率工作，使增壓空氣管道13、19、20、21中產(chǎn)生高于環(huán)境壓力的增壓空氣壓力。
因此，對(duì)阻隔氣封始終保持著足夠有效的過壓。
在每個(gè)增壓空氣管道段13、14中配置一個(gè)安全快速封鎖裝置40，發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)可使活塞式內(nèi)燃機(jī)迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)換裝置32沿增壓空氣的流向與增壓空氣管道段14中的安全快速封鎖裝置40串接。
根據(jù)圖2，控制裝置43和吸氣開口33設(shè)計(jì)成相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)件。吸氣開口33配置在單向閥44附近，這單向閥被通過控制裝置43的增壓空氣壓力保持關(guān)閉，而在其關(guān)閉時(shí)，汽缸12打開。
根據(jù)圖3，轉(zhuǎn)換裝置32和安全快速封鎖裝置40設(shè)計(jì)成組合裝置。快速封鎖時(shí)，吸氣開口33與增壓空氣管道段14之間的通道被封鎖裝置41關(guān)閉。
根據(jù)圖4的派生型，封鎖增壓空氣管道段14的裝置跟轉(zhuǎn)換裝置42的安全快速封鎖裝置組合。在本實(shí)施例中，要求從吸氣開口33通向增壓空氣管道段14的通道設(shè)計(jì)成由可控裝置45閉鎖。當(dāng)快速封閉裝置動(dòng)作或給汽缸12供應(yīng)燃料時(shí)，吸氣開口33被封閉。
權(quán)利要求
1.具有多個(gè)并聯(lián)工作的廢氣渦輪增壓器的增壓多缸活塞式內(nèi)燃機(jī)，其中至少有一個(gè)廢氣渦輪增壓器可以關(guān)閉和開動(dòng)，該活塞式內(nèi)燃機(jī)具有在空載運(yùn)行和部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)中斷若干汽缸燃料供應(yīng)的裝置而且由于燃料供應(yīng)中斷而不工作的汽缸隨之拖動(dòng)，具有獨(dú)立于其他汽缸的增壓空氣供給的空氣供給裝置，其特征在于對(duì)所有并聯(lián)工作的廢氣渦輪增壓器(17、18)配置一個(gè)公共增壓空氣集管(19)，可開動(dòng)和關(guān)閉的廢氣渦輪增壓器(18)在增壓空氣壓縮機(jī)(27)吸氣側(cè)具有一個(gè)單向閥(37)，不工作的汽缸(12)所屬的增壓空氣管道段(14)通過控制裝置(43)可跟增壓空氣集管(19)隔斷開，在所屬增壓空氣管道段(14)上配置吸氣開口(33)將空氣供給不工作汽缸(12)。
2.按權(quán)利要求
1的增壓活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于可控裝置(43)和吸氣開口(33)組合構(gòu)成轉(zhuǎn)換裝置(32)。
3.按權(quán)利要求
2的增壓活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)換裝置(32)跟配置在增壓空氣管道段(14)中的安全快速封鎖裝置(40)組合。
4.按權(quán)利要求
2的增壓活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于配置在增壓空氣管道段(14)中的安全快速封鎖裝置(42)在一組汽缸和廢氣渦輪增壓器不工作的運(yùn)行期間，具有輔助運(yùn)行的可能性。
5.按權(quán)利要求
4的增壓活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于吸氣開口(33)是可以控制的。
專利摘要
在活塞式內(nèi)燃機(jī)空載或部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)關(guān)閉廢 氣渦輪增壓器18和切斷若干汽缸12的燃料供應(yīng)。 通過不工作汽缸的增壓空氣管道段14中的可控轉(zhuǎn) 換裝置32獲致跟活塞式內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)最佳匹配 的增壓空氣供應(yīng)。在汽缸12燃料供應(yīng)中斷的運(yùn)行 期間，通過轉(zhuǎn)換裝置隔斷增壓空氣集管19到增壓空 氣管道段的通路。同時(shí)打開吸氣開口33到增壓空 氣管道段的通路，以滿足拖動(dòng)汽缸的空氣需求。啟動(dòng) 的廢電渦輪增壓器17工作在有利的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)F02B37/007GK87107024SQ87107024
公開日1988年8月31日 申請(qǐng)日期1987年10月16日
發(fā)明者格奧爾格·魯易斯 申請(qǐng)人:腓特烈港發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪機(jī)聯(lián)合股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan