RU151787U1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU151787U1 RU151787U1 RU2014118630/06U RU2014118630U RU151787U1 RU 151787 U1 RU151787 U1 RU 151787U1 RU 2014118630/06 U RU2014118630/06 U RU 2014118630/06U RU 2014118630 U RU2014118630 U RU 2014118630U RU 151787 U1 RU151787 U1 RU 151787U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinders
- exhaust
- cylinder
- turbine
- impeller
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
- F02B37/025—Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/06—Cutting-out cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
1. Двигатель (13) внутреннего сгорания с искровым зажиганием, наддувом и по крайней мере двумя цилиндрами (1, 2, 3, 4), каждый из которых имеет по крайней мере одно выпускное отверстие с присоединенной выпускной линией (7а, 7b) для отвода выхлопных газов через систему (8) отвода выхлопных газов, и по крайней мере одно впускное отверстие с присоединенной впускной линией (5а, 5b) для подачи наддувочного воздуха через впускную систему (6), причем по крайней мере два цилиндра (1, 2, 3, 4) образуют по крайней мере две группы в каждом случае с по крайней мере одним другим цилиндром, где по крайней мере один цилиндр (1, 4) первой группы продолжает работу даже при частичном отключении двигателя (13), а по крайней мере один цилиндр (2, 3) второй группы является переключаемым в зависимости от нагрузки; при этом предусмотрен по крайней мере один турбокомпрессор (12), работающий на выхлопных газах, который содержит турбину (12а), расположенную в системе (8) отвода выхлопных газов и компрессор (12b), расположенный в впускной системе (6), отличающийся тем, что выпускные линии (7а, 7b) цилиндров (1, 2, 3, 4) каждой группы цилиндров объединяются в каждом случае в общую выпускную линию (7А, 7В), образуя выпускной коллектор, при этом обе общих выпускных линии (7А, 7В) соединены с двухпоточной турбиной (12а), имеющей по крайней мере одно рабочее колесо (11), расположенное на вращающемся валу (11а) в корпусе (10) турбины, таким образом, что каждая общая выпускная линия (7а, 7b) соединена с одним из двух впускных отверстий турбины (12а), причем к каждому впускному отверстию проходит потоковый канал (14А, 14В) турбины (12а), а также предусмотрен первый запорный элемент (9), выполненный с возможностью п1. An internal combustion engine (13) with spark ignition, supercharging and at least two cylinders (1, 2, 3, 4), each of which has at least one outlet with an attached outlet line (7a, 7b) for tapping exhaust gases through the exhaust system (8), and at least one intake port with an attached intake line (5a, 5b) for supplying charge air through the intake system (6), with at least two cylinders (1, 2, 3 , 4) form at least two groups in each case with at least one other cylinder, where at least one cylinder (1, 4) of the first group continues to work even with partial engine shutdown (13), and at least one cylinder (2, 3) the second group is switchable depending on the load; at the same time, at least one turbocharger (12) is provided, operating on exhaust gases, which contains a turbine (12a) located in the exhaust system (8) and a compressor (12b) located in the intake system (6), characterized in that that the exhaust lines (7a, 7b) of the cylinders (1, 2, 3, 4) of each group of cylinders are combined in each case into a common exhaust line (7A, 7B), forming an exhaust manifold, while both common exhaust lines (7A, 7B) connected to a double-flow turbine (12a) having at least one impeller (11) located on a rotating shaft (11a) in the turbine housing (10), so that each common outlet line (7a, 7b) is connected to one of two inlets of the turbine (12a), and to each inlet there is a flow channel (14A, 14B) of the turbine (12a), and a first locking element (9) is provided, configured to
Description
Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.
Полезная модель относится к двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом.The utility model relates to an internal combustion engine with spark ignition and supercharging.
Уровень техникиState of the art
Двигатель внутреннего сгорания используют в качестве привода для автомобильных транспортных средств. В рамках настоящего описания термин «двигатель внутреннего сгорания» объединяет в себе дизельные, бензиновые, а также гибридные двигатели, работающие с использованием гибридного способа зажигания, и гибридные приводы, имеющие кроме двигателя внутреннего сгорания включаемую электроустановку, которая забирает мощность от двигателя или отдает ее при работе в качестве включаемого вспомогательного привода.An internal combustion engine is used as a drive for automobile vehicles. In the framework of the present description, the term "internal combustion engine" combines diesel, gasoline, and hybrid engines using the hybrid ignition method, and hybrid drives, which, in addition to the internal combustion engine, include an electrical installation that takes power from the engine or gives it away work as an included auxiliary drive.
При проектировании двигателя внутреннего сгорания принципиальная цель заключается в сокращении расхода топлива, при этом главной задачей является повышение общего коэффициента полезного действия.When designing an internal combustion engine, the principal goal is to reduce fuel consumption, while the main task is to increase the overall efficiency.
Проблема обеспечения низкого расхода топлива и, таким образом, высокого КПД особенно остро ощущается при использовании бензиновых двигателей с циклом Отто, т.е. двигателей с искровым зажиганием. Данная проблема обусловлена принципом работы такого двигателя. Управление нагрузкой осуществляется, как правило, с помощью расположенного во впускной системе дроссельного клапана. Перемещая дроссельный клапан, можно регулировать величину давления всасываемого воздуха ниже по потоку от дроссельного клапана. Чем меньше степень открытия дроссельного клапана, т.е. чем больше он блокирует поток во впускной системе, тем больше потеря давления всасываемого воздуха при прохождении через дроссельный клапан, и тем ниже давление всасываемого воздуха ниже по потоку от дроссельного клапана и выше по потоку от впуска в по крайней мере два цилиндра, т.е. камеры сгорания. Таким образом, при постоянном объеме камеры сгорания с помощью давления всасываемого воздуха можно регулировать массовый расход воздуха, т.е. количество смеси. Это также объясняет, почему количественное регулирование оказывается невыгодным именно при частичной нагрузке: малые нагрузки требуют сильного дросселирования и снижения давления во впускной системе, вследствие чего при уменьшении нагрузки и увеличении дросселирования возрастают потери при замене рабочей смеси.The problem of providing low fuel consumption and, thus, high efficiency is especially acute when using gasoline engines with an Otto cycle, i.e. spark ignition engines. This problem is due to the principle of operation of such an engine. As a rule, load control is carried out using a throttle valve located in the intake system. By moving the throttle valve, you can adjust the intake air pressure downstream of the throttle valve. The lower the degree of opening of the throttle valve, i.e. the more it blocks the flow in the intake system, the greater the loss in pressure of the intake air when passing through the throttle valve, and the lower the pressure of the intake air downstream of the throttle valve and upstream from the inlet to at least two cylinders, i.e. combustion chambers. Thus, with a constant volume of the combustion chamber, the mass air flow, i.e. amount of mixture. This also explains why quantitative control turns out to be unprofitable precisely at a partial load: light loads require strong throttling and pressure reduction in the intake system, as a result of which, when the load is reduced and the throttling increases, the losses when changing the working mixture increase.
Для снижения таких потерь были разработаны различные стратегии снижения степени дросселирования бензинового двигателя с циклом Отто.To reduce such losses, various strategies have been developed to reduce the throttle rate of the gasoline engine with the Otto cycle.
Один из способов снижения степени дросселирования бензинового двигателя может заключаться, например, использовании бензинового двигателя с непосредственным впрыском. Прямой впрыск топлива является подходящим средством для реализации ступенчатой загрузки камеры сгорания. Непосредственный впрыск топлива в камеры сгорания позволяет в определенных границах осуществлять качественное регулирование смеси в бензиновом двигателе. Образование смеси осуществляется путем прямого впрыска топлива в воздух, находящийся в цилиндрах, а не путем внешнего смесеобразования, при котором топливо в системе впуска подается во всасываемый воздух.One way to reduce the throttle rate of a gasoline engine can be, for example, using a direct injection gasoline engine. Direct fuel injection is a suitable means for implementing stepwise loading of the combustion chamber. Direct injection of fuel into the combustion chambers allows within certain limits to carry out high-quality regulation of the mixture in a gasoline engine. The formation of the mixture is carried out by direct injection of fuel into the air in the cylinders, and not by external mixture formation, in which the fuel in the intake system is fed into the intake air.
Другая возможность оптимизации процесса горения в бензиновом двигателе заключается в использовании по крайней мере частично регулируемого клапанного механизма. В отличие от традиционных клапанных механизмов, в которых ход клапанов и фазы газораспределения являются постоянными, данные параметры, влияющие на процесс горения и расход топлива, могут в той или иной степени изменяться с помощью клапанных механизмов. В тех случаях, когда время закрытия впускного клапана и ход впускного клапана могут варьироваться, только за счет этого возможно управление без дросселирования и, таким образом, без потерь нагрузки. Попадающая во время впуска в камеру сгорания смесь или наддувочный воздух управляется не с помощью дроссельного клапана, а с помощью хода впускного клапана и его время открывания. Однако регулируемые клапанные приводы требуют очень больших затрат, и поэтому редко используются в серийном производстве.Another possibility of optimizing the combustion process in a gasoline engine is to use at least a partially adjustable valve mechanism. Unlike traditional valve mechanisms, in which the valve stroke and valve timing are constant, these parameters affecting the combustion process and fuel consumption can be varied to one degree or another using valve mechanisms. In cases where the closing time of the intake valve and the stroke of the intake valve can vary, it is only due to this that it is possible to control without throttling and, thus, without load loss. The mixture or charge air entering the combustion chamber during the inlet is not controlled by the throttle valve, but by the stroke of the inlet valve and its opening time. However, variable valve actuators are very expensive and therefore rarely used in mass production.
Другим способом снижения степени дросселирования бензинового двигателя является отключение цилиндра, т.е. отключение отдельных цилиндров в определенных диапазонах нагрузки. КПД бензинового двигателя в режиме частичных нагрузок может улучшаться (т.е. повышаться) с помощью такого частичного отключения, поскольку отключение одного цилиндра многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания при постоянной мощности двигателя повышает нагрузку на остальные работающие цилиндры. Поэтому дроссельный клапан может или должен открываться для подачи нужного количества воздуха в эти цилиндры, в результате чего достигается снижение степени дросселирования двигателя. Находящиеся в постоянной эксплуатации цилиндры работают при частичном отключении в режиме повышенных нагрузок, в котором удельный расход топлива ниже. Диапазон нагрузок смещается в сторону более высоких значений.Another way to reduce the throttle rate of a gasoline engine is to turn off the cylinder, i.e. shutdown of individual cylinders in certain load ranges. The efficiency of a gasoline engine in partial load mode can be improved (i.e. increased) by such a partial shutdown, since shutting down one cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine with constant engine power increases the load on the remaining working cylinders. Therefore, the throttle valve may or must open to supply the right amount of air to these cylinders, resulting in a reduction in the throttle rate of the engine. The cylinders that are in constant operation operate during partial shutdown in the high-load mode, in which the specific fuel consumption is lower. The load range shifts toward higher values.
При этом из-за больших объемов подаваемого воздуха или воздушной смеси цилиндры, работающие в режиме с частичным отключением, обладают улучшенным смесеобразованием.Moreover, due to the large volumes of the supplied air or air mixture, the cylinders operating in the partial shutdown mode have improved mixture formation.
Другие преимущества с точки зрения КПД заключаются в том, что отключенный цилиндр из-за отсутствия горения не создает потерь тепла путем теплопередачи от газообразных продуктов сгорания стенкам камеры сгорания.Other advantages in terms of efficiency are that a disabled cylinder due to lack of combustion does not create heat loss by heat transfer from the gaseous products of combustion to the walls of the combustion chamber.
Согласно предложенному решению, двигатель внутреннего сгорания имеет искровое зажигание и подходит для частичного отключения, т.е. является двигателем внутреннего сгорания с по крайней мере одним отключаемым цилиндром.According to the proposed solution, the internal combustion engine has spark ignition and is suitable for partial shutdown, i.e. is an internal combustion engine with at least one switch-off cylinder.
В качестве ближайшего аналога полезной модели может быть выбрана, например, конструкция двигателя внутреннего сгорания, описанная в публикации патентной заявки DE 102007018775 (А1) от 23.10.2008.As the closest analogue of the utility model, for example, the design of an internal combustion engine described in the publication of patent application DE 102007018775 (A1) of 10.23.2008 can be selected.
Известные из уровня техники многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания с частичным отключением и способы их эксплуатации обладают выраженным потенциалом усовершенствования, который будет кратко пояснен ниже.Known from the prior art, multi-cylinder internal combustion engines with partial shutdown and methods for their operation have a pronounced improvement potential, which will be briefly explained below.
Если при частичном отключении прерывается подача топлива к отключаемому цилиндру или деактивируется принудительное зажигание, то отключенные цилиндры продолжают участвовать в смене заряда, если не будет или не может быть деактивирован относящийся к данным цилиндрам клапанный механизм. Создаваемые при этом отключенными цилиндрами насосные потери снижают эффективность частичного отключения с точки зрения расхода топлива и КПД и ухудшают данные показатели, вследствие чего предпочтительность частичного отключения, по крайней мере частично, утрачивается, т.е. в результате этого частичное отключение фактически дает значительно меньшие преимущества.If, during a partial shutdown, the fuel supply to the cylinder to be switched off is interrupted or forced ignition is deactivated, then the disconnected cylinders continue to participate in a charge change if the valve mechanism related to these cylinders is not or cannot be deactivated. The pump losses created in this case by disabled cylinders reduce the efficiency of partial shutdown in terms of fuel consumption and efficiency and worsen these indicators, as a result of which the preference for partial shutdown is at least partially lost, i.e. as a result of this, partial shutdown actually gives significantly less benefits.
На практике нет необходимости в устранении описанных выше отрицательных эффектов с помощью установки переключаемых клапанных механизмов, поскольку переключаемые клапанные механизмы, например, регулируемые, требуют очень больших затрат и не подходят для серийного производства.In practice, there is no need to eliminate the negative effects described above by installing switchable valve mechanisms, since switchable valve mechanisms, for example, adjustable, are very expensive and not suitable for mass production.
Кроме того, переключаемые клапанные механизмы в двигателе внутреннего сгорания с турбонаддувом привели бы к дополнительным проблемам, поскольку турбина турбокомпрессора рассчитана на определенное количество выхлопных газов и, вместе с этим, на определенное количество цилиндров. При деактивации клапанного механизма отключенного цилиндра сокращается суммарный массовый расход цилиндрами двигателя из-за отсутствия массового расхода в отключенных цилиндрах. Поток выхлопных газов, поступающих через турбину, уменьшается, и вместе с ним снижается перепад давлений на турбине. Это приводит к тому, что степень наддува также понижается, т.е. уменьшается давление наддува, при этом на другие работающие цилиндры подается или может подаваться только малое количество свежего или наддувочного воздуха. Слабый поток наддувочного воздуха может также привести к возникновению помпажа при работе компрессора.In addition, switchable valve mechanisms in a turbocharged internal combustion engine would lead to additional problems, since the turbocharger turbine is designed for a certain amount of exhaust gas and, along with this, for a certain number of cylinders. When the valve mechanism of a disabled cylinder is deactivated, the total mass flow rate of the engine cylinders is reduced due to the lack of mass flow rate in the disabled cylinders. The flow of exhaust gases flowing through the turbine is reduced, and with it the pressure drop across the turbine is reduced. This leads to the fact that the degree of boost is also reduced, i.e. boost pressure decreases, while other working cylinders are supplied or can be supplied only a small amount of fresh or boost air. A weak flow of charge air can also cause surging during compressor operation.
Вышеописанные эффекты приводят к ограничению применимости частичного отключения, в частности, к ограничению диапазона нагрузок, при которых можно использовать частичное отключение. Уменьшенный объем наддувочного воздуха, подаваемый при частичном отключении в работающие цилиндры, также снижает эффективность или качество сгорания и негативно влияет на расход топлива и вредные выбросы.The effects described above limit the applicability of partial disconnection, in particular, limit the range of loads at which partial disconnection can be used. The reduced volume of charge air supplied during partial shutdown to the working cylinders also reduces the efficiency or quality of combustion and negatively affects fuel consumption and harmful emissions.
Давление наддува при частичном отключении, подаваемое в работающие цилиндры, и, таким образом, количество наддувочного воздуха можно, например, повысить с помощью уменьшения поперечного сечения турбины и одновременного удаления выхлопных газов, вследствие чего также может быть расширен диапазон нагрузок, играющий важную роль с точки зрения частичного отключения. Недостаток данного принципа заключается в том, что при работе всех цилиндров наддув будет недостаточным.Partial shutdown boost pressure supplied to the working cylinders and thus the charge air quantity can, for example, be increased by reducing the turbine cross-section and at the same time removing exhaust gases, as a result of which the load range, which plays an important role from the point of view, can also be expanded partial shutdown view. The disadvantage of this principle is that during operation of all cylinders the boost will be insufficient.
Давление наддува при частичном отключении, подаваемое в работающие цилиндры, и, таким образом, количество наддувочного воздуха можно также повысить с помощью использования турбины с переменной геометрией, позволяющей адаптировать действующее поперечное сечение турбины к текущему потоку выхлопных газов. Однако при этом повышается противодавление в системе отвода выхлопных газов выше по потоку от турбины, что также приводит к более высоким насосным потерям в работающих цилиндрах.Partial shutdown boost pressure supplied to the working cylinders, and thus the amount of charge air, can also be increased by using a turbine with a variable geometry, which allows the effective cross-section of the turbine to be adapted to the current exhaust stream. However, this increases the back pressure in the exhaust system upstream of the turbine, which also leads to higher pump losses in the working cylinders.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Техническим результатом полезной модели является обеспечение преимущества с точки зрения частичного отключения и выполнения наддува, заключающегося в увеличении крутящего момента при малых оборотах и при малых мощностях.The technical result of the utility model is to provide advantages in terms of partial shutdown and boost performance, which consists in increasing torque at low revs and at low powers.
Данный эффект достигается с помощью двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, наддувом и по крайней мере двумя цилиндрами (1, 2, 3, 4), каждый из которых имеет по крайней мере одно выпускное отверстие с присоединенной выпускной линией (7а, 7b) для отвода выхлопных газов через систему (8) отвода выхлопных газов, и по крайней мере одно впускное отверстие с присоединенной впускной линией (5а, 5b) для подачи наддувочного воздуха через впускную систему (6), причем по крайней мере два цилиндра (1, 2, 3, 4) образуют по крайней мере две группы в каждом случае с по крайней мере одним другим цилиндром, где по крайней мере один цилиндр (1, 4) первой группы продолжает работу даже при частичном отключении двигателя (13), а по крайней мере один цилиндр (2, 3) второй группы является переключаемым в зависимости от нагрузки. При этом предусмотрен по крайней мере один турбокомпрессор (12), работающий на выхлопных газах, который содержит турбину (12а), расположенную в системе (8) отвода выхлопных газов и компрессор (12b), расположенный в впускной системе (6). Конструкция отличается тем, что выпускные линии (7а, 7b) цилиндров (1, 2, 3, 4) каждой группы цилиндров объединяются в каждом случае в общую выпускную линию (7А, 7 В), образуя выпускной коллектор, при этом обе общих выпускных линии (7А, 7В) соединены с двухпоточной турбиной (12а), имеющей по крайней мере одно рабочее колесо (11), расположенное на вращающемся валу (Па) в корпусе (10) турбины, таким образом, что каждая общая выпускная линия (7а, 7b) соединена с одним из двух впускных отверстий турбины (12а), причем к каждому впускному отверстию проходит потоковый канал (14А, 14В) турбины (12а). Также предусмотрен первый запорный элемент (9), выполненный с возможностью перекрывать в первом рабочем положении второй потоковый канал (14В), относящийся ко второй группе цилиндров, и отделять его от по крайней мере одного рабочего колеса (11), а во втором рабочем положении открывать второй потоковый канал (14 В) и соединять его с по крайней мере одним рабочим колесом (11).This effect is achieved using an internal combustion engine with spark ignition, pressurization and at least two cylinders (1, 2, 3, 4), each of which has at least one exhaust outlet with an attached exhaust line (7a, 7b) for exhaust exhaust gases through the exhaust system (8), and at least one inlet with an inlet line (5a, 5b) for supplying charge air through the inlet system (6), with at least two cylinders (1, 2, 3 4) form at least two groups in each a ray with at least one other cylinder, where at least one cylinder (1, 4) of the first group continues to operate even when the engine is partially switched off (13), and at least one cylinder (2, 3) of the second group is switchable depending from load. At the same time, at least one exhaust gas turbocharger (12) is provided, which comprises a turbine (12a) located in the exhaust system (8) and a compressor (12b) located in the intake system (6). The design is characterized in that the exhaust lines (7a, 7b) of the cylinders (1, 2, 3, 4) of each group of cylinders are combined in each case into a common exhaust line (7A, 7 B), forming an exhaust manifold, with both common exhaust lines (7A, 7B) are connected to a dual-flow turbine (12a) having at least one impeller (11) located on a rotating shaft (Pa) in the turbine housing (10), so that each common outlet line (7a, 7b ) is connected to one of the two inlet openings of the turbine (12a), and a flow channel passes to each inlet al (14A, 14B) turbines (12a). Also provided is a first locking element (9), configured to block the second flow channel (14B) in the first working position, relating to the second group of cylinders, and to separate it from at least one impeller (11), and to open it in the second working position a second flow channel (14 V) and connect it to at least one impeller (11).
Таким образом, двигатель оснащен двухпоточной турбиной, вследствие чего наддув, т.е. характеристика крутящего момента, значительно увеличивается, в частности, при частичном отключении.Thus, the engine is equipped with a dual-flow turbine, as a result of which boost, i.e. the torque characteristic increases significantly, in particular with partial shutdown.
Второй потоковый канал, относящийся к переключаемым цилиндрам, при частичном отключении блокируется с помощью запорного элемента. Тем самым предотвращается попадание выхлопных газов из продолжающих работу цилиндров во второй потоковый канал. Таким образом, происходящие в системе отвода выхлопных газов динамические волновые процессы могут использоваться для оптимизации динамики создаваемого наддува.The second flow channel related to the switchable cylinders, when partially disabled, is blocked by a locking element. This prevents the ingress of exhaust gases from continuing to work cylinders in the second flow channel. Thus, the dynamic wave processes occurring in the exhaust system can be used to optimize the dynamics of the created boost.
В связи с этим следует учитывать, что удаление газообразных продуктов сгорания из цилиндра при смене заряда преимущественно основывается на двух различных механизмах. Когда в начале смены заряда открывается выпускной клапан, газообразные продукты сгорания, по причине высокого давления на противоположном от места горения конце цилиндра и связанной с этим высокой разности давлений между камерой сгорания и выпускной линией, направляются с высокой скоростью по выпускной линии в систему отвода выхлопных газов. В зависимости от давления при данном процессе возникают высокие пики давления, также называемые импульсами предварения выпуска, которые распространяются вдоль выпускной линии со скоростью звука, при этом давление по мере увеличения пути в той или иной степени уменьшается в результате трения. Затем давления в цилиндре и выпускной линии выравниваются, вследствие чего газообразные продукты сгорания откачиваются не под воздействием давления, а под воздействием возвратно-поступательного движения поршня.In this regard, it should be borne in mind that the removal of gaseous products of combustion from the cylinder during a charge change is mainly based on two different mechanisms. When the exhaust valve opens at the beginning of the charge change, the gaseous products of combustion, due to the high pressure at the end of the cylinder opposite to the combustion site and the associated high pressure difference between the combustion chamber and the exhaust line, are sent at a high speed along the exhaust line to the exhaust system . Depending on the pressure, high pressure peaks arise in this process, also called discharge pre-release pulses, which propagate along the exhaust line at the speed of sound, while pressure decreases to a greater or lesser extent as a result of friction. Then the pressure in the cylinder and the exhaust line are equalized, as a result of which the gaseous products of combustion are pumped out not under the influence of pressure, but under the influence of the reciprocating motion of the piston.
Импульсы высокого давления при предварении выпуска могут использоваться для импульсного наддува, вследствие чего предпочтительно поддерживать импульсы давления в системе отвода выхлопных газов и принимать меры, направленные на то, чтобы импульсы давления разных цилиндров не гасили и не усиливали друг друга.Prepressure pulses can be used for pulse boosting, which is why it is preferable to maintain pressure pulses in the exhaust system and take measures to ensure that the pressure pulses of different cylinders do not quench and reinforce each other.
При этом в соответствии с предложенным решением могут быть целесообразными двигатели внутреннего сгорания, в которых второй потоковый канал турбины при отключенных цилиндрах блокируется с помощью запорного элемента, за счет чего импульсы давления продолжающих работу цилиндров смогут распространяться во второй потоковый канал и рассеиваться или затухать, причем выхлопные газы, находящиеся во втором потоковом канале между по крайней мере одним отключаемым цилиндром и рабочим колесом, будут выполнять гасящую функцию.Moreover, in accordance with the proposed solution, internal combustion engines in which the second flow channel of the turbine with the cylinders turned off are blocked by a shut-off element, due to which pressure pulses continuing the operation of the cylinders can propagate into the second flow channel and dissipate or decay, while exhaust Gases located in the second flow channel between at least one cylinder to be switched off and the impeller will perform a quenching function.
В частности, при частичном отключении, при малых мощностях и низкой частоте вращения, при которых частота колебаний давления в системе отвода выхлопных газов уменьшается, предложенная конструкция двигателя внутреннего сгорания будет особенно предпочтительной, например, с точки зрения оптимизации, т.е. увеличения, крутящего момента при малых оборотах.In particular, during partial shutdown, at low power and low speed, at which the frequency of pressure fluctuations in the exhaust system is reduced, the proposed design of the internal combustion engine will be particularly preferred, for example, from the point of view of optimization, i.e. increase in torque at low speeds.
Кроме этого, в предлагаемой конструкции двигателя отвод выхлопных газов из по крайней мере одного отключенного цилиндра через систему отвода выхлопных газов при частичном отключении прерывается без необходимости установки дорогостоящих переключаемых клапанных механизмов для переключаемых цилиндров. В первом рабочем положении первый запорный элемент блокирует второй поток и закрывает выпускную линию цилиндра, переключаемого под воздействием нагрузки. По крайней мере один переключаемый цилиндр продолжает участвовать в смене заряда, когда соответствующий клапанный механизм продолжает работу и не деактивирован. Однако по крайней мере один переключаемый цилиндр не сообщает движение выхлопным газам, находящимся между его выпускными отверстиями и первым запорным элементом, или через турбину.In addition, in the proposed engine design, exhaust gas from at least one disabled cylinder through the exhaust exhaust system is partially interrupted during partial shutdown without the need for expensive switchable valve mechanisms for switchable cylinders. In the first operating position, the first locking element blocks the second flow and closes the exhaust line of the cylinder, switched under the influence of the load. At least one switchable cylinder continues to participate in the charge change when the corresponding valve mechanism continues to operate and is not deactivated. However, at least one switchable cylinder does not communicate movement to exhaust gases located between its outlet openings and the first shut-off element, or through a turbine.
Предложенная конструкция двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом содержит улучшения с точки зрения оптимизации частичного отключения и наддува. Таким образом, достигается первый технический результат.The proposed design of an internal combustion engine with spark ignition and boost contains improvements in terms of optimizing partial shutdown and boost. Thus, the first technical result is achieved.
Предложенная конструкция двигателя внутреннего сгорания имеет по крайней мере два цилиндра или по крайней мере две группы с по крайней мере одним цилиндром в каждой. Двигатель внутреннего сгорания с тремя цилиндрами, расположенными в три группы по одному цилиндру в каждой, или двигатель с шестью цилиндрами, расположенными в три группы по два цилиндра в каждой, также соответствуют предложенному решению. Три группы цилиндров при частичном отключении могут последовательно включаться или отключаться, благодаря чему возможно двойное переключение, оптимизирующее процесс частичного отключения. Группы цилиндров также могут включать в себя различное количество цилиндров, например, в трехцилиндровом двигателе одна группа включает в себя один цилиндр, а одна группа состоит из двух цилиндров.The proposed design of an internal combustion engine has at least two cylinders or at least two groups with at least one cylinder in each. An internal combustion engine with three cylinders arranged in three groups of one cylinder each, or an engine with six cylinders arranged in three groups of two cylinders in each, also corresponds to the proposed solution. Three groups of cylinders during partial shutdown can be switched on or off sequentially, so double switching is possible, which optimizes the process of partial shutdown. The groups of cylinders may also include a different number of cylinders, for example, in a three-cylinder engine, one group includes one cylinder and one group consists of two cylinders.
Предложенная конструкция двигателя внутреннего сгорания характеризуется лучшим КПД в режиме частичных нагрузок, т.е. при малых нагрузках, при этом под малой нагрузкой понимается нагрузка менее 50%, предпочтительно менее 30% от максимальной нагрузки при текущей частоте вращения.The proposed design of the internal combustion engine is characterized by the best efficiency in the partial load mode, i.e. at low loads, while low load is understood as a load of less than 50%, preferably less than 30% of the maximum load at the current speed.
Другие особенности предложенной конструкции двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом рассматриваются далее.Other features of the proposed design of an internal combustion engine with spark ignition and supercharging are discussed below.
Предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых первый запорный элемент расположен в конце второго потокового канала со стороны рабочего колеса. Таким образом, можно уменьшить объем выхлопных газов, находящихся между первым запорным элементом и рабочим колесом, препятствующий переносу выхлопных газов, образующихся в работающих цилиндрах, из первого потокового канала во второй. В результате, процесс импульсного наддува будет оптимизирован.Preferred are embodiments of an internal combustion engine with spark ignition and pressurization, in which the first locking element is located at the end of the second flow channel from the impeller side. Thus, it is possible to reduce the volume of exhaust gases between the first locking element and the impeller, which prevents the transfer of exhaust gases generated in the working cylinders from the first flow channel to the second. As a result, the pulse boost process will be optimized.
Предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых оба потоковых канала или обе общих выпускных линии или выпускных коллектора групп цилиндров могут соединяться друг с другом, т.е. иметь по крайней мере одно соединение.Preferred are embodiments of a spark ignition and pressurized internal combustion engine in which both flow channels or both common exhaust lines or exhaust manifolds of cylinder groups can be connected to each other, i.e. have at least one connection.
В связи с этим предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых два потоковых канала отделены друг от друга в корпусе турбины с помощью перегородки, при этом перегородка заканчивается со стороны рабочего колеса на расстоянии от по крайней мере одного рабочего колеса, и таким образом обеспечивает соединение обоих потоковых каналов на своем конце со стороны рабочего колеса.In this regard, embodiments of an internal combustion engine with a spark ignition and pressurization of an internal combustion engine are preferable, in which two flow channels are separated from each other in the turbine housing by means of a baffle, wherein the baffle ends from the impeller side at a distance from at least one impeller, and thus provides a connection of both stream channels at its end from the side of the impeller.
Описанный выше импульсный наддув также имеет недостатки. Например, из-за импульсов давления в системе отвода выхлопных газов, как правило, ухудшается смена заряда. Цилиндры могут оказывать воздействие друг на друга при смене заряда. Волны давления от одного цилиндра проходят не только через выпускную линию данного цилиндра, но и вдоль выпускных линий других цилиндров, а иногда - до их выпускных отверстий, в результате чего уже отведенные выхлопные газы снова смогут попасть в данные цилиндры.The pulse boost described above also has disadvantages. For example, due to pressure pulses in the exhaust system, the change of charge is generally worsened. Cylinders can affect each other when changing charge. Pressure waves from one cylinder pass not only through the exhaust line of the given cylinder, but also along the exhaust lines of other cylinders, and sometimes to their outlet openings, as a result of which exhaust gases that have already been diverted can again enter these cylinders.
Также следует учитывать, что турбина может работать наиболее эффективно при постоянном давлении выхлопных газов. Соответственно для достижения максимальной эффективности работы турбины будет предпочтительным обеспечить по возможности стабильное давление выше по потоку от турбины, т.е. рабочего колеса, для создания так называемого подпорного наддува.It should also be borne in mind that the turbine can work most efficiently at constant exhaust pressure. Accordingly, in order to achieve maximum turbine performance, it will be preferable to provide as stable a pressure as possible upstream of the turbine, i.e. impeller, to create the so-called retaining boost.
За счет соответствующего или максимального объема выхлопных газов выше по потоку от турбины могут сглаживаться пульсации давления в выпускных линиях. С этой точки зрения разделение потоков до рабочего колеса, с разделением объема системы отвода выхлопных газов выше по потоку от рабочего колеса на несколько более мелких объемов, было бы крайне нежелательным. Таким образом, для подпорного наддува будет предпочтительным соединить оба потока турбины, объединяя оба выпускных коллектора групп цилиндров.Due to the corresponding or maximum volume of exhaust gases upstream of the turbine, pressure pulsations in the exhaust lines can be smoothed. From this point of view, the separation of flows to the impeller, with the separation of the volume of the exhaust system upstream of the impeller into several smaller volumes, would be extremely undesirable. Thus, for the boost boost it will be preferable to connect both turbine flows, combining both exhaust manifolds of the cylinder groups.
Соответственно рассматриваемый вариант реализации предполагает наличие соединения между обоими потоковыми каналами. Расположенная в корпусе перегородка разделяет потоки, насколько это возможно, до самого рабочего колеса.Accordingly, the implementation option under consideration assumes a connection between both stream channels. The partition located in the housing divides the flows, as far as possible, to the impeller itself.
Для того чтобы перейти от импульсного наддува при частичном отключении к подпорному наддуву при работе всех цилиндров, необходимо открыть или перекрыть место соединения потоков.In order to switch from impulse boost during partial shutdown to retaining boost during operation of all cylinders, it is necessary to open or close the junction of the flows.
Поскольку предложенная конструкция двигателя внутреннего сгорания уже имеет первый запорный элемент, переводимый для частичного отключения из второго рабочего положения в первое для перекрытия второго потокового канала, соответствующего по крайней мере одному отключенному цилиндру, было бы крайне предпочтительным использовать данный запорный элемент также и для открывания и закрывания соединения между потоковыми каналами.Since the proposed design of the internal combustion engine already has a first locking element, which is translated to partially disconnect from the second working position to the first to block the second flow channel corresponding to at least one disabled cylinder, it would be highly preferable to use this locking element also for opening and closing connections between streaming channels.
Таким образом, предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых первый запорный элемент расположен на конце второго потокового канала со стороны рабочего колеса, и в первом рабочем положении блокирует соединение, а во втором положении открывает его.Thus, embodiments of the internal combustion engine with spark ignition and supercharging are preferred, in which the first shut-off element is located at the end of the second flow channel from the impeller side and blocks the connection in the first working position and opens it in the second position.
Предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых во впускной линии по крайней мере одного переключаемого под нагрузкой цилиндра расположен второй запорный элемент, открывающий впускную линию для подачи наддувочного воздуха при включенном цилиндре и закрывающий ее при отключенном цилиндре.Preferred are embodiments of an internal combustion engine with spark ignition and supercharging, in which a second shut-off element is located in the inlet line of at least one load-actuated cylinder, opening the inlet line for supplying charge air with the cylinder turned on and closing it with the cylinder turned off.
В соответствии с данным вариантом в отключенные цилиндры во время частичного отключения не подается наддувочный воздух. Для этого впускные линии отключенных цилиндров закрываются с помощью запорных элементов.In accordance with this embodiment, charging air is not supplied to the shut off cylinders during a partial shutdown. To do this, the intake lines of the disconnected cylinders are closed by means of locking elements.
Предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых первый запорный элемент и/или второй запорный элемент имеют двухступенчатое переключение.Preferred are embodiments of an internal combustion engine with spark ignition and pressurization, in which the first locking element and / or second locking element have a two-stage switching.
Первый запорный элемент во время частичного отключения должен только перекрывать второй потоковый канал и открывать его после завершения частичного отключения, для чего достаточно использовать запорный элемент с двухступенчатым переключением. То же самое касается второго запорного элемента, расположенного во впускной линии переключаемого цилиндра, который закрывает впускную линию отключенного цилиндра и открывает ее после завершения частичного отключения.The first shut-off element during a partial shutdown should only overlap the second stream channel and open it after the partial shutdown is complete, for which it is sufficient to use a shut-off element with two-stage switching. The same applies to the second locking element located in the inlet line of the switchable cylinder, which closes the inlet line of the disconnected cylinder and opens it after the partial shutdown is completed.
Предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, в которых первый запорный элемент и/или второй запорный элемент выполнены в виде клапана, поворачивающегося клапана или дроссельного клапана.Preferred are embodiments of a spark ignition type internal combustion engine in which the first shut-off element and / or the second shut-off element are in the form of a valve, a rotary valve or a butterfly valve.
Запорные элементы могут иметь электрическое, гидравлическое, пневматическое, механическое или магнитное управление, предпочтительно с помощью контроллера двигателя.The locking elements may have electrical, hydraulic, pneumatic, mechanical or magnetic control, preferably with a motor controller.
Предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых первый запорный элемент представляет собой линейно перемещаемый элемент, т.е. заслонку.Preferred are embodiments of an internal combustion engine with spark ignition and pressurization, in which the first locking element is a linearly movable element, i.e. damper.
Предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых в системе отвода выхлопных газов предусмотрена по крайней мере одна система обработки выхлопных газов, например, окислительный каталитический нейтрализатор, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, накопительный каталитический нейтрализатор, селективный каталитический нейтрализатор и/или сажевый фильтр.Preferred are embodiments of an internal combustion engine with spark ignition and pressurization in which at least one exhaust gas treatment system is provided in the exhaust gas exhaust system, for example, an oxidizing catalyst, a three-component catalyst, a storage catalyst, a selective catalyst and / or particulate filter.
В двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом с четырьмя цилиндрами, расположенными в один ряд, будут предпочтительными варианты реализации, в которых два крайних и два внутренних цилиндра образуют в каждом случае одну группу.In an internal combustion engine with spark ignition and supercharging with four cylinders arranged in one row, embodiments in which two extreme and two inner cylinders in each case form one group will be preferred.
Для того чтобы во время импульсного надува при частичном отключении импульсы давления не объединялись с импульсами предварения выпуска, необходимо сгруппировать цилиндры соответствующим образом или соединить выпускные линии так, чтобы избежать взаимного влияния цилиндров в группе. В этом отношении в головке блока цилиндров с четырьмя цилиндрами, расположенными в один ряд, будет предпочтительно объединить в группу каждые два цилиндра, имеющие интервал зажигания, соответствующий 360° поворота коленчатого вала. Если, например, зажигание в цилиндрах осуществляется в последовательности 1-2 - 4-3 или 1-3 - 4-2, то будет предпочтительным объединение внешних цилиндров в первую группу, а внутренних цилиндров во вторую группу.In order to prevent pressure pulses from partially combining with pulses of pre-discharge during pulsed inflation, it is necessary to group the cylinders accordingly or to connect the exhaust lines so as to avoid the mutual influence of the cylinders in the group. In this regard, in the cylinder head with four cylinders arranged in a row, it will be preferable to group every two cylinders having an ignition interval corresponding to 360 ° of crankshaft rotation. If, for example, the ignition in the cylinders is carried out in the sequence 1-2 - 4-3 or 1-3 - 4-2, then it will be preferable to combine the outer cylinders in the first group, and the inner cylinders in the second group.
Предпочтительными являются варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и наддувом, в которых каждый цилиндр оснащен системой непосредственного впрыска топлива.Preferred are embodiments of an internal combustion engine with spark ignition and supercharging, in which each cylinder is equipped with a direct fuel injection system.
Предпочтительными при этом являются варианты реализации, в которых каждый цилиндр оснащен форсункой для непосредственного впрыска.Preferred are the embodiments in which each cylinder is equipped with a nozzle for direct injection.
Подача топлива для частичного отключения в двигателе внутреннего сгорания с непосредственным впрыском деактивируется быстрее и надежнее, чем в двигателе внутреннего сгорания с впрыском во впускной коллектор, в котором остатки топлива во всасывающей трубе могут привести к нежелательным возгораниям в отключенном цилиндре.The fuel supply for partial shutdown in a direct-injection internal combustion engine is deactivated faster and more reliable than in an internal-combustion engine with injection into the intake manifold, in which residual fuel in the suction pipe can lead to undesired fires in the shut off cylinder.
Несмотря на это, могут быть предпочтительными варианты реализации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, в которых для подачи топлива используется впрыск во впускной коллектор.Despite this, spark-ignition type internal combustion engine embodiments may be preferred in which injection into the intake manifold is used to supply fuel.
Необходимо отметить, что различные двигатели внутреннего сгорания характеризуются различающимися вариантами их эксплуатации.It should be noted that various internal combustion engines are characterized by different options for their operation.
Предпочтительными будут варианты способа эксплуатации, в которых по крайней мере один переключаемый цилиндр второй группы переключают в зависимости от нагрузки T двигателя внутреннего сгорания таким образом, что этот цилиндр будет отключаться при невозможности достижения задаваемой нагрузки Tdown, и включаться при превышении задаваемой нагрузки Tup.Variants of the operating method will be preferred in which at least one switchable cylinder of the second group is switched depending on the load T of the internal combustion engine so that this cylinder will turn off when it is not possible to reach the set load T down , and turn on when the set load T up is exceeded.
Задаваемые нижние и верхнее значения предельных нагрузок Tdown и Tup могут быть как одинаковыми, так и различными. При работающем двигателе внутреннего сгорания цилиндры первой группы находятся в режиме непрерывной работы. Переключение, т.е. включение или отключение, осуществляется во второй группе цилиндров.The set lower and upper limit load values T down and T up can be the same or different. When the internal combustion engine is running, the cylinders of the first group are in continuous operation. Switching i.e. switching on or off is carried out in the second group of cylinders.
Предпочтительными будут варианты способа эксплуатации, в которых при отключении деактивируется подача топлива в по крайней мере один переключаемый цилиндр. В результате можно достичь преимуществ с точки зрения расхода топлива и выбросов вредных веществ, что соответствует цели частичного отключения, а именно сокращению расхода топлива и увеличению КПД.Variants of the operating method will be preferred in which, when switched off, the fuel supply to at least one switchable cylinder is deactivated. As a result, advantages can be achieved in terms of fuel consumption and emissions of harmful substances, which corresponds to the goal of a partial shutdown, namely, reducing fuel consumption and increasing efficiency.
Предпочтительными будут варианты способа эксплуатации, в которых каждый цилиндр для осуществления искрового зажигания оснащен запальным устройством, при этом запальное устройство по крайней мере одного переключаемого цилиндра деактивируется при отключении.Variants of the operating method will be preferred, in which each cylinder for spark ignition is equipped with an ignition device, while the ignition device of at least one switchable cylinder is deactivated upon shutdown.
Вышеприведенные варианты способа эксплуатации касаются его использования в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием, например, бензиновом двигателе с непосредственным впрыском, цилиндры которого для обеспечения искрового зажигания оснащены запальным приспособлением.The above options for the operation method relate to its use in an internal combustion engine with spark ignition, for example, a gasoline engine with direct injection, the cylinders of which are equipped with an ignition device to provide spark ignition.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее полезная модель более подробно рассматривается на примере двигателя внутреннего сгорания с наддувом в соответствии с Фиг. 1-3.Further, the utility model is considered in more detail using the example of a supercharged internal combustion engine in accordance with FIG. 1-3.
На Фиг. 1 схематически представлен первый вариант двигателя внутреннего сгорания с наддувом,In FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a supercharged internal combustion engine,
На Фиг. 2 схематически представлен половинный разрез по оси вращения рабочего колеса принципиального устройства двухпоточной турбины первого варианта двигателя с наддувом с первым запорным элементом во втором рабочем положении, иIn FIG. 2 schematically shows a half section along the axis of rotation of the impeller of a principle device of a two-flow turbine of the first embodiment of a supercharged engine with a first locking element in a second operating position,
На Фиг. 3 схематически представлен половинный разрез по оси вращения рабочего колеса турбины с Фиг. 2, с первым запорным элементом в первом рабочем положении.In FIG. 3 schematically shows a half section along the axis of rotation of the impeller of the turbine of FIG. 2, with the first locking element in the first operating position.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
На Фиг. 1 схематически показан первый вариант выполнения двигателя 13 внутреннего сгорания с наддувом. Речь идет о четырехцилиндровом рядном двигателе 13, в котором четыре цилиндра 1, 2, 3, 4 расположены вдоль продольной оси головки блока цилиндров, т.е. в ряд.In FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a supercharged
Каждый цилиндр 1, 2, 3, 4 имеет одну впускную линию 5а, 5b для подачи наддувочного воздуха через впускную систему 6 и выпускную линию 7а, 7b для отвода выхлопных газов через систему 8 отвода выхлопных газов.Each
Для обеспечения наддува двигатель 13 оснащен турбокомпрессором 12, работающего с помощью выхлопных газов, при этом турбина 12а расположена в системе 8 отвода выхлопных газов, а компрессор 12b расположен в общей впускной линии 6а впускной системы 6. Подаваемый в двигатель 13 свежий воздух сжимается в компрессоре 12b, для чего используется энтальпия потока выхлопных газов в турбине 12а. Турбина 12а представляет собой двухпоточную турбину 12а в виде спаренной турбины 12А.To provide boost, the
Четыре цилиндра 1, 2, 3, 4 образуют две группы по два цилиндра, при этом два внешних цилиндра 1, 4 образуют первую группу, в которой цилиндры 1, 4 продолжают работать даже при частичном отключении двигателя 13, а два внутренних цилиндра 2, 3 образуют вторую группу, в которой цилиндры 2, 3 могут отключаться в зависимости от нагрузки при частичном отключении.Four
Выпускные линии 7а, 7b цилиндров 1, 2, 3, 4 каждой группы цилиндров объединяются в каждом случае в общие выпускные линии 7А, 7В, образуя выпускной коллектор. Обе общих выпускных линии 7А, 7В соединены с двухпоточной турбиной 12а, при этом каждый общая выпускная линия 7А, 7В вливается в один потоковый канал 14А, 14В турбины 12а (см. также Фиг. 2 и 3).The
В первом рабочем положении турбины 12а второй потоковый канал 14В, относящийся ко второй группе цилиндров, блокируется (т.е. отделяется от рабочего колеса 11). Во втором рабочем положении турбины 12а второй потоковый канал 14В, открывается (т.е. соединяется с рабочим колесом 11), и одновременно отделяется от линии рециркуляции 10а.In the first operating position of the
На Фиг. 2 и 3 схематически в виде половинного разреза по оси Па вращения рабочего колеса 11 показано принципиальное устройство двухпоточной турбины 12а первого варианта реализации двигателя внутреннего сгорания с наддувом, при этом на Фиг. 2 показана турбина 12а с первым запорным элементом 9 во втором рабочем положении, а на Фиг. 3 показана турбина 12а с первым запорным элементом 9 в первом рабочем положении.In FIG. 2 and 3 schematically in the form of a half section along the axis Pa of rotation of the
Показанная на Фиг. 2 и 3 турбина 12а является спаренной турбиной 12А, отличающейся тем, что оба потоковых канала 14А, 14В расположены рядом друг с другом и обтекают рабочее колесо 11 по одинаковым радиусам по крайней мере на некоторых участках. Оба потоковых канала 14А, 14В спаренной турбины 12А, по крайней мере, на показанных половинных разрезах, проходят на одинаковом радиальном расстоянии от вала 11а турбины 12а в корпусе 10.Shown in FIG. 2 and 3, the
Перегородка 10а корпуса 10 турбины отделяет оба потоковых канала 14А, 14В друг от друга, в частности до места, находящегося на коротком расстоянии выше по потоку от входа в рабочее колесо 11. Свободный конец перегородки со стороны рабочего колеса 10а отделен пространством от рабочего колеса 11 и образует таким образом соединение 1ОЬ между обоими потоковыми каналами 14А, 14В.The
Первый запорный элемент 9 расположен на конце второго потокового канала 14В со стороны рабочего колеса, блокирует указанное соединение 10b в своем первом рабочем положении (см. Фиг. 3) и открывает соединение 10b во втором своем рабочем положении (см. Фиг. 2).The first locking element 9 is located at the end of the
Первый запорный элемент 9 выполнен в виде заслонки 9а и переводится из первого рабочего положения (см. Фиг. 3) во второе рабочее положение (см. Фиг. 2) и наоборот посредством линейного перемещения (см. двойную стрелку).The first locking element 9 is made in the form of a shutter 9a and is transferred from the first working position (see Fig. 3) to the second working position (see Fig. 2) and vice versa by linear movement (see double arrow).
Перечень ссылочных позицийList of Reference Items
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013208516 | 2013-05-08 | ||
DE102013208516.8 | 2013-05-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU151787U1 true RU151787U1 (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=51787741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014118630/06U RU151787U1 (en) | 2013-05-08 | 2014-05-08 | INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014208289A1 (en) |
RU (1) | RU151787U1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2585084B (en) * | 2019-06-28 | 2023-09-20 | Cummins Ltd | Turbine |
-
2014
- 2014-05-02 DE DE201410208289 patent/DE102014208289A1/en not_active Ceased
- 2014-05-08 RU RU2014118630/06U patent/RU151787U1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102014208289A1 (en) | 2014-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU140186U1 (en) | ENGINE SYSTEM WITH DOUBLE INDEPENDENT INFLATED CYLINDERS | |
CN104153873B (en) | Internal combustion engine with deactivatable cylinder and the method for running the type internal combustion engine | |
JP6273051B2 (en) | How to operate a ported uniflow scavenging opposed piston engine | |
US8256402B2 (en) | Exhaust passage structure of multi-cylinder engine | |
US8000878B2 (en) | Parallel sequential turbocharger architecture using engine cylinder variable valve lift system | |
JP6117695B2 (en) | EGR structure for opposed piston engine | |
US8931462B2 (en) | EGR system for an internal combustion engine that feeds exhaust gas independent of intake air | |
US8561404B2 (en) | Supercharged internal combustion engine | |
JP2010502880A (en) | Method and apparatus for operating an internal combustion engine | |
US9759125B2 (en) | Exhaust turbocharger | |
US9388770B2 (en) | Exhaust gas recirculation system for engine | |
RU2623353C2 (en) | Multi-cylinder internal combustion engine and method of multi-cylinder internal combustion engine actuation | |
JP6225883B2 (en) | Exhaust system for turbocharged engine | |
RU151787U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
CN108087159A (en) | For the gas recirculation system of engine | |
RU153135U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
WO2016145570A1 (en) | Elevated compression ratio internal combustion enginewith multi-stage boosting | |
US20180100428A1 (en) | Engine system | |
JP2016079928A (en) | Exhaust device of engine with turbosupercharger | |
JP6225875B2 (en) | Exhaust system for turbocharged engine | |
US20120067311A1 (en) | Method for operating an engine arrangement | |
JP2005330836A (en) | Supercharged multi-cylinder internal combustion engine controlled by passage communication control valve | |
KR102383216B1 (en) | Engine system | |
RU153145U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
JP6032802B2 (en) | EGR device |