[发明专利]采用汽缸停缸的涡轮增压发动机

说明书

技术领域

本发明通常涉及采用汽缸停缸的涡轮增压发动机。

背景技术

内燃发动机(ICE)可以在一个或多个燃烧室中燃烧空气和燃料的混合物，以生产机械输出。在燃烧期间，各种排出气体被产生且排出到大气。在一些情况下，一个或多个汽缸可以被停用，以在请求小量扭矩时消除对燃烧不必要量燃料的需要(即“汽缸停缸”)。汽缸停缸通常涉及迫使到汽缸的阀保持在关闭状态，这使得陷落的(燃料少)的空气变为气体弹簧。如此做允许以减小的油门调节损失来产生所需的功率。

内燃发动机通常被用于以可靠的基础产生长时间的大水平的动力。许多这样的ICE组件使用增压装置，例如排气涡轮驱动的涡轮增压器，以让气流在进入发动机的进气歧管之前压缩气流，以便增加功率和效率。

具体说，涡轮增压器是离心的气体压缩机，其与通过周围大气压力可以获得的相比使得更多空气和更多氧气进入ICE的燃烧室。被迫进入ICE的额外质量的含有氧气的空气改善发动机的容积效率，允许在给定循环中燃烧更多燃料，且由此产生更多功率。

典型的涡轮增压器包括中心轴，其被一个或多个轴承支撑且在排气驱动的涡轮和空气压缩机轮之间传递旋转运动。涡轮和压缩机轮被固定到轴，上述轴与各种轴承部件组合构成涡轮增压器的旋转组件。

发明内容

发动机组件包括进气组件、火花塞点火式、内燃发动机、排气组件和涡轮增压器。内燃发动机联接到进气组件且限定第一多个汽缸和第二多个汽缸。排气组件包括与第一多个汽缸流体连通的第一排气歧管和与第二多个汽缸流体连通的第二排气歧管。

涡轮增压器包括与进气组件流体连通的双入口压缩机和与排气组件流体连通的双涡道涡轮机。双入口压缩机和双涡道涡轮机操作性地通过轴连接，且火花塞点火式内燃发动机配置为选择性地运行在汽缸停缸模式，在该模式中燃料仅在第一多个汽缸中燃烧。

双涡道涡轮机包括壳体和设置在壳体中的涡轮。壳体限定第一涡道和第二涡道，其中第一涡道和第二涡道两者周向地绕涡轮的一部分设置且与涡轮流体连通。第一涡道与第一排气歧管流体连通，且第二涡道与第二排气歧管流体连通。

双入口压缩机包括压缩机壳体和设置在压缩机壳体中的双侧进口叶轮。压缩机壳体限定第一入口、第二入口、和出口，出口与进气组件直接连通。双侧进口叶轮包括在叶轮第一侧上的第一叶片结构，和设置在叶轮第二侧上的第二叶片结构。压缩机壳体限定第一入口和叶轮的第一叶片结构之间的第一流动路径，且限定第二入口和叶轮的第二叶片结构之间的第二流动路径。

双入口压缩机配置为通过进气组件提供压缩空气源且在火花塞点火式内燃发动机运行在汽缸停缸模式下时仅提供到第一多个汽缸。供应的压缩空气可以具有大于大气压力的压力。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是涡轮增压内燃发动机组件的示意图。

图2是双涡道涡轮机的示意性截面图，所述双涡道涡轮机可以用于图1的内燃发动机组件。

图3是双入口压缩机的示意性截面图，其可以用于图1的内燃发动机组件

图4是汽缸停缸模式下的涡轮增压内燃发动机组件的示意图。

具体实施方式

参见附图，其中在各种附图中相同的附图标记用于表示相同的部件，图1示意性地示出了发动机组件10，其包括内燃发动机12、空气进入系统14和排气系统16。空气进入系统14和排气系统16每一个可以分别与发动机12流体连通，且可以通过涡轮增压器18彼此机械相连。

内燃发动机12(即发动机12)可以是火花塞点火式内燃发动机且可以限定多个汽缸20(称为汽缸1-4)。相应汽缸20每一个可以包括一个或多个燃料喷射器22，其可以选择性地将液体燃料(如气雾)引入每一个汽缸中，以用于燃烧。每一个汽缸20可以选择性地与空气进入系统14流体连通，以接收新鲜/含氧空气，且几个汽缸20可以选择性地与排气系统16流体连通，以排出燃烧副产物。尽管示出的发动机12显示了4缸发动机，但是本发明的技术同样适用于直列式三缸和六缸发动机、V-8、V-10、V-12构造的发动机。