專利名稱：內(nèi)燃機以及內(nèi)燃機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有多排氣口的內(nèi)燃機以及如何將這些排氣口聯(lián)接到廢氣能量回收裝置。
背景技術(shù)：
在四沖程發(fā)動機中，排氣閥打開超過旋轉(zhuǎn)的半周。排氣閥剛好在膨脹沖程上的下止點之前打開，并且在整個排氣沖程期間保持打開狀態(tài)。在兩沖程的發(fā)動機中從氣缸中排出廢氣更具挑戰(zhàn)性，因為整個過程在約150度的曲柄角度期間發(fā)生，通常情況下，大約一半的該過程在膨脹沖程期間發(fā)生并且大約一半的該過程在壓縮沖程期間發(fā)生。因為排氣口在膨脹沖程中露出得這么早，所以氣缸中的壓力非常高。在排氣口開口上沖出氣缸的氣體中有大量的能量。在一個標(biāo)準(zhǔn)的渦輪增壓器中不能輕而易舉地捕獲這樣大的能量脈沖。在捕獲排氣口開口上釋放的能量脈沖方面，渦輪增壓器是有效的。然而，在從在初始脈沖之后排出的廢氣中捕獲能量方面，脈沖渦輪增壓器不是那么有效。在最好的情況下，可以達(dá)成妥協(xié)但大量的排氣能量不能被捕獲。有可能會錯過提取在廢氣排放期間的能量的機會，這些能量在之前的排氣口/廢氣能量回收設(shè)備配置(例如具有單個廢氣能量回收裝置和/或單一的一套排氣口的配置)中沒有得到充分利用。有機會在廢氣排出期間吸取在先前的發(fā)動機端口結(jié)構(gòu)中未完全利用的能量。
實用新型內(nèi)容當(dāng)端口在膨脹沖程期間變成被活塞露出時，廢氣從活塞配合式兩沖程發(fā)動機的燃燒室流出。當(dāng)端口的頂部變成露出時，氣缸中的壓力依然很高(4至lObar)。這就開始了一個被稱為放氣的過程，在這個過程中經(jīng)過端口的氣流是超音速的。當(dāng)活塞移動得更遠(yuǎn)時，壓力被降低，由此更為完全地露出端口。設(shè)有廢氣渦輪機，這些廢氣渦輪機被設(shè)計為在放氣的開始階段對脈沖氣流作出反應(yīng)。但是當(dāng)氣缸中的壓力減小到使得當(dāng)排氣口幾乎完全被露出時，這種脈沖渦輪機就不是那么有效。根據(jù)本公開的一種實施例，在氣缸壁中設(shè)有多個第一排氣口，所述多個第一排氣口與第一廢氣渦輪機聯(lián)接，所述第一廢氣渦輪機可以是脈沖渦輪機。在氣缸壁中還設(shè)有多個第二排氣口，所述多個第二排氣口在膨脹沖程接近結(jié)束時由活塞打開。多個第二排氣口與第二廢氣渦輪機聯(lián)接，其為低壓渦輪機。多個第一排氣口和第二排氣口是分離的，除非當(dāng)活塞將多個第二排氣口露出使得多個第一排氣口和第二排氣口經(jīng)由燃燒室聯(lián)接時。因此，通過使各個口分離，當(dāng)可行時，高壓渦輪機被提供以高壓氣體。在余下的排氣過程中，氣體流向低壓渦輪機。附加地，高壓渦輪機的出口與低壓渦輪機的入口聯(lián)接。相同的排氣系統(tǒng)方式可以用于任何燃燒式發(fā)動機，兩沖程或四沖程，其包括至少兩個排氣口，這些排氣口由活塞、提升閥或任何適合的閥機構(gòu)打開和關(guān)閉。根據(jù)本公開的一種實施例，由排氣閥打開和關(guān)閉的一個或多個排氣口(第一口)與第一廢氣渦輪機聯(lián)接，所述第一廢氣渦輪機可以是脈沖渦輪機。一個或多個排氣口(第二口)稍后在膨脹沖程接近結(jié)束時被打開。第二排氣口與第二廢氣渦輪機聯(lián)接，其為低壓渦輪機。第一排氣口和第二排氣口在口的下游是分離的。由此通過使各口分離，當(dāng)可行時，高壓渦輪機被提供以高壓氣體。當(dāng)?shù)谝慌艢饪诤偷诙艢饪趦烧叨即蜷_時，氣體流向低壓渦輪機。附加地，高壓渦輪機的出口與低壓渦輪機的入口聯(lián)接。如所描述的這種系統(tǒng)可以更有效地從來自燃燒室的氣體中汲取廢氣熱焓以將這種能量轉(zhuǎn)化用于壓縮進(jìn)氣或其他目的的功，例如提供軸工作或驅(qū)動發(fā)電機。本實用新型公開了一種內(nèi)燃機，其包括氣缸、曲軸以及在氣缸中做往復(fù)運動的活塞，所述活塞通過連桿與曲軸聯(lián)接。多個第一排氣口被限定在氣缸中與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線相距一個第一預(yù)定距離；以及多個第二排氣口被限定在氣缸中與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線相距一個第二預(yù)定距離。所述多個第一排氣口與多個第二排氣口在排氣口下游在流體上分離。所述的內(nèi)燃機還可以包括與主排氣口聯(lián)接的高壓廢氣渦輪機以及與副排氣口聯(lián)接的低壓廢氣渦輪機。在膨脹沖程期間，活塞在露出多個第二排氣口之前將多個第一排氣口露出。在一些實施例中，高壓廢氣渦輪機是高壓渦輪增壓器的一部分，并且低壓廢氣渦輪機是低壓渦輪增壓器的一部分。所述內(nèi)燃機還包括被限定在氣缸中與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線相距一個第三預(yù)定距離的進(jìn)氣口、低壓壓縮機以及高壓壓縮機。設(shè)有進(jìn)入管道以使低壓壓縮機與進(jìn)氣供給管道流體聯(lián)接。來自低壓壓縮機的排出管道與高壓壓縮機流體聯(lián)接。高壓壓縮機的排出管道與進(jìn)氣口流體聯(lián)接。來自低壓壓縮機的排出管道可以被稱為第一出口。內(nèi)燃機還可以包括設(shè)置在離開低壓壓縮機的出口處的高壓壓縮機旁通管道以及布置在高壓壓縮機旁通管道中的旁通閥。電子控制單元與旁通閥電子聯(lián)接并且控制旁通閥的位置以控制被引導(dǎo)穿過旁通管道和高壓壓縮機的進(jìn)氣氣體量。在一些實施例中，來自高壓廢氣渦輪機的出口與低壓廢氣渦輪機的入口聯(lián)接。一些實施例包括設(shè)置在副排氣口和低壓廢氣渦輪機之間的擴散器。在一些實施例中，低壓廢氣渦輪機是雙渦旋型廢氣渦輪機，其具有兩個入口:一個與副排氣口流體聯(lián)接，以及一個與來自高壓廢氣渦輪機的出口流體聯(lián)接。所述內(nèi)燃機可以是包括與包住氣缸的缸體聯(lián)接的氣缸蓋的內(nèi)燃機。氣缸蓋與氣缸和活塞一起限定一個燃燒室。在一種實施例中，內(nèi)燃機包括至少一個進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口包括布置在氣缸蓋中的提升閥。替代地，該內(nèi)燃機可以包括限定在氣缸中的進(jìn)氣口。在一個活塞對置式兩沖程發(fā)動機布置中，之前介紹的活塞是排氣活塞，內(nèi)燃機還包括布置在氣缸中的與排氣活塞對置的進(jìn)氣活塞。該進(jìn)氣活塞在進(jìn)氣活塞的膨脹沖程期間露出進(jìn)氣口。還公開了一種內(nèi)燃機，其包括氣缸、曲軸以及在氣缸中做往復(fù)運動的活塞，所述活塞通過連桿與曲軸聯(lián)接。一個燃燒室至少由活塞和氣缸限定。在燃燒室中限定了至少一個主排氣口和至少一個副排氣口。第一渦輪機與主排氣口流體聯(lián)接并且與副排氣口在流體上分離。一個第二渦輪機與副排氣口流體聯(lián)接。在四沖程的實施例中，內(nèi)燃機還包括與氣缸聯(lián)接的氣缸蓋，所述氣缸蓋還進(jìn)一步限定了燃燒室。主排氣口和副排氣口被限定在氣缸蓋中。內(nèi)燃機還包括設(shè)置在主排氣口中的主閥，該主閥用于打開和關(guān)閉主排氣口。內(nèi)燃機還包括設(shè)置在副排氣口中的副閥，該副閥用于打開和關(guān)閉副排氣口。在活塞對置式的兩沖程發(fā)動機中，活塞是排氣活塞，內(nèi)燃機還具有在氣缸中作往復(fù)運動的進(jìn)氣活塞，進(jìn)氣活塞與排氣活塞對置。進(jìn)氣活塞還進(jìn)一步限定了燃燒室。主排氣口和副排氣口被限定在氣缸中，主排氣口比副排氣口更靠近進(jìn)氣活塞。內(nèi)燃機可以具有多個主排氣口和多個副排氣口。在排氣活塞從上止點位置朝下止點位置移動期間，主排氣口在副排氣口被露出前完全被露出。第二渦輪機可以是雙渦旋渦輪機，其具有第一入口和第二入口，第一入口與副排氣口聯(lián)接，以及第二入口與第一渦輪機的出口聯(lián)接。還公開了一種內(nèi)燃機，其包括限定在燃燒室中的第一排氣口和第二排氣口。所述第一排氣口與第二排氣口在燃燒室下游在流體上分離。第一渦輪機與第一排氣口流體聯(lián)接；以及第二渦輪機與第二排氣口流體聯(lián)接。在活塞對置的實施例中，第二活塞相對于氣缸做往復(fù)運動，而活塞相互對置。燃燒室由氣缸、第一活塞、和第二活塞限定。氣缸具有多個第一排氣口和多個第二排氣口。在第一活塞從靠近第一活塞的位置朝遠(yuǎn)離第一活塞的位置移動時，第一活塞在露出多個第二排氣口前露出多個第一排氣口。一種四沖程的發(fā)動機實施例包括與氣缸聯(lián)接的氣缸蓋，其具有限定在氣缸蓋中的第一排氣口和第二排氣口 ；設(shè)置在第一排氣口中的第一提升閥以及設(shè)置在第二排氣口中的第二提升閥。該第一提升閥用于往復(fù)運動以開啟或關(guān)閉第一排氣口，該第二提升閥用于開啟或關(guān)閉第一排氣口。在膨脹沖程中響應(yīng)于從靠近氣缸蓋的位置移動到遠(yuǎn)離氣缸蓋的位置的活塞，第一提升閥早于第二提升閥打開。在一種實施例中，內(nèi)燃機系統(tǒng)還包括與燃燒室聯(lián)接的進(jìn)氣口，其中第一渦輪機是電控渦輪增壓器的一部分，所述渦輪增壓器還包括布置在與進(jìn)氣口聯(lián)接的發(fā)動機進(jìn)氣裝置中的壓縮機、將第一渦輪機與壓縮機聯(lián)接的軸、以及與軸聯(lián)接的電動機。電控渦輪增壓器能夠作為電動機運轉(zhuǎn)和作為發(fā)電機運轉(zhuǎn)。內(nèi)燃機系統(tǒng)還包括與燃燒室聯(lián)接的進(jìn)氣口，其中第二渦輪機是電控渦輪增壓器的一部分，該渦輪增壓器還包括布置在與進(jìn)氣口聯(lián)接的發(fā)動機進(jìn)氣裝置中的壓縮機、將第二渦輪機與壓縮機聯(lián)接的軸、以及與軸聯(lián)接的電動機。在一些實施例中，低壓渦輪機是電控渦輪增壓器(ECT)，所述渦輪增壓器具有與渦輪增壓器的軸聯(lián)接的電機。當(dāng)給電機施加電流時，電機可以作為電動機運轉(zhuǎn)。當(dāng)電機作為發(fā)電機運轉(zhuǎn)時，可以從電機獲得電流。在一些實施例中，高壓渦輪機是ECT。

圖1是發(fā)動機的單個氣缸的示意圖，其具有氣缸蓋和在氣缸壁中的多個排氣口 ；圖2是具有在氣缸蓋中的多個排氣閥的單個氣缸的示意圖；圖3是對置活塞式的活塞配合式(piston-ported)發(fā)動機結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是氣缸套的一部分，其中示出了與排氣口相連的環(huán)形帶狀區(qū)域；圖5以截面圖示出了雙渦旋渦輪機；以及圖6是可以被提供用于內(nèi)燃機的進(jìn)排氣路徑的一部分的示意圖。
具體實施方式
[0032]如本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可以理解的，參考任一附圖所示出和描述的實施例的多個特征可以與在一個或多個其他附圖中示出的特征相互結(jié)合從而產(chǎn)生并未明確示出或描述的替代的實施例。所示出的特征的結(jié)合提供用于典型應(yīng)用的代表性的實施例。然而，也可以對與本公開文本的教導(dǎo)相應(yīng)的特征進(jìn)行多種結(jié)合和修改以用于特殊應(yīng)用或?qū)嵤o論是否已明確描述或示出，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也可以識別出類似的應(yīng)用或?qū)嵤Ｔ趫D1中，示出了內(nèi)燃機10的一個單獨的氣缸。發(fā)動機10具有與缸體14聯(lián)接的氣缸蓋12。氣缸蓋12、缸體14以及在氣缸20中做往復(fù)運動的活塞18限定了燃燒室16?；钊?8通過推桿22與曲軸聯(lián)接。在圖1中示出了偏心軸頸24 ;該偏心軸頸24是曲軸(未示出)的一部分。氣缸蓋12具有兩個提升式進(jìn)氣閥26和一個位于中央的燃料噴射器28。氣缸20具有多個主排氣口 30以及多個副排氣口 32。從主排氣口 30排出的廢氣被引入到廢氣帶(在圖1中未示出)中，隨后在進(jìn)入第一廢氣渦輪機36之前被引入到排氣管34中。一個泄放管42將廢氣渦輪機36的出口與廢氣渦輪機40的入口相聯(lián)接。在圖1中所示出的具有露出進(jìn)氣口的提升閥的示例性實施例并非用于起限制作用。替代地，進(jìn)氣口可以被限定在氣缸20中并由活塞18根據(jù)回路掃氣或其他合適的掃氣結(jié)構(gòu)露出。在圖2中，根據(jù)另一實施例示出了閥式發(fā)動機50的單個氣缸的剖視圖。發(fā)動機50具有往復(fù)式活塞52，該活塞通過連桿56與曲軸(未示出)的軸頸54聯(lián)接。活塞52相對氣缸58往復(fù)運動。氣缸蓋60與包住氣缸58的缸體聯(lián)接。氣缸蓋60包括至少兩個排氣口62和64以及一個燃油噴射器70,這兩個排氣口各自分別具有一個相關(guān)聯(lián)的提升閥66和68。所示出的兩個排氣閥66和68都是打開的。排氣口 62與一個高壓渦輪增壓器74的渦輪機72聯(lián)接。排氣口 64以及渦輪機72的出口與一個低壓渦輪增壓器78的渦輪機76聯(lián)接。在膨脹沖程期間當(dāng)氣缸58中的壓力較高時，排氣閥66較早地打開排氣口 62。排氣口62所聯(lián)接的渦輪機72可以是脈沖渦輪機，這種脈沖渦輪機適用于有效地從高壓氣體的短時間脈沖中汲取能量。這些氣體在渦輪機76中進(jìn)一步膨脹。在膨脹沖程中，排氣閥68在排氣口 62打開后才打開排氣口 64。排氣閥66和68可以由一個或多個凸輪軸的單獨的凸輪驅(qū)動以提供錯開的正時。替代地，閥66和68使用電子閥觸發(fā)裝置用于對閥事件的完全控制。任何能夠提供閥66和68在開啟事件時錯時的合適的閥觸發(fā)機構(gòu)都可以使用。在一種實施例中，至少一個進(jìn)氣口(在圖2中未示出)向氣缸58中提供新鮮空氣。進(jìn)氣口打開和關(guān)閉可以由活塞、提升閥或任何合適的閥類型控制。在圖3中，以截面圖示出了對置活塞式的活塞配合式發(fā)動機80。排氣活塞82和進(jìn)氣活塞84在氣缸86中做往復(fù)運動?；钊?2通過活塞銷88與連桿90聯(lián)接，而連桿90與曲軸92聯(lián)接。為活塞84也設(shè)有類似的部件。所示出的活塞82和84在靠近或位于它們的下止點(BDC)位置，即在氣缸中在兩個活塞頂部之間所包含的體積達(dá)到或接近最大時的位置。在該位置，多個進(jìn)氣口 94、多個第一排氣口 96和多個第二排氣口 98未被相應(yīng)的活塞遮蓋。在圖3中沒有明確示出從多個第一排氣口 96和多個第二排氣口 98的排氣路徑；相反，對從在圖1和圖2中所示的實施例中借鑒的一些例子進(jìn)行了討論。在一種實施例中，多個第一排氣口 96與可能與圖2的渦輪增壓器74類似的高壓渦輪增壓器的渦輪機聯(lián)接；以及多個第二排出口 98與可能與圖2的渦輪增壓器78類似的低壓渦輪增加器的渦輪機聯(lián)接。替代地，多個第一排氣口 96和多個第二排氣口 98與圖1的排氣口 30和32類似地與兩個渦輪機聯(lián)接。所提出的例子并不起限制作用。在本公開文件的精神范圍內(nèi)任何合適的結(jié)合都是可用的?；钊?2和84被示出為接近它們的BDC位置，在這位置上所有的口都是完全打開的。當(dāng)活塞82和84接近它們的上止點位置時，氣缸86和活塞82、84限定了一個燃燒室99，如氣缸86中的虛線區(qū)域所示。在圖4中示出了氣缸套200的一部分。多個第一排氣口 202位于氣缸套中的一個高度上。多個第二排氣口 204位于氣缸套200中的另一高度上。在氣缸套200的外面設(shè)有收容體積部或環(huán)形帶狀區(qū)域206用于與排氣口 202聯(lián)接。類似地，還設(shè)有一個收容體積部或環(huán)形帶狀區(qū)域210用于與排氣口 204聯(lián)接。排出通道208允許來自從環(huán)形帶狀區(qū)域206的氣流被提供給發(fā)動機排氣裝置或者廢氣渦輪機。在圖3中的例子里，設(shè)有單個排出通道。然而，這是非限制性的例子，也可以設(shè)有多個排出通道。排出通道212與環(huán)形帶狀區(qū)域210聯(lián)接。所示的排出通道210和212大致沿直徑彼此對置。這樣做可以有助于封裝排出收容部和/或避免發(fā)動機的一個徑向位置過熱。根據(jù)一種實施例，排出通道210和212偏移至少90度。在其他例子中，排出通道210和212可以位于相同的徑向位置或者彼此在90度角之內(nèi)。在圖1中，高壓渦輪機36的出口在進(jìn)入低壓渦輪機40之前以T形連接進(jìn)入到排氣裝置36中。在圖2中，高壓渦輪機72的出口單獨進(jìn)給到通向低壓渦輪機76的第一入口75中，以及由口 64排出的廢氣被進(jìn)給到通向低壓渦輪機76的第二入口 77中。如在圖2中所示的這種渦輪機76具有兩個入口，即雙渦旋渦輪機220，如在圖5中以橫截面圖所示。入口 222和224中的一個與高壓渦輪機(在圖5中未示出)的出口聯(lián)接，并且入口 222和224中的另一個與副排氣口(在圖5中未示出)聯(lián)接。渦輪增壓器220具有帶兩個單獨的渦旋的殼體250和一個渦輪252。在圖6中，示出了與兩個渦輪機聯(lián)接的對置活塞式發(fā)動機80的示意圖。從多個第一排氣口 96中排出的氣體在進(jìn)入到擴散器304之前被收集在帶狀區(qū)域302中。從多個第二排氣口 98排出的氣體在被導(dǎo)入到高壓渦輪機306中之前被收集在帶狀區(qū)域302中。高壓渦輪機306是高壓渦輪增壓器308的一部分，其包括通過軸312與渦輪機306聯(lián)接的高壓壓縮機310。離開高壓渦輪機306的氣體經(jīng)由第一入口 314被提供給雙渦旋低壓渦輪機320。來自擴散器304的氣體經(jīng)過第二入口 316被引向渦輪機320。低壓渦輪機320是低壓渦輪增壓器322的一部分，該低壓渦輪增壓器也包括通過一個軸326 (或多個軸)與渦輪機320聯(lián)接的低壓壓縮機324，在渦輪機320和壓縮機324之間設(shè)有電機328。在圖6中示出了一種根據(jù)本公開文件的實施例的進(jìn)氣系統(tǒng)?？諝膺M(jìn)入到低壓壓縮機324中，并且被提供給中冷器330。在離開中冷器330的第一排出管道334中設(shè)有旁通閥332。離開中冷器330的第二排出管道336與高壓壓縮機310聯(lián)接。當(dāng)閥332打開時，氣體繞過高壓壓縮機310。當(dāng)閥332關(guān)閉時，氣體被提供給高壓壓縮機310。離開高壓壓縮機310和/或第一排出管道334的氣體被提供給與進(jìn)氣口 94聯(lián)接的帶狀區(qū)域338。一個電子控制單元(E⑶)350與旁通閥332和電動機328電子聯(lián)接。E⑶350可以不直接與閥332和電動機328聯(lián)接，而是與驅(qū)動器聯(lián)接。然而，ECU350提供了一個控制系統(tǒng)。E⑶350將控制建立在來自傳感器352的信號的基礎(chǔ)上。傳感器352可以是與發(fā)動機80、渦輪增壓器322等聯(lián)接的壓力傳感器、溫度傳感器、質(zhì)量流量傳感器、位置傳感器、速度傳感器等傳感器。ECU也可以控制與發(fā)動機80、渦輪增壓器322等聯(lián)接的其他致動器354。[0042]在圖2和圖6中，示出了渦輪增壓器。然而本公開也可以應(yīng)用于其他渦輪機組，例如布置在排氣系統(tǒng)中的可以被用于發(fā)電的廢氣渦輪機。已參考特殊的實施例對最佳的方式進(jìn)行了詳細(xì)的描述，而對本領(lǐng)域熟知的技術(shù)人員能識別出在下列權(quán)利要求范圍中的多種替代設(shè)計和實施方式。各種實施例可以被描述為在一個或多個理想特征方面提供了優(yōu)點或比其他實施例更為優(yōu)選，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白的，一個或多個特征可以根據(jù)個別的應(yīng)用和實施折衷以實現(xiàn)理想的系統(tǒng)特性。這些系統(tǒng)特性包括但不限于:成本、強度、耐用性、使用周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、適用性、重量、可加工性、組裝靈活性等。在此所描述的在一個或多個特征方面相對于其他實施例或現(xiàn)有技術(shù)的實施方式不太理想的各實施例沒有落在本公開的范圍之外，并且其對于特定的應(yīng)用場合可以是理想的。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機，包括: 氣缸； 曲軸； 在氣缸中做往復(fù)運動的活塞，所述活塞通過連桿與曲軸聯(lián)接； 多個第一排氣口，其被限定在氣缸中與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線相距一個第一預(yù)定距離；以及多個第二排氣口，其被限定在氣缸中與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線相距一個第二預(yù)定距離，其特征在于，所述多個第一排氣口與多個第二排氣口在排氣口下游在流體上分離。
2.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機，其特征在于，還包括: 與主排氣口聯(lián)接的高壓廢氣渦輪機；以及 與副排氣口聯(lián)接的低壓廢氣渦輪機，其中在膨脹沖程期間，活塞在露出多個第二排氣口之前露出多個第一排氣口。
3.按照權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機，其特征在于，高壓廢氣渦輪機是高壓渦輪增壓器的一部分，以及低壓廢氣渦輪機是低壓渦輪增壓器的一部分。
4.按照權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機，其特征在于，還包括: 進(jìn)氣口，其被限定在氣缸中與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線相距一個第三預(yù)定距離； 低壓壓縮機；以及 高壓壓縮機，其中: 設(shè)有進(jìn)入管道以使低壓壓 縮機與進(jìn)氣供給管道流體聯(lián)接； 來自低壓壓縮機的排出管道與高壓壓縮機流體聯(lián)接；以及 高壓壓縮機的排出管道與進(jìn)氣口流體聯(lián)接。
5.按照權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機，其特征在于，來自低壓壓縮機的排出管道是第一出口，內(nèi)燃機還包括: 設(shè)置在離開低壓壓縮機的出口的高壓壓縮機旁通管道；以及 布置在高壓壓縮機旁通管道中的旁通閥。
6.按照權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機，其特征在于，來自高壓廢氣渦輪機的出口與低壓廢氣渦輪機的入口聯(lián)接。
7.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機，其特征在于，還包括:設(shè)置在副排氣口和低壓廢氣渦輪機之間的擴散器。
8.按照權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機，其特征在于，低壓廢氣渦輪機是雙渦旋型廢氣渦輪機，其具有兩個入口:一個與副排氣口流體聯(lián)接，并且一個與來自高壓廢氣渦輪機的出口流體聯(lián)接。
9.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機，其特征在于，還包括: 與包住氣缸的缸體聯(lián)接的氣缸蓋，其中該氣缸蓋與氣缸和活塞一起限定一個燃燒室；以及 至少一個布置在氣缸蓋中的進(jìn)氣閥。
10.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機，其特征在于，所述活塞是排氣活塞，所述內(nèi)燃機還包括: 限定在氣缸中的多個進(jìn)氣口 ；以及 布置在氣缸中的進(jìn)氣活塞，其相對于排氣活塞成對置活塞式布置，其中在進(jìn)氣活塞的膨脹沖程期間該進(jìn)氣活塞露出進(jìn)氣口。
11.一種內(nèi)燃機，包括: 氣缸； 曲軸； 在氣缸中做往復(fù)運動的活塞，所述活塞通過連桿與曲軸聯(lián)接； 燃燒室，其至少由活塞和氣缸限定； 限定在燃燒室中的主排氣口； 限定在燃燒室中的副排氣口；以及 第一渦輪機，其與主排氣口流體聯(lián)接，其特征在于，所述第一渦輪機與副排氣口在流體上分離。
12.按照權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機，其特征在于，還包括:與副排氣口流體聯(lián)接的第二渦輪機。
13.按照權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機，其特征在于，還包括: 與氣缸聯(lián)接的氣缸蓋，其中所述氣缸蓋還限定了燃燒室，以及所述主排氣口和副排氣口被限定在該氣缸蓋中； 在主排氣口中設(shè)置的主閥，該主閥用于打開和關(guān)閉主排氣口 ；以及 在副排氣口中設(shè)置的副閥，該副閥用于打開和關(guān)閉副排氣口。
14.按照權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機，其特征在于，所述第二渦輪機是雙渦旋渦輪機，其具有第一入口和第二入口，第一入口與副排氣口聯(lián)接，并且第二入口與第一渦輪機的出口聯(lián)接。
15.按照權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機，其特征在于，所述活塞是排氣活塞，該內(nèi)燃機還包括: 在氣缸中做往復(fù)運動的進(jìn)氣活塞，該進(jìn)氣活塞與排氣活塞對置，其中: 該進(jìn)氣活塞進(jìn)一步限定了燃燒室； 主排氣口和副排氣口被限定在氣缸中，主排氣口比副排氣口更靠近進(jìn)氣活塞；以及在排氣活塞從上止點位置朝下止點位置移動期間，主排氣口在副排氣口變成被露出前完全被露出。
16.—種內(nèi)燃機系統(tǒng),包括: 氣缸; 在氣缸中做往復(fù)運動的第一活塞； 至少部分由氣缸和第一活塞限定的燃燒室； 限定在燃燒室中的第一排氣口 ；以及 限定在燃燒室中的第二排氣口，其特征在于，所述第一排氣口與第二排氣口在燃燒室下游在流體上分離。
17.按照權(quán)利要求16所述的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與第一排氣口流體聯(lián)接的第一渦輪機；以及 與第二排氣口流體聯(lián)接的第二渦輪機。
18.按照權(quán)利要求16所述的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，還包括:相對于氣缸往復(fù)運動的第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞相互對置，第二活塞還進(jìn)一步限定了燃燒室，其中氣缸具有多個第一排氣口和多個第二排氣口，在第一活塞從靠近第一活塞的位置朝遠(yuǎn)離第一活塞的位置移動時，第一活塞在露出多個第二排氣口前露出多個第一排氣口。
19.按照權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與氣缸聯(lián)接的氣缸蓋，其具有限定在氣缸蓋中的第一排氣口和第二排氣口 ； 設(shè)置在第一排氣口中的第一提升閥，該第一提升閥用于往復(fù)運動以開啟或關(guān)閉第一排氣口；以及 設(shè)置在第二排氣口中的第二提升閥，該第二提升閥用于開啟或關(guān)閉第一排氣口。
20.按照權(quán)利要求19所述的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，在膨脹沖程中響應(yīng)于從靠近氣缸蓋的位置移動到遠(yuǎn)離氣缸蓋的位置的活塞，所述第一提升閥早于所述第二提升閥打開。
21.按照權(quán)利要求17所述的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與燃燒室聯(lián)接的進(jìn)氣口，其中第一渦輪機是電控渦輪增壓器的一部分，所述渦輪增壓器還包括布置在與進(jìn)氣口聯(lián)接的發(fā)動機進(jìn)氣裝置中的壓縮機、將第一渦輪機與壓縮機聯(lián)接的軸、以及與軸聯(lián)接的電動機。
22.按照權(quán)利要求21所述的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，電控渦輪增壓器能夠作為電動機運轉(zhuǎn)和作為發(fā)電機運轉(zhuǎn)。
23.按照權(quán)利要求17所述的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與燃燒室聯(lián)接的進(jìn)氣口，其中:第二渦輪機是電控渦輪增壓器的一部分，該渦輪增壓器還包括布置在與進(jìn)氣口聯(lián)接的發(fā)動機進(jìn)氣裝置中的壓縮機、將第二渦輪機與壓縮機聯(lián)接的軸、以及與軸聯(lián)接的電動機 。
專利摘要本實用新型涉及一種內(nèi)燃機以及內(nèi)燃機系統(tǒng)。本實用新型提供了一種用于內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)，內(nèi)燃機的燃燒室具有第一排氣口和第二排氣口，這兩個排氣口在燃燒室下游分離。在活塞的膨脹沖程期間，第一排氣口在第二排氣口之前打開。第一排氣口與高壓渦輪機聯(lián)接，以及第二排氣口與低壓渦輪機聯(lián)接。通過將高壓廢氣引導(dǎo)到高壓渦輪機以及將低壓氣體引導(dǎo)到低壓渦輪機，使得從廢氣回收的總體能量比具有一個或多個與全部排氣口串聯(lián)的廢氣渦輪機的系統(tǒng)更大。
文檔編號F02B37/007GK202970888SQ20122029297
公開日2013年6月5日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者F·萊姆伯?？? P·P·霍夫鮑爾 申請人:艾克莫特國際公司