[发明专利]具有串联涡轮增压器的发动机的空气流系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机，尤其涉及一种用于具有一个或多个涡轮增压器的 空气流控制系统。

背景技术

内燃机可包括一个或多个用于压缩流体的涡轮增压器，它们把压缩的流体 供应给一个或多个在相应的燃烧气缸里的燃烧室。每个涡轮增压器典型地包括 由发动机的废气驱动的涡轮机和由该涡轮机驱动的压气机。压气机接收将被压 缩的流体并把压缩了的流体供应给燃烧室。由压气机压缩的流体可呈燃烧空气 或空气/燃油混合物的形式。

具有串联涡轮增压器的内燃机可包括用来通过放出废气以达到不同压力 的增压目标的废气流量调节阀。如美国专利5,974,801(1999年11月2日授予 Houtz)所揭示的，可以监测发动机转速、增压压力、齿条位置和大气压力。然 后，可根据所监测的一个或多个参数使废气流量调节阀动作。

当一个或多个涡轮增压器在发动机制动的过程中向燃烧室供应压缩流体 时会发生问题。在发动机制动过程中，来自涡轮增压器的加压流体在进气冲程 中被接收进燃烧室。在发动机制动过程中的压缩冲程中，进气阀和排气阀都关 闭了，这会导致燃烧室中的流体额外增加。当排气阀被驱动以克服燃烧室中的 高压流体的压力而打开时，燃烧室里的这一增高的流体压力可能损坏排气阀组 件。

本发明旨在克服以上所列的一个或多个问题。

发明内容

根据本发明的一个示例性方面，提供了一种用于具有进气总管和排气总管 的内燃机的空气流系统。这种空气流系统可包括一第一涡轮增压器，该第一涡 轮增压器包括联接于一第一压气机的一第一涡轮机。第一涡轮机构造成能够接 收来自排气总管的废气流，第一压气机构造成能够向进气总管供应压缩空气。 与第一涡轮增压器串联布置的一第二涡轮增压器可包括与排气总管流体连接 的一个或多个废气流量调节阀。一个或多个废气流量调节阀可具有一第一工作 状态，在该工作状态下，一个或多个废气流量调节阀允许由发动机排出的流体 旁通过第一涡轮机和第二涡轮机中的至少一个。一个或多个废气流量调节阀还 可具有一第二工作状态，在该工作状态下，一个或多个废气流量调节阀限制发 动机所排出的流体旁通过第一涡轮机和第二涡轮机。这种系统还可包括一控制 器，该控制器构造成在第一预定工作状态过程中使一个或多个废气流量调节阀 具有第一工作状态，第一预定工作状态包括：(i)发动机进行发动机制动；以及 (ii)第一涡轮增压器的转速大于一个预定转速。

应该理解，以上的概述和以下的详细描述只是示例性和说明性的，并不构 成对本发明的限制。

附图说明

包括在本说明书中并构成其的一部分的附图示出了本发明的一个示例性 实施例，这些附图和描述内容一起用来说明本发明的原理。各附图中：

图1是根据本发明用于内燃机的示例性空气流系统的组合的原理图和示 意图；以及

图2是表示本发明的空气流系统的示例性工作过程的流程图。

具体实施方式

现在来详细说明本发明的实施例，这些实施例的例子表示在附图中。

参见图1，其中示出了用于内燃机110的一个示例性空气流系统100。 内燃机110包括发动机气缸体111，该气缸体形成多个燃烧气缸112，气缸 的数量取决于具体的应用场合。例如，4气缸发动机将包括四个燃烧气缸， 而6气缸发动机将包括六个燃烧气缸，等等。图1中示出了六个燃烧气缸 112。

内燃机110还包括进气总管114和排气总管116。进气总管114向燃 烧气缸112提供例如空气或燃油/空气混合物的流体。排气总管116接收来 自燃烧气缸112的例如废气的排气流体。为了简化附图，将进气总管114 和排气总管116表示为单件的结构。然而，应该认识到，根据具体的应用 场合，可将进气总管114和/或排气总管116构造成多件的总管。

空气流系统100可包括第一涡轮增压器120和第二涡轮增压器140。 第一和第二涡轮增压器120、140可互相串联地布置。第一涡轮增压器120 可包括第一涡轮机122和第一压气机124。第一涡轮机122可通过排气管路 126与排气总管116流体连通。第一涡轮机122可包括安装在第一轴130 上的涡轮机叶轮128，该第一轴可由例如单件或多件的壳体之类的壳体132 可旋转地支承。从排气总管116到第一涡轮机122的流体流动路径可包括 变排量喷嘴(未示)或其它适用于控制冲动涡轮机叶轮128的排气流体流速 的几何形状可变的装置。