[发明专利]活塞式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞式发动机，特别适用于汽车。

背景技术

活塞式发动机分别具有多个汽缸，其中每个活塞以冲程可调节模式安装。每个汽缸具有 至少一个进气阀(inlet valve)和至少一个排气阀(discharge valve)，用于增压变化过程。新 型的发动机可以具有多个进气阀或者多个排气阀。

为了提高性能，可以给活塞式发动机安装上废气涡轮增压器，使用该涡轮增压器，可以 提高在新鲜气体中的压力。然而，在这样的增压发动机中，频繁的出现问题，特别是在低转 速时，其在从部分负荷至全负荷的负荷变化时，仅由于转子组合体(rotor assembly)的质量 惯性，涡轮增压器以延迟的方式响应，因而导致了所谓“涡轮增压器延迟”的现象。

发明内容

本发明致力于以下问题，即提供一种用于上述类型活塞式发动机的改良实施方式，该实 施方式特别地具有以下特征，即能够得到的任选当前废气涡轮增压器的相对快速响应。

该问题由本发明独立权利要求的主题解决。优选地实施方式为从属权利要求的主题。

本发明基于以下基本构思，即与常规相比，更早的开启至少一个汽缸的废气侧排气，也 就是说，与随后在开口处要发生的情况相比，在汽缸中废气依然表现出较高压力和较高温度。 可替换地，本发明基于下述总体构思，即与常规相比，更晚的开启至少一个汽缸的废气侧排 气，也就是说，与更早在下一点开口处要发生的情况相比，在汽缸中废气已经再次表现出较 高压力和较高温度。通过各自的方法，在经过各自的汽缸后，废气中的压力和温度以及废气 中的焓可以被暂时增加。由于现在的废气涡轮增压器的涡轮被安置在排气管路中，因而与传 统的发动机同步相比，用于使转子组合体加快的增加能量是有效的。该废气涡轮增压器因此 可以更加快速的加速同时可以在新鲜气体侧的压力上产生所需的增加。

利用本发明的活塞式发动机，上述目的通过双顶置凸轮轴完成，即利用该双顶置凸轮轴 控制汽缸的排气阀完成。该双顶置凸轮轴具有内轴和与之同轴放置的外轴，该外轴被设计为 空心轴，该两轴为可相互旋转调节。各自地，该轴以旋转固定方式支承在其上的凸轮，用于 控制排气阀。汽缸中的至少一个具有两个排气阀，两个排气阀中的一个可以通过一个内轴的 凸轮控制，同时另一个可以通过一个外轴的凸轮控制。通过改变相对位置，也即是改变在两 个轴之间的相对旋转位置，可以改变排气时间段(discharge time frame)。特别地，开启时间 和关闭时间可以相互独立地切换至较早和/或较晚。为了增加排出废气的焓值，可以特别地切 换排气时间段的开启时间至更早或更晚，其中在轴之间的相对位置相应地改变了。排气时间 段的关闭时间可以保持不变。

在优选的实施方式中，两个排气阀都可以以下述方式致动，即它们采用标准运转同步开 启。相同的凸轮因而也产生相同的关闭时间。最后，因此可以实现用于标准运转的传统排气 时间段。现在为了加速涡轮增压器，一个排气阀的开启时间被切换为更早，同时另一个排气 阀保持不变。总之，该排气时间段因此被增加到更早，同时保持不变的关闭时间。具有较高 温度和较高压力的废气因而可以用来加速涡轮。

可以提供一种替换的实施方式来在标准运转期间使两个排气阀异步运转，也就是说暂时 性地交错运转。因此导致的排气时间段要大于单独排气阀的开启时间段。该排气时间段开始 于较早开启的排气阀的开启时间，结束于较晚关闭的排气阀的关闭时间。特别地是，可以利 用凸轮来实现用于各自排气阀的开启时间段，该时间段要小于传统的排气时间段。通过以暂 时交错方式致动的排气阀，仍然还是可以实现传统的排气时间段。为了加速涡轮，较早开启 的排气阀的开启时间现在将会切换到较晚，同时其他排气阀的致动没有改变。因此缩短了排 气时间段，也就是发生在相同的关闭时间但是被切换到较晚。这就使得特别可以以下述方式 切换开启时间段至下述范围，该范围位于冲程可调节汽缸的较低死点(dead-centre)发生后， 该方式为已经再次发生再压缩冲程。有这样一个开启时间，废气早已经增加压力和温度，可 以用来加速涡轮。