[发明专利]分离串联顺序涡轮增压发动机

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮增压内燃发动机，尤其涉及这样一种发动机，其中涡轮增压器系 统包括与两个低压级串联的单个高压级，这两个低压级彼此并联设置。

背景技术

对内燃发动机应用涡轮增压的好处是众所周知的。这些好处包括改善的每个单位 发动机排量的最大单位功率、改善的容积效率以及降低的发动机排放。在涡轮增压系 统中利用多级是已知的。在一些汽车应用中，一个工程的挑战为使系统安装进车辆发 动机舱内的可用封装空间，同时最小化发动机和涡轮增压器部件之间的管道长度。已 经利用多种不同的涡轮增压器部件的物理布局以满足这些设计要求。

发明内容

依照本发明，内燃发动机具有以V形布置的第一汽缸组和第二汽缸组，该V形在 所述两个汽缸组之间形成了谷部。分离串联涡轮增压器系统包括设置在所述谷部内的 高压涡轮增压器、邻近所述第一汽缸组的外侧相对于所述谷部设置的第一低压涡轮增 压器和邻近所述第二汽缸组的外侧相对于所述谷部设置的第二低压涡轮增压器。排气 系统包括连接所述第一汽缸组与所述高压涡轮增压器的第一高压流动路径、连接所述 第二汽缸组与所述高压涡轮增压器的第二高压流动路径、连接所述高压涡轮增压器与 所述第一低压涡轮增加器的第一低压流动路径、连接所述高压涡轮增压器与所述第二 低压涡轮增压器的第二低压流动路径、连接所述第一汽缸组与所述第一低压涡轮增压 器的第一涡轮旁通流动路径和连接所述第二汽缸组与所述第二低压涡轮增压器的第 二涡轮旁通流动路径。该系统进一步包括排气控制系统，其包括至少一个定位在排气 系统中并响应至少一个发动机工况运转以可变量导引来自第一和第二汽缸组的排气 至第一低压涡轮增压器、第二低压涡轮增压器和高压涡轮增压器中至少一个的阀门。

附图说明

图1为处于第一工况的发动机和涡轮增压器系统的示意图。

图2为处于第二工况的发动机和涡轮增压器系统的示意图。

图3为发动机和涡轮增压器系统的端视图，其显示了涡轮增压器部件相对于发动 机汽缸体的物理布置。

图4为与图3相似的视图，但为清楚起见切除了进气道和排气道。

具体实施方式

图1和图2以示意形式显示了依照本发明实施例的发动机和涡轮增压器系统。发 动机包括均可具有任意数目汽缸的左汽缸组和右汽缸组2、4。分别通过进气歧管6， 8将预燃空气供应至汽缸组并分别通过排气歧管10、12将燃烧后排气排出汽缸组。 高压涡轮进给道14、16从排气歧管10、12延伸至高压涡轮增压器18。如本领域所 知，高压涡轮增压器18包括涡轮部分18a和压缩机部分18b。两个高压涡轮进给道 14、16显示为在供给入高压涡轮增压器18之前的某点处连接在一起成为单个涡轮进 气道20，然而两个高压涡轮进给道可分别供给入高压涡轮增压器18。高压涡轮进给 道14、16和涡轮进气道20作用为连接汽缸组2、4和高压涡轮增压器18的第一和第 二高压流动路径。

低压道22从高压涡轮增压器18延伸并分叉成为左低压道22a和右低压道22b。 左低压道22a和右低压道22b分别延伸至左低压涡轮增压器24和右低压涡轮增压器 26。低压道22、22a和22b组成低压流动路径。如本领域所知，低压涡轮增压器24、 26分别包括涡轮部分24a、26a以及压缩机部分24b、26b。排气管28、30分别从低 压涡轮增压器24、26延伸并可包括排气后处理装置32例如催化转化器或柴油氧化催 化剂。

左空气进气管38和右空气进气管40分别连接低压压缩机部分24b、26b。左低 压进气道42和右低压进气道44在低压压缩机部分24b、26b和高压压缩机部分18b 之间延伸。两个低压进气道42、44显示为在供给入高压压缩机部分18b之前的某点 处连接在一起成为单个压缩机进气道46，然而如果需要两个进气道可分别供给至高 压压缩机部分。