[发明专利]具有可变容积储气室的内燃发动机及运行该类型内燃发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃发动机并且涉及一种运行内燃发动机的方法。 

背景技术

压缩机中的压力比对于当前在例如发动机的内燃发动机中使用的涡轮增压器加速概念的实现构成很大的限制。压缩机中的所述压力比不能超过特定阈值。为此原因，一些排气的热量在高排气温度下仍不被利用。例如，一些热排气经由旁通管被引导绕过涡轮机，或者在可变涡轮几何形状的情况下，打开涡轮机的导向叶片。在此的缺点是排气热能的损失。否则热能可例如通过涡轮增压器被转化为机械能，并且这种方式有助于燃料消耗量的降低。 

因此，需要这样一种方案，即该方法独立于压缩机中压力比的限制并且能够实现排气的热能转化为机械能的最大转换率。 

WO 2004/025097A1描述了一种内燃发动机，特别是机动车辆的内燃发动机。该内燃发动机包括压缩机、排气涡轮增压器、旁通压缩机的空气导管以及压缩节气门瓣。当排气涡轮增压器可根据排气质量流量输送的质量流量超过压缩机的输送体积时，质量流量的一部分被引导绕过压缩机并且穿过旁通压缩机的空气导管。 

DE 101 58 874A1公开了一种用于内燃发动机的排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器包括被指定在压缩机区域的次级空气供给装置，该次级空气供给装置具有在压缩机壳体中的次级空气导管以供给次级空气。具体地，提供了用作收集腔室的环形腔室，其用于引导次级空气进入压缩机壳体。环形腔室具有压力-振动-补偿作用，由此保证次级空气的供给具有均匀的压力。例如当低于增压转速阈值时，有利的是将次级空气直接输送至压缩机下游的进气部分，由此保证增加的充气压力。在此，具体 目的是补偿具有排气涡轮增压器的内燃发动机中较低转速范围内的或多或少的显著扭矩不足。 

DE 103 61 913A1中描述了相似的装置。在此同样地，在较低转速范围内由发动机的不足机械增压导致的扭矩不足由存储器中的空气的机械增压来补偿。 

此外，DE 199 44 946A1和DE 10 2007 059 145A1公开了具有压缩空气存储器或压力箱的内燃发动机，用以额外供给压缩空气至对应的涡轮增压内燃发动机。自压力箱或压缩空气存储器额外供给的压缩空气用于补偿机械增压内燃发动机(具体为燃烧发动机)中的增压压力。 

EP 0 754 843B1描述了一种具有排气涡轮增压器的内燃发动机，以及一种用于加速内燃发动机的排气涡轮增压器的方法。在此，来自燃烧室的一部分气体流被转移到压力存储器中并且稍后被供给至排气涡轮增压器的涡轮。 

EP 1 489 289A3描述了一种用于柴油发动机的低微粒排放的方法和一种低微粒排放柴油发动机，其中根据加速过程的开始而额外地引导增压空气。 

WO 03/0044348A1描述了一种活塞式内燃发动机中的充气交换的方法，以及适合实施该方法的充气交换系统。在此，充气被选择性地经由压缩机分支或经由作为旁通管旁通压缩机的抽气分支供给至燃烧室。 

在引用的现有技术中，加速的控制受限于压缩机中压力比的限制条件，需要该限制条件来保护压缩机。这特别适用于排气的高温条件。 

发明内容

根据本发明背景，本发明的第一目的是提供有益的内燃发动机。本发明的第二目的是提供运行内燃发动机的有益方法。 

第一目的是通过根据本发明的内燃发动机实现的。第二目的是通过根据本发明运行内燃发动机的方法实现的。 

根据本发明的内燃发动机包括具有压缩机出气口的压缩机和带有汽缸进气口的至少一个汽缸。在此，压缩机出气口就流动而言被连接至汽缸进气口。内燃发动机还包括至少一个可变容积储气室，其被设置在压 缩机出气口和汽缸进气口之间。 

根据本发明的内燃发动机典型地可包括多个汽缸，具体为4、6、8或12个汽缸。然而，还可能提供非偶数个汽缸；例如，根据本发明的内燃发动机可包括5个汽缸。有利的是集气室被连接至该汽缸或这些汽缸的上游。集气室例如可被设计为可变容积储气室。特别地，集气室可与上述可变容积储气室相同。 

根据本发明的内燃发动机还可包括涡轮增压器。在此情况下，压缩机可以是涡轮增压器压缩机。 

可变容积储气室使得有可能避免以上提到的保护压缩机的限制条件，或使所述限制条件对于内燃发动机的运行变得不重要。具体地，可改变该储气室的容积，从而压缩机中的压力比不会超过某一预定值，或者在特定范围内保持恒定。