[发明专利]具有水平安排的气缸组和排气涡轮增压器的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃发动机，它具有水平安排的多个气缸组，这些气缸组被安排在该内燃发动机的容纳曲轴的曲轴箱的相背离的两侧上，并且它还具有至少一个带有排气涡轮增压器轴的排气涡轮增压器。

背景技术

用于减少燃料消耗以及减少CO₂排放物的一种高度有效的措施已经证明是与内燃发动机的增压相关联地减小排量，即所谓的小型化。具体是在与汽油直接喷射的相互作用中，在此它有可能产生相当大的可能的节省。这是作为较小的排量和/或减少的气缸数目的结果、通过减小内部摩擦、将工作点移动到较高负载范围(去节流)内、以及(并非最不重要的)通过减小组件重量来实现的。

在对置气缸式发动机的情况下，总体上的情况是一个气缸组在各自的情况下的这些排气个质量流量被汇合并且在各自情况下被提供给一台涡轮机。排气涡轮增压的对置气缸式发动机因而总体上是双涡轮增压的概念。在此，指定给一个气缸组的一个排气涡轮增压器被安排在对置气缸式发动机的一侧上而指定给另一个气缸组的另一个排气涡轮增压器被安排在对置气缸式发动机的另一侧上。因此，这些排气涡轮增压器是定位在曲轴箱的两侧上。在此，这些排气涡轮增压器的排气涡轮增压器轴的轴线与曲轴轴线是平行安排的。

仅有一个排气涡轮增压器的概念在热力学上可以是有利的，特别是如果这个单一排气涡轮增压器装备有可变的涡轮几何形状。维持这种常规的安排原则上要求省略一个排气涡轮增压器。其结果是，必须将一个气缸组的排气引导至相反侧上。所述原理在现有技术中得到使用，但考虑到不对称性以及随之而来的在左侧与右侧气缸组之间的非常明显不同的延伸长度，这是与多个不足取的热力学缺点相关联的，这些缺点导致了减小的排气涡轮增压器效率并且因此导致了减小的内燃发动机效率。所述缺点具体包括：由于长的管线长度所引起脉冲增压的损失、由于在长的管线中的热传递所引起的排气焓的损失、以及不同气缸的不均匀的空气有效性、并且还有由于长的延伸长度所引起的引入发动机舱中的热量增加的缺点。

GB 369033披露了一种对置气缸式发动机，其中一台排气涡轮机被安排在发动机上方而一台压缩机被安排在对置气缸式发动机下方。

DE 11 2006 001 468 T5描述了一种V型构形的内燃发动机，其中一个排气涡轮增压器被安排在发动机上方。排气涡轮增压器轴的轴线被安排为平行于曲轴轴线。

另外，US 2,858,666以及JP 2000 328951 A披露了多种V型发动机，在它们当中排气涡轮增压器被安排在发动机上方，其中排气涡轮增压器轴的轴线是对应地安排为竖直地并垂直于曲轴轴线、和平行于曲轴轴线。

发明内容

本发明的目的是，对在前言中提及类型的一种内燃发动机进行改进，使得它具有特别好的热力学特性同时具有紧凑设计。

根据本发明，提出一种内燃发动机，具有一个曲轴箱并且具有容纳于所述曲轴箱中的一个曲轴，并且还具有至少一个具有排气涡轮增压器轴的排气涡轮增压器，其中，所述至少一个排气涡轮增压器是安排在该曲轴箱上方的，其中，该排气涡轮增压器轴的轴线被安排为卧式的并且相对于曲轴轴线成一个角度，该角度是在75°到105°之间或者在80°到100°之间。

本发明的目的由此实现：所述至少一个排气涡轮增压器被安排在曲轴箱上方，排气涡轮增压器轴的轴线被安排为水平的并且相对于曲轴轴线成75°与105°之间、优选90°的一个角度。

该内燃发动机优选地具有一些水平安排的气缸组，这些气缸组安排于容纳曲轴的曲轴箱的相背离的两侧上。这就使得有可能令排气管线在尽可能短的路径上汇合，并且特别是使一个气缸组的排气系统的布置相应于另一个气缸组的排气系统的布置。因为该至少一个排气涡轮增压器是安排在曲轴箱上方的，这有可能实现一种内燃发动机，它在从曲轴出发朝向气缸组的方向上具有相对紧凑的构造。

此外，根据本发明，该至少一个排气涡轮增压器的涡轮和压缩机的转动轴线以及由此排气涡轮增压器轴被安排为卧式的并且相对于内燃发动机的曲轴轴线成一个角度，这个角度是在75°到105°之间或者是在80°到100°之间，并且优选是90°。所述安排对于内燃发动机的紧凑设计做出重要贡献，并且以一种特别简单的方式允许排气管束的对称性连接而同时提供该组件的短的结构长度。