[发明专利]有若干个并联废气涡轮增压器的增压活塞式内燃机

说明书

本发明涉及一个有若干个并联废气涡轮增压器的增压活塞式内燃机。

在活塞式内燃机中，与满负荷工作的活塞式内燃机相比废气能量的供应量有所减少的情况下，即活塞式内燃机在部分负荷和部分转速下工作时，为了提高增压空气压力和增压空气量，可对废气涡轮增压器进行切断。

在供给的废气能量有所减少的情况下，只需一个废气涡轮增压器投入运行，在活塞式内燃机功率增大时，接通一个或若干个废气涡轮增压器，使其并联工作，直至最后在满负荷工作时，让所有的废气涡轮增压器均投入运行。

DE    34，11，408    C2所述的是已知的同类活塞式内燃机。在活塞式内燃机低负荷运行时，通过一个由增压空气进行压力控制的废气截止装置把一个废气涡轮增压器与废气总管道两者隔开，届时，增压空气压缩机的吸入管道中的一个增压空气截止装置阻止来自增压空气总管道的增压空气向下流动。在处于关断状态的废气涡轮增压器的整个压缩机部分，自增压空气总管道之下至增压空气截止装置之前，建立起瞬时存在的增压空气压力。

这种已知设备的缺点是，快速接通负荷和升负荷的要求不能得到充分满足。只有事先处于关断状态的废气涡轮增压器的接通过程结束后，活塞式内燃机才能接上需要的负荷。若接通过程滞后，滞后的原因是，接通废气涡轮增压器的增压空气压缩机需要一定时间，以便把它的吸入管道中尚存的、自增压空气截断装置顺流而下的增压空气压力降低直至开启增压空气截断装置所需的压力。

这种已知设备的另一缺点是，处于接通状态的废气涡轮增压器的叶轮先被加速至超转速，这同样是由于增压空气压缩机的吸入管道中的压降滞后的结果。因为，只要在增压空气压缩机的吸入端和排出端不存在压差，该增压空气压缩机的输入功率就小于该废气涡轮增压器所属废气涡轮的所提供的驱动功率。一个废气涡轮增压器的输入和输出功率之间的平衡只能出现在超转速的废气涡轮增压器特性曲线区域内的开始接通的瞬间。作为这个高转速的后果，废气涡轮增压器的叶轮既要承受热负载，又要承受机械负载，从而缩短了叶轮寿命。

单级增压和双级增压的活塞式内燃机均存在上述两个缺点。两者的唯一区别在于，在单级增压的情况下，上述两个缺点表现在同一个废气涡轮增压器上，而双级增压时，切换滞后的缺点出现在低压废气涡轮增压器上，超转速问题涉及高压废气涡轮增压器。

因此，本发明的目的在于提供一种活塞式内燃机，使它既能快速接上并达到额定功率负荷，又能避免使接通的废气涡轮增压器出现热过载和/或机械过载。

本发明的设有若干个并联废气涡轮增压器的增压活塞式内燃机，其中，有一个或若干个废气涡轮增压器在废气涡轮前的废气管道中分别设置一个由增压空气收集管道中的压力而可控的废气截断装置，在增压空气压缩机的吸入管道中分别设置一个增压空气自动截断装置，截断装置的开、闭位置可以互相切换，其特征在于，每个关断和接通状态可切换的废气涡轮增压器均设置有一个带可控旁通截断装置的旁通管道，旁通管道（43）做为横向连接管道，在属于不可切断的废气涡轮增压器（111）的增压空气压缩机（118）的吸入管道（136）和属于切断和接通状态可切换的废气涡轮增压器（112）的增压空气压缩机（124）的吸入管道（137）两者之间起连接作用，连接时，增压空气的流向是自增压空气截断装置（134）顺流而下;旁通载断装置（45）在沿着属于切断和接通状态可切换的废气涡轮增压器（12，112）的增压空气压缩机（24，124）的吸入管道（37，137）的方向上，有一个可自动封闭的封闭件（52）;封闭件（52）与一个设在旁通截断装置（45）内的封闭位置锁定装置共同起作用;封闭位置锁定装置可通过控制管道（46）进行远程操纵，控制管道（46）又与用于废气截断装置（33，133）的控制管道（32，132）相连。

根据本发明，这项任务可通过上述的发明特征加以解决。在一触发接通的瞬间打开旁通截断装置，可使处于接通状态的增压空气压缩机的吸入管道内的压力马上下降，从而使处于接通状态的废气涡轮增压器的空气侧很快为其投入最佳运行创造所需条件。

本发明的另一优点是旁通截断装置有一个可自动封闭的封闭件。

对于同类的两级增压活塞式内燃机，本发明的优越结构扩展情况还表现在其它的特征上。