專利名稱：具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機。
背景技術：
例如在日本專利申請公報No. 63-093623 (1988 )中描述了 一種具有 渦輪增壓器的直列多釭內(nèi)燃機，其在發(fā)動機搶內(nèi)橫向設置而使得排氣歧 管側(cè)朝向車輛的前側(cè)，并且渦輪增壓器的渦輪和壓縮;Wt發(fā)動;^內(nèi)朝
向車輛的前側(cè)設置。使用所描述的配置，不僅可以使得發(fā)動機搶的長度
相對地短，而且還可以用穿過發(fā)動;W&的氣流來冷卻渦輪增壓器。
在具有兩排氣釭的V型多缸內(nèi)燃機中，渦^fr增壓器的渦輪通常置于 兩個氣缸列的排氣通道的氣流結(jié)合部的下游。為此原因，由于從朝向發(fā) 動機后部的氣釭列到氣流結(jié)合部的排氣通道的長度非常長，所以在發(fā)動 機搶內(nèi)內(nèi)燃機橫向設置并且渦輪增壓器朝車輛前側(cè)設置的方案難以實 施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以在具有多個氣釭列以及渦輪增壓器的內(nèi)燃機中容易地 橫向放置內(nèi)燃機、以及朝向車輛的前側(cè)放置渦輪增壓器。
本發(fā)明的第 一方面涉及一種具有多個氣缸列且配置有渦輪增壓器 的內(nèi)燃機。所述內(nèi)燃機是多缸內(nèi)燃機。內(nèi)燃機的排氣通道連接到設置于 各氣釭列上的排氣歧管。內(nèi)燃M發(fā)動機艙內(nèi)橫向地設置(沿這樣的一 個方向設置其中曲軸的延伸方向垂直于車輛的縱向)。另外，渦輪增 壓器的渦輪安**最接近車輛前側(cè)的氣釭列的排氣通道內(nèi)，且渦輪增壓 器在發(fā)動機艙內(nèi)置于前部位置處。本發(fā)明的第一方面具有在最接近車輛后部的氣釭列的排氣通道內(nèi) 置于內(nèi)燃機本身附近的催化裝置，并且可在發(fā)動機啟動時僅運行最接近 車輛后部設置的氣釭列。
本發(fā)明的第一方面可在內(nèi)燃機啟動時閉合朝向車輛前部設置的氣 缸列的進氣門和排氣門。
本發(fā)明的第一方面可在內(nèi)燃機啟動時閉合連接到朝向車輛前部設 置的氣釭列的節(jié)氣門。
本發(fā)明的第一方面可進一步具有置于朝向車輛后部設置的氣缸列 的排氣通道中的催化裝置。
本發(fā)明涉及一種配置有渦輪增壓器并具有多個氣釭列的內(nèi)燃機。因
為內(nèi)燃;M^發(fā)動機搶內(nèi)橫向地設置，所以與發(fā)動機縱向設置時相比發(fā)動 機搶的長度較短。用于各氣缸列的排氣通道連接到各氣缸列的排氣歧 管，并且渦輪增壓器的渦輪安^最接近車輛前部設置的氣釭列的排氣 通道中。為此，不必將置于車輛后部的氣釭列的排氣通道布置成繞回到 車輛的前部以將渦輪增壓器置于發(fā)動機艙的前面位置處。結(jié)果，可以容 易地實現(xiàn)內(nèi)燃機的橫向設置以及通過流動的氣流來冷卻渦輪增壓器。
在具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機中，催化裝置可在最接近車輛后側(cè)的氣 缸列的排氣通道中置于發(fā)動機本身附近。此催化裝置不易由流動的氣流 冷卻，并且在內(nèi)燃機啟動時溫度易于升高到催化劑活化溫度。為此，可 以對來自最接近車輛后部i殳置的氣釭列的排氣實現(xiàn)良好的凈化，所述氣 缸列在車輛啟動時運行。因為在發(fā)動機啟動時沒有致動朝向車輛前部設 置的氣釭列，所以在接近車輛前部的其它氣釭列的排氣通道中不必設置 催化裝置。


參照附圖，根據(jù)下文對優(yōu)選實施方式的描述，本發(fā)明的前述和其它 目的、特征和優(yōu)點將會變得4艮明顯，圖中類似的附圖標記用來表示類似 的元件，并且圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機的簡圖。
具體實施例方式
圖l是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機的簡圖。
本實施方式的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機是V型多釭內(nèi)燃機，其具有第一 氣缸列l(wèi)a和第二氣缸列l(wèi)b，并且還具有第一氣缸列l(wèi)a的第一排氣歧管 2a和第二氣缸列l(wèi)b的第二歧管2b。第一排氣通道3a連接到第一排氣 歧管2a，第二排氣通道3b連接到第二排氣歧管2b。第一排氣通道3a 和第二排氣通道3b在排氣結(jié)合部4處連接，并且主催化裝置5置于排 氣結(jié)合部4的下游。
如圖1中所示，第一進氣歧管6a連接到第一氣釭列l(wèi)a，第二進氣 歧管6b連接到第二氣釭列l(wèi)b。第一進氣通道7a連接到第一進氣歧管 6a，第二進氣通道7b連接到第二進氣歧管6b。第一進氣通道7a和第 二進氣通道7b在進氣分叉部8處分叉.空氣濾清器9連接在進氣分叉 部8的上游。用于檢測進氣量的空氣流量計10置于進氣分叉部8和空 氣濾清器9之間。
V型內(nèi)燃M發(fā)動機搶內(nèi)橫向地設置，并且第一氣釭列l(wèi)a朝向車 輛的前部，第二氣缸列l(wèi)b朝向車輛的后部。發(fā)動機在發(fā)動機艙內(nèi)橫向 地設置，4吏得曲軸的延伸方向垂直于車輛縱向。通過H良動M向地i殳 置，與其中曲軸的延伸方向平行于車輛縱向的縱向設置相比，可以縮短 發(fā)動機搶。
V型內(nèi)燃機具有用于實現(xiàn)增壓的渦輪增壓器11。渦輪增壓器11的 渦輪lla置于連接到位于車輛前側(cè)的第一氣釭列l(wèi)a的第一排氣通道3a 中。由此，渦輪增壓器ll能夠容易地設置在發(fā)動機艙內(nèi)的前部位置處， 而無需4吏排氣通道3b繞回來。可通過流動的氣流實現(xiàn)渦輪增壓器11的 良好冷卻。為此，例如當發(fā)動機載荷較大時，因為防止了渦輪lla的熔 損，所以可以抑制例如^^空燃比為濃一一其以降^f氐排氣溫度為目的一一 的過量燃料消耗。廢氣旁通閥12置于繞過渦輪lla的廢氣旁通通道內(nèi)。 廢氣旁通閥12通過調(diào)整經(jīng)過渦輪lla的排氣量來控制增壓壓力。
渦輪增壓器11的壓縮機lib置于第一進氣通道7a中。中間冷卻器 13置于第一進氣通道7a的壓縮機lib的下游以冷卻來自壓縮機lib的 增壓進氣。第一節(jié)氣門14a在第一進氣通道7a中置于中間冷卻器13的下游，第二節(jié)氣門14b置于第二進氣通道7b中。第一進氣通道7a和第 二進氣通道7b通過置于第一節(jié)氣門14a和第二節(jié)氣門14b下游的連接 通道15相互連接。連接通道15使得來自第一進氣通道7a的壓縮機lib 的增壓進氣也能通過第二進氣歧管6b供應到第二氣釭列l(wèi)b。
此V型內(nèi)燃機主要在化學計量空燃比處運行。在此實施方式中，主 催化裝置5是三元催化裝置。雖然主催化裝置5較大，但是這并不會產(chǎn) 生安裝問題，因為其置于車輛地板的下方。如果主催化裝置5攜帶的催 化劑維持在活化溫度，則主催化裝置5很好地凈化從第一氣釭列l(wèi)a和 第二氣釭列l(wèi)b排出的排氣。
但是，在內(nèi)燃機剛啟動時，主催化裝置5的溫度不會立即達到催化 劑活化溫度，并且在其達到催化劑活化溫度之前主催化裝置5不能凈化 排氣。從環(huán)保的角度來看，排氣在此期間照原樣地排入大氣中是不利的。 在這種情況下，通常在發(fā)動機本身附近設置具有小熱容的小輔助催化裝 置，并且在發(fā)動機啟動時，此輔助的催化裝置i^il地達到催化劑活化溫 度以進行排氣的凈化。
在此實施方式中，這種輔助催化裝置16靠近第二排氣通道3b地置 于發(fā)動機本身附近，其中第二排氣通道3b連接到發(fā)動機后側(cè)處的第二 氣釭列l(wèi)b。由此，可以容易地將輔助催化裝置16設置在如下位置處 其中運動氣流被發(fā)動機本身阻擋并且不會抵達催化裝置16，并且在發(fā)動 機啟動時可以容易地使催化裝置16的溫度上升。而且，流入輔助催化 裝置16的排氣并不經(jīng)歷例如在輔助催化裝置16置于第一進氣通道3a 的情況下由渦輪lla引起的溫度降低。為此，將輔助催化裝置16置于 第二排氣通道3b中有利于溫度的升高。
由于僅在第二排氣通道3b中設置這種輔助催化裝置16，本實施方 式在發(fā)動機啟動時僅運行第二氣釭列l(wèi)b。這樣，在發(fā)動機啟動時來自第 二氣釭列l(wèi)b的排氣通過置于第二排氣通道3b中并JJ2^速升高至催化劑 活化溫度的輔助催化裝置16 4艮好地凈化。如果主催化裝置5溫度由于 經(jīng)過輔助催化裝置的排氣而升高到催化劑活化溫度，則即使第一氣缸列 lb開始運行，也能夠通過主催化裝置5凈化第一氣釭列l(wèi)b的排氣。
在此實施方式中，從第二氣缸列l(wèi)b的第二排氣通道3b到排氣流結(jié) 合部4的長度比從第一氣釭列l(wèi)a的第一排氣通道3a到排氣流結(jié)合部4的長度短。為此，當在發(fā)動機啟動時運行單排氣釭時，從主催化裝置5 中的溫度升高的角度來說，運行第二氣釭列l(wèi)b而使得排氣流入主催化 裝置5而不對其過度冷卻是有利的。通過點火正時延遲角來增加怠速轉(zhuǎn) 速或者通過增加進氣和燃料，可在發(fā)動機啟動時執(zhí)行啟動控制以增加排 氣溫度。
當在發(fā)動機起動時僅運行第二氣缸列l(wèi)b時，停止第一氣釭列l(wèi)a的 燃料噴射和點火是可滿足需要的。當?shù)谝粴忖G列l(wèi)a的進氣門和排氣門 中的每一個均打開和閉合時，渦輪增壓器11的渦輪lla用作排氣阻止 裝置且壓縮機llb用作進氣阻止裝置，結(jié)果劣化了發(fā)動機的啟動。因此， 優(yōu)選地，凸輪致動不傳遞到進氣門和排氣門，或者中斷凸輪和凸輪軸之 間的聯(lián)接，使得進氣門和排氣門保持閉合。這樣，在第一氣釭列l(wèi)a中 不發(fā)生泵送損失。
在第一實施方式中，第一氣缸列l(wèi)a的第一進氣通道7a和第二氣釭 列l(wèi)b的第二進氣通道7b相互獨立。當在發(fā)動機啟動時僅運行第二氣釭 列l(wèi)b時，第一進氣通道7a的第一節(jié)氣門14a完全閉合(打開角度為零) 并且執(zhí)行第二進氣通道7b的第二節(jié)氣門14b的節(jié)氣門角度控制，從而 控制供應到第二氣釭列l(wèi)b的進氣量。
當主催化裝置5的溫度達到催化劑活化溫度而執(zhí)行增壓操作時，第 二進氣通道7b的第二節(jié)氣門14b完全閉合(打開角度為零)。通過控制 第一節(jié)氣門4a的開度，經(jīng)過其中設置有渦輪增壓器11的壓縮機lib的 第一進氣通道7a的增壓進氣被供應到第一氣釭列l(wèi)a和第二氣缸列l(wèi)b。
雖然前述實施方式中的主催化裝置5是三元催化裝置，但是如果內(nèi) 燃機在稀燃狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，則該主催化裝置5可制成NOx催化裝置。在 此情況下，如果例如當栽荷非常大時以化學計量空燃比運轉(zhuǎn)或濃空燃比 運行，則優(yōu)選地，主催化裝置制成串聯(lián)設置的三元催化裝置和NOx催 化裝置。
雖然在此實施方式中的內(nèi)燃機是具有兩個氣釭列的V型發(fā)動機，但 是本發(fā)明并不局限于這種方式，而可以是具有多個氣缸列的內(nèi)燃機，例 如具有三個氣釭列的W型內(nèi)燃機。在這些情況下，在橫向設置的發(fā)動 機中，渦輪增壓器的渦輪可設置于最接近車輛前部的氣缸列的排氣通道 中，輔助催化裝置可設置于位置最接近車輛后部的氣釭列的排氣通道中，并且，如果在發(fā)動機啟動時僅運行位置最接近車輛后側(cè)的氣釭列， 則可以實現(xiàn)本發(fā)明的上述效果。
雖然已經(jīng)參照所認為的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了描述，但是可 以理解本發(fā)明并不局限于所披露的實施方式或構(gòu)造。相反，本發(fā)明意在 覆蓋各種改型和等效設置。另外，雖然所披露的發(fā)明的各種元件示于各 種示例性的組合和配置中，但是包括更多、更少或者僅一個單一元件的 其它組合和配置也都落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有渦輪增壓器和多個氣缸列的內(nèi)燃機，所述內(nèi)燃機包括排氣通道，其連接到設置在每個所述氣缸列處的排氣歧管，其中所述內(nèi)燃機在發(fā)動機艙內(nèi)的設置使得所述內(nèi)燃機的曲軸的延伸方向垂直于車輛的縱向，并且其中所述渦輪增壓器的渦輪安裝在最接近所述車輛的前側(cè)的氣缸列的排氣通道中，且所述渦輪增壓器在所述發(fā)動機艙內(nèi)朝向前側(cè)位置地設置。
2.如權(quán)利要求l所述的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機，其中催化裝置在最接近所述車輛的后側(cè)的氣缸列的排氣通道中設置于 發(fā)動機本身附近，并且其中在所述發(fā)動機啟動時僅運行所述最接近車輛的后側(cè)設置 的氣虹列。
3.如權(quán)利要求2所述的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機，其中在所述發(fā)動機啟動時閉合朝向所述車輛的前側(cè)設置的氣缸列的進 氣門和排氣門。
4.如權(quán)利要求2所述的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機，其中在所述發(fā)動機啟動時閉合連接到朝向所述車輛前側(cè)設置的氣釭列 的節(jié)氣門。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機, 進一步包括置于朝向所述車輛后側(cè)設置的氣釭列的排氣通道內(nèi)的催化裝置。
6. —種在發(fā)動機搶內(nèi)橫向地設置的內(nèi)燃機，包括 多個氣缸列；連接到設置于各氣釭列處的排氣歧管的排氣通道；以及渦輪增壓器，其具有置于最接近車輛前側(cè)的氣缸列的排氣通道中的 渦輪，并且在所述發(fā)動機搶內(nèi)沿車輛縱向設置。
全文摘要
一種具有多個氣缸列(1a，1b)和渦輪增壓器(11)的多缸內(nèi)燃機，其在發(fā)動機艙內(nèi)橫向地設置，其中排氣通道(3a，3b)連接到各氣缸列的排氣歧管(2a，2b)，渦輪增壓器(11)的渦輪(11a)安裝在最接近車輛前側(cè)定位的氣缸列(1a)的排氣通道(3a)中，且渦輪增壓器在發(fā)動機艙內(nèi)置于前部位置處。
文檔編號F02B75/00GK101326068SQ200680046300
公開日2008年12月17日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者北東宏之 申請人:豐田自動車株式會社