具有改進(jìn)渦輪響應(yīng)的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適于具有至少一個燃燒室的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備。雙渦道渦輪增壓器設(shè)備包括包含渦輪葉輪的渦輪部；第一渦輪渦道和第二渦輪渦道；允許控制通過第一渦輪渦道的排氣流的第一渦輪渦道閥；包含壓縮機(jī)入口的壓縮機(jī)部；壓縮機(jī)出口；適于將從壓縮機(jī)入口接收的空氣增壓并通過壓縮機(jī)出口給至少一個燃燒室提供增壓空氣的壓縮機(jī)葉輪。雙渦道渦輪增壓器設(shè)備還包括適于存儲增壓氣體的容器；與容器和渦輪部流體連通從而將來自容器的增壓空氣可控地提供至第一渦輪渦道閥和渦輪葉輪之間的第一容器入口的容器管道。
【專利說明】
具有改進(jìn)渦輪響應(yīng)的雙渦道渦輪増壓器設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及雙渦道渦輪增壓器設(shè)備以及包括這種渦輪增壓器設(shè)備的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用渦輪增壓器通過利用排氣壓力驅(qū)動渦輪機(jī)進(jìn)而驅(qū)動壓縮機(jī)使進(jìn)氣空氣增壓能提高內(nèi)燃發(fā)動機(jī)效率是已知的。
[0003]但是，早期的渦輪增壓器通常只在低RPM下提供不充分的進(jìn)氣空氣增壓，并且明顯表現(xiàn)出所謂的“增壓滯后”(響應(yīng)于節(jié)流閥改變所需要的用于改變功率輸出的時間)。
[0004]一種擴(kuò)大提供明顯增壓的運(yùn)行范圍(以RPM為單位)的方案是使用所謂的雙渦道渦輪增壓器，其中排氣通過兩個獨立的渦道被引到渦輪增壓器的渦輪葉輪。該方案能縮小燃燒室和渦輪葉輪之間的流道的最小橫截面積，從而在低RPM下提供到渦輪葉輪的相對高的排氣流動速度。
[0005]為了改善渦輪響應(yīng)(減少增壓滯后)，已經(jīng)建議給渦輪增壓器的渦輪機(jī)提供增壓空氣。例如，DE 10210053057公開了一種渦輪增壓器設(shè)備，其中增壓空氣被從存儲容器提供至渦輪機(jī)，從而快速地提高渦輪葉輪的轉(zhuǎn)速。
[0006]盡管根據(jù)DE10210053057的渦輪機(jī)看上去能夠減少增壓滯后，但是提供進(jìn)一步減少的增壓滯后和/或更能量有效地減少增壓滯后是期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的前述和其他缺點，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供改進(jìn)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)渦輪增壓，特別是提供渦輪增壓器中減少的增壓滯后和/或增壓滯后的更能量有效的減少。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于具有至少一個燃燒室的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備，該雙渦道渦輪增壓器設(shè)備包括:渦輪部，其包含:渦輪葉輪;適于從至少一個燃燒室接收排氣并朝著渦輪葉輪引導(dǎo)排氣以使渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)的第一渦輪渦道和第二渦輪渦道；以及適于控制排氣經(jīng)第一渦輪渦道的流動的第一渦輪渦道閥；壓縮機(jī)部，其包含:壓縮機(jī)入口 ；壓縮機(jī)出口；以及適于將從壓縮機(jī)入口接收的空氣增壓并通過壓縮機(jī)出口給至少一個燃燒室提供增壓空氣的壓縮機(jī)葉輪，壓縮機(jī)葉輪被耦接到渦輪葉輪以響應(yīng)于渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn);適于存儲增壓空氣的容器;與容器和渦輪部流體連通以便將來自容器的增壓空氣提供至第一渦輪渦道的第一容器入口的容器管道，第一容器入口位于第一渦輪渦道閥和渦輪葉輪之間；允許控制通過容器管道的增壓氣體流的容器管道閥。
[0009]朝渦輪葉輪獨立地引導(dǎo)排氣的第一和第二渦輪渦道可例如并排地布置，或沿徑向被分開。
[0010]第一和第二渦輪渦道可以具有不同的最小流動橫截面，從而針對給定的排氣質(zhì)量流提供不同的流速(flow speeds) O
[0011]通過第一渦輪渦道閥，能阻止來自燃燒室的排氣的流經(jīng)過第一渦輪渦道到達(dá)渦輪葉輪。
[0012]渦輪葉輪通常可被渦輪殼體包圍，第一和第二渦輪渦道可形成在渦輪殼體中。
[0013]本發(fā)明基于以下認(rèn)識:通過在渦輪葉輪的上游臨時形成相對小的“壓力腔”，并將來自容器的空氣噴入該“壓力腔”內(nèi)，能快速高效地實現(xiàn)渦輪葉輪兩側(cè)的期望壓力差。本發(fā)明人還認(rèn)識到:通過提供第一渦輪渦道閥和位于第一渦輪渦道閥與渦輪葉輪之間的容器入口，該相對小的壓力腔能通過關(guān)閉該第一渦輪渦道閥而臨時地形成。
[0014]在DE10210053057中所公開的渦輪增壓器設(shè)備中，通過兩個渦輪渦道以及內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣歧管形成了相當(dāng)大的壓力腔，在實現(xiàn)渦輪增壓器的渦輪葉輪的轉(zhuǎn)速的期望提高之前，要求相當(dāng)大的增壓空氣體積被噴入。
[0015]因此，根據(jù)本發(fā)明的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的實施例利用相對少量的增壓空氣提供了渦輪葉輪轉(zhuǎn)速的快速增加。這又允許使用較小的增壓氣體容器和/或允許花費較少的能量給容器供應(yīng)增壓氣體。因此，本發(fā)明的實施例提供渦輪增壓器的更快和/或更能量有效的操作。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的多個實施例，雙渦道渦輪增壓器設(shè)備還可包括與壓縮機(jī)部和渦輪機(jī)部流體連通的旁通管道，以將來自壓縮機(jī)部的增壓空氣提供給第一渦輪渦道中的位于第一渦輪渦道閥和渦輪葉輪之間的第一旁通入口；以及允許控制通過旁通管道的增壓空氣流的旁通管道閥。
[0017]通過旁通管道，來自壓縮機(jī)部的增壓空氣能被用于提高通過渦輪機(jī)的質(zhì)量流，這可特別有利于在相對低的RPM下提高由渦輪增壓器提供的功率增大。另外，允許由壓縮機(jī)提供的一部分增壓空氣旁通進(jìn)入渦輪部使得能提高流過壓縮機(jī)部的質(zhì)量流，這又減少了所謂的壓縮機(jī)喘振的風(fēng)險。同時，被旁通的增壓空氣所攜帶的能量在渦輪部中被回收，提供根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的進(jìn)一步改善的能量效率。
[0018]在實施例中，第一容器入口和第一旁通入口可以作為第一公共入口被提供，這可以節(jié)省第一渦輪渦道中的空間和/或有利于第一渦輪渦道的設(shè)計。
[0019]另外，根據(jù)多個實施例，渦輪部還可包括允許控制排氣經(jīng)第二渦輪渦道的流動的第二渦輪渦道閥。
[0020]設(shè)置第二渦輪渦道閥還允許對經(jīng)第二渦輪渦道的流進(jìn)行控制，這在控制渦輪增壓器設(shè)備的運(yùn)行方面提供更多自由。
[0021 ]在實施例中，上述旁通管道可以提供從壓縮機(jī)部到第二渦輪渦道，到布置在第二渦輪渦道閥和渦輪葉輪之間的第二渦輪渦道入口的可控的增壓空氣的流體流。
[0022]在其他實施例中，可以在壓縮機(jī)部和第二渦輪渦道之間設(shè)置又一旁通管道，使得增壓空氣可以從壓縮機(jī)部被提供至第一和第二渦輪渦道中被選定的一個或兩個。
[0023]另外，根據(jù)本發(fā)明多個實施例的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備可以被包含在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)還包含:至少一個排氣室;將至少一個排氣室與雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的第一和第二禍輪禍道相連接的第一流動裝置(first flow arrangement)，用于提供從至少一個排氣室到雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的渦輪葉輪的排氣;將雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的壓縮機(jī)出口與至少一個排氣室相連接的第二流動裝置，用于給至少一個排氣室提供增壓空氣；用于致動第一渦輪渦道閥的第一渦道閥致動器；用于致動容器管道閥的容器閥致動器；以及發(fā)動機(jī)控制單元，其具有:用于獲取指示內(nèi)燃發(fā)動機(jī)期望運(yùn)行的信號的輸入;分別被連接到第一渦道閥致動器和容器閥致動器的第一和第二輸出，用于根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的期望運(yùn)行控制第一禍輪禍道閥和容器管道閥的流體流設(shè)置(fluid flow settings) ο
[0024]當(dāng)所獲取的信號指示期望來自內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的增大的輸出功率時，發(fā)動機(jī)控制單元可以有利地控制第一渦道閥致動器以限制經(jīng)過第一渦輪渦道閥的流;且控制容器閥致動器以允許從容器流入第一渦輪渦道閥內(nèi)的氣體流。
[0025]在預(yù)定的時間段內(nèi)，其有利地可以短于一秒，發(fā)動機(jī)控制單元可再次關(guān)閉容器閥。
[0026]為了高效的運(yùn)行，提供相對小的容器的使用，發(fā)動機(jī)控制單元可以被配置以控制容器閥保持第一渦輪渦道內(nèi)的壓力低于大約6巴(600kPa)。甚至更有利地，發(fā)動機(jī)控制單元可以被配置以控制容器閥保持第一渦輪渦道內(nèi)的壓力低于大約4巴(400kPa)。因此，渦輪的操作能關(guān)于能量效率被優(yōu)化。這能依據(jù)容器閥的配置以多種方式被實現(xiàn)。例如，容器閥能被部分地打開，或者容器閥能被控制以指定的占空比在全關(guān)和全開之間切換，從而實現(xiàn)第一渦輪渦道內(nèi)的期望壓力。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種控制根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的運(yùn)行的方法，包括步驟:由發(fā)動機(jī)控制單元獲取指示內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的期望運(yùn)行的信號；由發(fā)動機(jī)控制單元評估所獲取的信號；由發(fā)動機(jī)控制單元基于所述評估控制第一渦道閥致動器和容器閥致動器，從而實現(xiàn)支持期望運(yùn)行的第一渦道閥和容器管道閥的流體流設(shè)定。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例，各種管道閥的控制順序可例如如下:
[0029]-關(guān)閉第一渦道管道閥(除非它已經(jīng)被關(guān)閉)；
[0030]-關(guān)閉旁通管道閥(除非它已經(jīng)被關(guān)閉)；
[0031 ]-打開容器管道閥；
[0032]-關(guān)閉容器管道閥；
[0033]-打開旁通管道閥；
[0034]-關(guān)閉旁通管道閥(除非E⑶確定第一渦道管道閥應(yīng)當(dāng)保持關(guān)閉)；
[0035]-打開第一渦道管道閥(除非E⑶確定第一渦道管道閥應(yīng)當(dāng)保持關(guān)閉)。
[0036]例如由ECU進(jìn)行的以上控制順序在以下情況是有利的，S卩，確定為了實現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩需要通過(經(jīng)由旁通管道)持續(xù)供應(yīng)增壓氣體的容器管道閥的操作提供來自容器的增壓氣體的“脈沖”之后，發(fā)動機(jī)的RPM仍然很低的情況。例如，這可能是在使用手動變速箱以及駕駛員在低發(fā)動機(jī)速度下松開加速器的情形。
[0037]本發(fā)明的第二方面的實施例和變型很大程度對應(yīng)于本發(fā)明第一方面的上述的實施例和變型。
[0038]總之，根據(jù)本發(fā)明的各個實施例涉及具有至少一個燃燒室的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備。雙渦道渦輪增壓器設(shè)備包括渦輪部，其包含:渦輪葉輪;第一渦輪渦道和第二渦輪渦道；以及用于控制通過第一渦輪渦道的排氣流的第一渦輪渦道閥；壓縮機(jī)部，其包含:壓縮機(jī)入口；壓縮機(jī)出口 ；以及用于將從壓縮機(jī)入口接收的空氣增壓并通過壓縮機(jī)出口給至少一個燃燒室提供增壓空氣的壓縮機(jī)葉輪。雙渦道渦輪增壓器設(shè)備還包括用于存儲增壓氣體的容器;將容器與渦輪部流體連通的容器管道，用于將來自容器的增壓空氣可控地提供至位于第一渦輪渦道閥和渦輪葉輪之間的第一容器入口。
[0039]本文中的關(guān)閉和打開位置被認(rèn)為也包含基本關(guān)閉或基本打開位置。在渦輪增壓器系統(tǒng)和使用閥的類似物中，例如由于制造容差和熱效應(yīng)，各個閥氣密地關(guān)閉各個管道、入口、出口或類似物通常不是必須的或者是不可能的。
【附圖說明】
[0040]本發(fā)明的這些和其他方面將參考示出了本發(fā)明示例實施例的附圖被更詳細(xì)地描述，其中:
[0041]圖1示意地示出了包含根據(jù)本發(fā)明示例實施例的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(ICE);
[0042]圖2是示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0043]在目前的詳細(xì)描述中，根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器、內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(ICE)以及方法的多個實施例主要參考具有并排布置的第一和第二渦輪渦道的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備被描述，其中從燃燒室經(jīng)第一渦輪渦道的流動藉由第一渦輪渦道閥是可控的。另外，單個排氣歧管被示出將所有的燃燒室與第一和第二渦輪渦道二者耦接。
[0044]應(yīng)當(dāng)明白這不是限制本發(fā)明的范圍，例如本發(fā)明還包括具有以不同的彼此關(guān)系被布置的第一和第二渦輪渦道的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備，比如相對于渦輪葉輪沿徑向偏置布置。另外，第二渦輪渦道也可以被設(shè)置有渦道閥，并且從燃燒室經(jīng)第二渦輪渦道的流動也可以是可控的。另外，ICE可以具有兩個獨立的排氣歧管，可分別連接到第一和第二渦輪渦道中的相應(yīng)一個上。在所述實施例中，第一渦輪渦道閥可以被有利地配置為當(dāng)關(guān)閉第一渦輪渦道時(基本上防止排氣流過第一渦輪渦道閥)將兩個排氣歧管連接到第二渦輪渦道。
[0045]圖1示意地畫出了包含雙渦道渦輪增壓器設(shè)備(渦輪設(shè)備)2、若干個燃燒室3、進(jìn)氣歧管4、排氣歧管5以及用于控制ICE的運(yùn)行的發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)20。
[0046]渦輪設(shè)備2包括渦輪部7、壓縮機(jī)部8、用于存儲增壓氣體的容器9。渦輪部7包括渦輪葉輪10、第一渦輪渦道11a、第二渦輪渦道11b、以及第一渦輪渦道閥12。壓縮機(jī)部包括壓縮機(jī)入口 14、壓縮機(jī)出口 15、以及壓縮機(jī)葉輪16。在圖1中的示例實施例中，渦輪設(shè)備2包括包圍渦輪葉輪10和壓縮機(jī)葉輪16并在渦輪設(shè)備2中形成不同的流體流動路徑的渦輪殼體18。另外，渦輪葉輪10和壓縮機(jī)葉輪16通過軸19連接，從而使得渦輪葉輪10的旋轉(zhuǎn)引起壓縮機(jī)葉輪16的旋轉(zhuǎn)。
[0047]如圖1中所示，容器9通過容器管道21流體連通到第一渦輪渦道11a。沿著容器管道21設(shè)置容器管道閥22，用于控制增壓氣體經(jīng)容器管道的流動。在圖1中所示的容器管道21上的示意框(以及圖1中其他管道上的示意框等等)應(yīng)當(dāng)被理解為表示能利用電信號被控制的閥，且可包括機(jī)械閥和用于致動該閥的致動器。應(yīng)當(dāng)注意:合適的可控制閥的設(shè)計和配置也落入發(fā)動機(jī)設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)人員可實現(xiàn)的范圍內(nèi)。
[0048]另外，渦輪設(shè)備2包括與壓縮機(jī)部8和渦輪部7流體連通的旁通管道24，用于從壓縮機(jī)部8給渦輪渦道I Ia提供增壓空氣。沿著旁通管道24設(shè)置旁通管道閥25，用于控制增壓空氣通過旁通管道24的流動。
[0049]在目前所示的示例實施例中，容器管道21和旁通管道24經(jīng)被布置在第一渦輪渦道閥12和渦輪葉輪10之間的第一公共入口 26被流體連通到第一渦輪渦道11a。
[0050]如圖1中示意地所示，E⑶20包括用于獲取指示ICE I的期望運(yùn)行的信號的輸入28、被連接到第一渦輪渦道閥12的第一輸出29、被連接到容器閥22的第二輸出30、以及被連接到旁通閥25的第三輸出31。雖然在圖1中沒有示出，但是應(yīng)當(dāng)明白ECU通常包括處理電路，比如一個或若干個微處理器，以及存儲器。
[0051]在運(yùn)行中，來自燃燒室3的排氣經(jīng)排氣歧管5被提供至渦輪設(shè)備2的渦輪部7。具體地，排氣通過第一渦輪渦道Ila和第二渦輪渦道Ilb的至少一個朝著渦輪葉輪10引導(dǎo)。排氣使得渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)，然后朝著排氣系統(tǒng)離開渦輪設(shè)備2，如圖1中實心箭頭所示。
[0052]因為渦輪葉輪10和壓縮機(jī)葉輪16通過軸19連接，因此渦輪葉輪10的旋轉(zhuǎn)將引起壓縮機(jī)葉輪16的旋轉(zhuǎn)，從而使從壓縮機(jī)入口 15接收的空氣被增壓，并且增壓空氣經(jīng)進(jìn)氣歧管4被提供至燃燒室3，如圖1中所示。
[0053]根據(jù)ICE的期望運(yùn)行，可能期望修改渦輪設(shè)備2中的流動路徑以響應(yīng)于ICE的期望運(yùn)行的變化影響從壓縮機(jī)部8到燃燒室的空氣質(zhì)量流和/或空氣質(zhì)量流的變化。
[0054]為此，E⑶可以被配置為，例如通過在ECU的存儲器中存儲的一組指令，根據(jù)通過ECU的輸入28所接收到的指示期望運(yùn)行的信號控制第一渦輪渦道閥12、容器閥22和旁通閥25的一個或若干個。
[0055]例如，當(dāng)輸入28處的信號指示ICE在低RPM下的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，E⑶可以控制第一渦輪渦道閥12處于其關(guān)閉狀態(tài)以提高經(jīng)過第二渦輪渦道的流體速度，并使旁通閥25處于其打開狀態(tài)以允許壓縮機(jī)部8中的部分增壓空氣被轉(zhuǎn)移到在已關(guān)閉的第一渦輪渦道閥12和渦輪葉輪10之間的第一渦輪渦道內(nèi)。這將提供用于經(jīng)過渦輪部7的增大的質(zhì)量流，并抵消壓縮機(jī)喘振(surge)。這些措施在低RPM穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間提供了被改善的ICE效率。
[0056]當(dāng)輸入28處的信號指示RPM相對緩慢地提高到ICE在高RPM下的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，E⑶可以，根據(jù)前述的被存貯的指令組，控制第一渦輪渦道閥12打開第一渦輪渦道11a，并控制旁通管道閥25關(guān)閉旁通管道24。
[0057]用于響應(yīng)輸入28處指示期望的高加速的信號控制圖1中ICE的方法的示例實施例將額外地參考圖2中的流程被描述。
[0058]在第一步驟100中，指示ICE的期望運(yùn)行的信號由E⑶20通過輸入28獲取。根據(jù)一個例子，該信號可以從一個或更多個感測加速器位置的傳感器發(fā)出。在后續(xù)步驟101中，確定所獲取的信號是否指示期望高的加速度。
[0059]如果不是這種情形，即如果期望加速度例如被確定是低于預(yù)定閾值，則該方法返回第一步驟100并繼續(xù)獲取輸入信號。
[0060]另一方面，如果在步驟101中確定高于預(yù)定閾值的加速度是期望的，則該方法在步驟102中執(zhí)行確定第一渦道閥12是否打開。
[0061]如果確定第一渦道閥12打開，該方法執(zhí)行到步驟103，其中通過提供從E⑶的第一輸出29至第一渦道閥12的信號關(guān)閉第一渦道閥。
[0062]在第一渦道閥12已經(jīng)在步驟103中被關(guān)閉之后，在步驟104中通過提供從ECU的第二輸出30至容器閥22的信號打開容器閥22。
[0063]作為關(guān)閉第一渦道閥12且打開容器閥22的結(jié)果，來自容器9的增壓空氣將流入第一渦道閥12和渦輪葉輪10之間的相對小的空間內(nèi)，并快速地提高渦輪葉輪10的轉(zhuǎn)速，從而產(chǎn)生非?？斓臏u輪響應(yīng)。因為第一渦道閥12和渦輪葉輪10之間的空間是如此小(例如比第一和第二渦輪渦道和排氣歧管5—起要小得多)，因此相對少量的增壓空氣需要從容器9被供應(yīng)以實現(xiàn)渦輪葉輪10的轉(zhuǎn)速上的期望的快速增加。因此，可使用相對小的容器9，且用增壓氣體比如空氣重新填充容器9所需要的能量較少。
[0064]在排氣歧管5中的排氣壓力積聚從而使得不再需要來自容器9的額外增壓來維持渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)的必要時間之后，在步驟105中容器閥22被再次關(guān)閉，第一渦道閥12在步驟106中被打開。然后，該方法返回步驟100。
[0065]其中第一渦道閥12被控制關(guān)閉且容器閥22被控制打開的時間段可以取決于ICE的配置以及其他因素，比如ICE的運(yùn)行點。典型的時間段可以少于一秒，比如大約半秒。
[0066]如果在步驟102中確定第一渦道閥12已經(jīng)被關(guān)閉，該方法則執(zhí)行到步驟107和108，從而像關(guān)于步驟104和105所描述那樣打開和關(guān)閉容器閥22。
[0067]本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到本發(fā)明絕不被限制為上述的優(yōu)選實施例。相反，在后附權(quán)利要求的范圍內(nèi)很多修改和變化是可能的。
[0068]在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其他元素或步驟，不定冠詞“a”或“an，，不排除復(fù)數(shù)。單個處理器或其他單元可能滿足權(quán)利要求中所述多項功能。不同的從屬權(quán)利要求中被相互提及的某些手段不表示這些手段的組合不能被有利地使用。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記應(yīng)當(dāng)不被理解為限制其范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于具有至少一個燃燒室的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備，所述雙渦道渦輪增壓器設(shè)備包括: 渦輪部，其包含:渦輪葉輪;適于從所述至少一個燃燒室接收排氣并朝著所述渦輪葉輪引導(dǎo)所述排氣以使所述渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)的第一渦輪渦道和第二渦輪渦道;適于允許控制通過第一渦輪渦道的所述排氣的流的第一渦輪渦道閥； 壓縮機(jī)部，其包含:壓縮機(jī)入口 ；壓縮機(jī)出口；適于對從所述壓縮機(jī)入口接收的空氣增壓并通過所述壓縮機(jī)出口給所述至少一個燃燒室提供增壓空氣的壓縮機(jī)葉輪，所述壓縮機(jī)葉輪被耦接到所述渦輪葉輪以響應(yīng)于所述渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)； 適于存儲增壓氣體的容器； 與所述容器和所述渦輪部流體連通的容器管道，適于將來自所述容器的增壓空氣提供至所述第一渦輪渦道中的第一容器入口，所述第一容器入口位于所述第一渦輪渦道閥和所述渦輪葉輪之間； 容器管道閥，適于允許控制通過所述容器管道的所述增壓氣體的流。2.根據(jù)權(quán)利要求1的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備，還包括與所述壓縮機(jī)部和所述渦輪機(jī)部流體連通的旁通管道，適于將來自所述壓縮機(jī)部的增壓空氣提供至所述第一渦輪渦道中的位于所述第一渦輪渦道閥和所述渦輪葉輪之間的第一旁通入口 ；以及 旁通管道閥，適于允許控制通過所述旁通管道的所述增壓空氣的流。3.根據(jù)權(quán)利要求2的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備，其中，所述第一容器入口和所述第一旁通入口被提供作為第一公共入口。4.根據(jù)前述權(quán)利要求任何一項的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備，其中，所述渦輪部還包括第二渦輪渦道閥，所述第二渦輪渦道閥適于允許控制通過第二渦輪渦道的所述排氣的流。5.根據(jù)權(quán)利要求4的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備，包括: 流體連接所述壓縮機(jī)部和所述渦輪部的旁通管道，適于將來自所述壓縮機(jī)部的增壓空氣提供至所述第二渦輪渦道中的位于所述第二渦輪渦道閥和所述渦輪葉輪之間的第二旁通入口；以及 旁通管道閥，適于允許控制通過所述旁通管道的所述增壓空氣的流。6.一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括: 至少一個排氣室； 根據(jù)前述權(quán)利要求任何一項的雙渦道渦輪增壓器設(shè)備； 將至少一個排氣室與雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的第一和第二渦輪渦道相連接的第一流動裝置，適于將來自所述至少一個排氣室的排氣提供至所述雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的渦輪葉輪； 將雙渦道渦輪增壓器設(shè)備的壓縮機(jī)出口與所述至少一個排氣室相連接的第二流動裝置，適于給所述至少一個排氣室提供增壓空氣； 適于致動所述第一渦輪渦道閥的第一渦道閥致動器； 適于致動所述容器管道閥的容器閥致動器；以及 發(fā)動機(jī)控制單元，其具有: 適于獲取指示所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)期望運(yùn)行的信號的輸入； 分別連接到所述第一渦道閥致動器和所述容器閥致動器的第一和第二輸出，適于基于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的期望運(yùn)行控制所述第一渦輪渦道閥和所述容器管道閥的流體流設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，當(dāng)所獲取的信號指示來自所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的增大的輸出功率被期望時，則所述發(fā)動機(jī)控制單元: 控制所述第一渦道閥致動器以限制經(jīng)過所述第一渦輪渦道閥的流;且 控制所述容器閥致動器以允許氣體從所述容器流入所述第一渦輪渦道內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，在允許氣體從所述容器流入所述第一渦輪渦道內(nèi)的預(yù)定時間段后，所述發(fā)動機(jī)控制單元: 控制所述容器閥致動器以阻止氣體從所述容器流入所述第一渦輪渦道內(nèi)；且 控制所述第一渦道閥致動器以允許流經(jīng)過所述第一渦輪渦道閥。9.根據(jù)前述權(quán)利要求6-8任何一項的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述發(fā)動機(jī)控制單元被配置為控制所述容器閥制動器以允許流以在所述第一渦輪渦道內(nèi)建立低于6巴的壓力的流率經(jīng)過所述容器閥。10.—種控制根據(jù)權(quán)利要求6的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的運(yùn)行的方法，包括步驟: 由所述發(fā)動機(jī)控制單元獲取指示所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的期望運(yùn)行的信號； 由所述發(fā)動機(jī)控制單元評估所述獲取的信號； 由所述發(fā)動機(jī)控制單元基于所述評估控制至少所述第一渦道閥致動器和所述容器閥致動器以實現(xiàn)支持所述期望運(yùn)行的所述第一渦道閥和所述容器管道閥的流體流設(shè)定。11.根據(jù)權(quán)利要求1O的方法，其中: 所述獲取信號指示所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的功率輸出的期望增加；以及 所述控制步驟包括以下步驟: 控制所述第一渦道閥致動器以關(guān)閉所述第一渦輪渦道閥;和 控制所述容器閥致動器以打開所述容器管道閥。12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括以下步驟: 在控制所述容器閥致動器以打開所述容器管道閥的預(yù)定時間段之后，控制所述容器閥致動器以關(guān)閉所述容器管道閥；以及 在已經(jīng)關(guān)閉所述容器管道閥之后，控制所述第一渦道閥致動器以打開所述第一渦輪渦道閥。13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，還包括以下步驟: 在已經(jīng)關(guān)閉所述容器管道閥之后且在打開所述第一渦輪渦道閥之前，控制打開所述旁通管道閥。14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括以下步驟: 在打開所述第一渦輪渦道閥之前，控制關(guān)閉所述旁通管道閥。15.根據(jù)權(quán)利要求12-14任何一項的方法，其中，所述預(yù)定時間段短于一秒。
【文檔編號】F02B37/18GK105840296SQ201610064450
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月25日
【發(fā)明人】G·阿爾姆奎斯特, J·J·比約克霍爾茨, J·福塞爾, O·加爾內(nèi)馬克
【申請人】沃爾沃汽車公司