帶渦輪增壓器的發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供通過主動控制渦輪增壓器的工作來改善燃油經(jīng)濟性的帶渦輪增壓器的發(fā)動機，其包括：多個氣缸，與氣缸經(jīng)由分支進氣管連通的進氣側(cè)合流管，與氣缸經(jīng)由分支排氣管連通的排氣側(cè)合流管，進氣側(cè)渦輪葉輪設(shè)于進氣側(cè)合流管而排氣側(cè)渦輪葉輪設(shè)于排氣側(cè)合流管的渦輪增壓器，還包括：設(shè)于排氣側(cè)合流管的排氣側(cè)切換閥；一端經(jīng)由排氣側(cè)切換閥與排氣側(cè)合流管連通，另一端與排氣側(cè)合流管的排氣側(cè)渦輪葉輪下游側(cè)部位連通的排氣側(cè)旁通管；以及根據(jù)發(fā)動機負載的大小而在使從氣缸排出的空氣朝排氣側(cè)旁通管流動而不朝排氣側(cè)渦輪葉輪流動的第一狀態(tài)與使從氣缸排出的空氣朝排氣側(cè)渦輪葉輪流動而不朝進氣側(cè)旁通管流動的第二狀態(tài)之間切換排氣側(cè)切換閥的控制部。
【專利說明】帶渦輪增壓器的發(fā)動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶渦輪增壓器的發(fā)動機，尤其涉及具有多個氣缸的帶渦輪增壓器的發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]由于渦輪增壓利用發(fā)動機排出的廢氣作為動力，能在基本不對發(fā)動機造成額外負擔的情況下提高發(fā)動機的輸出功率，因此有助于節(jié)約能源，常常在需要大輸出功率的發(fā)動機中采用。
[0003]在傳統(tǒng)的具有渦輪增壓功能的發(fā)動機中，有時會在其排氣側(cè)設(shè)置作為壓力閥的廢氣閥，設(shè)置這種廢氣閥的目的是為了在高負荷的時候使其打開來排掉部分廢氣，以免壓力變得過大。在這種設(shè)置有廢氣閥的傳統(tǒng)的帶渦輪增壓器的發(fā)動機中，并不能根據(jù)車輛的運轉(zhuǎn)狀況來主動控制渦輪增壓器的工作，不利于節(jié)省燃油。
[0004]另外，作為具有渦輪增壓功能的發(fā)動機，在專利文獻I中公開了一種發(fā)動機，其在排氣側(cè)具有多個旁通回路，并且，在這些旁通回路中設(shè)置有多個控制閥。在專利文獻I公開的結(jié)構(gòu)中，當發(fā)動機處于高負荷狀態(tài)時，氣缸廢氣的排出會受到影響，因而會影響工作效率，并且，由于存在多個控制閥，因此控制變得復(fù)雜。另外，在專利文獻I公開的結(jié)構(gòu)中，無論閥是處于打開狀態(tài)還是處于關(guān)閉狀態(tài)，渦輪都處于工作狀態(tài)，與傳統(tǒng)的具有渦輪增壓功能的發(fā)動機一樣，不能根據(jù)車輛的運轉(zhuǎn)狀況來主動控制渦輪增壓器的工作，不利于節(jié)省燃油。
[0005]專利文獻1:日本專利特公平6-54093號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種通過主動控制渦輪增壓器的工作來改善燃油經(jīng)濟性的帶渦輪增壓器的發(fā)動機。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第I方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機包括:多個氣缸，與從多個氣缸各自的進氣口引出的多個分支進氣管連通的進氣側(cè)合流管，與從多個氣缸各自的排氣口引出的多個分支排氣管連通的排氣側(cè)合流管，進氣側(cè)渦輪葉輪配置于所述進氣側(cè)合流管的中途而排氣側(cè)渦輪葉輪配置于所述排氣側(cè)合流管的中途的渦輪增壓器。本發(fā)明第I方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機還包括:排氣側(cè)切換閥，該排氣側(cè)切換閥在所述排氣側(cè)合流管上設(shè)置于比所述排氣側(cè)渦輪葉輪更靠上游側(cè)的部位；排氣側(cè)旁通管，該排氣側(cè)旁通管的一端經(jīng)由所述排氣側(cè)切換閥而與所述排氣側(cè)合流管連通，另一端與所述排氣側(cè)合流管的比所述排氣側(cè)渦輪葉輪更靠下游側(cè)的部位連通；以及控制部，該控制部根據(jù)發(fā)動機的負載狀況對所述排氣側(cè)切換閥進行切換控制，以在發(fā)動機的負載較小時將所述排氣側(cè)切換朝第一狀態(tài)切換，而在發(fā)動機的負載較大時將所述排氣側(cè)切換閥朝第二狀態(tài)切換，在所述第一狀態(tài)下，所述排氣側(cè)切換閥使從多個氣缸排出的空氣朝所述排氣側(cè)旁通管流動而不朝所述排氣側(cè)渦輪葉輪流動，在所述第二狀態(tài)下，所述排氣側(cè)切換閥使從多個氣缸排出的空氣朝所述排氣側(cè)渦輪葉輪流動而不朝所述排氣側(cè)旁通管流動。
[0008]本發(fā)明第2方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機是在第I方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的基礎(chǔ)上，所述排氣側(cè)切換閥是無級式可調(diào)閥門。
[0009]本發(fā)明第3方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機是在第I或第2方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的基礎(chǔ)上，還包括:進氣側(cè)切換閥，該進氣側(cè)切換閥在所述進氣側(cè)合流管上設(shè)置于比所述進氣側(cè)渦輪葉輪更靠上游側(cè)的部位；以及進氣側(cè)旁通管，該進氣側(cè)旁通管的一端經(jīng)由所述進氣側(cè)切換閥而與所述進氣側(cè)合流管連通，另一端與所述進氣側(cè)合流管的比所述進氣側(cè)渦輪葉輪更靠下游側(cè)的部位連通；所述控制部根據(jù)發(fā)動機的負載狀況對所述進氣側(cè)切換閥進行切換控制，以在發(fā)動機的負載較小時將所述進氣側(cè)切換閥朝第三狀態(tài)切換，而在發(fā)動機的負載較大時將所述進氣側(cè)切換閥朝第四狀態(tài)切換，在所述第三狀態(tài)下，所述進氣側(cè)切換閥使從外部吸入的空氣朝所述進氣側(cè)旁通管流動而不朝所述進氣側(cè)渦輪葉輪流動，在所述第四狀態(tài)下，所述進氣側(cè)切換閥使從外部吸入的空氣朝所述進氣側(cè)渦輪葉輪流動而不朝所述進氣側(cè)旁通管流動。
[0010]本發(fā)明第4方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機是在第3方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的基礎(chǔ)上，所述進氣側(cè)切換閥是無級式可調(diào)閥門。
[0011]本發(fā)明第5方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機是在第3方面的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的基礎(chǔ)上，所述控制部聯(lián)動地控制所述進氣側(cè)切換閥和所述排氣側(cè)切換閥，以在所述排氣側(cè)切換閥從所述第一狀態(tài)朝所述第二狀態(tài)切換時，使所述進氣側(cè)切換閥從所述第三狀態(tài)朝所述第四狀態(tài)切換時，而在所述排氣側(cè)切換閥從所述第二狀態(tài)朝所述第一狀態(tài)切換時，使所述進氣側(cè)切換閥從所述第四狀態(tài)朝所述第三狀態(tài)切換。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的帶渦輪增壓器的發(fā)動機，由于控制部根據(jù)發(fā)動機的負載狀況對排氣側(cè)切換閥進行切換控制，以在發(fā)動機的負載較小時將排氣側(cè)切換朝第一狀態(tài)切換，而在發(fā)動機的負載較大時將排氣側(cè)切換閥朝第二狀態(tài)切換，在所述第一狀態(tài)下，所述排氣側(cè)切換閥使從多個氣缸排出的空氣朝所述排氣側(cè)旁通管流動而不朝所述排氣側(cè)渦輪葉輪流動，在所述第二狀態(tài)下，所述排氣側(cè)切換閥使從多個氣缸排出的空氣朝所述排氣側(cè)渦輪葉輪流動而不朝所述排氣側(cè)旁通管流動，因此能利用切換閥來主動控制渦輪增壓器的工作，從而能改善燃油經(jīng)濟性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0014]圖2是表示本發(fā)明的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的動作流程的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0016]首先，根據(jù)圖1對本實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機100的基本結(jié)構(gòu)進行說明。
[0017]如圖1所示，本實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機100包括:多個氣缸101，與從多個氣缸101各自的進氣口引出的多個分支進氣管102連通的進氣側(cè)合流管104，與從多個氣缸101各自的排氣口引出的多個分支排氣管103連通的排氣側(cè)合流管105，進氣側(cè)渦輪葉輪108a配置于所述進氣側(cè)合流管104的中途而排氣側(cè)渦輪葉輪108b配置于所述排氣側(cè)合流管105的中途的渦輪增壓器108。
[0018]另外，如圖1所示，本實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機100還包括:進氣側(cè)切換閥VI，該進氣側(cè)切換閥Vl在所述進氣側(cè)合流管104上設(shè)置于比所述進氣側(cè)渦輪葉輪108a更靠上游側(cè)的部位；進氣側(cè)旁通管106，該進氣側(cè)旁通管106的一端經(jīng)由所述進氣側(cè)切換閥Vl而與所述進氣側(cè)合流管104連通，另一端與所述進氣側(cè)合流管104的比所述進氣側(cè)渦輪葉輪108a更靠下游側(cè)的部位連通；排氣側(cè)切換閥V2，該排氣側(cè)切換閥V2在所述排氣側(cè)合流管105上設(shè)置于比所述排氣側(cè)渦輪葉輪108b更靠上游側(cè)的部位；排氣側(cè)旁通管107，該排氣側(cè)旁通管107的一端經(jīng)由所述排氣側(cè)切換閥V2而與所述排氣側(cè)合流管105連通，另一端與所述排氣側(cè)合流管105的比所述排氣側(cè)渦輪葉輪108b更靠下游側(cè)的部位連通。在本實施方式中，所述進氣側(cè)切換閥Vl和所述排氣側(cè)切換閥V2均是無級式可調(diào)閥門。
[0019]另外，如圖1所示，在所述進氣側(cè)合流管104上，在比所述進氣側(cè)切換閥Vl更靠上游側(cè)的部位設(shè)置有空氣過濾器109，在所述排氣側(cè)合流管105上，在比排氣側(cè)旁通管107的另一端更靠下游側(cè)的部位設(shè)置有利用催化劑來對從氣缸排出的空氣進行凈化的催化器110。
[0020]另外，雖未圖示，但本實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機100還包括控制部，該控制部根據(jù)發(fā)動機的負載狀況對所述排氣側(cè)切換閥Vl和所述進氣側(cè)切換閥V2進行切換控制，以在發(fā)動機的負載較小時將所述排氣側(cè)切換V2朝第一狀態(tài)(圖1中位置c所示的狀態(tài))切換并將所述進氣側(cè)切換閥Vl朝第三狀態(tài)(圖1中位置a所示的狀態(tài))切換，而在發(fā)動機的負載較大時將所述排氣側(cè)切換閥V2朝第二狀態(tài)(圖1中位置d所示的狀態(tài))切換并將所述進氣側(cè)切換閥Vl朝第四狀態(tài)(圖1中位置b所示的狀態(tài))切換，在所述第一狀態(tài)下，所述排氣側(cè)切換閥V2使從多個氣缸排出的空氣朝所述排氣側(cè)旁通管107流動而不朝所述排氣側(cè)渦輪葉輪108b流動，在所述第二狀態(tài)下，所述排氣側(cè)切換閥V2使從多個氣缸排出的空氣朝所述排氣側(cè)渦輪葉輪108b流動而不朝所述排氣側(cè)旁通管流動，在所述第三狀態(tài)下，所述進氣側(cè)切換閥Vl使從外部吸入的空氣朝所述進氣側(cè)旁通管106流動而不朝所述進氣側(cè)渦輪葉輪108a流動，在所述第四狀態(tài)下，所述進氣側(cè)切換閥Vl使從外部吸入的空氣朝所述進氣側(cè)潤輪葉輪108a流動而不朝所述進氣側(cè)旁通管106流動。
[0021]接著，根據(jù)圖1、圖2對本實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機I的動作的一例進行說明。
[0022]<怠速、低速模式>
[0023]例如，在車輛的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為800rpm、車速為O?20km/h時，所述控制部將所述進氣側(cè)切換閥Vl切換至位置a (對應(yīng)于上述第三狀態(tài))，并將所述排氣側(cè)切換閥V2切換至位置c (對應(yīng)于上述第一狀態(tài))，使所述進氣側(cè)切換閥Vl和所述排氣側(cè)切換閥V2全閉。
[0024]這樣，進氣側(cè)的新鮮空氣只經(jīng)過進氣側(cè)旁通管106進入氣缸，不經(jīng)過進氣側(cè)渦輪葉輪108a，并且，排氣側(cè)的廢氣只經(jīng)過排氣側(cè)旁通管107排出去，不經(jīng)過排氣側(cè)渦輪葉輪108b。
[0025]此時，由于排氣側(cè)的氣體全部通過旁通的通路流出去，不經(jīng)過排氣側(cè)渦輪葉輪108b,因此排氣側(cè)渦輪葉輪108b就不工作。同時，通過將所述進氣側(cè)切換閥Vl切換至位置a而使進氣側(cè)渦輪葉輪108a不工作，能避免進氣側(cè)的進氣側(cè)渦輪葉輪108a阻礙進氣的流暢性，這樣就不會吸入多余的氣體，從而能避免不必要的能量浪費。[0026]<中速模式>
[0027]例如，在車輛的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為1500?2500rpm、車速為20?60km/h時，所述控制部將所述進氣側(cè)切換閥Vl切換至中間位置e，并將所述排氣側(cè)切換閥V2切換至中間位置
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[0028]這樣，進氣側(cè)的新鮮空氣經(jīng)過進氣側(cè)旁通管106、進氣側(cè)合流管104的進氣側(cè)渦輪葉輪108a所在的部分進入氣缸，排氣側(cè)的廢氣經(jīng)過排氣側(cè)旁通管107、排氣側(cè)合流管105的排氣側(cè)渦輪葉輪108b所在的部分排出至外部。
[0029]此時，由于進氣側(cè)有部分氣體經(jīng)過進氣側(cè)渦輪葉輪108a，排氣側(cè)有部分氣體經(jīng)過排氣側(cè)渦輪葉輪108b，因此渦輪增壓器108工作，這時增加了發(fā)動機的進氣量，滿足了系統(tǒng)當前工況下的進氣量要求。
[0030]<高速模式>
[0031]例如，在車輛的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為2500?4000rpm、車速為60km/h以上時，所述控制部將所述進氣側(cè)切換閥Vl切換至接近位置C的位置，并將所述排氣側(cè)切換閥V2切換至位置d。
[0032]這樣，進氣側(cè)的新鮮空氣大部分經(jīng)過進氣側(cè)合流管104的進氣側(cè)渦輪葉輪108a所在的部分而在增壓后進入氣缸，排氣側(cè)的廢氣只經(jīng)過排氣側(cè)合流管105的排氣側(cè)渦輪葉輪108b所在的部分而推動排氣側(cè)渦輪葉輪108b工作。
[0033]在此工況下，車速和負載上升，所述進氣側(cè)切換閥Vl接近最大，所述排氣側(cè)切換閥V2的開度達到最大，渦輪增壓效率達到最大。此處，由于所述進氣側(cè)切換閥Vl沒有完全打開，仍有少部分氣體經(jīng)過進氣側(cè)旁通管106，因此可以適當降低增壓后的氣體溫度以提高進氣效率。
[0034]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明的具體實現(xiàn)并不受上述實施方式的限制。
[0035]在上述實施方式中，在進氣側(cè)和排氣側(cè)分別設(shè)置了進氣側(cè)旁通管106和排氣側(cè)旁通管107，但也可只設(shè)置排氣側(cè)旁通管107。
[0036]在上述實施方式中，所述進氣側(cè)切換閥Vl和所述排氣側(cè)切換閥V2均是無級式可調(diào)閥門，但所述進氣側(cè)切換閥Vl和所述排氣側(cè)切換閥V2也可采用有級可調(diào)閥門。
[0037]在上述實施方式中，所述控制部聯(lián)動地控制所述進氣側(cè)切換閥Vl和所述排氣側(cè)切換閥V2，在使所述進氣側(cè)切換閥Vl的開度增大時，使所述排氣側(cè)切換閥V2的開度也增大，在使所述進氣側(cè)切換閥Vl的開度減小時，使所述排氣側(cè)切換閥V2的開度也減小，但也可使所述進氣側(cè)切換閥Vl和所述排氣側(cè)切換閥V2的開度控制相互獨立。
【權(quán)利要求】
1.一種帶渦輪增壓器的發(fā)動機，包括:多個氣缸，與從多個氣缸各自的進氣口引出的多個分支進氣管連通的進氣側(cè)合流管，與從多個氣缸各自的排氣口引出的多個分支排氣管連通的排氣側(cè)合流管，進氣側(cè)渦輪葉輪配置于所述進氣側(cè)合流管的中途而排氣側(cè)渦輪葉輪配置于所述排氣側(cè)合流管的中途的渦輪增壓器，其特征在于，還包括: 排氣側(cè)切換閥，該排氣側(cè)切換閥在所述排氣側(cè)合流管上設(shè)置于比所述排氣側(cè)渦輪葉輪更靠上游側(cè)的部位； 排氣側(cè)旁通管，該排氣側(cè)旁通管的一端經(jīng)由所述排氣側(cè)切換閥而與所述排氣側(cè)合流管連通，另一端與所述排氣側(cè)合流管的比所述排氣側(cè)渦輪葉輪更靠下游側(cè)的部位連通；以及 控制部，該控制部根據(jù)發(fā)動機的負載狀況對所述排氣側(cè)切換閥進行切換控制，以在發(fā)動機的負載較小時將所述排氣側(cè)切換朝第一狀態(tài)切換，而在發(fā)動機的負載較大時將所述排氣側(cè)切換閥朝第二狀態(tài)切換，在所述第一狀態(tài)下，所述排氣側(cè)切換閥使從多個氣缸排出的空氣朝所述排氣側(cè)旁通管流動而不朝所述排氣側(cè)渦輪葉輪流動，在所述第二狀態(tài)下，所述排氣側(cè)切換閥使從多個氣缸排出的空氣朝所述排氣側(cè)渦輪葉輪流動而不朝所述排氣側(cè)旁通管流動。
2.如權(quán)利要求1所述的帶渦輪增壓器的發(fā)動機，其特征在于，所述排氣側(cè)切換閥是無級式可調(diào)閥門。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶渦輪增壓器的發(fā)動機，其特征在于，還包括: 進氣側(cè)切換閥，該進氣側(cè)切換閥在所述進氣側(cè)合流管上設(shè)置于比所述進氣側(cè)渦輪葉輪更靠上游側(cè)的部位；以及 進氣側(cè)旁通管，該進氣側(cè)旁通管的一端經(jīng)由所述進氣側(cè)切換閥而與所述進氣側(cè)合流管連通，另一端與所述進氣側(cè)合流管的比所述進氣側(cè)渦輪葉輪更靠下游側(cè)的部位連通； 所述控制部根據(jù)發(fā)動機的負載狀況對所述進氣側(cè)切換閥進行切換控制，以在發(fā)動機的負載較小時將所述進氣側(cè)切換閥朝第三狀態(tài)切換，而在發(fā)動機的負載較大時將所述進氣側(cè)切換閥朝第四狀態(tài)切換，在所述第三狀態(tài)下，所述進氣側(cè)切換閥使從外部吸入的空氣朝所述進氣側(cè)旁通管流動而不朝所述進氣側(cè)渦輪葉輪流動，在所述第四狀態(tài)下，所述進氣側(cè)切換閥使從外部吸入的空氣朝所述進氣側(cè)渦輪葉輪流動而不朝所述進氣側(cè)旁通管流動。
4.如權(quán)利要求3所述的帶渦輪增壓器的發(fā)動機，其特征在于，所述進氣側(cè)切換閥是無級式可調(diào)閥門。
5.如權(quán)利要求3所述的帶渦輪增壓器的發(fā)動機，其特征在于，所述控制部聯(lián)動地控制所述進氣側(cè)切換閥和所述排氣側(cè)切換閥，以在所述排氣側(cè)切換閥從所述第一狀態(tài)朝所述第二狀態(tài)切換時，使所述進氣側(cè)切換閥從所述第三狀態(tài)朝所述第四狀態(tài)切換時，而在所述排氣側(cè)切換閥從所述第二狀態(tài)朝所述第一狀態(tài)切換時，使所述進氣側(cè)切換閥從所述第四狀態(tài)朝所述第三狀態(tài)切換。
【文檔編號】F02B37/16GK103711572SQ201310025339
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】胥劉智 申請人:日立汽車部件（蘇州）有限公司