本申請要求2015年7月29日提交的德國專利申請?zhí)?02015214324.4的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機、系統(tǒng)和方法，其包括位于排氣排出線路和進氣線路的接合處的擺動門(flap)。

背景技術(shù)：

近年來，已經(jīng)有朝機械增壓式發(fā)動機發(fā)展的趨勢，其中，所述發(fā)動機對于汽車工業(yè)的經(jīng)濟重要性繼續(xù)持續(xù)增長。

機械增壓主要是一種用于提高性能的方法，其中，發(fā)動機燃燒過程中所需的空氣被壓縮，其結(jié)果是，在每個工作周期中能夠?qū)⒏罂諝赓|(zhì)量饋送至每個汽缸。以這種方式，燃料質(zhì)量以及因此平均壓力能夠增大。

機械增壓是在保持不改變活塞排量(swept volume)的同時增大內(nèi)燃發(fā)動機的功率、或者在保持相同功率的同時減小活塞排量的合適裝置。在任何情況下，機械增壓導(dǎo)致容積功率輸出增加以及更有利的功率重量比。如果活塞排量減少，則從而可以使共同負載向更高的負載轉(zhuǎn)變，在更高的負載，燃料消耗率更低。通過結(jié)合適當?shù)淖兯倨髋渲眠M行機械增壓，還可以實現(xiàn)所謂的減速，用減速同樣可以實現(xiàn)更低的燃料消耗率。

因此，機械增壓有助于不斷努力開發(fā)內(nèi)燃發(fā)動機以將燃料消耗最小化(即，改善內(nèi)燃發(fā)動機的效率)。

對于機械增壓而言，通常使用排氣渦輪增壓器，其中，壓縮機和渦輪被設(shè)置在同一軸上。熱排氣流被饋送至渦輪并在渦輪中伴隨著能量的釋放膨脹，其結(jié)果是該軸被設(shè)定為轉(zhuǎn)動。由排氣流提供給渦輪并最終提供給該軸的能量用于驅(qū)動同樣設(shè)置在該軸上的壓縮機。該壓縮機運輸并壓縮饋送給它的增壓空氣，其結(jié)果是獲得對汽缸的機械增壓。增壓空氣冷卻器被有利地設(shè)置在壓縮機下游的進氣系統(tǒng)中，通過該增壓空氣冷卻器，經(jīng)壓縮的增壓空氣在進入至少一個汽缸之前被冷卻。該冷卻器降低增壓空氣的溫度并由此增大其密度，使得該冷卻器還有利于改善汽缸的增壓，即更大的空氣質(zhì)量。產(chǎn)生通過冷卻的壓縮。

排氣渦輪增壓器相對于機械增壓器的優(yōu)點在于：排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量，而機械增壓器從內(nèi)燃發(fā)動機取得直接或間接驅(qū)動它所需要的能量。一般地，在機械增壓器和內(nèi)燃發(fā)動機之間傳輸電力需要機械連接。

機械增壓器相對于排氣渦輪增壓器的優(yōu)點在于：機械增壓器始終生成所需的增壓壓力并使其可用，具體地，不管內(nèi)燃發(fā)動機的運行狀態(tài)，具體地不管曲軸的當前轉(zhuǎn)速。這具體適用于能夠通過電機被驅(qū)動的機械增壓器。

在現(xiàn)有技術(shù)中，具體是以下情況，在通過排氣渦輪增壓實現(xiàn)在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)增大功率時遭遇許多困難。在某個發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于下沖的情況下，觀察到相對嚴重的扭矩下降。如果技術(shù)人員考慮增壓壓力比取決于渦輪壓力比或渦輪功率，則所述扭矩下降是可理解的。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小，則這導(dǎo)致更小的排氣質(zhì)量流量并因此導(dǎo)致更低的渦輪壓力比或更低的渦輪功率。所以，面對更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，增壓壓力比也降低。這等同于扭矩下降。

已經(jīng)試圖緩和在更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速條件下扭矩減小的問題。例如，美國專利6,418,719披露了一種使用發(fā)動機的排氣背壓來控制可變幾何渦輪增壓器的系統(tǒng)和方法。該控制系統(tǒng)基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負載確定期望的排氣背壓，并致動渦輪增壓器噴嘴來實現(xiàn)期望的排氣背壓。

然而，在此，發(fā)明人已經(jīng)意識到此類系統(tǒng)的潛在問題。例如，該系統(tǒng)看起來給發(fā)動機增加了相當程度的復(fù)雜度和成本。根據(jù)本披露的實施例提供了一種更直接的方式來緩解低發(fā)動機轉(zhuǎn)速運行過程中的潛在扭矩下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本披露的實施例可以涉及一種機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機，該機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機可以包括：用于供應(yīng)增壓空氣流的進氣系統(tǒng)，用于排出排氣的排氣排出系統(tǒng)，以及設(shè)置在該進氣系統(tǒng)中的至少一個鼓風(fēng)機。該鼓風(fēng)機可以配備有至少一個葉輪，該葉輪可以在殼體中被安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。該內(nèi)燃發(fā)動機還可以包括：排氣再循環(huán)(EGR)設(shè)置，其包括再循環(huán)線路，所述再循環(huán)線路從該排氣排出系統(tǒng)分支并且通向該至少一個葉輪上游的該進氣系統(tǒng)中，從而形成接合點，該再循環(huán)線路在該排氣排出系統(tǒng)中所設(shè)置的渦輪上游分支。該機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機還可以包括：擺動門，該擺動門可以由邊緣圓周地界定并且可以在該進氣系統(tǒng)中被設(shè)置在該接合點處并且可以是繞相對于新鮮氣流橫向走向(run)的軸線可樞轉(zhuǎn)，使得該擺動門在第一末端位置通過前側(cè)封阻該進氣系統(tǒng)并打開該再循環(huán)線路，并且在第二末端位置通過后側(cè)覆蓋該再循環(huán)線路并打開該進氣系統(tǒng)。其中，該擺動門可以不是平面的，并且可以至少在前側(cè)具有至少一個流修改元件或特征(例如，變形)(例如，由于不平坦導(dǎo)致的)。

本發(fā)明還涉及一種用于運行所述類型的內(nèi)燃發(fā)動機的方法，其中，該至少一個鼓風(fēng)機具有入口區(qū)域，該入口區(qū)域相對于該至少一個葉輪的該軸同軸地走向并被形成。

在此所描述的類型的內(nèi)燃發(fā)動機可以用作機動車輛驅(qū)動單元。在本披露的上下文中，表述“內(nèi)燃發(fā)動機”可以包含柴油發(fā)動機和奧托循環(huán)發(fā)動機以及還有利用混合動力燃燒過程的混合動力內(nèi)燃發(fā)動機，還有混合動力驅(qū)動，所述混合驅(qū)動不僅包括內(nèi)燃發(fā)動機還包括電機，該電機能夠以驅(qū)動連接至內(nèi)燃發(fā)動機并且從內(nèi)燃發(fā)動機接收電力或者作為可切換的輔助驅(qū)動額外地輸出電力。

內(nèi)燃發(fā)動機可以具有用于機械增壓目的的鼓風(fēng)機，其中，在本披露的上下文中，表述“鼓風(fēng)機”既可以包含機械增壓器也可以包含排氣渦輪增壓器的壓縮機。

減少污染物排放是另一基本目的。在解決這個問題時，機械增壓同樣能夠是有利的。伴隨著目標的機械增壓配置，具體可以就效率并就排氣排放獲得優(yōu)勢。為了遵守污染物排放的未來極限值，然而，除了機械增壓設(shè)置之外進一步的發(fā)動機內(nèi)部措施是必須的。

例如，排氣再循環(huán)用于減少未經(jīng)處理的氮氧化物排放。在此，再循環(huán)率x_EGR被確定為x_EGR＝m_EGR/(m_EGR+m_新鮮空氣)，其中，m_EGR表示被再循環(huán)的排氣的質(zhì)量且m_新鮮空氣表示所供應(yīng)的新鮮空氣。經(jīng)由排氣再循環(huán)設(shè)置再循環(huán)的任何氧氣或空氣能夠被考慮。

可以通過鼓風(fēng)機被機械增壓的根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機還可以配備有排氣再循環(huán)(EGR)設(shè)置，其中，從該排氣排出系統(tǒng)分支的該再循環(huán)線路通向該進氣系統(tǒng)內(nèi)，從而在鼓風(fēng)機的上游形成接合點，通常與低壓EGR設(shè)置中的情況一樣，其中，已經(jīng)經(jīng)過排氣排出系統(tǒng)中所設(shè)置的渦輪的排氣被再循環(huán)至入口側(cè)。為此目的，低壓EGR設(shè)置包括再循環(huán)線路，該再循環(huán)線路從渦輪下游的排氣排出系統(tǒng)分支并流至壓縮機上游的進氣系統(tǒng)中。

本披露所涉及的內(nèi)燃發(fā)動機可以進一步具有可以在進氣系統(tǒng)中被設(shè)置在該接合點處的擺動門。該擺動門可以用于調(diào)節(jié)經(jīng)由進氣系統(tǒng)供應(yīng)的新鮮氣流率，并且同時用于測量經(jīng)由排氣再循環(huán)設(shè)置被再循環(huán)的排氣流率，并且可以是繞相對于新鮮氣流橫向走向的軸線可樞轉(zhuǎn)的，使得在第一末端位置該擺動門的前側(cè)可以封阻該進氣系統(tǒng)，并且同時打開該再循環(huán)線路，并且在第二末端位置該擺動門的后側(cè)可以覆蓋該再循環(huán)線路，并且同時該進氣系統(tǒng)可以被打開。在上述背景下，“封阻”和“覆蓋”二者也不一定指“關(guān)閉”。

擺動門繞其可樞轉(zhuǎn)、相對于新鮮氣流橫向走向的軸線不需要是物理軸。相反，所述軸線可以是虛擬軸線，其相對于進氣系統(tǒng)剩余部分的位置可以進而呈現(xiàn)一定間隙(play)，其中，安裝和緊固可以通過某種其他方式實現(xiàn)。

基本上請求盡可能地將鼓風(fēng)機的喘振極限朝更小的壓縮空氣流量轉(zhuǎn)變，具體在排氣渦輪增壓的情況下。然后可以甚至在存在小壓縮機流量時實現(xiàn)高增壓壓力比，由此可以顯著地提高低發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍中的扭矩特性。接近鼓風(fēng)機的流量關(guān)于喘振極限的轉(zhuǎn)變特別重要。

各種實施例可以提供機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機，借助該機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機，可以克服現(xiàn)有技術(shù)已知的缺陷，并且能夠?qū)崿F(xiàn)并壓縮更小的增壓空氣流量。

實施例可以提供一種用于運行所述類型的內(nèi)燃發(fā)動機的方法，其中，該至少一個鼓風(fēng)機具有入口區(qū)域，該入口區(qū)域相對于該至少一個葉輪的該軸同軸地走向并且可以被形成。

根據(jù)本披露的內(nèi)燃發(fā)動機的擺動門可以不是如常規(guī)內(nèi)燃發(fā)動機的情況那樣是平面的和板狀形式，即，類似于板、具有達到厚度的若干倍的寬度和高度。相反，根據(jù)本披露的擺動門可以具有明顯三維形式并且因而可以具有一定深度，其中，所述深度、或不平坦可能是由于擺動門前側(cè)上的至少一處變形導(dǎo)致的。

為了形成根據(jù)本披露的擺動門，甚至可以使用初始屏面的擺動門，該擺動門可以出于引入至少一處變形的目的被變形。所述方式對于改裝具有根據(jù)本披露的擺動門的內(nèi)燃發(fā)動機也可以是有利的。

測試已經(jīng)表明擺動門的變形就流量而言可以具有或者可以引起有利效果?；旧陷S向的增壓空氣流或新鮮氣流可以具有相對于鼓風(fēng)機的軸橫向的速度分量，即由擺動門強制地給予它的渦流。以這種方式，鼓風(fēng)機的喘振極限能夠向更小的增壓空氣流量轉(zhuǎn)變，由此甚至在小增壓空氣流量的情況下實現(xiàn)相對較高的增壓壓力比。機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的扭矩特性在更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可以顯著地改善。

以這種方式，可以實現(xiàn)本披露所涉及的第一目的。也就是說，可以提供機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機，借助該機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機，克服了現(xiàn)有技術(shù)已知的缺陷，并且能夠?qū)崿F(xiàn)并壓縮更小的增壓空氣流量。

根據(jù)本披露，再循環(huán)線路可以在渦輪的上游從排氣排出系統(tǒng)分支，類似于高壓EGR設(shè)置。

如果從渦輪上游的排氣排出系統(tǒng)提取的排氣被引入進氣系統(tǒng)，這充分地具有以下效果：被引入該渦輪的排氣流量在排氣再循環(huán)的情況下被再循環(huán)的排氣流率減少。另一方面，這種方式可以增加出口側(cè)和入口側(cè)之間的壓力梯度，作為對被優(yōu)先冷卻的排氣再循環(huán)的驅(qū)動力。這可以提供優(yōu)勢，具體在高再循環(huán)速度的情況下，其可以提供更大的壓力梯度。

由于被再循環(huán)的排氣在鼓風(fēng)機的上游被引入并與新鮮空氣混合，被再循環(huán)的排氣可以經(jīng)受排氣后處理，具體在微粒過濾器中。在鼓風(fēng)機中沉積則存在最小的風(fēng)險，其可以改變鼓風(fēng)機的幾何形狀，具體地，流量截面，并由此損害鼓風(fēng)機的效率。

本披露的內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該軸線可以被設(shè)置成接近擺動門的邊緣部分。在本實施例中，該擺動門可以類似于門橫向地安裝并且是可樞轉(zhuǎn)的，具體地，在其邊緣之一處。這可以使根據(jù)本披露的擺動門不同于中央安裝的關(guān)斷元件或擺動門，比如像蝶閥。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該軸線可以被設(shè)置成接近進氣系統(tǒng)的壁部分。進氣系統(tǒng)關(guān)于擺動門一般執(zhí)行框架的功能，即鄰接擺動門。在這方面，其中軸線被設(shè)置成接近擺動門的邊緣部分的實施例一般還可以是其中軸線被設(shè)置成接近進氣系統(tǒng)的壁部分的實施例。這兩個實施例的主要優(yōu)點可以包括，在第二末端位置，擺動門可以被定位成接近壁，使得可以實現(xiàn)新鮮空氣的完全空閑的通道。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例還可以是有利的，其中，擺動門的所述至少一處變形包括至少一處扭折(kink)。內(nèi)燃發(fā)動機的實施例還可以、或反而是有利的，具體地，其中，擺動門的所述至少一處變形包括至少一處凸起。凸起(即圓形擺動門表面或擺動門前側(cè))在空氣動力學(xué)上可更有利，并且可以幾乎沒有擾動地在葉輪的方向引導(dǎo)新鮮空氣。相比之下，扭折(即尖銳的邊)可在吸入的新鮮氣流中引起明顯擾動。由于吸入的新鮮空氣的壓力損失，這可以被視為不利的，盡管對于將新鮮空氣與再循環(huán)的排氣徹底混合而言也具有優(yōu)點。在某些情況下，所述至少一處凸起可以是凸面的。在某些情況下，所述至少一處凸起可以是凹面的。

在上述兩個實施例中，擺動門的前側(cè)可以充當參考平面，即可以使關(guān)于在個體情況下所設(shè)置的凸起是向內(nèi)還是向外拱起的聲明開始于前側(cè)，其中，擺動門的虛擬平面前側(cè)可以被當作起始點。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該擺動門的該前側(cè)上的該至少一處變形至少在該擺動門的該第一末端位置處可以面向該新鮮氣流并可以與其相對。然后，該至少一處變形可以突出(可以說是)進入新鮮氣流中。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該至少一處變形可以包含位于與軸線相對的擺動門的邊緣區(qū)域，或者該至少一處變形在擺動門的所述邊緣區(qū)域可以被界定。即，新鮮氣流越過擺動門的那個邊緣區(qū)域，并且跨越那個邊緣區(qū)域在葉輪的方向引導(dǎo)流量。在這方面，所述部分具體可以適用于引導(dǎo)功能或?qū)u流引入基本上軸向的新鮮氣流。所述區(qū)域的邊緣還可以稱為擺動門的間隔邊。

在這個背景下，內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該至少一處變形環(huán)繞位于擺動門一側(cè)上的邊緣拐角區(qū)域，或者該至少一處變形在擺動門的所述邊緣拐角區(qū)域上被界定。根據(jù)本發(fā)明的擺動門的拐角一般可以是圓形拐角。僅在一側(cè)上使擺動門變形可以使得更容易將相對于葉輪的軸橫向的速度分量引入，即，渦流更容易被引入基本上軸向的新鮮氣流中。擺動門在邊緣拐角區(qū)域中的至少一處變形可以產(chǎn)生螺旋扭曲形式。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，可以設(shè)置至少一個排氣渦輪增壓器，該排氣渦輪增壓器包括設(shè)置在排氣排出系統(tǒng)中的渦輪和設(shè)置在進氣系統(tǒng)中的壓縮機。關(guān)于上述實施例，參照了已經(jīng)結(jié)合排氣渦輪增壓設(shè)置例如對突出的優(yōu)點進行的陳述。在這個背景下，內(nèi)燃發(fā)動機的實施例還可以是有利的，其中，該至少一個鼓風(fēng)機是該至少一個排氣渦輪增壓器的壓縮機。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該至少一個鼓風(fēng)機可以是徑向式鼓風(fēng)機。本實施例可以允許關(guān)于機械增壓設(shè)置的密集封裝。鼓風(fēng)機殼體能夠被配置為螺旋或螺紋殼體。在排氣渦輪增壓器的情況下，能夠有利地利用排氣渦輪增壓器的壓縮機中增壓空氣流的轉(zhuǎn)向以在最短路徑上引導(dǎo)經(jīng)壓縮的增壓空氣從出口側(cè)(排氣渦輪增壓器的渦輪一般被設(shè)置在該出口側(cè)上)到入口側(cè)。

在這個背景下，內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，渦輪是徑向式渦輪。如果該渦輪是排氣渦輪增壓器的渦輪，則本實施例允許例如對排氣渦輪增壓器以及因此機械增壓設(shè)置作為整體的密集封裝。

相比于渦輪，壓縮機或鼓風(fēng)機可以就其離開流被定義。徑向式鼓風(fēng)機或徑向式壓縮機因而可以是以下鼓風(fēng)機或壓縮機：其離開轉(zhuǎn)子葉片的流基本上徑向式地走向。在本披露的背景下，“基本上徑向式地”可以指徑向的速度分量大于軸向速度分量。

然而，內(nèi)燃發(fā)動機的實施例還可以是有利的，其中，鼓風(fēng)機可以具有軸向式構(gòu)造。離開軸向鼓風(fēng)機的葉輪葉片的流可以基本上軸向地走向。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該至少一個鼓風(fēng)機具有入口區(qū)域，其中，該入口區(qū)域相對于該至少一個葉輪的該軸同軸地走向并且可以被設(shè)計成使得靠近該至少一個葉輪的增壓氣流基本上軸向地走向。

在軸向流入鼓風(fēng)機或壓縮機的情況下，通常省略了該至少一個葉輪的上游的進氣系統(tǒng)中增壓空氣流的轉(zhuǎn)向或方向改變，借此避免了由于流轉(zhuǎn)向而導(dǎo)致的增壓空氣流的不必要壓力損失，并且增大了在入口處進入鼓風(fēng)機的增壓空氣的壓力。方向沒有改變還可以減少排氣和/或增壓空氣與進氣系統(tǒng)內(nèi)壁和/或與鼓風(fēng)機殼體內(nèi)壁的接觸，并因而減少熱傳遞和冷凝物形成。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，關(guān)斷元件被設(shè)置在接合點上游的進氣系統(tǒng)中。該關(guān)斷元件可以在入口側(cè)用于減小進氣系統(tǒng)中的壓力，并且能夠因而有利于增大排氣排出系統(tǒng)和進氣系統(tǒng)之間的壓力梯度。在這一點上，內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該關(guān)斷元件是可樞轉(zhuǎn)的或可轉(zhuǎn)動的擺動門。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，該再循環(huán)線路配備有閥門，該閥門包括可軸向位移的閥體，該閥體連接、并由此機械耦接至擺動門，該擺動門的樞轉(zhuǎn)導(dǎo)致該閥體的移位。所以，該擺動門能夠充當該閥門的致動設(shè)備，和/或該閥門能夠充當該擺動門的致動設(shè)備。

上述實施例的所有變體可以共同具有以下事實：擺動門用于設(shè)置經(jīng)由進氣系統(tǒng)供應(yīng)的空氣流率，并且不用于計量被再循環(huán)的排氣流率。通過閥門影響后者，該閥門可以適配在再循環(huán)線路中并且充當EGR閥。

內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，所述接合點以離所述至少一個葉輪距離Δ被形成并設(shè)置在所述至少一個葉輪附近。接合點靠近鼓風(fēng)機的設(shè)置可以縮短熱再循環(huán)排氣從它被引入進氣系統(tǒng)中的點至該至少一個葉輪的路徑，使得可以減少可用于形成自由增壓空氣流中的冷凝水滴的時間。從而以這種方式抵消冷凝水滴的形成。進而，在增壓空氣進入葉輪的點處，使用擺動門引入流中的渦流保持有效，即仍然明顯。這也是有意的并因此有利的。

在這一點上，內(nèi)燃發(fā)動機的實施例可以是有利的，其中，對于間隔Δ，下式適用：Δ≤2.0D_V或Δ≤1.5D_V，其中，D_V表示該至少一個葉輪的直徑。實施例可以是有利的，其中，對于間隔Δ，下式適用：Δ≤1.0DV，優(yōu)選地，Δ≤0.75D_V。

可以通過下述方法實現(xiàn)本發(fā)明所基于的第二子目的，例如，該第二子目限定一種用于運行上述類型的機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的方法，其中，該至少一個鼓風(fēng)機可以具有入口區(qū)域，該入口區(qū)域相對于該至少一個葉輪的該軸同軸地走向并且可以被形成：其中，基本上軸向的新鮮氣流具有相對于該至少一個葉輪的軸橫向的速度分量，該速度分量是由擺動門強制地給予它的。

已經(jīng)關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機陳述的內(nèi)容還適用于根據(jù)本發(fā)明的方法，為此原因，在此時，一般參照了上文關(guān)于機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機進行的陳述。不同的內(nèi)燃發(fā)動機在某種程度上需要不同的方法變體。

應(yīng)當理解的是，提供以上發(fā)明內(nèi)容是為了以簡化的形式介紹在具體實施方式中進一步描述的概念的選擇。并不旨在標識所要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，所要求保護的主題范圍由所附權(quán)利要求書唯一地限定。此外，所要求保護的主題并不限于解決上文所指出的或本披露的任何部分中的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1示出了包括機械增壓器和排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)的示例發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。

圖2部分示意性地示出與排氣再循環(huán)設(shè)置一起的內(nèi)燃發(fā)動機的第一實施例的設(shè)置在進氣系統(tǒng)中的壓縮機的一部分，以及

圖3以朝向葉輪的視角以透視圖展示部分示意性地示出了如圖2的壓縮機的一部分。

具體實施方式

現(xiàn)在轉(zhuǎn)至圖1，示出了可以包括在汽車的推進系統(tǒng)中的發(fā)動機、或發(fā)動機系統(tǒng)10的示意圖。發(fā)動機10可以至少部分地被包括控制器12的控制系統(tǒng)并且被從車輛操作者(例如，駕駛員)經(jīng)由輸入設(shè)備16(如加速器踏板)的輸入所控制。該踏板可以與用于生成成比例的踏板位置信號(PP)等的踏板位置傳感器(未示出)耦合。

發(fā)動機10可以包括多個燃燒室20(即，汽缸)，這些燃燒室可以直列4缸配置進行設(shè)置，如所展示的。然而，應(yīng)當理解，發(fā)動機10可以包括處于任何配置(例如V-6、I-6、V-12、對置4缸等)的任何數(shù)量的汽缸。

雖然在圖1中未示出，發(fā)動機10的每個燃燒室20(即，汽缸)可以包括燃燒室壁，活塞定位在燃燒室壁中?；钊梢择詈现燎S，使得活塞的往復(fù)運動被轉(zhuǎn)化成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。該曲軸可以經(jīng)由例如中間變速器系統(tǒng)耦合至車輛的至少一個驅(qū)動輪。進一步地，啟動器馬達可以經(jīng)由飛輪耦合至曲軸，從而能夠進行發(fā)動機10的啟動操作。

每個燃燒室20可經(jīng)由進氣通道30從進氣歧管28接收進氣空氣。進氣歧管28可以經(jīng)由進氣道耦合至燃燒室。每個對應(yīng)進氣道可以供應(yīng)空氣和/或燃料給對應(yīng)汽缸用于燃燒。每個燃燒室可以經(jīng)由與其耦合的排氣道排出燃燒氣體。每個對應(yīng)排氣道可以將燃燒氣體從對應(yīng)汽缸直接排出至排氣歧管40、和/或排氣通道42。

進氣通道30可以包括具有節(jié)流板66的節(jié)氣門64。在這個示例中，可以由控制器12經(jīng)由提供給包含有節(jié)氣門64的電動馬達或致動器的信號改變節(jié)流板66的位置，一般稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)的配置。以這種方式，節(jié)氣門64可以被操作以改變提供給燃燒室20的進氣空氣。節(jié)流板66的位置可以被來自節(jié)氣門位置傳感器(未示出)的節(jié)氣門位置信號TP提供給控制器12。進氣通道30可以包括質(zhì)量空氣流量傳感器70和歧管氣壓傳感器72，用于為控制器12提供對應(yīng)的信號MAF和MAP。

發(fā)動機10可以包括由合適機構(gòu)(例如，渦輪增壓器)實施的機械增壓器90。渦輪增壓器可以包括被耦合以用于例如在公共軸上進行電力傳輸?shù)臏u輪92和壓縮機94。圖1用虛線展示了電力傳輸耦合器96。其他為渦輪增壓器供電的裝置是可能的。當從發(fā)動機10排出的排氣流的一部分撞擊在渦輪92的葉片上時，渦輪92的葉片可以被致使繞公共軸轉(zhuǎn)動。壓縮機94可以耦合至渦輪92，使得當渦輪92的葉片被致使轉(zhuǎn)動時，壓縮機94可以被致動。當被致動時，壓縮機94則可以將加壓新鮮氣體引導(dǎo)至進氣歧管28，然后在該進氣歧管處可以將該加壓新鮮氣體引導(dǎo)至發(fā)動機10?？梢杂煤线m的測量機構(gòu)測量渦輪92的轉(zhuǎn)速。例如，轉(zhuǎn)速傳感器(未示出)可以與軸電力傳輸耦合器96耦合?？梢詫⒅甘巨D(zhuǎn)速的信號發(fā)送至例如控制器12。

離開渦輪92的排氣可以穿過排放控制裝置112。在一個示例中，排放控制裝置112能夠包括多個催化劑磚。在另一示例中，能夠使用各自具有多個磚的多個排放控制裝置。在某些示例中，排放控制裝置112可以是三元型催化劑。在其他示例中，排放控制裝置112可以包括一個或多個柴油氧化催化劑(DOC)、選擇性催化還原催化劑(SCR)、以及柴油微粒過濾器(DPF)。在穿過排放控制裝置112之后，排氣可以被引導(dǎo)至尾管114。

發(fā)動機10可以包括排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)116。EGR系統(tǒng)116可以將離開發(fā)動機10的一部分排氣遞送到發(fā)動機進氣通道30中。EGR系統(tǒng)包括耦合至渦輪92下游的排氣通道112、并耦合至進氣通道30的EGR導(dǎo)管118。EGR導(dǎo)管118可以包括被配置成用于控制被再循環(huán)的排氣量的EGR閥6。如圖1中所示，EGR系統(tǒng)116是低壓EGR系統(tǒng)，將排氣從渦輪92的下游按指定路線傳輸至壓縮機94的上游。在另一示例中，除了或代替低壓EGR系統(tǒng)(未示出)，可以使用高壓EGR系統(tǒng)。例如，高壓EGR系統(tǒng)可以將排氣從渦輪92的上游按指定路線傳輸至壓縮機94下游的進氣通道30。

在某些條件下，EGR系統(tǒng)116可以用于調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的空氣和燃料混合物的溫度和/或稀釋，從而提供一種控制某些燃燒模式期間的點火正時的方法。進一步地，在某些條件期間，可以通過控制排氣門正時將一部分燃燒氣體留存或捕集在燃燒室中。

在某些示例中，控制器12可以是常規(guī)微型計算機，包括：微處理器單元、輸入/輸出端口、只讀存儲器、隨機存取存儲器、?；畲鎯ζ?、以及常規(guī)數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以從耦合至發(fā)動機10的傳感器接收各個信號，除了之前討論的那些信號之外，包括例如：(未示出)來自溫度傳感器的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT)；感測曲軸位置的發(fā)動機位置傳感器(例如，霍爾效應(yīng)傳感器)。還可以感測氣壓以供控制器12處理。在某些示例中，曲軸每次轉(zhuǎn)動，發(fā)動機位置傳感器可以產(chǎn)生預(yù)先確定數(shù)量的等間距脈沖，能夠從中確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)。另外，可以采用各種傳感器來確定渦輪增壓器增壓壓力。例如，壓力傳感器132可以被安置在壓縮機94下游的進氣口30中從而確定升壓壓力。

在某些示例中，EGR閥6可以操作性與控制器12耦合?？刂破?2可以被配置成用于通過所選擇的和/或預(yù)先確定的位置或范圍中的每一個來控制EGR閥6的定位。各實施例可以包括位于EGR導(dǎo)管118和進氣通道30的接合處、或處于或接近接合點5b的擺動門3。擺動門3可以是由控制器12經(jīng)由連接11可控制的，和/或該擺動門的位置由控制器12經(jīng)由該連接11確定。

圖2部分示意性地示出與排氣再循環(huán)設(shè)置5一起的內(nèi)燃發(fā)動機的第一實施例的設(shè)置在進氣系統(tǒng)1中的壓縮機2的一部分。

為了向汽缸供應(yīng)增壓空氣，內(nèi)燃發(fā)動機具有進氣系統(tǒng)1，并且為了使汽缸機械增壓，提供了排氣渦輪增壓器，該排氣渦輪增壓器包括被設(shè)置在排氣排出系統(tǒng)中的渦輪(未展示)以及設(shè)置在進氣系統(tǒng)1中的壓縮機2。壓縮機2是徑向式壓縮機2b，在其殼體2c中，葉輪2e被安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。葉輪2e的軸位于圖2的圖形平面中并且水平地走向。

排氣渦輪增壓器的壓縮機2具有入口區(qū)域2a，該入口區(qū)域相對于壓縮機2的軸同軸地走向及被形成，使得壓縮機2的上游的進氣系統(tǒng)1的截面不呈現(xiàn)任何方向變化，并且接近排氣渦輪增壓器的壓縮機2、或其葉輪2e的增壓空氣流基本上軸向地走向。

內(nèi)燃發(fā)動機還配備有排氣再循環(huán)設(shè)置5，該排氣再循環(huán)設(shè)置包括再循環(huán)線路5a，該再循環(huán)線路從渦輪上游的排氣排出系統(tǒng)分支并且通向進氣系統(tǒng)1內(nèi)，從而在壓縮機2和壓縮機葉輪2e的上游形成接合點5b。接合點5b在當前情況下被設(shè)置為接近壓縮機2，其中，形成小間隙Δ，借此抵消冷凝物形成。

為了設(shè)置被再循環(huán)的排氣流率，使用了EGR閥6，該EGR閥被適配在再循環(huán)線路5a中，即被設(shè)置在接合點5b處，并且包括可軸向替換的閥體6a，該閥體連接至可樞轉(zhuǎn)的擺動門3，并且EGR閥6由此機械地耦合至所述擺動門3。

在進氣系統(tǒng)1中被設(shè)置在接合點5b處的擺動門3被邊緣3a圓周地界定，其中，使用樞轉(zhuǎn)軸線3b實現(xiàn)擺動門3在進氣系統(tǒng)1中的安裝3c。軸線3b(相對于新鮮氣流橫向走向并且擺動門3是繞其可樞轉(zhuǎn)的)垂直于圖形平面。在當前情況下，所述軸線3b被設(shè)置為接近擺動門3的邊緣部分并且接近進氣系統(tǒng)1的壁部分，使得擺動門3被橫向地安裝，類似于門。

圖2示出了處于兩個不同樞轉(zhuǎn)位置的擺動門3。在第一末端位置，擺動門3通過其前側(cè)3’封阻進氣系統(tǒng)1。在第二末端位置，擺動門3的后側(cè)3”覆蓋排氣再循環(huán)設(shè)置5的再循環(huán)線路5a，而進氣系統(tǒng)1被打開。

擺動門3的樞轉(zhuǎn)移動與EGR閥6的閥體6a的移位關(guān)聯(lián)，其中，擺動門3僅用于設(shè)置經(jīng)由進氣系統(tǒng)1供應(yīng)的空氣流率，并且不用于被再循環(huán)的排氣流率的定量。后者由EGR閥6執(zhí)行。

擺動門3不是平面的，但在前側(cè)3’具有變形4，即不平坦。在此，由于變形4，擺動門3具有凸面凸起4a，該凸面凸起在擺動門3的第一末端位置朝向新鮮空氣流并與其相對。凸起4a包含位于與軸線3b相對的擺動門3的邊緣區(qū)域。

圖3以朝向葉輪2e的視角以透視圖展示部分示意性地示出了如圖2的壓縮機2的一部分。僅僅請求關(guān)于圖2對附加特征進行解釋，為此原因另外參照了圖2。對于相同的部件使用了相同的參考符號。

如從圖3可見，擺動門3的前側(cè)3’上所設(shè)置的凸起4a在一側(cè)包含擺動門3的邊緣拐角區(qū)域7。在當前情況下，凸起4a被界定在擺動門3的左側(cè)邊緣拐角區(qū)域7上，如用黑色陰影表示的。擺動門3的拐角7是圓形拐角7。為了引入相對于葉輪2e的軸2d橫向的速度分量，僅在一側(cè)上使擺動門3變形是有利的，如此處的情況。

實施例可以提供機械增壓器系統(tǒng)11、或發(fā)動機系統(tǒng)10(圖1)。機械增壓器系統(tǒng)11可以包括進氣口30用于接收進氣空氣，以及排氣再循環(huán)(EGR)端口117用于經(jīng)由EGR導(dǎo)管118從發(fā)動機10接收排氣，以及出口119用于將進氣空氣和/或排氣運送至發(fā)動機。系統(tǒng)11還可以包括：擺動門3，其由邊緣圓周地界定，并且繞相對于進氣流橫向走向的軸線可樞轉(zhuǎn)。擺動門3具有第一位置，用于封阻來自進氣口30的流，以及第二位置，用于覆蓋EGR端口117并打開進氣口。擺動門3在其一側(cè)上具有流修改元件4用于至少在處于第二位置時向進氣流添加橫向流量分量。

在某些實施例中，當處于第一位置時，擺動門3可以允許來自EGR端口的流。系統(tǒng)11還可以包括EGR閥6用于控制來自EGR端口的流。流修改元件4可以是以下各項中的一項或多項：扭折、凸起、凸面凸起、凹面凸起和螺旋扭曲的形式。軸線3b可以是根據(jù)接近擺動門的邊緣部分、以及接近擺動門3的壁部分之一或兩者設(shè)置的。

各實施例可以提供一種用于對內(nèi)燃發(fā)動機的增壓空氣進行機械增壓的方法。該方法可以包括：將擺動門在進氣通道中定位在接合處，其中，進氣線路能夠從第一方向提供進氣空氣并且排氣再循環(huán)線路能夠從第二方向提供排氣；繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)該擺動門，該樞轉(zhuǎn)軸線取向為從第一位置到第二位置的橫向于該進氣空氣的流動方向，在該第一位置擺動門的第一側(cè)封阻該進氣通道；以及同時，在該第二位置，將橫向流分量給予該進氣流，其中，流修改特征從該擺動門的該第一側(cè)延伸，同時，擺動門的第二側(cè)至少部分地覆蓋該再循環(huán)線路。

該方法還可以包括將該進氣空氣和/或該排氣輸送至鼓風(fēng)機。該方法還可以包括將具有部分橫向流的該進氣輸送至葉輪并且將該流引導(dǎo)至燃燒室。所述給予橫向流包括將該流修改特征定位于該擺動門的邊緣區(qū)域。所述給予橫向流包括將在該擺動門的該第一側(cè)上形成的螺旋扭曲形式定位在該進氣路徑中。該方法還可以包括將該擺動門定位在第一位置，在該第一位置該擺動門封阻該進氣系統(tǒng)并且打開該再循環(huán)線路。所述繞該樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)該擺動門包括繞接近該擺動門的邊緣部分的線路樞轉(zhuǎn)該擺動門。

注意，在此所包括示例控制程序能夠與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。在此所描述的特定程序可以代表任何數(shù)量的處理策略中的一個或多個，如事件驅(qū)動型、中斷驅(qū)動型、多任務(wù)型、多線程型等。這樣，所展示的各個動作、操作或功能可以用所展示的順序、并行地執(zhí)行、或在某些情況下省略。同樣，處理的順序并不是實現(xiàn)在此所描述的示例實施例的特征和優(yōu)點所必須要求的，但為了方便展示和說明而提供?？梢匀Q于正在使用的具體策略重復(fù)地執(zhí)行所展示的動作或功能中的一項或多項。進一步地，所描述的動作可以圖示地代表有待被編程至發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)中的代碼。

將理解的是，在此所披露的配置和程序本質(zhì)上是示例性的，并且這些特定實施例并不被以限制性意義理解，因為很多變體都是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4缸以及其他發(fā)動機類型。進一步地，各系統(tǒng)配置中的一種或多種可以結(jié)合所描述的診斷程序中的一項或多項使用。本披露的主題包括所述各系統(tǒng)和配置、以及在此所披露的其他特征、功能、和/或特性的所有新穎的且非顯而易見的組合和子組合。