內(nèi)燃機(jī)操作方法以及完成該方法的內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的操作方法，用于在一個(gè)排氣循環(huán)期間將位于內(nèi)燃機(jī)氣缸 中的廢氣從氣缸排出并進(jìn)入廢氣系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及包括多個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)，引導(dǎo)每一 個(gè)氣缸中的工作活塞作用在一個(gè)共同的曲軸，通過(guò)在進(jìn)口側(cè)上的一個(gè)致動(dòng)進(jìn)氣閥系統(tǒng)將該 氣缸或者每個(gè)氣缸的燃燒室連接到進(jìn)氣系統(tǒng)并且通過(guò)出口側(cè)上的一個(gè)致動(dòng)排氣閥系統(tǒng)將 該氣缸或者每個(gè)氣缸的燃燒室連接到排氣系統(tǒng)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一個(gè)排氣增壓栗，特別 是用于在這種類型的內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃機(jī)或者熱力發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于各種領(lǐng)域具有多種用途，例如作為機(jī)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng) 單元，或者用于工廠或其他技術(shù)設(shè)備中的固定物中。內(nèi)燃機(jī)或熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行可通過(guò)使 用汽油或柴油、兩個(gè)或四個(gè)氣缸、以及使用各種液體或氣體燃料。在所有的各種結(jié)構(gòu)中，壓 縮燃料空氣混合物通常引起氣缸燃燒室爆炸(或在一個(gè)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)類似配置的盤室內(nèi)），以 反作用的方式，在活塞缸中配置上述的一個(gè)可替換的活塞執(zhí)行工作行程，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 軸提供動(dòng)力。工作行程完成后，即氣缸中的燃燒氣體膨脹后，在所述的氣缸的一個(gè)排氣循環(huán) 中，產(chǎn)生燃燒工作氣體，同時(shí)廢氣排放到連接到氣缸的排氣側(cè)的排氣系統(tǒng)中。
[0003] 在傳統(tǒng)的構(gòu)造中，內(nèi)燃機(jī)可以配置為一個(gè)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)氣缸中的一個(gè)排氣 閥打開廢氣系統(tǒng)廢氣使廢氣進(jìn)入排氣系統(tǒng)。然而，在另一種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，內(nèi)燃機(jī)也可以配置 為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)排氣周期的配置作為實(shí)際工作沖程的一部分，廢氣系統(tǒng)打開進(jìn) 入排氣系統(tǒng)，所述的排氣系統(tǒng)以開槽控制的方式打開，在這種結(jié)構(gòu)中，活塞在沖程運(yùn)動(dòng)的最 后階段滑離越過(guò)氣缸中的出口槽，隨后打開它們。在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，一個(gè)相應(yīng)的進(jìn)氣閥系 統(tǒng)通常是在進(jìn)氣口一側(cè)，而在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中這個(gè)功能是以換氣槽的形式實(shí)現(xiàn)并設(shè)置在缸 筒中。進(jìn)一步，設(shè)置有基于旋轉(zhuǎn)滑板的閥系統(tǒng)，在該結(jié)構(gòu)中通過(guò)旋轉(zhuǎn)滑板開啟和關(guān)閉氣缸蓋 的管道橫截面。旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)控制系統(tǒng)用于二沖程和四沖程方法中。因此，在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的情 況下，"進(jìn)氣閥系統(tǒng)"和"排氣閥系統(tǒng)"在以下用作描述，也因此明確參考在氣缸殼中的相應(yīng) 的開槽設(shè)置，相應(yīng)的閥功能通過(guò)提升閥或旋轉(zhuǎn)滑板的方式被類似的提供給四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中 的實(shí)際執(zhí)行。
[0004] 對(duì)于任何一個(gè)結(jié)構(gòu)（例如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽機(jī)等）的內(nèi)燃機(jī)或熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，人們 長(zhǎng)期以增加每個(gè)氣缸的單位氣缸容量的可用功率輸出和/或以增加效率/減少特定的燃料 消耗作為配置目標(biāo)。鑒于這些配置的目標(biāo)，已經(jīng)開發(fā)了一些利用或回收流出氣缸的廢氣中 的殘余能量的設(shè)計(jì)。
[0005] 這些設(shè)計(jì)包括廢氣渦輪增壓。廢氣渦輪增壓從廢氣流中提取焓并且將提取焓在新 鮮氣體流中以壓縮功的方式返回到發(fā)動(dòng)機(jī)。從一個(gè)連續(xù)流機(jī)器的性能來(lái)看，假設(shè)存在連續(xù) 排氣焓流，廢氣渦輪增壓具有很高的效率。排氣焓變隨機(jī)浮動(dòng)越大，渦輪的效率越差。這意 味著，在實(shí)踐中氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)和廢氣渦輪增壓器只有在三個(gè)或更多的氣缸的情況下具有良好 的效率，僅在某些情況下（最好是在一個(gè)對(duì)稱的點(diǎn)火順序的情況下)兩缸發(fā)動(dòng)機(jī)可用，而不 能在單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中有效運(yùn)行。
[0006] 在原則上，在渦輪和壓縮機(jī)中具有小汽缸容量的內(nèi)燃機(jī)需要小葉片直徑。渦輪效 率和壓縮機(jī)效率隨著葉片直徑的減小而降低，因?yàn)樵谄渌虑橹腥~片和殼體之間的間距損 失不成比例。如果發(fā)動(dòng)機(jī)載荷階躍，廢氣渦輪增壓器的響應(yīng)特性(動(dòng)態(tài)行為)也被發(fā)現(xiàn)是不 利的，因?yàn)閺囊粋€(gè)低負(fù)載(低廢氣焓)開始，由于慣性，在從渦輪的上游焓的逐漸升高僅以延 遲方式加快了轉(zhuǎn)子。而以渦輪滯后的形式，導(dǎo)致以一個(gè)已知的方式在壓縮機(jī)的一側(cè)緩慢的 壓力升高。在具有低的汽缸容量發(fā)動(dòng)機(jī)中這種效果是更為顯著的，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)子的慣性力矩 未如同廢氣焓流中減少的一樣多，而在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中比在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)更為明顯，因?yàn)閺U氣 焓擴(kuò)散的更廣泛。因此，幾乎沒(méi)有可能采用廢氣渦輪增壓器操作小的、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)， 如汽車和電力控制塊加熱站。
[0007] 壓縮波增壓器可以想象為一種替代的增壓系統(tǒng)，如廢氣渦輪增壓器，它從廢氣流 中提取焓，并將其作為壓縮功提供給的吸入的燃燒空氣。即使在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，壓縮波 增壓器具有良好的動(dòng)態(tài)特性和高增壓率。在廢氣和新鮮空氣之間的"開放"的換氣系統(tǒng)被發(fā) 現(xiàn)是不利的，原因在于在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，必須繞過(guò)增壓器以防止掃氣短路，也不承受任何吸 氣的節(jié)流，這意味著增壓器出現(xiàn)不適合部分負(fù)荷運(yùn)行的動(dòng)態(tài)操作的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。由于廢氣 管路和新鮮氣體管路的直接連接，其聲學(xué)特性也存在問(wèn)題。大安裝體積和重量以及需要同 步驅(qū)動(dòng)增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使壓縮波增壓器對(duì)于低量的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的。
[0008] 將廢氣焓變?yōu)橛杏霉Φ牧硪环N選擇，可以通過(guò)再在另一個(gè)膨脹缸中膨脹來(lái)自內(nèi)燃 機(jī)的運(yùn)行氣缸中的廢氣來(lái)提供。其中，馬里奧和格哈德施密茨(Mario Illien and Gerhard Schmitz)的出版物(http: //www. 5-takt-motor · com/de/news .html)公開一個(gè)這種類型的 系統(tǒng)，該系統(tǒng)耦合兩個(gè)高壓氣缸，以四沖程的方法使用相同的點(diǎn)火順序操作，以一個(gè)更大的 汽缸容量的低壓缸，在180°曲軸偏移運(yùn)行。當(dāng)在工作行程后，高壓缸到達(dá)下止點(diǎn)（BDC)，排氣 系統(tǒng)打開連接低壓缸的管道，所述低壓缸位于上止點(diǎn)（TDC)。由于低壓缸的較大的沖程容 量，即使是高壓缸的上升活塞又正在減小其體積，工作氣體仍進(jìn)一步膨脹。
[0009] 從熱力學(xué)角度，這種設(shè)置增加燃燒循環(huán)的膨脹比，提高熱效率。
[0010]具有一個(gè)單獨(dú)的低壓缸系統(tǒng)的缺點(diǎn)是在氣缸蓋中的溢流管的熱負(fù)荷高，高壓缸的 氣門疊開(掃氣）的排氣背壓越高，低壓氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)在重量和安裝空間以及摩擦損失(額外 的活塞組和曲軸傳動(dòng))也就越大。事實(shí)上，方便操作的二沖程操作的低壓氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)要與具 有相同的角點(diǎn)火間隔的兩個(gè)高壓氣缸結(jié)合使用。系統(tǒng)成本很高。因此，這一結(jié)構(gòu)對(duì)單缸發(fā)動(dòng) 機(jī)是沒(méi)有前景的。
[0011]德國(guó)專利：DE 36 25 050 A1，DE 36 25 048 A1，DE 36 25 051 A1，DE 36 25 053 A1，DE 33 18 136 A1和Schatz等人公開的"一種新的動(dòng)態(tài)增壓方法一脈沖增壓"，英格蘭 1989年的第二次發(fā)展新動(dòng)力底盤國(guó)際會(huì)議（Second International Conference New Development Powertrain Chassis)，披露排氣脈沖增壓器作為提高內(nèi)燃機(jī)的功率和效率 的進(jìn)一步替代設(shè)計(jì)。排氣脈沖增壓器將內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣焓轉(zhuǎn)換成新鮮氣體的壓縮功。該 系統(tǒng)包括在氣缸內(nèi)導(dǎo)向的一個(gè)自由活塞。氣缸的一端通過(guò)一個(gè)排氣輸送管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的 排氣系統(tǒng)，氣缸的另一端連接到進(jìn)氣系統(tǒng)。彈簧推動(dòng)自由活塞在氣缸內(nèi)的排氣側(cè)停止，以這 樣的方式，當(dāng)不加載壓力，自由活塞清除了新鮮氣體側(cè)的最大體積和在相應(yīng)的排氣側(cè)的最 小體積。自由活塞可選擇的具有屏蔽、對(duì)中在排氣側(cè)，從而從一個(gè)特定的自由活塞沖程到廢 氣排氣管清除廢氣氣缸體積，以便廢氣排入消聲器，或一個(gè)閥門，閥門由排氣增壓栗的排氣 壓力控制而打開和關(guān)閉排氣出口管。使用一個(gè)至少部分獨(dú)立于自由活塞運(yùn)動(dòng)的閥門控制廢 氣排氣管的目的是，由廢氣驅(qū)動(dòng)可以使自由活塞的膨脹行程更長(zhǎng)。在新鮮的氣體側(cè)，通過(guò)一 個(gè)止回閥，氣缸體積可以吸入周圍空氣，當(dāng)體積減小，氣缸體積被推到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。
[0012] 出版物"一種新的動(dòng)態(tài)增壓方法一脈沖增壓"公開了一個(gè)二缸發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣脈沖 增壓器的測(cè)試結(jié)果。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的排氣閥開啟時(shí)，廢氣進(jìn)入廢氣脈沖增壓器，并加速了自 由活塞對(duì)彈簧力的反力。廢氣在廢氣脈沖增壓器做膨脹功直到自由活塞上的屏蔽打開解壓 管。自由活塞的質(zhì)量慣性允許它繼續(xù)在氣缸中，直到動(dòng)能總量達(dá)到彈簧的勢(shì)能以及在進(jìn)氣 系統(tǒng)中的自由活塞壓縮新鮮空氣的能量。由于這兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸相互對(duì)稱相位，第一發(fā)動(dòng) 機(jī)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥打開使自由活塞移動(dòng)到上止點(diǎn)（TDC)活塞位置，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣閥關(guān) 閉前不久對(duì)應(yīng)于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸上止點(diǎn)活塞位置，以這樣一種方式，使正在由自由活塞壓 縮的部分的新鮮空氣通過(guò)進(jìn)氣系統(tǒng)從入口端被迅速推入兩上游氣缸并且因此提高空氣密 度。進(jìn)氣系統(tǒng)中的彈簧力和在進(jìn)氣系統(tǒng)中壓縮后的新鮮氣體推動(dòng)自由活塞返回靜止位置， 也就是返回到排氣側(cè)停止位置。360曲軸度后，廢氣脈沖增壓器的工作循環(huán)從前面開始，但 相對(duì)于廢氣脈沖增壓器，兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸交換了功能。
[0013] 在測(cè)試中，廢氣脈沖增壓器在低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(約達(dá)2000rpm)下表現(xiàn)出良好的動(dòng) 態(tài)行為，也增加了空氣效率。在較高的旋轉(zhuǎn)速度(從約3000rpm起)下增電壓力不再有任何增 加。
[0014] 廢氣脈沖增壓器具有一定的熱力學(xué)和機(jī)械的缺點(diǎn)，這是對(duì)效率和功能不利的：
[0015] ?在排氣側(cè)(排氣輸送管和排風(fēng)噴射管之間短路連接)上具有顯著的有害體積，從 而不但減少來(lái)自自由活塞上游的廢氣壓力而且減少了進(jìn)氣系統(tǒng)中的端部壓縮壓力。
[0016] ?自由活塞上屏蔽長(zhǎng)度較短，從廢氣脈沖增壓器釋放的廢氣流入消聲器，只能夠 利用自由活塞的行程的一小部分作為解壓的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的工作行程。對(duì)于利用排氣脈沖的 能量，一方面，自由活塞相對(duì)于廢氣壓縮波的高質(zhì)量，阻止了在脈沖傳輸過(guò)程中從廢氣到自 由活塞的的能量轉(zhuǎn)移，因此，通過(guò)測(cè)試可以確認(rèn)增壓壓力的增幅變小。另一方面，由于溢流， 廢氣排氣管直接連接到廢氣脈沖增壓器的膨脹室更加導(dǎo)致了脈沖丟失。
[0017] ?在每一個(gè)運(yùn)行周期結(jié)束后，為使自由活塞能夠返回靜止位置，當(dāng)自由活塞的屏 蔽被關(guān)閉時(shí)，必須沒(méi)有泄漏。這些泄漏損失構(gòu)成了進(jìn)一步的壓力損失，從而導(dǎo)致能量損失。
[0018] ?-方面，使用由排氣壓力控制的閥控制廢氣出口管并且根據(jù)排氣閥正時(shí)（摩擦 損失和固有振動(dòng)特性)慣性是非常不精確;另一方面，使用建議的閥系統(tǒng)不可能實(shí)現(xiàn)基本熱 力學(xué)理想的排氣控制圖，其中的自由活塞全行程作為一個(gè)封閉的排氣出口管的工作行程， 并且自由活塞返回時(shí)廢氣出口管道是完全打開的。閥門和自由活塞的現(xiàn)有的質(zhì)量慣性使理 想的排氣控制圖無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榧铀俚馁|(zhì)量需要一個(gè)反向延遲管線。對(duì)于特定的排氣壓力 所需配置的廢氣驅(qū)動(dòng)氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)意味著當(dāng)負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，排氣閥正時(shí)反向改 變。特別是，當(dāng)節(jié)流時(shí)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)具有低壓縮比和相對(duì)較低的膨脹率，盡管在容量控制汽 油發(fā)動(dòng)機(jī)中部分負(fù)荷范圍內(nèi)，相對(duì)于特定的發(fā)動(dòng)機(jī)做功相對(duì)高的排氣焓可以恰好得到，但 廢氣驅(qū)動(dòng)氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)低排氣壓力（低負(fù)荷，怠速運(yùn)轉(zhuǎn))不響應(yīng)，即排氣脈沖增壓器也不 進(jìn)行任何膨脹做功。在同時(shí)存在負(fù)載下發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥的關(guān)閉和在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速 差時(shí)，出口管道無(wú)法實(shí)現(xiàn)由壓力和質(zhì)量慣性控制的閥門關(guān)閉的疊加。特別是，文檔中引用的
【背景技術(shù)】中未有關(guān)于出口管道的閥門關(guān)閉是完全基于排空排氣脈沖增壓中的廢氣側(cè)的時(shí) 間且沒(méi)有相關(guān)的相位或發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣閥關(guān)閉的披露。
[0019] ?自由活塞和彈簧(包括進(jìn)氣管內(nèi)的氣動(dòng)彈簧)形成一個(gè)諧波振蕩器，其固有頻率 是依賴于移動(dòng)的質(zhì)量(活塞、直線導(dǎo)向桿和彈簧的質(zhì)量)和彈簧的速度。如果該系統(tǒng)接近其 固有頻率，相當(dāng)大的振幅峰發(fā)生，這可能會(huì)導(dǎo)致高加速度下自由活塞在氣缸中停止其行程。 運(yùn)動(dòng)部件的預(yù)見性高重量，這可能是幾百克，和一定弱彈簧力，這使得自由活塞移動(dòng)，即使 在相對(duì)較低的排氣壓力（約2bar)下，對(duì)系統(tǒng)的固有頻率明顯的已達(dá)到低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度。 在所描述的測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于排氣增壓器的增壓壓力從2000rpm以上迅速下降，可以得出 結(jié)論，已超出該系統(tǒng)的固有頻率，系統(tǒng)不再進(jìn)行全面的工作行程。當(dāng)超過(guò)其固有頻率時(shí)，自 由活塞沒(méi)有足夠的時(shí)間返回到它的靜止位置。從約3000rpm向上，增壓壓力不再建立在所描 述的測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)上。據(jù)推測(cè)，在一半的活塞位移中，自由活塞位于靜止位置。
[0020] ?由于不同的廢氣壓力和變化的氣動(dòng)彈簧返回速率，依據(jù)固有頻率和活塞沖程， 該系統(tǒng)的自由活塞不能唯一確定，所以在氣缸中末端位置自由活塞的碰撞是可預(yù)期的。
[0021] ?自由活塞相對(duì)于氣缸壁的密封須通過(guò)間距非接觸設(shè)置，因?yàn)榇蟾卓谆蚴褂妹芊?元件，例如活塞環(huán)，所以從排氣側(cè)到新鮮氣體側(cè)的明顯漏流會(huì)產(chǎn)生，然而這將需要潤(rùn)滑，且 增加摩擦。
[0022] ?整個(gè)廢氣流通過(guò)排氣脈沖增壓器，從而導(dǎo)致在增壓器外殼和自由活塞上的高熱 負(fù)荷。
[0023] 提高內(nèi)燃機(jī)的功率和效率的進(jìn)一步替代設(shè)計(jì)是替代下游汽化過(guò)程(0RC)。在這樣 的背景下，提供了包括活塞或透平膨脹機(jī)的利用排氣焓或余熱、蒸汽的過(guò)程，最好是采用低 沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)(〇RC==有機(jī)朗肯循環(huán)）。這些過(guò)程完全通過(guò)換熱器從廢氣流獲得熱量。在一 個(gè)單級(jí)的過(guò)程中由于低的溫度差異(物理工作材料限制），效率是很少高于15%。換熱器和 線路系統(tǒng)的熱慣性，阻止良好的動(dòng)態(tài)行為，因此，這些系統(tǒng)是不適合機(jī)械功率輸出直接進(jìn)入 動(dòng)態(tài)操作的內(nèi)燃機(jī)。特別是高系統(tǒng)成本的內(nèi)燃機(jī)用于防范使用在小發(fā)動(dòng)機(jī)中，目前成本是 超過(guò)3000歐元/千瓦(EUR 3000/kW)。
[0024] 另外，提供熱電能量轉(zhuǎn)換利用塞貝克效應(yīng)。此效應(yīng)描述了由于在這些機(jī)構(gòu)的晶體 晶格中的不同的電子氣體密度，在兩個(gè)機(jī)構(gòu)之間不同的溫度差的電位差。這種電位差隨著 機(jī)構(gòu)之間的溫度差增加，并可用于使電流流過(guò)。使用內(nèi)燃機(jī)的廢氣，加熱一個(gè)機(jī)構(gòu)，另一個(gè) 機(jī)構(gòu)是最好保持在室溫下。該系統(tǒng)做工無(wú)需任何移動(dòng)組件，因此不是一臺(tái)機(jī)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025] 本發(fā)明的目的是以一個(gè)特別簡(jiǎn)單和可靠的方式，提供一種可供選擇的方法，用于 操作上述類型的內(nèi)燃機(jī)，該方法使內(nèi)燃機(jī)具有特別高的特定功率輸出和/或一個(gè)特別低的 燃料消耗。本發(fā)明也提供一種特別適合于進(jìn)行該方法的內(nèi)燃機(jī)。
[0026] 本發(fā)明可以通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明在排氣循環(huán)的第一循環(huán)階段，在將廢 氣輸入排氣系統(tǒng)排氣循環(huán)的第二循環(huán)階段之前，排氣壓力波的脈沖和/或壓力能量的整個(gè) 或部分傳輸至排氣增壓栗的主級(jí)側(cè)。
[0027] 第一和第二循環(huán)階段的總持續(xù)時(shí)間最好近似對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥總打開 時(shí)間，第一階段的開始伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥打開，第二階段的終點(diǎn)大約正好與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣 閥關(guān)閉同時(shí)發(fā)生或稍微延遲。一個(gè)短的第一循環(huán)階段降低了出口管和排氣增壓栗的壁熱損 失，并連同在發(fā)動(dòng)機(jī)缸中提前的壓力減少，在負(fù)荷變化期間使相應(yīng)的低排氣做功或低排氣 背壓成為可能。特別是發(fā)生在該循環(huán)階段中，當(dāng)排氣閥打開，由于一個(gè)合適的排氣波流動(dòng)傳 導(dǎo)的結(jié)果，廢氣流的脈沖和這個(gè)排氣壓力波的壓力能量是盡可能完全或至少部分地向排氣 增壓栗的主級(jí)側(cè)傳送。在這一階段，進(jìn)入排氣系統(tǒng)的排氣的漏失應(yīng)當(dāng)在很大程度上予以防 止。提供從排氣壓力波到排氣增壓栗的主級(jí)側(cè)的理想脈沖傳送，廢氣直接或者至少部分地 到達(dá)排氣增壓栗，直接脈沖傳輸是特別優(yōu)選的，其中，流出氣缸的排氣壓力波部分或盡可能 完全地傳遞到位于排氣增壓栗的主級(jí)側(cè)的氣體緩沖和/或位于排氣增壓栗的主級(jí)側(cè)上游的 氣體緩沖。隨后是出口循環(huán)的的第二循環(huán)階段，在該循環(huán)中廢氣流入排氣系統(tǒng)。
[0028]本發(fā)明是基于剩余焓仍然含在流出氣缸的廢氣中的考慮，選擇剩余焓作為增加內(nèi) 燃機(jī)的效率和/或功率的一個(gè)特別合適的切入點(diǎn)，因?yàn)樵诓僮髦?，具有較高的殘余壓力的廢 氣流出所述的氣缸，在廢氣排入大氣前，可用于額外的功率輸出供給。
[0029]該排氣增壓栗的應(yīng)用特別集中在單缸和雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，其具有約50-250CC相 對(duì)較低的單個(gè)氣缸容積。對(duì)于這些發(fā)動(dòng)機(jī)類型，還沒(méi)有經(jīng)濟(jì)上可行的（失去)廢氣能量轉(zhuǎn)換 為機(jī)械(驅(qū)動(dòng)）能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。排氣增壓栗最好能有效地約束使用于下列這些發(fā)動(dòng)機(jī)類型， 或有以下特性：
[0030]-用于速度高達(dá)l〇〇〇〇rpm(2輪發(fā)動(dòng)機(jī))的發(fā)動(dòng)機(jī)
[0031 ]-能夠有效轉(zhuǎn)換排氣氣體流中的強(qiáng)烈波動(dòng)能(單缸發(fā)動(dòng)機(jī)）
[0032]-新鮮氣體的輸送速度應(yīng)與負(fù)載和轉(zhuǎn)速成大約正比 [0033]-在排氣循環(huán)中和在負(fù)荷變化期間提供低排氣背壓力 [0034]-完全分離的廢氣和新鮮氣體管道 [0035]-良好的動(dòng)態(tài)特性(車輛應(yīng)用）
[0036]-低固有(摩擦)損失
[0037]-良好的聲學(xué)特性(2輪發(fā)動(dòng)機(jī)）
[0038]-低系統(tǒng)成本
[0039]-低保養(yǎng)
[0040]-最低可能的熱負(fù)荷
[0041 ]-適