用于帶有停缸特征的渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)的可變雙渦管渦輪機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于帶有停缸特征的渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)的可變雙渦管渦輪機(jī)(twin-scroll turbine)。
【背景技術(shù)】
[0002]此部分提供了未必為現(xiàn)有技術(shù)的與本公開(kāi)相關(guān)的背景信息。
[0003]在汽車(chē)市場(chǎng)上的當(dāng)前的法規(guī)條件導(dǎo)致在當(dāng)前車(chē)輛中改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性和降低排放的增加的需求。這些法規(guī)條件必須與消費(fèi)者的對(duì)于車(chē)輛的高性能且快速響應(yīng)的需求相平衡。停缸是經(jīng)常應(yīng)用于自然吸氣內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)，以通過(guò)關(guān)閉選擇的數(shù)量的氣缸來(lái)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷條件下的效率，因此剩余氣缸以降低的泵氣損失運(yùn)行[見(jiàn)“ActiveFuel Management Technology: Hardware Development on a 2007 GM 3.9L V_6 OHV SIEngine, ” SAE Paper 2007-01-1292, 2007]o
[0004]停缸可應(yīng)用于渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)，如在美國(guó)專(zhuān)利N0.6，715，289和N0.6，786，190中公開(kāi)。然而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配有單獨(dú)的渦輪增壓器時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在停缸模式中的運(yùn)行范圍可能受到渦輪增壓器壓縮機(jī)的流動(dòng)和增壓能力的限制[見(jiàn)“The 1.4-L TSIGasoline Engine with Cylinder Deactivat1n, ” MTZ, 73 卷，2012 年 3 月]。
[0005]減輕此限制的一個(gè)方式是使用多個(gè)分開(kāi)的渦輪增壓器，如在前述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.6，715，289中所公開(kāi)，因而它們的運(yùn)行可滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)在其速度和負(fù)荷范圍內(nèi)的要求。然而，由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單性、包裝復(fù)雜性和成本限制的原因，希望使用單個(gè)渦輪增壓器，即使有損渦輪增壓器的效率。
[0006]將渦輪增壓器壓縮機(jī)定尺寸為有利于主要在較低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)的停缸運(yùn)行是可能的。這將通過(guò)損害高發(fā)動(dòng)機(jī)速度下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能而要求使用更小的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的尺寸可能使得單個(gè)固定幾何形狀的渦輪機(jī)不能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)以滿(mǎn)足性能要求。如所期望，希望較小的渦輪機(jī)滿(mǎn)足低發(fā)動(dòng)機(jī)速度目標(biāo)，而希望較大的渦輪機(jī)滿(mǎn)足高發(fā)動(dòng)機(jī)速度目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]此部分提供了對(duì)于本公開(kāi)的總體概述，且不是本公開(kāi)的全部范圍或其全部特征的全面公開(kāi)。
[0008]內(nèi)燃機(jī)包括限定了多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述氣缸包括全時(shí)工作氣缸和能夠被停缸的氣缸。具有雙渦管渦輪機(jī)的渦輪增壓器包括與來(lái)自全時(shí)工作氣缸的排氣通道連通的第一渦輪機(jī)渦管和與來(lái)自能夠被停缸的氣缸的排氣通道連通的第二渦輪機(jī)渦管。渦輪增壓器包括通過(guò)雙渦管渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的單個(gè)壓縮機(jī)，以將壓縮空氣供給到氣缸的進(jìn)氣口。渦管控制閥提供為與來(lái)自能夠被停缸的氣缸的排氣通道連通，且可操作在打開(kāi)的位置以允許來(lái)自能夠被停缸的氣缸的排氣通過(guò)第二渦輪機(jī)渦管，且可操作在關(guān)閉的位置以引導(dǎo)排氣從多個(gè)能夠被停缸的第二氣缸通過(guò)第一渦輪機(jī)渦管。
[0009]另外的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)脑诖颂峁┑拿枋鲋酗@見(jiàn)。在此
【發(fā)明內(nèi)容】
中的描述和特定的示例意圖于僅用于說(shuō)明目的且不意圖于限制本公開(kāi)的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0010]在此描述的附圖僅為說(shuō)明所選擇的實(shí)施例而并非所有可能的實(shí)施的目的，且不意圖于限制本公開(kāi)的范圍。
[0011]圖1是帶有氣缸停缸特征的發(fā)動(dòng)機(jī)上的可變雙渦管渦輪機(jī)渦輪增壓器系統(tǒng)的示意圖；
圖2是如在圖1中所示的帶有氣缸停缸特征的發(fā)動(dòng)機(jī)上的可變雙渦管渦輪機(jī)渦輪增壓器系統(tǒng)的示意圖，帶有對(duì)于低速和低負(fù)荷下的運(yùn)行被停缸的氣缸；
圖3是如在圖1中所示的帶有氣缸停缸特征的發(fā)動(dòng)機(jī)上的可變雙渦管渦輪機(jī)渦輪增壓器系統(tǒng)的示意圖，其中對(duì)于低速和高負(fù)荷下的運(yùn)行所有氣缸可運(yùn)行且將排氣引導(dǎo)到一個(gè)渦輪機(jī)渦管；和
圖4是根據(jù)本公開(kāi)的原理的渦管控制閥的示意圖。
[0012]在所有數(shù)個(gè)附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)號(hào)指示了相應(yīng)的零件。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在將參考附圖更完整地描述示例實(shí)施例。
[0014]示例實(shí)施例提供為使得此公開(kāi)將是全面的且將完全地將范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域一般技術(shù)人員。多個(gè)特定的細(xì)節(jié)被闡述，例如具體部件、裝置和方法的示例，以提供對(duì)于本公開(kāi)的實(shí)施例的透徹的理解。對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將顯見(jiàn)的是具體的細(xì)節(jié)不需要被使用，示例實(shí)施例可以多種不同形式實(shí)施，且也不應(yīng)解釋為限制公開(kāi)的范圍。在一些示例實(shí)施例中，已熟知的過(guò)程、已熟知的裝置結(jié)構(gòu)和已熟知的技術(shù)不詳細(xì)描述。
[0015]在此使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定的示例實(shí)施例的目的且不意圖于是限制性的。如在此所使用，單數(shù)形式“一個(gè)”和“該”可意圖于也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指明。術(shù)語(yǔ)“含有”、“包含”、“包括”、“具有”是包含性的且因此指定了所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其他的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。在此描述的方法步驟、過(guò)程和操作不解釋為必需地要求它們以所論述或圖示的特定次序的執(zhí)行，除非特別地指示為一個(gè)執(zhí)行的次序。應(yīng)理解的是也可使用另外的或替代的步驟。
[0016]當(dāng)一個(gè)元件或?qū)臃Q(chēng)為“處在另一個(gè)元件或?qū)由稀?、“接合到”、“連接到”或“聯(lián)接到”另一個(gè)元件或?qū)訒r(shí)，所述元件或?qū)涌芍苯拥靥幵诹硪粋€(gè)元件或?qū)由匣蚪雍系?、連接到或聯(lián)接到另一個(gè)元件或?qū)?，或可存在中間的元件或?qū)印Ｏ啾戎?，?dāng)一個(gè)元件稱(chēng)為“直接在另一個(gè)元件或?qū)由稀薄ⅰ爸苯咏雍系健?、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一個(gè)元件或?qū)訒r(shí)，可不存在中間的元件或?qū)?。其他用于描述元件之間的關(guān)系的詞語(yǔ)應(yīng)以類(lèi)似的方式解釋(例如，“在……之間”相對(duì)于“直接在……之間”、“相鄰”相對(duì)于“直接相鄰”等)。如在此所使用，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)地所列的項(xiàng)中的任何項(xiàng)和所有組合。
[0017]雖然術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等可在此用于描述不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)通過(guò)這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)可僅用于將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)區(qū)域、層或部分進(jìn)行區(qū)分。例如“第一”、“第二”的術(shù)語(yǔ)和其他數(shù)字術(shù)語(yǔ)當(dāng)在此使用時(shí)不意味著序列或次序，除非通過(guò)上下文清楚地指明。因此，在下文中論述的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以稱(chēng)為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分，而不偏離示例實(shí)施例的教示。
[0018]空間上相關(guān)的術(shù)語(yǔ)，例如“內(nèi)部”、“外部”、“下方”、“下面”、“低于”、“上方”、“上面”
等可在此用于描述的方便，以便描述一個(gè)元件或特征與附圖中所圖示的另外的元件(多個(gè)元件)或特征(多個(gè)特征)的關(guān)系?？臻g上相關(guān)的術(shù)語(yǔ)可意圖于包含裝置在使用或運(yùn)行中的除了在附圖中描繪的定向之外的不同的定向。例如，如果附圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則描述為在其他元件或特征“下面”或“下方”的元件將定向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧戏健?。因此，示例術(shù)語(yǔ)“下面”可包括上方和下方的定向。裝置可以另外的方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他的定向)，且在此使用的空間上相關(guān)的描述詞相應(yīng)地被解釋。
[0019]發(fā)動(dòng)機(jī)組件10在圖1中圖示且包括發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12。發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12可包括氣缸體14和氣缸蓋16。發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12可限定第一、第二、第三和第四氣缸18、20、22、24。描述為簡(jiǎn)單起見(jiàn)包括第一、第二、第三和第四氣缸18、20、22、24，且理解為本教示應(yīng)用于許多活塞-氣缸布置和多種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，包括但不限制于V型發(fā)動(dòng)機(jī)、直列發(fā)動(dòng)機(jī)和水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，以及頂置凸輪軸構(gòu)造和氣缸體內(nèi)置凸輪軸構(gòu)造。發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)支承了曲軸和多個(gè)活塞，所述活塞布置在各氣缸18、20、22、24內(nèi)，如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的。
[0020]發(fā)動(dòng)機(jī)10的特征是氣缸停缸，使得例如控制器26可將氣缸18、20、22、24中的一個(gè)或多個(gè)停缸。在所示的示例中，氣缸20和22可被控制器26停缸。氣缸停缸作為車(chē)輛所需求的負(fù)荷或轉(zhuǎn)矩要求的函數(shù)發(fā)生，該負(fù)荷或轉(zhuǎn)矩要求由例如歧管壓力的變量來(lái)確定。如果內(nèi)燃機(jī)處于能以部分排量輸出希望的轉(zhuǎn)矩以改進(jìn)效率的條件，則控制器26將使