專利名稱：機動車中的帶有渦旋發生器的壓縮機的制作方法
機動車中的帶有渦旋發生器的壓縮機本發明涉及包括帶有增壓器的內燃機的車輛驅動裝置、機動車增壓內燃機的操作方法以及渦旋發生器在內燃機中的應用。在機動車的內燃機中知道了，通過設置增壓器來獲得在輸入空氣流中的壓力增大。增壓器尤其設置在按照柴油機原理工作的內燃機中，用于借此增大可獲得的扭矩。扭矩此時與新氣充填量成比例。目前，各種各樣的增壓器在按照柴油機原理工作或還有按照汽油機原理工作的內燃機中屬于已知的現有技術。機械增壓器如氣波增壓器、廢氣渦輪增壓器、利用動態系統例如像振動吸管增壓器、諧振增壓器、可變吸管系統或羅茨增壓器、葉片增壓器、螺旋增壓器或螺桿增壓器的增壓器就屬于此。它們也能彼此組合地設置在內燃機上。還知道提出了單級或雙級的增壓方法，用于借此產生更好的新氣充填。本發明的任務是提供機動車直噴增壓內燃機的新氣充填的改善。該任務將通過具有權利要求1特征的增壓內燃機的操作運行及具有權利要求10 特征的車輛驅動裝置和具有權利要求20特征的應用完成。在各從屬權利要求中給出其它有利的實施方式和改進方案。從以下說明中得到的來自若干實施方式的一些特征并非限制性的，而是能與其它實施方式的特征組合而構成改進方案，并且無需在此明確詳加描述。提出一種用于車輛增壓內燃機的操作，其中，空氣體積流借助設置在增壓器前的可調的渦旋發生器在考慮了內燃機氣缸的可調氣門重疊的情況下被調整。這樣的操作一方面利用以下可能性，即由渦旋發生器作為旋轉脈沖產生的能量被供給增壓器的例如壓縮機，從而可以借此將能量轉換為較高的廢氣渦輪轉速。通過這種方式，例如在空氣體積流調節時，不是僅損失能量，而是此時通過產生轉動脈沖而可以進行能量轉換，進而減小節氣損失。這與可變的氣門控制時間相關聯，該氣門控制時間可優選借助可調氣門重疊來實現。這樣，新鮮空氣可以從內燃機入口側到廢氣側，流經內燃機氣缸的燃燒室并且產生掃氣，借此能尤其動態快速地建立并且也能提高穩定力矩或者說力矩。因此，通過兩種可行方式的組合，可以針對內燃機獲得更快速的增壓，同時獲得更好的掃氣和進而總體上更高的扭矩。渦旋發生器的調節例如以適應氣缸掃氣過程的方式實施。在此情況下，渦旋發生器的節氣作用可以通過渦旋發生器的渦旋產生和/或相應調節來調整。優選的是，氣門重疊和渦旋發生器的調節的控制是彼此相關地進行的，以便影響氣缸的充填。例如，為此可以在發動機控制裝置中設定相應的程序，借此能執行這樣的控制。優選此時可以如此設計該控制，即，可通過渦旋發生器的調節來產生更高的增壓器增壓并且通過與之相適應地氣門重疊調節來產生更快速的氣缸掃氣。這意味著，例如氣門重疊時間段也可被縮短。例如，優選根據一個實施方式，內燃機的負載控制通過渦旋發生器來實現。例如甚至可以規定，在一個操作運行范圍中只通過渦旋發生器進行負載控制。另外有以下可能性， 即，內燃機未配屬有節氣門，因此負載控制基本上只通過渦旋發生器和可變氣門控制來進行。所提出的操作運行優選被用在至少接近滿負荷的內燃機操作范圍中。另外，根據一個改進方案而存在以下可能性，即，所提出的操作運行被用于降低內燃機的易爆震性。在此， 例如可以顧及實際采用的燃料，為此可以利用例如燃料傳感器。另外，提出一種車輛驅動裝置，其包括增壓內燃機、內燃機增壓器、內燃機的可調可變氣門操縱機構、控制裝置和可調渦旋發生器，在這里，渦旋發生器設置在增壓器的增壓單元前面，控制裝置與渦旋發生器和可變氣門操縱機構相連并具有控制，所述控制使可變氣門操縱機構的調節與渦旋發生器的調節相關聯，以便產生氣門重疊來對內燃機氣缸燃燒室進行掃氣。相關聯基本上是指兩種調節相互聯系。在此情況下，一種調節可以存儲在特性圖中或可被相應計算。另外有以下可能性，通過一個或多個模型，但也可通過相應的數字方法或由數學公式的直接計算，可以采取在可變氣門操縱機構調節和渦旋發生器調節之間的關聯。該關聯直接或也可間接實現，在這里，尤其可以利用發動機控制裝置來考慮一個或多個其它的影響參數。例如曲軸轉速、進氣管內的壓力、質量流、溫度和/或關于所用燃料的數據可以被一同考慮到該關聯中。另外，對渦旋發生器調節有影響的是關于對應的增壓單元或者增壓器本身的信息、負載要求、內燃機狀態、與排放相關的關聯性、燃料噴入時刻和/或燃料噴入曲線。關于增壓器的信息例如可以涉及關于工作葉片位置尤其導向葉片位置的信息，但也可以涉及關于例如壓縮機旋轉和/或在壓縮機之前或之后的壓力的信息。 發動機控制裝置此時能夠至少控制渦旋發生器的調節以及氣門重疊，如果不是調整兩者之一或甚至兩者的話，在這里，它可以在考慮不同的目標設定的情況下例如被調整適應。可能的目標設定例如是快速扭矩的產生，例如通過快速掃氣以及通過在燃燒室內產生更高的壓力、進而利用相應的渦旋施加而更快速啟動壓縮機，通過例如依據廢氣處理裝置狀態、負載狀態或者說內燃機操作運行要求來影響內燃機排放。不過，對發動機控制裝置也可以有其它的彼此也可相互關聯的目標設定。另外提出，渦旋發生器的控制裝置的控制被用于調節空氣體積流。因此渦旋發生器例如可作為節氣門。在此情況有以下可能性，即，渦旋發生器向位于空氣路徑內的其它節氣門提供支持，或者甚至作為唯一的可調節氣門設置在空氣路徑內。另外有以下可能，控制裝置存儲有借助渦旋發生器的負載控制。此時，渦旋發生器的功能充當了節氣門，并且也起到提高增壓等級的作用。另一個實施方式規定，內燃機沒有配備節氣門，在這里，為了控制至內燃機氣缸燃燒室的空氣體積流，控制裝置調整該渦旋發生器。按照優選方式，這種調整針對負載控制與可變氣門操縱機構的調節一起進行。另一個實施方式規定，設有節氣門，在這里，節氣門位置和渦旋發生器位置相互關聯。這種關聯可以存儲在控制裝置內。例如為此，可以就流向看將節氣門設置在渦旋發生器上游。而另一個實施方式規定，節氣門在流向上設置在增壓單元下游，優選在渦旋發生器下游。另外有以下可能性，渦旋發生器是可調的，以便在增壓器壓縮單元的旋轉方向上對流體施加渦旋；它還是可調的，以便逆向于壓縮單元的旋轉方向對流體施加渦旋。通過這種方式，例如可以加強燃燒室充填，或也可以減小，如果希望這樣做的話。另外，渦旋發生器幾何形狀的調整還允許以下可能性，即，可以避免在空氣路徑內的壓縮空氣的排氣，這是因為例如渦旋發生器起到節氣門作用，支持壓縮單元被用在某些操作運行點。舉例而非限定性地，結合后面的機動車驅動裝置和操作運行機動車驅動裝置的方法來描述其它優選細節，但各特征不局限于該具體的驅動裝置或各自在那里描述的構件。 相反，驅動裝置可以具有按照汽油機原理和/或柴油機原理工作的內燃機，它具有直噴機構以及非直噴機構地構成，并且具有作為燃燒方法的均勻化方法，用于形成混合氣的預燃室，以及可被用在其它不同的燃燒方法、混合氣形成和相應的內燃機中。因此，另外舉例作為改進方案描述了機動車驅動裝置，其包括直噴增壓內燃機、帶有優選可變可調氣門并且帶有在內燃機前面的渦旋發生器的內燃機氣門操縱機構，該渦旋發生器對供給內燃機的空氣流施加渦旋，在此，渦旋發生器具有調整機構用于獲得不同強度的渦旋。驅動裝置此外包括控制裝置，該控制裝置與渦旋發生器和氣門操縱機構相連，在此，控制裝置存儲有在“至少一個施加的渦旋”和“內燃機的至少一個氣缸上的氣門操縱機構的至少一個進氣門和至少一個排氣門的氣門重疊”兩者之間的關系。優選具有可變可調氣門的內燃機的氣門操縱機構可具有氣門電磁操作機構。但它同樣能以機械、液壓或通過用于不同氣門的不同伺服操作機構可行方式的組合方式實現。 因此，例如可以設置凸輪調整機構，其例如作用于進氣門或排氣門的一部分。同樣可以規定，設置可全變的氣門操縱機構。氣門操縱機構優選能彼此無關地單獨操作配屬于內燃機的一個氣缸的進氣門和排氣門。例如規定，每個配屬于一個氣缸的獨立氣門就其啟閉時間而言是可以調節改變。另一個實施方式規定，例如只有一個氣門，例如進氣門或排氣門就其時間而言是可變的。通過這種方式，可以調節進氣門和排氣門的氣門重疊，尤其是氣門重疊可以通過控制或調整來實現。改變氣門開啟和/或關閉時間的一個示例性實施例以及相應的裝置由DE 103 467 47A1公開，在本文公開范圍內參引該文獻全文。氣門啟閉時間的調整優選可以至少與渦旋發生器相關聯地被用于負載調整。設置在內燃機上游的渦旋發生器優選在流向上觀察布置在同樣設在該內燃機上游的增壓器的上游。渦旋發生器例如能夠將旋轉流動施加給被供給內燃機的流體。通過這種方式，渦旋優選也已借此轉入要使用的增壓器中，或許在那里因為所用的增壓技術甚至被用于加強渦旋形成。所考慮的增壓可行方式在上面的現有技術中有描述，對此參引這些現有技術。渦旋發生器優選與流體壓縮機相連。通過產生渦旋實現了，與沒有渦旋發生器相比，壓縮機工作葉片以不同方式被流體流入。如果渦旋發生器例如根據至少一個工作參數如流過質量流量、流速或負載、負載點或期望負載被有目的地調整，則渦旋產生可以造成流體以加強壓縮的速度分量流向工作葉片。由此一來，實現壓縮機的更快速響應以及更高的壓縮程度，由此實現新氣充填和進而利用較高新氣流量的掃氣。壓縮機可以與廢氣渦輪相連。不過，壓縮機也可以沒有廢氣渦輪單獨設置在至內燃機的入流管路中，例如按照機械驅動或電磁驅動的壓縮機形式。渦旋發生器例如也可以在多級增壓器中設置在例如低壓增壓器和高壓增壓器之間。也可以在內燃機前面設置兩個或多個渦旋發生器。尤其是可以規定，設有一個渦旋發生器，該渦旋發生器尤其設置在增壓器前面。例如，可以在內燃機進氣道內附加規定通道橫截面的縮小部，例如借助渦流發生裝置。在本發明意義上規定，這樣的渦流發生裝置不是指本發明的渦旋發生器。相反，該渦旋發生器位于缸頭外，就是說與內燃機分離，并且優選例如在流向上觀察沿著空氣路徑設置在增壓器上游，例如呈壓縮機、空壓機等形式，或者被整合于其中。例如從DE 10 2006 026 166AUDE 10 2006 Oil 862AUDE 10 2005 045 194A1、 DE 10 2004 039 299A1還有WO 2007135 089A1中得到設有一個或多個渦旋發生器的不同
增壓器可能性的實施例。就增壓器、渦旋發生器的結構以及渦旋發生器的布置方面，完全參引上述這些公開文獻。從各文獻中得到的情況也適用于渦旋發生器的操作運行。根據一個實施方式，渦旋發生器優選可以配備有也呈導向葉片調節器形式的壓縮機，在這里，導向葉片的各自位置優選可同時通過調整裝置來共同改變。另一個實施方式規定，渦旋發生器不具有導向葉片，而是采用了壓縮機。確切的說，優選如從以上給出的文獻所說明的那樣構成渦旋發生器。另一個實施方式例如規定，一個渦旋發生器在流向上觀察例如設置在導向葉片機構上游。導向葉片機構例如可以根據一個改進方案具有一個或多個可調導向葉片。關于低壓壓縮機和高壓壓縮機，例如參見DE 10 2006 027 738A1。在該文獻中還說明了在排氣支管中除廢氣渦輪外還在其下游設有復合渦輪。可以在低壓壓縮機和/或高壓壓縮機之前，通過渦旋發生器產生渦旋。該文獻也全文參引與此。存儲在控制裝置中且據此實現渦旋施加的關系例如可以直接包含渦旋大小。例如，為此可以存儲特性圖或數學關系。而且，渦旋也可以間接并入該關系中，例如通過使渦旋發生器的位置與流過渦旋發生器的質量流量關聯起來。有以下可能性，也能利用其它參數，借此將渦旋間接并入該關系中，例如負載點、曲軸轉速、增壓器轉速且尤其壓縮機轉速、 吸入空氣質量流的速度和/或例如負載期望。另外，在該關系中也可以例如帶有依賴溫度的組成部分，以及依賴壓力的組成部分。同樣的情況適用于依賴濃度的組成部分，優選分別關于流經渦旋發生器的質量流。關于氣門重疊，它可以直接存儲在控制裝置中，絕對地、作為時間、持續時間，分配到獨立的氣門，以及間接地例如以控制時間、控制時間段、啟閉時間的形式，其例如由控制裝置作為理論值和/實際值來測定和/或設定。控制裝置例如可以是氣門操縱控制裝置，其與發動機控制裝置相連。控制裝置也可以是發動機控制裝置本身。另外可以規定，設有內部和/或外部廢氣循環系統。例如可以設置一個單獨的廢氣循環系統。但是，也可以一方面在高壓部分中設置一個廢氣循環系統，另一方面在低壓部分中設置一個廢氣循環系統。也可以規定，在流向上觀察熱廢氣被回送到增壓器之前，因而由吸入空氣流和供應廢氣流構成的混合氣不僅經過增壓器，而且經過渦旋發生器本身。如果廢氣被混入供應空氣流中，則溫度提高。取決于此地規定，渦旋發生器是相應耐熱的。渦旋發生器例如可以至少部分由耐高溫塑料構成。但是，它也可以完全由耐高溫塑料構成。另一個實施方式規定，渦旋發生器至少部分具有金屬件，其優選由不銹鋼構成。另一個實施方式規定，使用輕金屬例如采用合金，像從閥門結構、缸頭結構等中知道的那樣。優選該渦旋發生器可借助伺服驅動機構被調整。伺服驅動機構能夠引導移動渦旋發生器的調整機構，從而采取有目的且可預定的定位。通過這種方式實現了，渦旋發生器的位置尤其匹配于內燃機的當前操作運行點地被調整，此外，該位置也能立即適應突然出現的變化。例如對此規定，在驅動裝置中設置監測單元，它監測至少一個渦旋產生以及氣門重疊。例如也可以如此確定渦旋產生，即，使氣門重疊按照適應于內燃機的特殊操作運行點或者負載的方式被調整。然后，根據該操作運行點，推導出流動狀況。也可以通過質量流傳感器回推出速度，該速度存在或者說產生于渦旋發生器上并且據此調整機構通過相應驅動裝置進行調整或超調。對此也可以使用壓力傳感器，其例如設置在增壓器下游。例如可以隨后通過特性圖推斷出施加在空氣流上的渦旋，其隨后伴隨相應的短暫延時在氣缸燃燒室掃氣中出現在或者發生在對應的閥門操縱機構的進氣門和排氣門的閥門重疊過程中。監測單元例如可以被整合存在于發動機控制裝置中。另外有以下可能性，即，監測單元被分為幾部分。例如其中一個部分可位于屬于渦旋發生器的控制裝置內，監測單元的另一部分例如被整合在屬于氣門操縱機構的控制裝置中。另外有以下可能，與渦旋發生器和氣門操縱機構相連的控制裝置作為發動機控制裝置集成有監測單元。此外有以下可能，進氣門和排氣門或者說氣門操縱機構的進氣門和排氣門的氣門重疊調整不僅可以關于當前的負載點來調整，而且關于所施加的渦旋來調整。根據一個改進方案，這可以與廢氣清潔協同配合進行，就像它設置在內燃機下游和/或設置在廢氣循環通道內。通過所施加的渦旋，做到了能在氣門重疊時獲得改善的掃氣。例如根據一個改進方案存在以下可能性，由此出現的氮氧化物排放可被減少。另一方面，可以改善燃燒室的充填。相應氣缸的進氣門和排氣門的啟閉時間也可以針對渦旋發生器的調整機構的位置。尤其有利的是，在可在柴油機原理和汽油機原理之間切換的內燃機中使用渦旋發生器。 這種也被稱為混合內燃機(縮寫為CCS)的內燃機或其相應方法即均勻壓縮點火(縮寫為 HCCI)利用這樣的渦旋產生并且按照優選使渦旋產生與在期望出現的氣門重疊時的掃氣相適應的方式，被有利地用于各自要采用的方法原理。優選，該渦旋發生器也可以被用于，可在進氣沖程中利用同時噴入的燃料來支持均勻化。這樣的尤其利用優選只在進氣沖程中的多次噴射的均勻化噴射方法例如由DE 10 2006 030 213公開，在本文公開范圍內參引該文獻的全文。在那里提出的燃燒方法、尤其均勻化方法例如可以被用在包括用凸輪控制的可變氣門操縱機構的內燃機中，就像從尚未公開的PCT/EP2007/007385中知道的那樣。在本文公開范圍內參引該文獻全文，尤其就在那里公開的關于柴油機原理和汽油機原理的切換而言的方法，在這里，優選可以使用渦旋發生器，以使氣門控制時間和進而對應于一個氣缸的進氣門和排氣門的重疊的調適與渦旋的相應建立和進而燃燒室的新氣充填和/或掃氣相互關聯。適當可調的且伴隨可變氣門控制時間的氣門重疊與壓縮機預渦旋的組合導致了， 尤其在車輛加速時在所謂的渦輪空穴中氣門重疊在由渦旋提高的負載壓力下造成相應內燃機的氣缸的掃氣改善。根據一個改進方案，例如一種用于操作機動車增壓內燃機以對內燃機氣缸燃燒室掃氣的方法可調節地具有設置在增壓器上游的可調渦旋發生器。這種調節按照適應于燃燒室掃氣的方式進行，尤其是適應于進氣門和排氣門的適當的可調的氣門重疊。對此可以采用上述的關于所述的機動車驅動裝置的特征。例如規定，氣門重疊同由渦旋發生器所產生的渦旋相互協調地被調整。優選規定，緊接在氣門重疊之前在氣缸上提高渦旋施加。也可以規定，例如對于內部廢氣循環系統，就是說對于排氣門的暫時啟閉以便燃燒后的廢氣回流到燃燒室，減小通過渦旋發生器施加的相應渦旋，進而或是減小壓力增大，或是避免壓力增大。另一個實施方式規定，例如在內燃機加速階段中或在另一個操作運行階段中，實現外部廢氣循環和渦旋增大，在這里，氣門重疊的持續時間被縮短。另一個實施方式規定，渦旋發生器自動根據吸入的空氣質量流來調整，此時施加較大的或較小的渦旋。這樣的裝置以及這樣的方法例如由W02007/1350891公開，上文中已經參引了該文獻。與此相關的部分參引該文獻的全文。一個改進方案規定，渦旋發生器只能有時自動調整。該調整例如可以包括通過伺服驅動機構定位到第一粗略位置中，而精確定位是自動進行的。不過，渦旋發生器的自動調整可以附加地或與之分開地包括渦旋發生器可在操作運行區域內自動定位，而它在內燃機的操作運行區域的另一部分內通過調整機構的驅動裝置被有目的地定位。這可以例如借助可閉鎖的自由輪機構(Freilauf)來實現。另一個實施方式規定，渦旋發生器僅外部控制地實現位置改變，進而允許改變所施加的渦旋。優選將與增壓器相連的渦旋發生器用于在機動車內燃機氣缸的進氣門和排氣門的氣門重疊時改善對來自該氣缸的燃后燃料空氣混合物的掃氣。
結合以下附圖來說明其它優點和實施方式。不過，在此分別得到的特征不局限于這些獨立的實施方式。相反，它們用于說明因此不是限制性的。這些特征可以與來自以上說明以及其它附圖的其它特征組合成其它實施方式，但這些其它實施方式未被詳細示出。圖中
圖1示出驅動裝置的第一示例性示意圖，圖2示出驅動裝置的第二示例性視圖，圖3示出隨時間變化的若干扭矩曲線圖，圖4示出內燃機的另一個示意圖。圖1以示意圖示出第一驅動裝置1。第一驅動裝置1包括內燃機2，它同樣示意性示出并且配備有燃燒室3、進氣門4、排氣門5以及用于氣門操縱機構6的控制機構。僅示意示出進氣門和排氣門4和5。每個氣缸可以配有至少一個進氣門和一個排氣門4、5。但是，優選至少兩個進氣門和兩個排氣門。它們尤其能通過控制機構6分別單獨地或例如通過相應的凸輪裝置被分組操作。內燃機2在進氣側與第一壓縮機7相連。第一壓縮機7可以是電動壓縮機，或也可以是機械驅動的壓縮機。根據所示的實施方式，第一壓縮機7沒有與廢氣渦輪連接。相反，只通過機械連接或者電連接提供能量來驅動該壓縮機。這有以下優點，第一壓縮機7尤其也能在低轉速區域內被操作，而在通過排氣支管內的渦輪驅動時， 壓縮機在低轉速區域中在快速負載要求的情況下有時無法獲得充足的能量。作為替代方式要表明的是，壓縮機與廢氣渦輪連接。廢氣渦輪如虛線所示。第一壓縮機7可以選擇性地通過該渦輪和/或電動驅動裝置或機械驅動裝置被操作。在第一壓縮機7的上游設有帶有控制機構9的第一渦旋發生器8。渦旋發生器8可以如此改變至第一壓縮機7的入流，即一方面給流體施加渦旋。渦旋優選被加入進氣流的流向分量，該進氣流優選按照圍繞渦旋發生器8的軸線旋轉對稱的方式流動。渦旋發生器8可以借助控制機構9來改變其定位，從而可實現不同的渦旋施加。此外，也可以通過相應構造渦旋發生器8而將不同的入流施加至后續的壓縮機7，尤其匹配于第一壓縮機7的壓縮機葉片的工作葉片幾何形狀。按照優選方式，第一壓縮機7具有可調的導向葉片和/或工作葉片。渦旋發生器8具有優選與之匹配的調節可行方式，從而匹配于流過壓縮機的質量流量和壓縮機轉速，實現了利用渦旋發生器8的預渦旋施加。按照優選方式，也可以通過渦旋發生器8不是僅對流體施加一個渦旋。相反，渦旋發生器也可以可變地閉塞管路橫截面。通過這種方式，渦旋發生器同時充當節氣門或者如此導通該流體，即，根據一個實施方式，整個流體或至少流體的大部分被施以渦旋。按照優選方式，通過渦旋發生器8產生了在第一壓縮機7內的更好的壓縮。此外， 在另一實施方式中做到了，所施加的渦旋(尤其得到了壓縮機強化)被繼續送入內燃機2， 并在那里促成了在進氣門和排氣門4、5的氣門重疊時的掃氣的改善。此外，以下措施也有助于掃氣的改善，即，由于產生渦旋，所以可以實現在第一壓縮機內的更高的壓縮。這樣，可以形成更大的落差(Spielgefalle)。尤其在低轉速區域內的壓力形成能夠補償在扭矩曲線中的在情況下或許存在的廢氣渦輪增壓空穴(Abgasturboladerloch)。由內燃機2通過排氣支管10將來自內燃機2的氣體至少部分送往廢氣清潔設備11 ；并且根據內燃機2的類型， 廢氣清潔設備11可以具有3元催化器、NOx存儲催化器、HC阱、顆粒過濾器和/或其它影響廢氣的裝置，例如也可以有尿素噴射裝置。從排氣支管10起，外部廢氣循環系統12返回到驅動裝置1的進氣支管13。通過可啟閉操作的氣門14，供應到排氣支管13內的廢氣流可被控制，但尤其也被調整。此外，在外部廢氣循環系統12中，可以設置廢氣冷卻器15和 /或廢氣清潔設備16。它們也可以如圖所示地相互組合成一個構件。在該構件的上級，例如設有發動機控制裝置作為控制裝置17。發動機控制裝置直接與要單獨控制的部件連接或者與配屬于這些單獨部件的上級控制裝置連接。同樣的情況也適用于傳感器，如質量流量傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、壓力傳感器、λ探頭或設置在進氣支管13和/或排氣支管10中的其它傳感器。圖2舉例示出機動車的第二驅動裝置18的第二實施例。在這里，渦旋發生器19 設置在第二壓縮機20和第三壓縮機21之間。第三壓縮機21與渦輪22相連，借此來驅動壓縮機。而第二壓縮機20優選以電動或機械方式被驅動，但是，根據另一個實施方式，它同樣可以與一個渦輪連接。渦旋發生器19除了用于產生渦旋的機構外，還集成有用于質量流節流的機構。該機構23被示意示出。這種渦旋發生器19的準確結構例如從上述的現有技術中得到，在公開范圍內就不同的渦旋發生器結構而言參引所述現有技術。因此，在公開范圍內也參引這些文獻。通過第二壓縮機20，例如在吸氣支管M中實現了第一增壓。通過渦旋發生器19和集成的機構23，一方面可以施加渦旋，另一方面，利用第二壓縮機20產生的質量流可以被節流。因為有該節流作用，所以實現了在其余橫截面內的速度增大。此時， 可以造成附加的渦旋施加。為此，可以通過第三壓縮機21在相應設計從渦旋發生器19至第三壓縮機21的流動時獲得優選的壓力增大。此外還存在以下可能性，可以使壓縮機以及與之連接的渦輪22更快速地響應于負載要求。另外有以下可能性，進氣門和排氣門2546 連同渦旋施加被如此操控，即，在負載變化時如此施加氣門重疊，即，與燃燒室觀內的λ相比，在排氣支管27中存在貧瘠廢氣。就排氣支管四而言，可以加入廢氣循環系統的控制， 其例如從本申請人的PCT/EP2007/003686中知道的那樣，在本發明范圍內參引該文獻的全部內容。圖3示出了曲線圖30，其中示出了按照四沖程原理工作的功率相同的內燃機的、 隨時間變化的不同扭矩曲線。所有扭矩曲線的共同點是，除了過渡至漸增區域的曲線之外， 它們具有一個線性增大區域。按照柴油機原理工作的第一增壓內燃機的扭矩曲線32表示曲線圖30的所達到的最低扭矩水平。與之相比，在按照柴油機原理工作的此時產生壓縮機預渦旋的第二增壓內燃機的扭矩曲線34中，記錄下了扭矩增大。在按照柴油機原理工作的第三增壓內燃機的扭矩曲線36中記錄下了進一步的扭矩增大，在第三增壓內燃機中，代替壓縮機預渦旋，采用了決定可變氣門重疊的可變氣門控制時間。此外，在按照柴油機原理工作的第四增壓內燃機的扭矩曲線38中記錄下生成扭矩的進一步增大，因為在此內燃機中根據本發明不僅采用了伴隨可變氣門控制時間而出現的適當的可變氣門重疊，還采用了壓縮機預渦旋的產生。此外，在曲線圖30中示出了按照汽油機原理工作的相同功率的內燃機的扭矩曲線40，其線性增大的扭矩區域過渡至一個扭矩平臺。雖然這種內燃機一開始短暫獲得較高扭矩水平，但其達到的扭矩平臺在隨后不久低于所述的曲線36、38。圖4以示例性示意圖示出包括車輛驅動裝置31的車輛30，在這里，非常簡化地示出了車輛驅動裝置31。空氣路徑32具有第一機構33和第二機構34。第一機構33例如可以是節氣門，第二機構34可以是帶有增壓器的渦旋發生器。同樣有以下可能性，第一機構 33是帶有增壓器的渦旋發生器，而第二機構是34節氣門。因此，借助可變氣門操縱結構，氣缸35可以被掃氣和充填，其中，至少一個對應的進氣門36和排氣門37就其各自開啟時間和關閉時間以及就其各自行程而言可通過控制裝置38至少被控制，尤其可以被調整。控制裝置38可以是發動機控制裝置。但是，它也可以是與之無關的其它控制裝置38，它尤其是可相對發動機控制裝置冗余使用的。根據一個改進方案，車輛驅動裝置31的發動機控制裝置也可以沒有節氣門就夠了。在此情況下，例如第一機構33包括第一增壓級，第二機構34 包括連帶有渦旋發生器的第二增壓級。此時，負載調整可通過可變氣門操縱機構并在渦旋發生器的幫助下通過增壓器進行。
權利要求
1.一種車輛的增壓內燃機O)的操作運行，其中空氣體積流是借助設置在增壓器前面的可調的渦旋發生器(8)在考慮了所述內燃機( 的氣缸的可調氣門重疊的情況下被調整的。
2.根據權利要求1的操作運行，其特征在于，按照適應于所述氣缸的掃氣過程的方式來調節所述渦旋發生器(8)。
3.根據權利要求1或2的操作運行，其特征在于，所述氣門重疊和所述渦旋發生器(8) 的調節的控制是彼此相關地實現的，以影響所述氣缸的充填。
4.根據前述權利要求之一的操作運行，其特征在于，通過所述渦旋發生器(8)的調節產生了所述增壓器的更高的增壓，并且通過與之適配地調節所述氣門重疊產生了在所述氣缸內的更快速的掃氣。
5.根據前述權利要求之一的操作運行，其特征在于，所述內燃機O)的負載控制是通過所述渦旋發生器(8)來進行的。
6.根據權利要求5的操作運行，其特征在于，所述負載控制只通過所述渦旋發生器(8) 來進行。
7.根據前述權利要求之一的操作運行，其特征在于，所述操作運行至少在接近滿負荷的區域內進行。
8.根據前述權利要求之一的操作運行，其用于降低所述內燃機O)的易爆震性。
9.根據前述權利要求之一的操作運行，其特征在于，實現多級增壓，并且所述渦旋發生器(8)設置在兩個增壓級之間，造成后面的增壓級的響應性能加速。
10.一種車輛驅動裝置，其包括增壓內燃機O)、所述內燃機( 的增壓器、所述內燃機 (2)的可調的可變的氣門操縱機構、控制裝置和可調的渦旋發生器(8)，其中，所述渦旋發生器(8)設置在所述增壓器的增壓單元上游，所述控制裝置與所述渦旋發生器(8)和所述可變的氣門操縱機構相連接并且具有控制，所述控制使所述可變的氣門操縱機構的調節與所述渦旋發生器(8)的調節相互關聯，以產生氣門重疊來對所述內燃機O)的氣缸的燃燒室掃氣。
11.根據權利要求10的車輛驅動裝置，其特征在于，所述控制裝置的控制將所述渦旋發生器(8)用于調整空氣體積流。
12.根據權利要求10或11的車輛驅動裝置，其特征在于，所述控制裝置存儲有借助所述渦旋發生器(8)的負載控制。
13.根據權利要求10或11或12的車輛驅動裝置，其特征在于，所述內燃機( 未配備相應的節氣門，其中為了控制去往所述內燃機O)的氣缸燃燒室的空氣體積流，所述控制裝置調整所述渦旋發生器(8)。
14.根據權利要求10或11或12的車輛驅動裝置，其特征在于，在流向上觀察在所述渦旋發生器(8)的上游設置有節氣門。
15.根據權利要求10或11或12的車輛驅動裝置，其特征在于，在流向上觀察在增壓單元的下游設置有節氣門。
16.根據前述權利要求之一的車輛驅動裝置，其特征在于，設有多級的增壓器。
17.根據權利要求16的車輛驅動裝置，其特征在于，所述渦旋發生器(8)至少設置在兩個增壓級之間。
18.根據前述權利要求之一的車輛驅動裝置，其特征在于，所述內燃機O)的吸氣管配屬有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制裝置連接，其中，所述控制裝置存儲有根據所述壓力傳感器的測量信號對氣門打開和氣門關閉的調整。
19.根據前述權利要求之一的車輛驅動裝置，其特征在于，所述渦旋發生器(8)是可調的，以便在所述增壓器的壓縮單元的旋轉方向上對流體施加渦旋；所述渦旋發生器還是可調的，以便逆向于所述壓縮單元的旋轉方向對流體施加渦旋。
20.與增壓器連接的渦旋發生器(8)的應用，所述渦旋發生器用于在內燃機(2)氣缸的至少一個進氣門和至少一個排氣門(4、5)的與掃氣相適的氣門重疊中，改善對來自所述內燃機(2)氣缸的燃后燃料空氣混合物的掃氣。
全文摘要
本發明涉及車輛增壓內燃機(2)的操作運行，其中空氣體積流借助設置在增壓器前面的可調的渦旋發生器(8)在考慮了內燃機(2)氣缸的可調氣門重疊的情況下被調整。本發明還涉及車輛驅動裝置，它包括增壓內燃機(2)、內燃機(2)的增壓器、內燃機(2)的可調的可變氣門操縱機構、控制裝置和可調的渦旋發生器(8)，其中，渦旋發生器(8)設置在增壓器的增壓單元前面，該控制裝置與渦旋發生器(8)和可變氣門操縱機構相連并且具有控制，所述控制使該可變氣門操縱機構的調節與該渦旋發生器(8)的調節相互關聯，以產生氣門重疊來對內燃機(2)氣缸的燃燒室掃氣。
文檔編號F02B31/00GK102414417SQ200980158984
公開日2012年4月11日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者M·維特爾 申請人:Fev有限公司