CN101858274A - 具有两个排气歧管的汽缸盖以及用于操作具有所述类型汽缸盖的内燃发动机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少4个汽缸(2a，2b)的汽缸盖(1)，每一汽缸(2a，2b)具有至少一个用于将排气排出汽缸(2a，2b)的出气口(3a，3b)，而每一出气口(3a，3b)与一排气管(4a，4b)相邻接，在汽缸盖中至少4个汽缸(2a，2b)被配置形成两组(5a，5b)，每组各具有至少两个汽缸(2a，2b)，以及每一汽缸组(5a，5b)中汽缸(2a，2b)的排气管(4a，4b)各合并成一个总排气管(6a，6b)，以便形成一排气歧管(7a，7b)。该汽缸盖(1)具有如下特征：两个汽缸组(5a，5b)的排气歧管(7a，7b)能够互相连接。本发明还涉及用于使具有所述类型的汽缸盖(1)的内燃发动机运转的方法。希望提供一种汽缸盖(1)，在增压内燃发动机中，该汽缸盖允许在低排气排量的情况下和排气排量相对高的情况下的优化运转。

Description

具有两个排气歧管的汽缸盖以及用于操作具有所述类型汽缸盖的内燃发动机的方法
技术领域
本发明涉及一种具有至少4个汽缸的汽缸盖，每一汽缸具有至少一个用于将排气排出汽缸的出气口，而每一出气口与一排气管相邻接，在汽缸盖中，
至少4个汽缸被配置形成两组，其中每一组具有至少两个汽缸，并且
每一汽缸组中汽缸的排气管各合并成一个总排气管，以便形成一排气歧管。
本发明还涉及用于运转具有所述类型的汽缸盖的内燃发动机的方法。
背景技术
在本发明的语境中，术语“内燃发动机”特别包括柴油发动机，但也包括火花点火式发动机以及混合型内燃发动机。
内燃发动机具有汽缸体与汽缸盖(汽缸头)，两者互相连接而形成汽缸。汽缸盖传统上用于保持气阀机构。为控制充气(进气)交换，内燃发动机需要控制元件——通常是气阀的形式——以及用于致动控制元件的致动装置。气阀运动所需的气阀致动机构，包括气阀本身，被称为气阀机构。在充气交换期间，燃烧气体通过所述至少4个汽缸的出气口排出，而对燃烧室的充气，即新鲜混合气或新鲜空气的引入，是通过进气口发生的。
根据现有技术，通向进气口的进气管道与和出气口相邻接的出气管道，也即排气管被整合在汽缸盖中。汽缸的排气管通常被合并成一个共用的总排气管，不然就被编组成两个或更多的总排气管。由排气管合并而成的总排气管通常被称为排气歧管，在本发明的语境中也是如此，同时在这里考虑位于设置在总排气管中的涡轮机上游的那部分总排气管，也就是说，根据本发明中其被认为是属于排气歧管的。
在排气管合并的背景下，至少4个汽缸的排气管的物理结构取决于哪个运转范围在内燃发动机的设计中具有优先地位，也就是说，应该为哪个运转范围优化内燃发动机的运转行为。
在排气端上装配有至少一个涡轮机，并且在低转速或低负荷范围中，即在排气量相对较低时应具有满意的运转行为的增压式内燃发动机中，所谓的脉冲增压是人们所企求的。
在此，在排气交换***，特别是在充气交换过程中发生的动力波现象应被用于增压目的，并用于改进内燃发动机的运转行为。
燃烧气体在充气交换期间从内燃发动机的汽缸中释出大体上基于两种不同机制。如果在充气交换开始时出气阀靠近下止点打开，则由于燃烧终了时汽缸中充盈的高压水平以及与此相关联的在燃烧室与排气管之间的高压差，燃烧气体会高速流过出气口而流入排气***中。高压力峰值促进所述压力驱动的流动过程，所述高压力峰值也被称作排气前振(pre-outlet shock)，它沿着排气管以音速传播，其中随着传播距离增加，压力由于摩擦而耗散，也就是说减小到的大小程度与增加的传播距离相应。
在进气交换的下一进程期间，汽缸与排气管中的压力变得相等，因而燃烧气体不再主要以压力驱动的方式释出，而是由于活塞的往复运动而被排出。
在低负荷或低转速，亦即低排气量时，由于即便在低涡轮转速时仍可能获得高的涡轮压力比，因而排气前振可被有利地用于脉冲增压。在涡轮机被用在排气涡轮增压的环境中时，即使在仅低排气量(即低负荷及低转速)的情况下也因此有可能产生高进气压力比，也就是说产生高进气压。
已经证实，脉冲增压特别有利于加速涡轮转子即提高涡轮机转速，所述涡轮机转速在内燃发动机怠速运转期间或低负荷时可能明显降低，并且在要求增加负荷时通过利用排气流经常以尽可能小的延迟再次提升。转子的惯性与轴承装置中的摩擦通常会减缓将转子加速至更高转速这一过程，因而阻碍了进气压的立即提升。
为了能够将发生在排气排放***中的动力波现象特别是排气前振用于增压及改进内燃发动机的运转行为，排气***中的压力峰值或排气前振必须得到维持。如果排气管中的各压力波动被放大，或者至少不彼此削弱或抵消，则尤其有利。
在此合适的是，将排气管或汽缸编组，从而使排气排放***中的高压，特别是各个汽缸中的排气前振得以维持。
本发明的主题也包括其中汽缸被编组的汽缸盖。根据本发明，至少4个汽缸被配置成两组，其中每组具有至少两个汽缸。每一汽缸组的汽缸的排气管在每组各被合并成一总排气管以形成排气歧管，特别优选的合并方式是使汽缸组的排气管中的动力波现象相互之间具有尽可能小的反作用。
在4个汽缸直列布置的汽缸盖中，关于这方面，将彼此点火间隔为360℃A的两个汽缸组合以形成一汽缸组是有利的。
脉冲增压也有不利之处。例如，进气交换通常会由于排气***中的压力波动而被削弱。各汽缸在进气交换期间，也就是说在排气释出期间彼此妨碍，即彼此削弱，因为一个汽缸的排气管中的压力波动可能传播到另一汽缸的出气口。进气交换削弱会导致油耗的增加，在负荷及转速增加时尤其如此。
必须也考虑到，在发动机运转状况恒定的情况下，涡轮机才最有效地运转。为使排气***中设置在汽缸下游的涡轮机在高负荷及高转速(即高排气量)时能够最佳地运转，涡轮机应由尽可能恒定的排气流来推动，这是因为，在所述运转条件下的涡轮机的上游，优选压力的变化尽可能小，以便实现所谓的冲压增压。
由于在涡轮机上游相应的大排气容积，排气管中的压力脉动就能够得到消减。就此而言，将汽缸编组已被证实会产生相反结果，因为将汽缸编组并由此将排气管组合成组，会导致将涡轮机上游的排气***分割成多个部分容积。
关于冲压增压，相当有利的是，将所有汽缸的排气管合并成一个单一的总排气管，以便使设置在所述总排气管中的涡轮机的上游的排气***的排气容积尽可能地大，也就是说使所述排气容积最大，并且使压力波动最小。
因此，在针对整个运转范围(即在低排气量以及相对高排气量两种情况下)优化内燃发动机时，对于排气排放***的设计存在目标冲突。编组汽缸以实现脉冲增压导致低排气量下的合适运转行为，但是在排气量相对较高的情况下，将汽缸编组会使油耗增加。相反，若在涡轮机上游实现尽可能大的排气容积以便能够在排气量相对较高时利用冲压增压的优点，则在排气量相对低情况下的运转行为受损。
发明内容
针对上述背景技术，本发明的目的是提供一种根据权利要求1的前序部分所述的汽缸盖，即通用型汽缸盖，在增压内燃发动机中，该汽缸盖允许在低排气排量和排气排量相对高的两种情况下的优化运转。
本发明的另一部分目的是指定一种方法，用以运转具有所述类型的汽缸盖的内燃发动机。
第一部分目的通过一种具有至少4个汽缸的汽缸盖得以实现，其中每一汽缸具有至少一个用于将排气排出汽缸的出气口，而每一出气口与一排气管相邻接，在汽缸盖中
●至少4个汽缸被配置形成两组，每组各具有至少两个汽缸，以及
●每一汽缸组中汽缸的排气管各合并成一个总排气管，以便形成一排气歧管，
并且，所述汽缸盖的特征在于
●两个汽缸组的排气歧管能够彼此连接。
在根据本发明的汽缸盖中，与总排气管相连通的排气排放***的容积能够改变，特别是通过将两个排气歧管连接或分离而得以改变，其中所述排气歧管是由于将所述汽缸进行编组，因而通过合并至少4个汽缸的排气管而形成的。
因此，涡轮机(其至少设置于两个总排气管的一个中)上游的排气容积可针对内燃发动机的不同运转状态，特别是不同的排气量而适应和优化。
由此就实现了本发明所基于的第一目的：具体是提供一种汽缸盖，在增压内燃发动机中，该种汽缸盖允许在低排气排量和排气排量相对高的两种情况下的优化运转。
解决了现有技术中公知的目标冲突，这种目标冲突是由于对涡轮机上游的排气容积存在不同的运转点特定的需求特征而产生的，具体而言，一方面，在低排气量时需要小的容积以实现脉冲增压，而另一方面在排气量相对高时需要尽可能大的容积以消去压力峰值，并提供仅小幅度变化的排气压，从而实现冲压增压的目的。
在排气量相对低时，两个汽缸组的排气歧管保持彼此分离，从而每一总排气管仅与在关联的排气歧管形成期间从中产生该总排气管的那些排气管相连通。设置在总排气管中的涡轮机的上游的排气容积由关联的排气歧管的各排气管的部分容积组成，所述排气管也包括总排气管，而且如果适当，则还包括排气歧管的部分排气管，该排气歧管可以在各个汽缸的排气管合并期间形成，如下文中将更详细解释的那样。
在涡轮机上游的单个排气歧管的容积相对较小时允许脉冲增压。通过利用在排气歧管中传播的压力峰值，那么即使在仅低排气量的情况下仍有可能获得高的涡轮压力比。在涡轮机被用在排气涡轮增压的环境中时，即使在仅低排气量时仍有可能因此产生高的进气压力比，即高的进气压。
通过将两个汽缸组的排气歧管连接到一起，在排气量相对较高时被认为不利的压力波动可得以消弱，即得以消减，或者在最好的情况下甚至得以去除。
这里，涡轮机上游的排气排放***的容积得到扩充。归属于单个汽缸组且涡轮机被置入其中的总排气管不再仅与其所归属的汽缸组的排气歧管相连通，而是还与另一第二汽缸组的排气歧管相连通。由于设置在总排气管中的涡轮机的上游的排气容积得到扩充，因此提供了额外容积，所述容积扩充确保在涡轮机上游的排气压变化很小——而且有可能恒定，因此确保在排气量相对高时的冲压增压。
两个汽缸组的根据本发明能够彼此相连的两个排气歧管使得在脉冲增压与冲压增压之间的转换成为可能。
在根据本发明的汽缸盖中，至少4个汽缸的排气管被合并成两个总排气管，从而形成两个排气歧管。就此而言，具有5个汽缸的汽缸盖，其中4个汽缸的排气管被合并成以形成两个总排气管，那么该汽缸盖也是根据本发明所述的汽缸盖。内燃发动机也可以具有两个根据本发明的汽缸盖，这两个汽缸盖例如在两个汽缸组之间分配。
这样的汽缸盖实施例是有利的，其中涡轮机被设置在每一总排气管中，而且两个汽缸组的排气歧管能在所述涡轮机的上游彼此连接。
这样的汽缸盖实施例是尤其有利的：其中两个总排气管连接到一个双通道涡轮机，其中每个总排气管连接到所述涡轮机的一个进气管道，且两个汽缸组的排气歧管有可能在所述双通道涡轮机的上游彼此连接。
双通道涡轮机的进气区具有两个进气管道，两个汽缸组的组合成组的排气管，即总排气管通往所述进气管道。这里，两个汽缸组的排气流彼此独立地被供应给涡轮机。
多通道涡轮机尤其适合于其中汽缸的排气管被合并成组以实现脉冲增压的内燃发动机。
这样的实施例也是有利的，即其中涡轮机被设置在仅一个总排气管中，而两个汽缸组的排气歧管在所述涡轮机的上游彼此连接。
所用涡轮机可基本装配成可变的涡轮机形状，该涡轮机形状通过调整可适应内燃发动机的相应运转点。设置在总排气管中的涡轮机可基本上用于驱动不同的总成件。
如已数次提及的，根据本发明的汽缸盖特别适合于其中设置在总排气管的涡轮机是排气(废气)涡轮增压器的构成部分的增压内燃发动机。这是因为，涡轮机上游的排气容积根据具体运转点产生变化，这不仅改善了涡轮机的运转行为，特别是响应行为，而且也间接改善了与涡轮机相连的压缩机的运转行为和响应行为。当涡轮机用于排气涡轮增压环境中时，可能在低排气量情况下获得高进气压。
同时也必须考虑到，由于最大汽缸压力相对较高，在增压内燃发动机中，排气量的变化更为明显，并且在排气排放***中的压力波动尤其显著。现有技术中的公知问题，即由于在内燃发动机运转期间产生不同排气量而导致的公知问题在增压内燃发动机中尤为突出。因此，根据本发明的汽缸盖特别适合于内燃发动机。
这样的汽缸盖实施例是有利的：其中每一汽缸组的汽缸的排气管分别合并成在汽缸盖中的一总排气管。
这里，配备在总排气管中的涡轮可以靠近内燃发动机的出气口也即靠近汽缸的出气开口布置。这有诸多优点，尤其是因为这样缩短了处于汽缸和涡轮机之间的排气管。
由于缩短了热排气通向涡轮机的路径，因而也减小了涡轮机上游排气歧管的容积。由于上面谈到的排气管容积和长度的减小，因而排气歧管的热惯性也得以减小。
这样，主要由排气压力与排气温度决定的热排气的排气焓可以最优的方式得到利用，从而确保涡轮机的快速响应行为。
建议的措施也导致根据本发明的汽缸盖的紧凑设计，并且允许整个驱动装置的紧凑组装。
管道长度的缩短以及相关联的涡轮机上游的排气容积在尺寸上的减小有助于在低负荷及地转速范围时的脉冲增压。
这样的汽缸盖实施例是有利的：其中两个汽缸组的排气歧管能够通过连接管互相连接，其中关闭部件设置在所述连接管中。配备多个连接和关闭部件也是可能的。
关闭部件用于改变连接管的流量断面；尤其是，连接管针对排气而打开或闭合，就是说，两个排气歧管被彼此连接或分开。
其中关闭部件为气阀、滑盖、片阀等的实施例是有利的。
这样的实施例是有利的，即其中的关闭部件能够优选通过利用内燃机的发动机控制器以电、液压、气压、机械或磁力加以控制。
关闭元件能够优选以两级的方式进行切换，从而能够或者完全关闭或者完全打开，这简化了控制，并尤其提供了成本优势。但是关闭部件也可以是按连续可变的方式进行切换，以便在关闭部件致动期间，即在从脉冲增压转换到冲压增压(或者相反)时防止突然的扭矩降或扭矩升。
连接管和/或关闭部件可被整合进汽缸盖中。这使得歧管和连接管能够一体式地成型，例如在以铸造工艺生产汽缸盖期间，一体式地成型可通过***单个的另一核(further core)来实现。
这样，除去了歧管与管道之间的连接点的形成，而在歧管与管道之间形成连接点比如在将连接管设置在汽缸盖外部的情况下是需要的。这是有利的，因为连接点总是构成潜在裂缝点，以致造成不希望的排气外逸，并且热排气会使连接处承受高热负荷，因此对于连接处的设计有高要求。在总排气管是由耐高温材料构成的情况下，连接处或连接管同样必须由难以用机器加工的昂贵材料来生产。
另外，连接管的整合导致减少了构件的数量，并使设计更为紧凑。后者对于追求将驱动装置尽可能紧凑地组装于发动机舱中的努力同样有帮助。
因将连接管整合进汽缸盖而产生的优点可以类似地转移到关闭部件，或者关闭部件与汽缸盖的整合中。
但是，如果汽缸盖配备有用于形成液体冷却装置的冷却套，那么将关闭部件整合进汽缸盖会导致另一重要优点。
整合进汽缸盖的冷却套可被用于冷却高热负荷的关闭部件，这对于所述类型部件的不渗透性是有利的。
由于对关闭部件进行冷却，因而可能在制造部件时适当地摒弃昂贵的耐热材料。这一点具有重要意义，或者说特别有利，尤其是对于排气温度很高的增压内燃发动机而言。
连接管和关闭部件被配备在汽缸盖的外部根本上也是可能的，例如如果汽缸盖已是高热负荷和/或高机械负荷的情况下。
在两个汽缸组的排气歧管能够通过连接管互相连接并且关闭部件被设置在连接管中的汽缸盖中，这样的实施例是有利的，即其中的关闭部件是具有三个端口的气阀，具体而言，三个端口是连接至第一汽缸组的排气歧管的第一端口，至第二汽缸组的排气歧管的第二端口，和与一旁通管相邻连的第三端口，其中气阀处于第一工位时，三个端口彼此分开，处于第二工位时，第一端口与第二端口相连，处于第三工位时，三个端口互相连接。
旁通管充当所谓的废气门，用以放掉排气，下面将对此加以简单解释。在现有技术中，当内燃发动机下降到一定转速之下时会出现不希望的扭矩降。如果考虑到进气压力比依赖于涡轮压力比，那么所述扭矩降就可理解了。例如，在柴油发动机中，如果发动机速度降低，或者在火花点火式发动机中，如果负荷减小，均会导致排气质量流量更少，因此涡轮压力比更低，进而使得发动机速度更低，进气压力比也同样下降，其相当于扭矩降。
因此在实践中，经常采用一个涡轮断面尽可能小的排气涡轮增压器，从而利用其涡轮断面尺寸的减小以及与此相关联的涡轮压力比的增加来抵消进气压力的下降。但是，如果排气质量流量流超过一临界值，一部分排气流量在所谓的排气放气的情况下就必须通过旁通管传导经过涡轮机，因为具有小断面的涡轮机是为低排气量而设计的。
在汽缸盖的当前实施例中，如果在每一总排气管中各配备有一个独立的涡轮机，则废气门的功能是通过设置在连接管中的关闭部件适当地为两个涡轮机同时共同执行的。这对所用的多个涡轮机而言导致显著的成本优势，因为它们不再需要配备独立的废气门。
为执行排气放气功能，关闭部件被设计成气阀，并配备三个端口。气阀一方面被连接到两个排气歧管上，并在第三工位时，将三个端口彼此连接，就是说将两个排气歧管连接到与第三端口相邻接的旁通管上。这样，排气能被传导经过涡轮机或多个涡轮机，为此目的，关闭部件，也就是气阀仅需被移至第三工位中。
这里，这样的汽缸盖实施例是有利的，其中旁通管的流量断面在气阀从第二工位过渡至第三工位期间能够以连续可变的方式进行调节。这样，放掉的排气量就能够利用气阀以连续可变的方式加以调节，也就是说能够得到控制。
在要放掉的排气量相对较高的情况下，与要放掉的排气量相对较低的情况相比就需要更大的流量断面，这可以通过将气阀调节至第三工位来实现。
本发明所基于的第二部分目的，具体而言，即指定一种使具有根据上述实施例之一所述的汽缸盖的内燃发动机运转的方法，是利用下述方法得以实现的：在两个汽缸组的排气量超过第一预设的排气量时，将两个汽缸组的排气歧管互相连接。
在有关根据本发明的汽缸盖的说明中提及的内容同样适用于根据本发明的方法。
在一个非增压式内燃发动机中，排气量大致与内燃发动机的转速和/或负荷对应，具体来说，排气量是单个状况中使用的负荷控制的函数。在传统的具有量调节功能的火花点火式内燃发动机中，即便转速恒定，排气量也会随着负荷的增加而增加，而在传统的具有量调节功能的柴油发动机中，排气量仅依赖于转速，因为这种柴油发动机中，如果转速恒定而负荷变动，那么变化的不是混合气的量，而是混合气的组成。
如果根据本发明的汽缸盖被用于具有量调节功能的内燃发动机，而该内燃发动机的负荷是利用新鲜混合气的量来控制的，那么，根据本发明的用于使所述内燃发动机运转的方法是指，若内燃发动机的负荷超过第一预设负荷(假设转速固定)，则将两个汽缸组的排气歧管互相连接，因为在所述类型的内燃发动机中，排气量与负荷对应，即负荷增加则排气量增加，负荷降低则排气量降低。
相反地，如果内燃发动机基于量调节，其中负荷是利用新鲜混合气的组成来控制，且排气量实际上仅随转速而变，也就是说排气量与转速成比例，那么，在根据本发明的用于使内燃发动机运转的方法中，若内燃发动机的转速超过第一预设转速，则两个汽缸组的排气歧管被互相连接，因为在这种情况下，排气量随着转速的增大而上升，随着转速的减小而下降。
如果内燃发动机是增压内燃发动机，特别是利用排气涡轮增压，那么必须额外考虑到，吸入侧的进气压可以随着负荷和/或转速而变化，而且对排气量有影响。因此，以上以简化形式呈现的排气量与负荷或转速之间的关系在所述的一般形式中不适用。所以，对根据本发明的方法进行非常常规的调整以使适合排气量而不是负荷或转速。
如果两个汽缸组的排气量再次下降到第一预设的排气量，则排气歧管(就再次互相分开。
这样的方法变例是有利的，即在所述方法中，若两个汽缸组的排气量超过第一预设排气量，且大于所述第一预设排气量的时间达到一预设期间Δt1，则两个汽缸组的排气歧管被互相连接。
引入将两个排气管进行连接的额外条件的目的在于防止在脉冲增压与冲压增压之间出现过于频繁的模式改变，尤其是防止这样的情况，即在排气量只是短暂地超过第一预设排气量然后再次回落就过渡至冲压增压模式，或者排气量围绕第一预设排气量值波动时，不作超过验证就过渡至冲压增压模式。
因为上述原因，这样的方法变例也是有利的，即在所述方法中，若两个汽缸组的排气量下降至第一预设排气量之下，且小于所述第一预设排气量的时间达到一预设期间Δt2，则将两个汽缸组的排气歧管彼此分开。
在两个汽缸组的排气歧管能够通过连接管互相连接并且关闭部件被设置在连接管中的汽缸盖中，具有以下特征的方法变例是有利的：如果两个汽缸组的排气量超出第一预设排气量，则打开设置在连接管中的关闭部件，结果两个汽缸组的排气歧管通过连接管互相连接。
关于额外条件的引入，特别是规定期间Δt1或Δt2，和将两个歧管分开，参见前述说明，这些说明也适用于以下方法变例。
如果汽缸盖以气阀作为关闭部件，所述气阀具有三个端口，具体是连接至第一汽缸组的排气歧管的第一端口，至第二汽缸组的排气歧管的第二端口，和与一旁通管相邻接的第三端口，其中，气阀处于第一工位时，将三个端口彼此分开，处于第二工位时，将第一端口与第二端口相连，处于第三工位时，将三个端口互相连接，那么，具有以下特征的方法变例是有利的：如果两个汽缸组的排气量超出第一预设排气量，则将设置在连接管中的气阀从第一工位切换至第二工位，结果两个汽缸组的排气歧管通过连接管互相连接。
这里，在另一方法步骤环境中，有利的是，如果两个汽缸组的排气量超出第二预设排气量，则将设置在连接管中的气阀从第二工位切换至第三工位，结果两个汽缸组的排气歧管被连接到旁通管。
如果两个汽缸组的排气量流超过一临界变量，也就是说超过第二预设排气量，则歧管被连接到旁通管，并且排气流的一部分被导过配备在两个总排气管中的至少一个涡轮机。
这样的方法变例也是有利的，在所述方法中，若两个汽缸组的排气量下降至第一预设排气量之下，且小于所述第一预设排气量的时间达到一预设期间Δt2，则将两个汽缸组的排气歧管彼此分开。
如果两个汽缸组的排气量接着下降至第二预设排气量之下，则再次将气阀从第三工位移入第二工位。这样，排气歧管被再次与旁通管分开。
对于将两个歧管与旁通管相连接或分开，也就是说，对于将气阀从第二工位切换至第三工位或相反，可以定义另外的条件。尤其是，对于在模式改变发生之前排气量高于或低于第二预设排气量必须达到的时长可以预定义期间Δt3或Δt4。
附图说明
下面，将基于附图1、2a、2b及2c更详细描述示例性的实施例，其中：
图1图解示出与两个排气涡轮增压机相结合的汽缸盖的第一实施例，
图2a图解示出图1所示的汽缸盖实施例的气阀，图示的气阀处于第一工位，
图2b图解示出图1所示的汽缸盖实施例的气阀，图示的气阀处于第二工位，并且
图2c图解示出图1所示的汽缸盖实施例的气阀，图示的气阀处于第三工位。
具体实施方式
图1图解地示出与两个排气涡轮增压机8a，8b相结合的汽缸盖1的第一实施例。
图1中所示的汽缸盖1是一个4汽缸直列式发动机的汽缸盖1，其中汽缸2a，2b沿着汽缸盖1的纵轴布置。4个汽缸2a，2b中的每一个皆具有出气口3a，3b，各出气口3a，3b分别邻接排气管4a，4b，以便将排气从汽缸2a，2b中排出。
4个汽缸2a，2b被配置而形成两组5a，5b，每组各具有两个汽缸2a，2b。第一汽缸组5a包括两个外部汽缸2a，第二汽缸组5b包括两个内部汽缸2b，其中第一汽缸组5a的两个外部汽缸2a的排气管4a在第一汽缸盖1中合并成第一总排气管6a，从而形成第一排气歧管7a，而第二汽缸组5b的两个内部汽缸2b的排气管4b在汽缸盖1中合并成第二总排气管6b，从而形成第二排气歧管7b。
废气涡轮增压机8a，8b的涡轮机9a，9b被分别设置在两个总排气管6a，6b中，所述废气涡轮增压机8a，8b除了涡轮机9a，9b之外还包括用于压缩进气空气(charge air)的压缩机10a，10b。在本例中，总排气管6a，6b在涡轮机9a，9b的下游合并。
在图1示出的实施例中，两个汽缸组5a，5b的排气歧管7a，7b能够通过连接管11互相连接在涡轮机的上游，连接管11被整合在汽缸盖中，并且用于将排气管4a，4b互相连接。充当关闭部件12的气阀13设置在连接管11中，该气阀13不仅有到两个排气歧管7a，7b的端口，而且还有与旁通管14相邻接的端口，所述旁通管14用于排气的放出以便绕过涡轮机9a，9b。
由于排气管4a，4b在汽缸盖1中合并成组，所以两个涡轮机9a，9b得以靠近发动机，也即直接相邻于汽缸盖1布置。这在排气歧管7a，7b彼此分离时有助于在涡轮机9a，9b的上游形成小的排气容积，这有利于在低排气量时的脉冲增压。到冲压增压的过渡是在两个汽缸组5a，5b的排气量超过第一预设排气量时通过将两个排气歧管7a，7b连接而发生的。这样，涡轮机9a，9b上游的排气排放***的容积得到扩充，并且压力波动得以消减。
图2a图解示出了图1所示汽缸盖1的实施例的处于第一工位的气阀13。
充当关闭部件12的气阀13具有三个端口15a，15b，15c与一个控制活塞17，利用活塞杆18，所述活塞17能够沿着活塞纵轴18a以平移的方式运动，并且所述活塞17以可活动的方式安装在一个两部分的气阀壳体19中，并且可以打开和关闭端口15a，15b，15c。
整合在下气阀壳体部19a中的环形管道16a形成第一端口15a，该端口连接到第一汽缸组的排气歧管。同样地设置在下气阀壳体部19a中的第二端口15b通向第二汽缸组的排气歧管。与旁通管相邻接以用于排气泄放的第三端口15c也是形成为环形管道16c，并整合在上气阀壳体部19b中。
在图2a所示的控制活塞17的第一工位中，三个端口15a，15b，15c以及因此两个汽缸组的排气歧管彼此分离。没有排气被泄放。
每一总排气管仅与那些在形成排气歧管期间形成相应总排气管的排气管连通。设置在总排气管中的涡轮机的上游的排气容积由相关联歧管的各个排气管的部分容积组成，所述相关联歧管也包括总排气管。涡轮机上游单个排气歧管的相对较小的容积促进了脉冲增压。
图2b图解示出了图1所示汽缸盖1的实施例的处于第二工位的气阀13。
这里将仅解释相对于图2a所示工位的区别，因此其他方面请参见图2a。对于同样的构件，采用同样的附图标记。
在第二工位中，第一端口15a和第二端口15b以及因此两个汽缸组的排气歧管被互相连接，这是通过利用控制活塞17的移动实现的。
这样，每一涡轮机上游的排气排放***的容积得到了扩充。在第二工位中，分配给一涡轮机的总排气管与被分配给该总排气管的汽缸组的排气歧管以及另一汽缸组的排气歧管相连通。容积扩充确保了涡轮机上游的压力波动的消减，从而确保了在相对高排气量时的冲压增压。
图2c图解示出了图1所示汽缸盖1的实施例的处于第三工位的气阀13。
这里将仅解释相对于图2a和2b所示工位的区别，因此其他方面请参见图2a和2b。对于同样的构件，采用同样的附图标记。
在第三工位中，所有端口15a，15b，15c彼此连接，也就是说，两个汽缸组的排气歧管彼此相连，同时其也与旁通管相连。排气因而通过旁通管得以泄放。
附图标记
1   汽缸盖
2a  汽缸
2b  汽缸
3a  出气口
3b  出气口
4a  排气管
4b  排气管
5a  第一汽缸组
5b  第二汽缸组
6a  第一总排气管
6b  第二总排气管
7a  第一排气歧管
7b  第二排气歧管
8a  第一排气涡轮增压机
8b   第二排气涡轮增压机
9a   第一涡轮机
9b   第二涡轮机
10a  第一压缩机
10b  第二压缩机
11   连接管
12   关闭部件
13   气阀
14   旁通管
15a  第一端口
15b  第二端口
15c  第三端口
16a  环形管道
16c  环形管道
17   控制活塞
18   活塞杆
18a  活塞纵轴
19   气阀壳体
19a  下气阀壳体部
19b  上气阀壳体部。

Claims (11)

1.一种具有至少4个汽缸(2a，2b)的汽缸盖(1)，每一汽缸(2a，2b)具有至少一个用于将排气排出汽缸(2a，2b)的出气口(3a，3b)，而每一出气口(3a，3b)和一排气管(4a，4b)相邻接，在汽缸盖中
至少4个汽缸(2a，2b)被配置形成两组(5a，5b)，每组各具有至少两个汽缸(2a，2b)，以及
每一汽缸组(5a，5b)中所述汽缸(2a，2b)的所述排气管(4a，4b)各合并成一个总排气管(6a，6b)，以便形成一排气歧管(7a，7b)，
其中，
所述两个汽缸组(5a，5b)的所述排气歧管(7a，7b)能够互相连接。
2.根据权利要求1所述的汽缸盖(1)，其中，涡轮机(9a，9b)分别安置在各总排气管(6a，6b)中，并且所述两个汽缸组(5a，5b)的所述排气歧管(7a，7b)能够在所述涡轮机(9a，9b)的上游互相连接。
3.根据权利要求1所述的汽缸盖(1)，其中，所述两个总排气管(6a，6b)连接到一个双通道涡轮机，而各自一总排气管(6a，6b)连接到所述涡轮机的一个进气管道，且所述两个汽缸组(5a，5b)的所述排气歧管(7a，7b)可能在所述双通道涡轮机的上游彼此连接。
4.根据前述权利要求之一所述的汽缸盖(1)，其中，每一汽缸组(5a，5b)中所述汽缸(2a，2b)的所述排气管(4a，4b)在所述汽缸盖(1)中分别合并成一个总排气管(6a，6b)。
5.根据前述权利要求之一所述的汽缸盖(1)，其中，所述两个汽缸组(5a，5b)的所述排气歧管(7a，7b)能够通过连接管(11)互相连接，而且一个关闭部件(12)被设置在所述连接管(11)中。
6.根据权利要求5所述的汽缸盖(1)，其中，所述关闭部件(12)是气阀(13)，其具有三个端口(15a，15b，15c)，具体是连接至所述第一汽缸组(5a)的排气歧管(7a)的第一端口(15a)，连接至所述第二汽缸组(5b)的排气歧管(7b)的第二端口(15b)，和与一旁通管(14)相邻接的第三端口(15c)，其中，所述气阀(13)处于第一工位时，将所述三个端口(15a，15b，15c)彼此分开，处于第二工位时，将所述第一端口(15a)与所述第二端口(15b)相连，处于第三工位时，将所述三个端口(15a，15b，15c)互相连接。
7.根据权利要求6所述的汽缸盖(1)，其中，在所述气阀(13)从所述第二工位过渡到所述第三工位期间，所述旁通管(14)的流量断面能够以连续可变的方式被调节。
8.一种用于使具有根据前述权利要求之一所述的汽缸盖(1)的内燃发动机运转的方法，其中，如果所述两个汽缸组(5a，5b)的排气量超过第一预设排气量，则所述两个汽缸组(5a，5b)的所述排气歧管(7a，7b)被互相连接到一起。
9.根据权利要求8所述的用于使具有如权利要求5至7之一所述的汽缸盖(1)的内燃发动机运转的方法，其中，如果所述两个汽缸组(5a，5b)的排气量超出所述第一预设排气量，设置在所述连接管(11)中的所述关闭部件(12)被打开，结果，所述两个汽缸组(5a，5b)的所述排气歧管(7a，7b)通过所述连接管(11)互相连接。
10.根据权利要求8所述的用于使具有如权利要求6至7之一所述的汽缸盖(1)的内燃发动机运转的方法，其中，如果所述两个汽缸组(5a，5b)的排气量超出所述第一预设排气量，设置在所述连接管(11)中的所述气阀(13)从所述第一工位被切换至所述第二工位，结果所述两个汽缸组(5a，5b)的所述排气歧管(7a，7b)通过所述连接管(11)互相连接。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，如果所述两个汽缸组(5a，5b)的排气量超出第二预设排气量，设置在所述连接管(11)中的所述气阀(13)从所述第二工位被切换至所述第三工位，结果所述两个汽缸组(5a，5b)的所述排气歧管(7a，7b)连接到所述旁通管(14)。
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