CN102770639B - 带有气缸关闭的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少两个气缸（4）或至少两组（2，3）气缸（4）以及至少一个进气管路（5，6）和至少一个排气管路（7，8）的内燃机（1），这些气缸中的至少一个可电子关闭。为了改善车厢内部的运行噪声的质量，建议至少一个不工作的气缸（4）的至少一个进气管路（5，6）可经由至少一个传声装置（21，22）与车辆（19）的内部空间（20）在声学上连接。

Description

带有气缸关闭的内燃机
本发明涉及一种具有至少两个气缸或至少两组气缸以及至少一个进气管路和至少一个排气管路的内燃机，这些气缸中的至少一个可电子关闭。此外，本发明涉及一种用于运行具有至少两个气缸或至少两组气缸的内燃机的方法，这些气缸中的至少一个能在至少一个发动机运行范围内被关闭。
EP1564384公开了一种具有多个可关闭气缸的内燃机的驱动***。该内燃机具有带有阀的***，该阀可经由电子执行器来操纵，其中，该阀可在打开位置和关闭位置之间切换。在此，打开位置对应于V-8模式，而关闭位置对应于4-直线型气缸-模式。从公开文献EP1561917A1和DE102004/046184A1中已知对具有可关闭气缸的内燃机的排气管路内的、影响声辐射的排气门的类似公开。
此外，US2003/066503A描述了一种具有两组气缸的内燃机，各组气缸分别与进气管路相连接。每个进气管路具有进气收集器，其中，每个进气收集器分别经由节气门与进气接管连接。在第二组气缸被关闭的运行范围内，空气经由第一节气门馈送到第一进气收集器。如果需要更大的功率，可激活第二气缸排，其中空气经由第二节气门馈送到第二进气收集器。在此，两个进气管路设计成在带有所有气缸的运行过程中部分地消除吸气噪音，从而在带有所有气缸的运行时的声辐射约等于在带有部分关闭气缸的运行时的声辐射。
从AT502872A2已知一种用于降低在具有至少两个气缸组的内燃机的部分负荷运行时的摩擦功率的方法，其中在部分负荷运行时，至少一个气缸组的气缸通过关闭喷射而不工作并且以最小摩擦功率运行，并且至少一个第二气缸组的气缸效率最佳地以发动机的方式运行。在此，以电子方式控制气缸的关闭。
在具有例如六个V形布置的气缸的内燃机的气缸关闭的情况下，发动机在例如关闭一个气缸排期间仅以三个气缸在部分负荷范围内运行。这样造成的结果是由于缺少三次点火（关于720°曲轴旋转）而产生三缸发动机的噪声特征。然而，这在高级车辆中是不期望的，并且部分地是不利于购车的标准。
本发明的任务是避免该缺点并在前述类型的内燃机中改善车辆内部空间的噪声。
根据本发明，这通过以下方式来达成：至少一个不工作的气缸的至少一个进气管路经由至少一个传声装置与车辆的内部空间在声学上连接。
在机械的气缸关闭的情况下，关闭的气缸的进气阀和排气阀不工作。由此，在进气侧和排气侧均产生噪声特征的变化。
在不关闭阀的纯电子的气缸关闭的情况下，吸气噪声特征由于即便在关闭的气缸中也几乎不改变的空气质量而在关闭运行中几乎不变化，但排气声学由于在关闭的气缸处缺少点火而改变其特征。在本发明中，充分利用和加强保持不变的吸气声学的这种效果。
较佳地规定，传声装置具有至少一个声学的开关装置，至少一个不工作的气缸的进气管路借助该开关装置与车辆的内部空间在声学上连接。一旦该至少一个不工作的气缸再次工作，车辆的内部空间可经由传声装置与进气管路在声学上分开。
特别有利的是，传声装置从进气收集器的进气口的区域引出。
在增压式内燃机中，传声装置较佳地从压缩机下游的进气管路的高压部分、较佳地在增压空气冷却器与进气收集器之间引出。
通过所述措施，在气缸关闭期间，在车辆内部空间内产生所有气缸都工作的内燃机的声学印记。为了实现该声学印记，通过采用两个末端***-体积来使车辆内部空间内的排气噪声的贡献保持得尽可能小。此外，排气口噪声通过节流来减弱。在此，一组或两组气缸的排气***的自由横截面的一部分被阻挡。排气口噪声通过较小的、为全负荷通过量设计的横截面而减小。在此，末端***-体积可借助排气门来切换。附加地，为内部噪声的产生而借助传声装置加强地使用进气管路内的压力脉冲。这是可以的，因为进气侧的压力脉冲通过电子控制的气缸关闭仅受非常小的影响。在此，空气渗透到关闭的气缸排内。通过使用传声装置，进气噪声在车辆内部空间的区域内或前围板的区域内传导，并且如有可能在一定的频率范围内甚至加强。
传声装置例如可由音管构成，该音管例如止于车辆的前围板的区域内或经由隔膜与车辆的内部空间在声学上连接。
下面根据附图进一步阐述本发明。附图示意地示出：
图1是第一实施变型的根据本发明的内燃机；
图2是第二实施变型的根据本发明的内燃机；
图3是第三实施变型的根据本发明的内燃机；
图4是第四实施变型的根据本发明的内燃机；以及
图5是第五实施变型的根据本发明的内燃机。
功能相同的部件在实施变型中设有相同的附图标记。
附图分别示意地示出具有六个气缸4的内燃机1，这些气缸设置成两组2、3，其中，两组2、3中的每一组与排气管路7、8相连接。在每个排气管路7、8中设置至少一个废气后处理装置15a、16a以及至少一个末端***15b、16b。
图1和图4示出气缸4的组2、3与进气管路5的唯一进气收集器13相连接的实施例。
与此相对，在图2、3和5中所示的实施例中，每组2、3气缸4分别与分开的进气管路5、6的进气收集器13、14相连接。
为了改善车辆的内部空间噪声，至少一个进气管路5、6经由至少一个传声装置21、22、例如音管，与车辆19的内部空间20在声学上连接，其中，在这些实施例中，传声装置21、22止于车辆19的前围板23的区域中。在此，传声装置21、22可具有声学的开关装置26、27，借助该开关装置，进气管路5、6与车辆19的内部空间20之间的声学连接可选择地在气缸4部分不工作的情况下产生或者在气缸4全部工作的情况下分开。
在此，传声装置21、22有利地从进气管路5、6的在节气门11、12与进气收集器13、14之间的区域、特别有利地从进气收集器13、14的进气口9、10的区域引出。
在气缸关闭期间，通过车辆19的内部空间20内的传声装置21、22，产生所有气缸4都工作的内燃机1的声学印记。为了实现该声学印记，通过采用两个末端***15、16的体积使内部空间20内的排气噪声的贡献保持得尽可能小。在此，末端***15、16能借助例如由排气门构成的开关机构18切换到连接管路17内，如图3中所示。在逐段结合并再次分开的排气管路7、8中，也可在***下游设置节流机构18a、18b。因此，排气口噪声通过节流来减弱。在此，一个或两个排气管路7、8的自由横截面的一部分被挡住。排气口噪声通过较小的（为全负荷设计）的横截面而降低。附加地，为内部噪声的产生而借助传声装置21、22加强地使用进气管路5、6内的压力脉冲。这是可以的，因为进气侧的压力脉冲通过电子控制的气缸关闭仅受非常小的影响。在此，空气渗透到被关闭的组3的气缸4内。通过使用传声装置21、22，进气噪声在车辆19的内部空间20的区域内或前围板23的区域内传导，并且如有可能在一定的频率范围内甚至加强。
图4和图5示出分别具有增压式内燃机1的本发明的实施例，其中，废气涡轮增压器24、25的压缩机24a、25a设置在每个进气管路5a、6a或5、6内。废气涡轮增压器24、25的废气涡轮用附图标记24b或25b来表示。在增压式内燃机1中，传声装置21、22从进气管路5、6的位于压缩机24、25与进气收集器13、14之间的高压部分引出。这样，即便在增压式内燃机1中，进气管路5、6中的压力脉冲可用于最佳地在车辆19的内部空间20内产生响应的噪声。在此，在图4中，两个进气管路5a、6a从增压空气冷却器26、27下游结合成单个进气管路5，该进气管路引入对于两组2、3气缸4来说共同的进气收集器13内。通向车辆19的内部空间20的传声装置21从进气收集器13的进气口9引出。在根据图5的实施例中，与此相对，两个进气管路5、6在增压空气冷却器26、27下游实施成彼此完全分开，其中，传声装置21、22从每个进气管路5、6引出。

Claims (16)

1.一种内燃机(1)，所述内燃机具有至少两个气缸(4)或至少两组(2，3)气缸(4)以及至少一个进气管路(5，6)和至少一个排气管路(7，8)，所述气缸中的至少一个能电子关闭，其特征在于，至少一个不工作的气缸(4)的至少一个进气管路(5，6)能经由至少一个传声装置(21，22)与车辆(19)的内部空间(20)在声学上连接，其中，所述内燃机(1)的至少一个气缸(4)能在不停用进气阀和/或排气阀的情况下关闭。
2.如权利要求1所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)从进气收集器(13，14)的进气口(9，10)的区域引出。
3.如权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)在节气门(11，12)与进气收集器(13，14)之间从所述进气管路(5，6)引出。
4.如权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)从所述进气管路(5，6)的设置在压缩机(24a，25a)下游的高压部分引出。
5.如权利要求4所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)在增压空气冷却器(26，27)与设置在所述进气管路(5，6)内的进气收集器(13，14)之间引出。
6.如权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)通入所述车辆(19)的所述内部空间(20)内。
7.如权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)止于与所述车辆(19)的所述内部空间(20)邻接的壁的区域内。
8.如权利要求7所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)止于前围板(23)的区域内。
9.如权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)由音管构成。
10.如权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述内燃机具有至少两个排气管路(7，8)，所述至少两个排气管路(7，8)能经由至少一个开关机构(18)彼此流动连接。
11.如权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述内燃机具有至少两个排气管路(7，8)，所述至少两个排气管路(7，8)中的至少一个排气管路具有至少一个用于减小排气横截面的节流机构。
12.如权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传声装置(21，22)具有声学开关装置(26，27)。
13.一种用于使内燃机(1)运行的方法，所述内燃机具有至少两个气缸(4)或至少两组(2，3)气缸(4)，所述气缸中的至少一个能在至少一个发动机运行范围内关闭，其特征在于，至少在气缸关闭期间，至少一个不工作的气缸(4)的至少一个进气管路(5，6)能经由传声装置(21，22)与车辆(19)的内部空间(20)在声学上连接，其中，在气缸关闭期间，不工作的气缸(4)的至少一个进气阀和/或不工作的气缸(4)的至少一个排气阀继续根据发动机运行状态来操作。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，一旦所述至少一个不工作的气缸(4)再次工作，所述车辆(19)的所述内部空间(20)经由所述传声装置(21，22)与所述进气管路(5，6)在声学上分开。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中至少两个气缸(4)的废气经由至少两个分开的排气管路(7，8)排出，其特征在于，在气缸关闭期间，所述排气管路(7，8)经由至少一个开关机构(18)彼此流动连通。
16.如权利要求13或14所述的方法，其中至少两个气缸(4)的废气经由至少两个分开的排气管路(7，8)排出，其特征在于，在气缸关闭期间，至少一个排气管路(7，8)内的流动经由至少一个节流机构(18a，18b)来节流。
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