SE526269C2 - Förbränningsmotor med parallellt arbetande turboaggregat, samt metod för reglering - Google Patents

Description

526 269 En nackdel med dessa lösningar är att den utnyttjar energin i avgasema på ett dåligt sätt eftersom två avgassamlare måste värmas upp vid uppstart av motorn, vilket gör att det tar längre tid för en katalysator att komma upp i arbetstemperatur.

En annan nackdel år att belastningen på de olika turbinema är ojämn, vilket kan medföra ojämn förslitning av turbinema.

SYFTE MED UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en förbättrad förbrän- ningsmotor med ett överladdningssystem som är effektivt vid dellast och låga varv- tal.

Ytterligare ett syfte är att tillhandahålla ett enklare överladdningssystem som samti- digt utnyttjar energin i avgaserna på ett effektivt sätt.

Ett annat syfte är att tillhandahålla en förbränningsmotor med ett överladdningssy- stem med lång livslängd.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Dessa syften uppnås med en förbränningsmotor såsom inledningsvis beskrivits och med särdrag från den kännetecknande delen av patentkrav 1 resp. 5.

Eftersom de första respektive andra avgasventilema är deaktiverbara/aktiverbara under drift och eftersom ett spjäll är anordnat i avgaskammaren att kunna anta ett stängt läge för att separera den första och den andra avgassamlaren, kommer endast den första avgassamlaren att ta emot avgaser från cylindrama, eftersom den första och den andra avgassamlaren ej är i flödesförbindelse med varandra. Detta innebär 526 269 3 att när förbränningsmotom arbetar inom ett första varvtalsintervall, då förbrän- ningsmotorns varvtal är lågt, kan utmärkta lågvarvsegenskaper uppnås eftersom av- gaserna endast kommer expandera över den ena avgasdrivna turbinen.

I och med den här spj ällplaceringen blir det med detta avgasventilarrangemang dess- utom möjligt för både den forsta och den andra avgasdrivna turbinen att fungera som ”primär” avgasturbin, d.v.s. den turbin som används ensam under låga varvtal, och som ”sekundär” turbin, d.v.s. den turbin som först kopplar in vid högre varvtal.

Fördelen är att en jämnare belastning och förslitning av turbinerna (och avgasventi- lema, ventilsäten, etc.) kan erhållas om deras roll som primär respektive sekundär turbin kan alterneras.

Vidare krävs det med denna lösning endast ett spjäll för att regleringen skall funge- ra, till skillnad mot lösningama i ovan anförda amerikanska patentdokument som kräver två spjäll för att regleringen skall vara effektiv.

Lämpligtvis är avgasventilema avsedda att kunna regleras steglöst på exempelvis elektromekanisk, elektrohydraulisk eller pneumatisk väg. Härmed kan en säkrare styrning av förbränningsmotorns utgående moment säkerställas. I ett senare skede kommer dessutom introduceringen av den andra avgasdrivna turbinen att kunna ske gradvis (genom att lyfthöjden kan göras steglös), vilket medför en jämnare övergång från en till två kompressorer.

Lämpligtvis leder det från avgaskarmnaren en avgaskanal till en avgaspassage, belä- gen nedströms den första och den andra avgasdrivna turbinen, varvid en reglerventil är anordnad i avgaskanalen för att reglera avgasflödet därigenom. Detta innebär att om de första avgasventilerna hålls i aktivt läge, de andra avgasventilerna i inaktivt läge, spjället hålls i stängt läge och reglerventilen i öppet läge, under en uppstart- ningsfas för förbränningsmotorn då denna är kall, kommer alla avgaser ledas direkt till avgaspassagen. Härmed kommer katalysatorn/katalysatorerna snabbare värmas 526 269 4 upp (med hjälp av värmeenergin i avgasema) och därmed snabbare träda i funktion, d.v.s. katalysatorns reaktionstid kan förkortas. Detta är av stor vikt då emissionema under denna tid kan vara betydande.

Företrädesvis leder det från den forsta respektive andra avgassamlaren en forsta re- spektive andra avgasledning till en forsta respektive andra avgaspassage, vilka är inbördes separata och belägna nedströms den första och den andra avgasdrivna tur- binen, varvid en forsta respektive andra reglerventil är anordnad i respektive avgas- ledning att reglera avgasflödena därigenom. Detta innebär att om de forsta avgas- ventilema hålls i aktivt läge, de andra avgasventilema hålls i inaktivt läge, spjället hålls i stängt läge och reglerventilema hålls i öppet läge under forbränningsmotorns uppstartningsfas då denna är kall, kommer alla avgaser ledas direkt till den forsta avgaspassagen. Eftersom avgaspassagen enligt denna variant är uppdelad i en forsta och en andra avgaspassage kan katalysatorns reaktionstid förkortas än mer, i jämfö- relse med det tidigare beskrivna utförandet, eflersom avgaserna torde möta mindre termiskt motstånd i den till storleken mindre forsta avgaspassagen.

Lämpligtvis hålls de första avgasventilema i aktivt läge och de andra avgasventiler- na i inaktivt läge när forbränningsmotom arbetar inom ett andra varvtalsintervall, varvid spjället hålls i öppet läge för att släppa igenom avgaser från den forsta avgas- samlaren även till den andra avgasdrivna turbinen. Således blir det möjligt att leda avgaser från den första avgassamlaren även till den andra avgasdrivna turbinen. Det- ta innebär exempelvis att när belastningen på den forsta avgasdrivna turbinen anses optimal och när fortfarande endast de första avgasventilema är aktiva, spjället öpp- nas och överskottsavgaser styrs till den andra avgasdrivna turbinen. Härmed kan energin i avgasema utnyttjas på ett bra sätt, istället for att dessa avgaser leds bort genom t.ex. en separat wastegate-ventil.

Företrädesvis hålls de forsta avgasventilema i aktivt läge och åtminstone en av de andra avgasventilema i aktivt läge när forbränningsmotom arbetar inom ett tredje 526 269 varvtalsintervall, varvid spjället hålls i öppet läge för att släppa igenom avgaser från den första avgassamlaren även till den andra avgasdrivna turbinen. Härmed kan energin i avgaserna, precis som under det andra varvtalsintervallet, utnyttjas på ett bra sätt, istället för att dessa avgaser leds bort genom t.ex. en separat wastegate- ventil.

Lämpligtvis hålls de första avgasventilema i aktivt läge och de andra avgasventiler- na i aktivt läge när förbränningsmotorn arbetar inom ett fjärde varvtalsintervall, spjället hålls i öppet läge och reglerventilen hålls i öppet läge för att leda Överskotts- avgaser från respektive avgassamlare direkt till avgaspassagen. Härmed kan en bra balans skapas mellan den första och den andra avgasdrivna turbinen, eftersom av- gaskannnaren kommer fimgera som en ”buffert” för avgasema så att den första och andra avgasdrivna turbinen kan arbeta mer kontinuerligt. Vidare uppnås en minskad kritisk strömning i turbinonirådet och därmed minskat avgasmottryck, vilket i sin tur medför en högre verkningsgrad och större sväljförrnâga genom turbinema. Denna svälj fönnåga hos turbinema medför att trycket efier den första och den andra avgas- ventilen minskar, vilket resulterar i en förbränningsmotor som möter mindre mot- stånd och därmed arbetar effektivare. Detta möjliggör också användning av turbiner av mindre storlek, med bibehållen prestanda som för en större turbin.

KORT FIGURBESKRIVNING Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till bifogade fi- gurblad, på vilka: Fig. 1 visar en schematisk bild av en förbränningsmotor enligt uppfinningen och en för denna avsedd reglerstrategi då törbrârmingsmotom är kall. 526 269 6 Fig. 2 visar en schematisk bild av förbränningsmotorn i fig. 1 och en for denna av- sedd reglerstrategi då törbränningsmotorn arbetar inom ett första varvtalsintervall och med endast de forsta avgasventilema aktiva.

Fig. 3 visar en schematisk bild av forbränningsmotorn i fig. 1 och en for denna av- sedd reglerstrategi då íörbränningsmotorn arbetar inom ett andra varvtalsintervall och med endast de forsta avgasventilema aktiva.

Fig. 4 visar en schematisk bild av forbränningsmotorn i fig. 1 och en for denna av- sedd reglerstrategi då forbränningsmotorn arbetar inom ett tredje varvtalsintcrvall och med båda de första och andra avgasventilema aktiva.

Fig. 5 visar en schematisk bild av forbränningsmotom i fig. 1 och en for denna av- sedd reglerstrategi då forbränningsmotorn arbetar inom ett fjärde varvtalsintervall och med båda de forsta och andra avgasventilema aktiva.

F ig. 6 visar en schematisk bild av en variant av en íörbränningsmotor enligt uppfin- ningen.

Fig. 7 visar en reglermatris för reglering av de i forbränningsmotom ingående spjäll och ventiler som funktion av varvtalet.

DETALJERAD BESKRIVNING F ig. 1 visar en schematisk bild av en forbränningsmotor enligt uppfinningen. För- bränningsmotorn 1, en 4-cylindrig radmotor är utrustad med en forsta och en andra avgasport 3, 5 per cylinder 2. De första och andra avgasportama är försedda med re- spektive forsta och andra avgasventiler 7, 9 for att tillgodose öppning och stängning av avgasportama under motorns drift. Avgasventilerna 7, 9 kan styras individuellt och oberoende av varandra på antingen elektromekanisk, elektrohydraulisk eller 526 269 7 pneumatisk sätt, vilka sätt är kända sedan tidigare vid ventilreglering och beskrivs därför inte utförligare. Företrädesvis kan ventilerna 7, 9 öppnas och stängas steglöst så att deras lyfthöjd/duration kan varieras i beroende av aktuellt motordrifitillstånd och relevanta parametrar för att möjliggöra en hög prestanda hos íörbränningsmo- tom 1. Med den här typen av ventilreglering blir det möjligt att, till skillnad mot klassiskt kamstyrda ventiler, deaktivera vissa avgasventiler under ett specifikt mo- tordrifttillstånd. Exempelvis skulle de andra avgasventilema 9 i varj e cylinder 2 kunna deaktiveras och hållas i inaktivt tillstånd vid låga varvtal, medan endast de första avgasventilema 7 är aktiva. Först vid högre varvtal skulle de andra avgasven- tilema 9 aktiveras och tillåtas arbeta tillsarmnans med de första avgasventilerna 7.

Fördelarna med den här typen av ventilreglering kommer framgå av den fortsatta beskrivningen. En annan möjlighet är att båda den första och den andra avgasventi- len 7, 9 i någon (eller flera) cylinder 2 deaktiveras och hålls i inaktivt tillstånd under t.ex. dellast, vilket innebär att ingen aktivitet sker i dessa cylindrar 2, utan endast i de återstående cylindrama. Skäl som skulle motivera den här typen av ventilre- glering är exempelvis emissions- och bränsleförbrukninghänsyn vid vissa motor- drifttillstånd.

F örbränningsmotom innefattar även ett turboaggregat ll som enligt uppfinningen omfattar en första och en andra avgasdriven turbin 13, 15 med tillhörande första och andra kompressor 17, 19. Den första och den andra avgasdrivna turbinen 13, 15 har företrädesvis samma prestanda och kapacitet. Turboaggregatet 11 är ett sekventiellt och parallellt arbetande aggregat, vilket innebär att den första 13 respektive den andra 15 avgasdrivna turbinen anordnas och tillåts verka parallellt i förhållande till varandra samt aktiveras i turordning, vilket kommer beskrivas mer utförligt nedan.

En första avgassamlare 21 är ansluten till den första avgasporten 3 i varje cylinder 2, medan en andra avgassamlare 23 är ansluten till den andra avgasporten 5 i varje cy- linder. Detta innebär att avgaser alstrade i respektive cylinder kommer ledas till den första avgassamlaren 21 om endast de första avgasventilema 7 är aktiva; ledas till 526 269 8 den andra avgassamlaren 23 om endast de andra avgasventilema 9 är aktiva; och le- das till både den första och andra avgassamlaren 21, 23 om både de första och andra avgasventilema 7, 9 är aktiva. Den första avgassamlaren 21 leder till den första av- gasdrívna turbinen 13, medan den andra avgassamlaren 23 leder till den andra av- gasdrivna turbinen 15. Detta betyder att de första avgasportarna 3 står i flödesför- bindelse med den första avgasdrivna turbinen 13, medan de andra avgasportarna 5 står i flödesförbindelse med den andra avgasdrivna turbinen 15.

En avgaskammare 25 är anordnad uppströms den första och den andra avgasdrivna turbinen 13, 15 och flödesförbinder den första och den andra avgassamlaren 21, 23.

I avgaskammaren 25 är ett spjäll 27 anordnat att kunna öppna och stänga förbindel- sen mellan den första och den andra avgassamlaren 21, 23, d.v.s. förhindra att avga- ser från den första avgassamlaren 21 tränger in i den andra avgassarnlaren 23, eller att avgaser från den andra avgassamlaren 23 tränger in i avgaskammaren 25 och vi- dare in i den första avgassamlaren 21. Spjället 27 är avsett att styras av en icke visad styrenhet för att möjliggöra öppning och stängning av spjället 27 under vissa drift- tillstånd, vilka tillsammans med fördelarna med detta spjällarrangemang kommer framgå i den senare beskrivningen.

Från avgaskammaren 25 leder en avgaskanal 29, förbi den första och den andra av- gasdrivna turbinen 13, 15, till en avgaspassage 31 anordnad nedströms den första och den andra avgasdrivna turbinen 13, 15. En reglerventil 33 är anordnad i avgas- kanalen 29 att, under vissa rnotordrifttillstånd, kunna öppna och stänga för att öppna upp direkt till avgaspassagen 31 och därrned kortsluta både den första och den andra avgasdrivna turbinen 13, 15. Detta innebär att avgaskammaren 25 uppströms turbi- nema kan sättas i flödesförbindelse med avgaspassagen 31 nedströms turbinema i fall reglerventilen 33 sätts ett öppet läge. På detta sätt kan turbinerna 13, 15 förbi- kopplas, t.ex. i händelse att ett för högt avgastryck råder i turbinerna. Utloppen från respektive avgasdriven turbin 13, 15 mynnar ut i varsin del 31a, 31b av avgaspassa- gen 31. Avgaspassagen 31 leder till en íörkatalysator 35 och till en icke visad hu- l5 526 269 9 vudkatalysator anordnad nedströms förkatalysatom samt till icke visade ljuddämpa- re och annan avgasrelaterad utrustning.

Den första och den andra kompressorn 17, 19 är via en respektive axel 37, 39 för- bunden med den första respektive andra avgasdrivna turbinen 13, 15 för att under drift kunna komprimera laddluft för vidare tillförsel till cylindrama 2. För detta damål visas ett första och ett andra insugningsrör 41, 43, vilka leder laddluñ från kompressorema till cylindrama via en laddluftkylare 45. En strypning 47 är anord- nad i det andra insugningsröret 43 att fungera som en säkring i händelse av för höga trycknivåer.

I fig. l visas en uppstartningsfas för förbränningsmotom 1 då denna är kall. Det är då viktigt att snabbt värma upp förkatalysatorn 35 så att den når sin arbetstemperatur och kan börja fungera effektivt. Av detta skäl är de första avgasventilema 7 satta i aktivt läge, medan de andra avgasventilema 9 befinner sig i inaktivt läge. Vidare är spjället 27 satt i stängt läge och reglerventilen 33 satt i öppet läge. Avgaserna kom- mer följaktligen under denna uppstartningsfas, som kan vara en 10-30 sekunder, lämna cylindrama 2 via de första avgasportarna 3, ledas vidare igenom den första avgassamlaren 21, in i avgaskammaren 25, passera reglerventilen 33 i avgaskanalen 29 tills de når avgaspassagen 31 som är belägen nedströms de båda avgasdrivna tur- binema 13, 15 och därefter nå fram till förkatalysatorn 35. Denna kommer med hjälp av energin i de varma avgasema att värmas upp. Eftersom endast en avgas- samlare 21 är öppen för avgaser och på grund av förbikopplingen av turbínema mö- ter avgaserna minimalt med termiskt motstånd och den värmeenergi som finns i av- gaserna kan utnyttjas maximalt för att värma upp förkatalysatorn 35.

Givetvis skulle motsvarande funktion kunna erhållas om i stället de första avgasven- tilema 7 hålls i inaktivt läge, medan de andra avgasventilema 9 hålls i aktivt läge.

Med denna variant måste dock spjället 27 öppnas. 526 269 Fig. 2 visar en bild av överladdningssystemet när förbränningsmotorn 1 arbetar inom ett första varvtalsintervall I (se ñg. 7), då förbränningsmotoms varvtal är lågt.

Inom detta varvtalsintervall är åtminstone en av de första avgasventilerna 7 aktiv, medan de andra avgasventilerna 9 är inaktiva. Vidare är både spjället 27 och regler- ventilen 33 satta i stängt läge. Härmed kommer den första och den andra avgassam- laren 21, 23 att vara separerade från varandra och inga avgaser kommer heller kunna förbikopplas turbinerna 13, 15. I stället kommer de i cylindrama 2 producerade av- gasema lämna cylindrama via de första avgasportama 7, ledas vidare igenom den första avgassamlaren 21 och expanderas över den första avgasdrivna turbinen 13 och därefter nå fram till avgaspassagen 31 för vidare transport till katalysatorer, ljuddämpare, etc. Med denna reglerstrategi uppnås utmärkta transient- och lågvarvs- egenskaper, eftersom alla avgaser tvingas att passera den första avgasdrivna turbi- nen 13.

Givetvis skulle motsvarande funktion kunna erhållas om i stället de första avgasven- tilerna 7 hålls i inaktivt läge, medan de andra avgasventilema 9 hålls i aktivt läge.

Spjället 27 mäste även i detta fall hållas i stängt läge.

Fig. 3 visar en bild av överladdningssystemet när förbränningsmotom arbetar inom ett andra varvtalsintervall II (se fig. 7), då varvtalen fortfarande är förhållandevis låga, men är högre än under det första varvtalsintervallet I. Fortfarande befinner sig de första avgasventilema 7 i aktivt läge, medan de andra avgasventilerna 9 befinner sig i inaktivt läge. Vidare hålls reglerventilen 33 i stängt läge. Däremot har Spjället 27 öppnats något (se kurvan S i fig. 7 som visar spjällets öppningsgrad som funktion av varvtalet). Under detta varvtalsintervall II kommer, precis som tidigare, de i cy- lindrama 2 producerade avgasema lämna cylindrama via de första avgasportama 3, ledas vidare igenom den första avgassamlaren 21 för expansion över den första av- gasdiivna turbinen 13. Dessutom kan, i och med att Spjället 27 är satt i delvis öppet läge, avgasema även tillåtas expandera över den andra avgasdrivna turbinen 15. I och med detta behöver energin i avgasema inte gå till spillo (genom exempelvis en 526 269 11 wastegate-ventil) när belastningen på den forsta avgasdrivna turbinen 13 anses op- timal, utan kan användas for att sätta den andra avgasdrivna turbinen 15 i rörelse.

Detta kommer även underlätta sammankopplingen av den forsta och den andra kompressom 17, 19 i ett senare skede när även den andra avgasventilen 9 aktiveras.

Givetvis skulle motsvarande funktion kunna erhållas om i stället de forsta avgasven- tilema 7 hålls i inaktivt läge, medan de andra avgasventilema 9 hålls i aktivt läge.

Spjället 27 måste, liksom reglerventilen 33, även i detta fall hållas i öppet läge.

Fig. 4 visar en bild av överladdningssystemet när forbränningsmotom 1 arbetar inom ett tredje varvtalsintervall III (se fig. 7), då forbränningsmotoms varvtal är medelhögt. Under detta varvtalsintervall III hålls de forsta avgasventilema 7 i aktivt läge och åtminstone en av de andra avgasventilema 9 i aktivt läge samtidigt som spjället 27 hålls i öppet läge. Även om de andra avgasventilema 9 nu blivit aktiva (se kurvan A i fig. 7) öppnas de inte för fullt (vilket indikeras av en delvis fylld av- gasport 5) genom lämplig styrning av lyfthöjd och/eller duration. Detta betyder att de i cylindrama producerade avgaserna lämnar cylindrama via de forsta avgaspor- tarna 3, leds vidare igenom den forsta avgassamlaren 21 for expansion över den för- sta avgasdrivna turbinen 13. Dessutom kommer de i cylindrama 2 producerade av- gasema lämnar cylindrama via de andra avgasportama 5, ledas vidare igenom den andra avgassamlaren 23 for expansion över den andra avgasdrivna turbinen 15. Då de andra avgasventilema 9 ännu inte öppnat for fullt (se fig. 7) och eftersom spjället 27 är öppet kommer överskottsavgaser från den forsta avgassarnlaren 21 att ledas in i den andra avgassarnlaren 23, via spj ället 27, för expansion över den andra avgas- drivna turbinen 15.

Givetvis skulle motsvarande funktion kunna erhållas om i stället det omvända for- hållandet gäller for de första och andra avgasventilema 7, 9. Spjället 27 måste, lik- som reglerventilen 33, även då befinna sig i öppet respektive stängt läge. l0 526 269 12 Fig. 5 visar en bild av överladdningssystemet när förbrånningsmotom 1 arbetar inom ett fiärde varvtalsintervall IV (se fig. 7), då varvtal och last är medelhög till mycket hög. Under detta varvtalsintervall IV hålls de första avgasventilema 7 i ak- tivt läge och de andra avgasventilema 9 i aktivt läge, både spjället 27 och reglerven- tilen 33 hålls öppna (hur mycket beror på det varvtal och den belastning som råder, se kurvorna S och R i fig. 7). Detta betyder att de i cylindrarna producerade avga- serna lämnar cylindrarna via de första och andra avgasportama 3, 5, leds vidare ige- nom den första respektive andra avgassamlaren 21 , 23 för expansion över den första respektive andra avgasdrivna turbinen 13, 15. Genom att spj ället 27 och reglerventi- len 33 kan hållas i öppet läge kommer avgaskammaren 25 dels att fungera som en ”avgasbuffert” och en bra balans skapas mellan den första och den andra avgasdriv- na turbinen 13, 15, men framförallt kommer kritisk strömning i turbinområdet att reduceras i händelse av för höga trycknivåer, eftersom överskottsavgaser från både den första och den andra avgassamlaren 21, 23 kan ledas bort via reglerventilen 33 till avgaspassagen 31. Därmed kan avgasmottrycket reduceras, vilket påverkar mo- torns pumpförluster positivt så att den första och den andra avgasdrivna turbinen 13, kan arbeta mer kontinuerligt.

I händelse att den första avgasdrivna turbinen växlas, från ”primär” avgasturbin till ”sekundär” turbin och den andra avgasdrivna turbinen växlas från ”sekundär” till ”primär” turbin behöver givetvis strypningen 47 flyttas från nuvarande placering i insugningsröret 43 till insugningsröret 41.

Fig. 6 visar ett altemativt utförande vad det gäller förbikopplingen till en första och andra avgaspassage 32, 34, vilka är anordnade nedströms turbinerna 13, 15. Från den första och andra avgassamlaren 21 , 23 leder en första respektive andra avgas- ledning 22, 24, förbi turbinema, till den första respektive andra avgaspassagen 32, 34. En första och andra reglerventil 26, 28 är anordnad i respektive avgasledning 22, 24 för att som funktion av exempelvis varvtal och/eller andra motordrifiparametrar kunna öppna och stänga, i syfte att öppna upp direkt till den första respektive andra 526 269 13 avgaspassagen 32, 34. En första och andra förkatalysator 36, 38 är anordnad i re- spektive avgaspassage 32, 34 nedströms turbinerna. Detta innebär att avgassarnlarna 21, 23 uppströms turbinerna 13, 15 kan hållas i flödesförbindelse med den första re- spektive andra avgaspassagen 32, 34 nedströms turbinerna 13, 15, i händelse att nå- gon av reglerventilerna 26, 28 öppnas. Härmed kan turbinerna 13, 15 förbikopplas om behov föreligger. Principiellt fungerar detta alternativa utförande precis som det tidigare beskrivna. En fördel med detta arrangemang torde emellertid vara att kata- lysatoremas 36, 38 light off-tid kan reduceras ytterligare med tanke på det minskade termiska motstånd som avgaserna möter.

Fig. 7 visar en reglennatris för reglering av ventiler i enlighet med beskrivningen ovan och som funktion av fórbränningsmotorns varvtal, d.v.s. under det första till fjärde varvtalsintervallet I-IV. Kurvan L beskriver motorlasten som funktion av varvtalet, kurvan A den andra avgasventilens 9 procentuella öppning som funktion av varvtalet, kurvan S spjällets 27 öppning som funktion av varvtalet och kurvan R beskriver reglerventilens 33 öppning som fimktion av varvtalet. Under det första varvtalsintervallet är både spjället 27 och reglerventilen 33 stängda, samtidigt som de första avgasventilerna är aktiva och de andra avgasventilerna är inaktiva. I över- gången mellan det första och det andra varvtalsintervallet öppnas spjället 27. I över- gången mellan det andra och tredje varvtalsintervallet öppnas den andra avgasventi- len 9 och i övergången mellan det tredje och fjärde varvtalsintervallet öppnar re- glerventilen 33. Hur mycket spjället 27 respektive reglerventilen 33 öppnar under respektive intervall framgår av den vertikala axeln som förutom motorlast även visar procentuell öppning hos ventiler och spjäll.

Claims (1)

10 15 20 25 30 526 269 14 PATENTKRAV

1. Förbränningsmotor innefattande: - ett flertal cylindrar (2), där varje cylinder omfattar åtminstone en forsta och en andra avgasport (3, 5) med tillhörande forsta respektive andra avgasventi- ler (7, 9) for öppning och stängning av nämnda avgasportar (3, 5), - åtminstone en forsta och en andra avgassamlare (21 , 23), där den forsta av- gassamlaren (21) är i flödesforbindelse med respektive första avgasportar (3), och den andra avgassamlaren (23) är i flödesforbindelse med respektive andra avgasportar (5), - turboaggregat (11) for överladdning av till cylindrama (2) ford laddluft, omfattande åtminstone en forsta och en andra avgasdriven turbin (13, 15), där den forsta avgasdrivna turbinen (13) är i flödesforbindelse med den forsta avgassamlaren (21), och den andra avgasdrivna turbinen (15) är i flödesför- bindelse med den andra avgassamlaren (23), - en avgaskammare (25) anordnad att kunna flödesforbinda den forsta och den andra avgassamlaren (21, 23) uppstroms avgasturbinema (13, 15), kännetecknad av att - de forsta respektive andra avgasventilerna (7, 9) är deaktiverba- ra/aktiverbara under drift, och - ett spjäll (27) är anordnat i avgaskammaren (25) att kunna anta ett stängt läge for att separera den forsta och den andra avgassamlaren (21, 23). . Förbrärmingsmotor enligt krav 1, varvid avgasventilema (7, 9) är avsedda att kunna regleras steglöst på elektromekanisk, elektrohydraulisk eller pneuma- tisk väg. . Förbränningsmotor enligt något av krav 1-2, varvid det från avgaskammaren (25) leder en avgaskanal (29) till en avgaspassage (31), belägen nedströms den forsta och den andra avgasdrivna turbinen (13, 15), varvid en reglerventil 10 15 20 25 30 526 269 15 (33) är anordnad i avgaskanalen (29) för att reglera avgasflödet därigenom. . Förbränningsmotor något av krav 1-2, varvid det från den första respektive andra avgassamlaren (21, 23) leder en första respektive andra avgasledning (22, 24) till en forsta respektive andra avgaspassage (32, 34), vilka är inbör- des separata och belägna nedströms den första och den andra avgasdrivna turbinen (13, 15), varvid en första respektive andra reglerventil (26, 28) är anordnad i respektive avgasledning (22, 24) att reglera avgasflödena därige- 110m. . Metod för att reglera en förbränningsmotor, vilken innefattar: - ett flertal cylindrar (2), där varje cylinder omfattar åtminstone en första och en andra avgasport (3, 5) med tillhörande första respektive andra avgasventi- ler (7, 9) för öppning och stängning av nämnda avgasportar (3, 5), - åtminstone en första och en andra avgassamlare (21, 23), där den första av- gassamlaren (21) är i flödesfbrbindelse med respektive första avgasportar (3), och den andra avgassamlaren (23) är i flödesförbindelse med respektive andra avgasportar (5), - turboaggregat (1 1) för överladdning av till cylindrama (11) förd laddluft, omfattande åtminstone en första och en andra avgasdriven turbin (13, 15), där den första avgasdrivna turbinen (13) är i flödesförbindelse med den första avgassamlaren (21), och den andra avgasdrivna turbinen (15) är i flödesför- bindelse med den andra avgassamlaren (23), - en avgaskammare (25) anordnad att kunna flödesförbinda den första och den andra avgassamlaren (21, 23) uppströms avgasturbinema (13, 15), kännetecknad av stegen att: - hålla åtminstone en av de första avgasventilema (7) i aktivt läge och hålla de andra avgasventilema (9) i inaktivt läget när törbränningsmotom arbetar inom ett första varvtalsintervall (I), - hålla ett spjäll (27) anordnat i avgaskammaren (25) i stängt läge för att se- 10 15 20 25 30 526 269 16 parera den första och den andra avgassamlaren (21, 23) under det första varv- talsintervallet (I). _ Metod enligt krav 5, dessutom innefattande stegen att: - hålla de forsta avgasventilerna (7) i aktivt läge och de andra avgasventilerna (9) i inaktivt läge när fórbränningsmotom (1) arbetar inom ett andra varv- talsintervall (II), - hålla spjället (27) i öppet läge för att släppa igenom avgaser från den första avgassamlaren (2l) även till den andra avgasdrivna turbinen (15). . Metod enligt krav 5, dessutom innefattande stegen att: - hålla de fórsta avgasventilerna (7) i aktivt läge och åtminstone en av de andra avgasventilerna (9) i aktivt läge när förbränningsmotorn (1) arbetar inom ett tredje varvtalsintervall (III), - hålla spjället (27) i öppet läge för att släppa igenom avgaser från den första avgassamlaren (21) även till den andra avgasdrivna turbinen (15). . Metod enligt krav 5, dessutom innefattande stegen att: - hålla de forsta avgasventilema (7) i aktivt läge och de andra avgasventilema (9) i aktivt läge när förbränningsmotorn (l) arbetar inom ett fjärde varvtalsin- tervall (IV), - hålla spjället (27) i öppet läge, - hålla reglerventilen (33) i öppet läge för att leda överskottsavgaser från re- spektive avgassamlare (21, 23) direkt till avgaspassagen (31). . Metod enligt krav 5, varvid förbränningsmotorn dessutom innefattar en av- gaskanal (29) som leder till en avgaspassage (31), belägen nedströms den för- sta och den andra avgasdrivna turbinen (13, 15), varvid en reglerventil (33) är anordnad i avgaskanalen (29) för att reglera avgasflödet därigenom, varvid metoden dessutom innefattar stegen att: 526 269 17 - hålla de första avgasventilema (7) i aktivt läge samt de andra avgasventiler- na (9) i inaktivt läge under en uppstartningsfas för fórbränningsmotorn (1) då derma är kall, - hålla spjället (27) i stängt läge, - hålla reglerventilen (33) i öppet läge.