專利名稱：新改進(jìn)的增壓系統(tǒng)和具有該系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新改進(jìn)的、用于內(nèi)燃機(jī)的增壓系統(tǒng)，此外，本發(fā)明還涉及一種具有
該增壓系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，汽車工業(yè)中進(jìn)行著巨大的改進(jìn)，以尋求降低燃料消耗總量的系統(tǒng)。為獲得良好結(jié)果，許多技術(shù)區(qū)域彼此組合、相互彌補(bǔ)。 改善內(nèi)燃機(jī)效率的一個(gè)很好的方法是使用某種增壓系統(tǒng)來(lái)增大進(jìn)氣歧管壓力，以降低內(nèi)部泵送損耗(internal pumping loss)。這進(jìn)而會(huì)使得燃料消耗降低。此外，該方法還能夠減小內(nèi)燃機(jī)的尺寸，而不會(huì)影響車輛性能要求。 存在多種不同的增壓系統(tǒng)，但它們都可以歸屬為下面的類型之一
由車輛驅(qū)動(dòng)軸(例如曲軸)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的增壓器；
廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器；
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)增壓器。 在一些專利申請(qǐng)中，同一內(nèi)燃機(jī)上可以使用一個(gè)以上的增壓系統(tǒng)。 日本公開的申請(qǐng)?zhí)枮镹o 2000-230427的專利申請(qǐng)涉及一種具有增壓器的內(nèi)燃
機(jī)，其通過離合器實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)與增壓器的連接和分離。 WO 2004/025097 Al公開了一種用于操作具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)的方法，其中渦輪增壓器具有單獨(dú)的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)由內(nèi)燃機(jī)曲軸通過皮帶傳動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，所述壓縮機(jī)連接到渦輪增壓器的進(jìn)口，以增加輸送給渦輪增壓器的進(jìn)口空氣的壓力。這意味著所述損耗會(huì)因所述單獨(dú)的壓縮機(jī)和渦輪增壓器之間存在額外的增壓導(dǎo)管而增加，而且在高的電機(jī)轉(zhuǎn)速下還會(huì)增加壓縮機(jī)的機(jī)械損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于將上述所有不同的驅(qū)動(dòng)模式結(jié)合到一種增壓系統(tǒng)上，以充分利
用這些不同驅(qū)動(dòng)模式的不同性能。此外，本發(fā)明的目的還在于能夠?qū)⑴欧艔U氣中富余能量轉(zhuǎn)換為電能，如果需要所述電能可以用于對(duì)蓄電池再充電。根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)能夠?qū)嶋H應(yīng)用于現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)上，而且能夠通過所有限定類型的驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)所述進(jìn)氣增壓系統(tǒng)。


下面參照附圖所示的實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明 圖1是裝配有根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)視示意圖； 圖2以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的形式示意性說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的基本布置結(jié)構(gòu)； 圖3以側(cè)剖圖的形式示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的一種實(shí)施方式；以及 圖4是示意性顯示的根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式；
圖5以類似于圖1的視圖形式顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝配有增壓系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的改 進(jìn)實(shí)施方式； 圖6至圖16示意性說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的其它可選擇的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式
附圖中所示的技術(shù)方案結(jié)合了機(jī)械增壓系統(tǒng)、電動(dòng)增壓/再生系統(tǒng)(electrical supercharging/regenerating system)和排氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓系統(tǒng)，這些類型的增壓系統(tǒng)布 置在共用軸上。該共用軸進(jìn)而通過單向離合器(one wayclutch)單元連接到機(jī)械驅(qū)動(dòng)軸上， 該機(jī)械驅(qū)動(dòng)軸與任意類型的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)軸連接。 圖1示意地顯示了內(nèi)燃機(jī)l，該內(nèi)燃機(jī)1具有進(jìn)氣歧管2和排氣歧管3。在該示意 性顯示的實(shí)施方式中具有四個(gè)進(jìn)氣歧管，這說(shuō)明內(nèi)燃機(jī)具有四個(gè)氣缸，但是氣缸的數(shù)量可 以更多或更少。內(nèi)燃機(jī)1具有裝配有皮帶輪5的曲軸4。 增壓系統(tǒng)6以與現(xiàn)有渦輪增壓系統(tǒng)的連接方式相似的方式直接連接到內(nèi)燃機(jī)組 上。該渦輪增壓系統(tǒng)6包括設(shè)置在共用軸9上的渦輪機(jī)7和壓縮機(jī)8，其中渦輪機(jī)7由排氣 歧管3排放的廢氣驅(qū)動(dòng)，并且與渦輪機(jī)7共同旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪8壓縮通過空氣過濾器10 吸入的環(huán)境空氣。壓縮的空氣在輸送管11中經(jīng)由中間冷卻器(intercooler)12和節(jié)氣門 13進(jìn)入進(jìn)氣歧管2，而排放的廢氣則在經(jīng)過所述渦輪后通過具有觸媒空氣凈化器15的排氣 管14排出。 隨內(nèi)燃機(jī)的曲軸4轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶輪5通過傳動(dòng)皮帶16向軸17傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)，軸17能夠
通過單向離合器18連接到設(shè)置有渦輪機(jī)7和壓縮機(jī)8的軸9上，因此在所述渦輪沒有達(dá)到
其工作區(qū)的情況下，曲軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠傳遞到所述壓縮機(jī)和渦輪的共用軸9上。 為了將旋轉(zhuǎn)力再生為電能，共用軸9通過傳動(dòng)皮帶19連接到電機(jī)20、蓄電池或類
似物上。所述內(nèi)燃機(jī)還包括內(nèi)燃機(jī)制動(dòng)閥21和排氣門(wastegate)22。 當(dāng)然，為了將上述增壓系統(tǒng)安裝到現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)上，必須將該增壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為符
合現(xiàn)有的能量轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)(power conversion node)，即廢氣的入口必須定位為對(duì)應(yīng)于所述
排氣歧管的出口 ，并且機(jī)械驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)必須定位為符合內(nèi)燃機(jī)現(xiàn)有的輔助負(fù)載輸出。 所述增壓系統(tǒng)具有下列技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，這些技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在原理上主要源于能夠以各個(gè)獨(dú)
立子系統(tǒng)的最佳效率區(qū)間使用該子系統(tǒng) 在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，沒有或只有非常少的壓縮機(jī)機(jī)械損耗； 在所述增壓系統(tǒng)具有最佳效率時(shí)，將來(lái)自于所述增壓系統(tǒng)的能量再生為電能； 所述壓縮機(jī)軸可以幫助所述渦輪機(jī)更快地到達(dá)其工作區(qū)； —個(gè)增壓系統(tǒng)，一根軸線，三種不同的驅(qū)動(dòng)模式； 不存在因所述壓縮機(jī)和渦輪之間具有額外的增壓導(dǎo)管而導(dǎo)致的損耗；
不存在渦輪滯后現(xiàn)象(turbo-lag);
能夠容易地用于幾乎所有的現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)； 能夠通過電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)將廢氣中的富余能量再生為電能； 如果需要，S卩，在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速非常低時(shí)或者在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速快速瞬變過程中需要保 持增壓壓力時(shí)，能夠通過電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式暫時(shí)性地為所述機(jī)械增壓系統(tǒng)助力；
有利于節(jié)省內(nèi)燃機(jī)艙空間。
圖2以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的形式示意性說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的基本布置結(jié)構(gòu)，其中顯示了設(shè)置在壓縮機(jī)軸8a上的渦輪機(jī)7和壓縮機(jī)8。通過離合器23 (例如可以是單向離合器)，壓縮機(jī)軸8a能夠與行星齒輪組25的齒圈24連接或分離，行星齒輪組25的行星輪26連接到行星架上并與太陽(yáng)輪27配合，太陽(yáng)輪27安裝在軸28上，軸28被可旋轉(zhuǎn)地支撐并設(shè)置有皮帶輪29，皮帶輪29通過傳動(dòng)件(例如通過傳動(dòng)皮帶16)連接到設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸(例如內(nèi)燃機(jī)的曲軸4等)上的皮帶輪5。然后，所述行星架通過傳動(dòng)件30(例如傳動(dòng)皮帶)連接到由電子控制裝置33控制的電動(dòng)機(jī)32的軸31。 圖3和圖4示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的兩種略有不同的實(shí)施方式。
因此，圖3顯示了通過軸9連接到壓縮機(jī)葉輪8上的渦輪機(jī)7。軸9支撐在軸承34、34a上，在軸9的遠(yuǎn)離渦輪機(jī)7的端部設(shè)置有皮帶輪31a，該皮帶輪31a通過未圖示的傳動(dòng)件(例如傳動(dòng)皮帶)連接到未圖示的發(fā)電機(jī)上，以再生(或重新利用)來(lái)自于所述渦輪機(jī)的富余能量。在增壓系統(tǒng)的這種實(shí)施方式中，軸9可以通過離合器18、23與另一個(gè)軸28連接和分離，從而當(dāng)該離合器位于接合位置時(shí)使得兩個(gè)軸9和28相互連接為同軸，第二軸28支撐在軸承34上，并裝配有用于變速的行星齒輪組25。在該軸28的相對(duì)端設(shè)置有另一皮帶輪29，該皮帶輪29通過未圖示的傳動(dòng)件(例如傳動(dòng)皮帶)連接到內(nèi)燃機(jī)的曲軸或任意類型的其它驅(qū)動(dòng)軸上，以在所述渦輪到達(dá)其工作速度之前驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)8。
圖4顯示了與圖3所示的實(shí)施方式略有不同的增壓系統(tǒng)的另一實(shí)施方式。
類似于圖3，在根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的這種實(shí)施方式中設(shè)置有軸9，該軸9上承載有渦輪機(jī)7和壓縮機(jī)8，軸9支撐在滾動(dòng)軸承34和普通軸承34a上。軸9連接到行星齒輪組25的齒圈24上，行星齒輪組25具有連接到行星齒輪組25的行星輪上的相對(duì)軸28。軸28 (軸28與軸9形成連續(xù)的軸線)的與所述行星齒輪組相距一段較短距離的位置上裝配有皮帶輪31a，該皮帶輪31a通過未圖示的傳動(dòng)件(例如傳動(dòng)皮帶)連接到未圖示的發(fā)電機(jī)上。在皮帶輪31a之后設(shè)置有另一個(gè)軸，該軸可以通過離合器18與軸28連接和分離，而且該另一個(gè)軸上還設(shè)置有另一個(gè)皮帶輪29，該皮帶輪29通過未圖示的傳動(dòng)件(例如傳動(dòng)皮帶)連接到內(nèi)燃機(jī)的曲軸或任意其它的驅(qū)動(dòng)軸上。 圖5示意性顯示了內(nèi)燃機(jī)1的一種實(shí)施方式，該內(nèi)燃機(jī)1具有進(jìn)氣歧管2和排氣歧管3，進(jìn)氣歧管2具有四個(gè)進(jìn)氣管，排氣歧管3具有用于內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)氣缸的四個(gè)排氣管。內(nèi)燃機(jī)1具有裝配有皮帶輪5的曲軸4。 連接到內(nèi)燃機(jī)組的增壓系統(tǒng)6包括設(shè)置在同一個(gè)軸9上的渦輪機(jī)7和壓縮機(jī)8。壓縮機(jī)8的壓縮機(jī)軸8a沿與渦輪/壓縮機(jī)的共用軸9相反的方向伸出。所述渦輪由排氣歧管3排放的廢氣驅(qū)動(dòng)，而且與渦輪一同旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)8的葉輪壓縮通過空氣過濾器10吸入的環(huán)境空氣。壓縮的空氣在輸送管ll中經(jīng)由中間冷卻器12和節(jié)氣門13進(jìn)入進(jìn)氣歧管2，而排氣則在經(jīng)過所述渦輪以后通過具有觸媒空氣凈化器15的排氣管14排出。
隨內(nèi)燃機(jī)的曲軸4轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶輪5通過傳動(dòng)皮帶16向軸17傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)，軸17能夠通過單向離合器單元18連接到電機(jī)20上，然后電機(jī)20連接到行星齒輪組25的齒圈24上，所述行星齒輪組25具有行星輪26和太陽(yáng)輪27，其中太陽(yáng)輪27連接到壓縮機(jī)軸8a上。在所述渦輪機(jī)沒有到達(dá)其工作區(qū)的情況下，設(shè)置有渦輪機(jī)7和壓縮機(jī)8的軸9能夠通過該方式將曲軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給軸9。 所述內(nèi)燃機(jī)還包括內(nèi)燃機(jī)制動(dòng)閥21和排氣門22。制動(dòng)閥21由控制箱23控制，該控制箱23根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的不同狀態(tài)參數(shù)操作以使得所述渦輪機(jī)保持盡可能高的轉(zhuǎn)速，從而 避免在排氣側(cè)出現(xiàn)危險(xiǎn)的壓力增大。 圖6至圖16說(shuō)明了以示意形式顯示的根據(jù)本發(fā)明的增壓系統(tǒng)的可選擇的布置結(jié) 構(gòu)，根據(jù)圖6的示意圖顯示了根據(jù)圖5的實(shí)施方式的主要部件，即渦輪機(jī)7由內(nèi)燃機(jī)1的廢 氣驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)8與渦輪機(jī)7設(shè)置在同一個(gè)軸上，而且內(nèi)燃機(jī)曲軸4通過傳動(dòng)件(例如傳 動(dòng)皮帶)16驅(qū)動(dòng)皮帶輪，該皮帶輪通過自由飛輪離合器18連接到電機(jī)20的軸上，所述電機(jī) 20的工作轉(zhuǎn)速約為20000rpm或更高。在電機(jī)20和壓縮機(jī)軸8之間設(shè)置有行星齒輪組25。
圖7中顯示的實(shí)施方式與根據(jù)圖6的實(shí)施方式的不同之處在于，行星齒輪組25設(shè) 置為最靠近離合器18，且電機(jī)20設(shè)置在離合器18的外側(cè)。 圖8所顯示的實(shí)施方式中，離合器18位于曲軸4和傳動(dòng)件16之間，而電機(jī)20連 接到行星齒輪組25的齒圈上。 圖9中顯示的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖7的實(shí)施方式，但是所述電機(jī)通過離合器18 和另外的傳動(dòng)件16a連接到曲軸4上。 圖10顯示的實(shí)施方式中，電機(jī)20位于渦輪機(jī)7和離合器18之間，而行星齒輪組 位于離合器18和所述壓縮機(jī)之間。 圖11顯示了另一種可選擇的實(shí)施方式，其中，渦輪機(jī)7和所述壓縮機(jī)通過行星齒 輪組25相互連接，而離合器18連接在曲軸4和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的傳動(dòng)件16之間。因此，在本實(shí) 施方式中，行星齒輪組與渦輪室殼體形成一體。 圖12顯示了一種機(jī)械實(shí)施方式，其中，第一行星齒輪組25位于渦輪機(jī)7和壓縮機(jī) 8之間，而第二行星齒輪組25a和離合器18位于內(nèi)燃機(jī)曲軸和電機(jī)20之間。
圖13顯示了一種電動(dòng)機(jī)械方案，其中，渦輪機(jī)7驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)28，該發(fā)電機(jī)28通過 高電壓連接線29對(duì)電機(jī)20供電。離合器18設(shè)置在電機(jī)20和傳動(dòng)件16的皮帶輪之間，在 該皮帶輪和壓縮機(jī)8之間設(shè)置有行星齒輪組25。發(fā)電機(jī)28的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為大約100， OOOrpm， 而電機(jī)的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為大約20， OOOrpm。 圖14顯示了如何將連接渦輪機(jī)7和壓縮機(jī)8的渦輪軸9設(shè)置在封閉的殼體內(nèi)并 使得該渦輪軸浮置在磁場(chǎng)中。該方案裝配有電磁離合器30和氣密封件31。齒輪32設(shè)置為 從第一行星齒輪組25向第二行星齒輪組25a傳遞動(dòng)力。 圖15顯示了高電壓混合傳動(dòng)方式，該混合傳動(dòng)方式具有共用軸9和直接連接到所
述渦輪軸上的高速電機(jī)，并具有高電壓電池組33和高速高壓電機(jī)20b。 最后，圖16顯示了一種與根據(jù)圖15的實(shí)施方式相似的實(shí)施方式，但是其中圍繞渦
輪軸布置的電機(jī)連接到行星齒輪組的任意構(gòu)件上，并具有電壓為600V的電池組33，而且電
機(jī)20 、20c均具有600V的電壓。 為了更簡(jiǎn)單地說(shuō)明本裝置的結(jié)合操作，說(shuō)明下述子系統(tǒng)。
渦輪增壓系統(tǒng) 渦輪增壓系統(tǒng)意味著驅(qū)動(dòng)時(shí)的效率良好，但其依賴于內(nèi)燃機(jī)的高轉(zhuǎn)速以使得排放 的廢氣具有足夠的動(dòng)力，從而使得廢氣將所述渦輪驅(qū)動(dòng)得足夠快以形成充分的進(jìn)氣歧管壓 力。 與其它所有的增壓系統(tǒng)相比，渦輪增壓的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于其使用廢氣的多余能 量來(lái)對(duì)進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣增壓。
通過這種方法，可以形成良好的進(jìn)氣歧管壓力而不會(huì)消耗額外的燃料。進(jìn)氣歧管 壓力與渦輪轉(zhuǎn)速的關(guān)系規(guī)則具有下述表現(xiàn)形式 增壓意味著從低轉(zhuǎn)速增大進(jìn)氣歧管壓力，并成比例地增大與轉(zhuǎn)速相匹配的進(jìn)氣歧 管壓力。但是，在更高的轉(zhuǎn)速下，增壓器的效率因高的內(nèi)摩擦和熱損耗而變低。
電動(dòng)增壓系統(tǒng) 電動(dòng)增壓系統(tǒng)以與機(jī)械增壓系統(tǒng)相同的方式工作，但其具有以下優(yōu)點(diǎn)電動(dòng)增壓 系統(tǒng)不僅能夠在需要時(shí)通過供應(yīng)電力而將進(jìn)氣歧管壓力控制在限定的水平，而且在可能的 情況下能夠通過廢氣再生電能。
現(xiàn)有的電力電子監(jiān)控系統(tǒng) 電子監(jiān)控系統(tǒng)的能量管理算法必須能夠再生動(dòng)力并將該動(dòng)力輸入車輛的電力系 統(tǒng)?，F(xiàn)今的很多車輛已經(jīng)研制出了用于該系統(tǒng)。該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為跟蹤當(dāng)前的輔助負(fù)載并監(jiān) 視蓄電池狀態(tài)。如果需要對(duì)蓄電池充電并且動(dòng)力因未使用所有的輔助系統(tǒng)而可以利用，則 系統(tǒng)可以提高發(fā)電機(jī)負(fù)載電壓以開始對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充電。 可以重新設(shè)定算法，以使得該算法除了能夠用于現(xiàn)有的應(yīng)用之外，還可以在電池 沒有完全充滿時(shí)從增壓系統(tǒng)再生出提供給電源的電能。通過這種做法，例如在高速公路駕 駛過程中，電力系統(tǒng)能夠更好地為起動(dòng)_停止用途做好準(zhǔn)備，而對(duì)于良好的起動(dòng)_停止操作 來(lái)說(shuō)，完全充滿的電池非常重要。 為了決定電機(jī)如何運(yùn)轉(zhuǎn)以及何時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要使新算法支持充電再生模式。這可以 通過使用產(chǎn)品中的已有的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)(例如可以將轉(zhuǎn)數(shù)傳感器、壓力傳感器和流量傳感器 與改進(jìn)的現(xiàn)有的電子監(jiān)控系統(tǒng)一起使用)。
能量劃分和限定的驅(qū)動(dòng)模式 為了清楚地說(shuō)明本發(fā)明的不同驅(qū)動(dòng)模式，限定下面的能量轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn) A :化學(xué)能(流量，壓力)= >機(jī)械能(轉(zhuǎn)速，扭矩) B:機(jī)械能(轉(zhuǎn)速，扭矩)=>化學(xué)能(流量，壓力) C:生成電能(I，U)=>機(jī)械能(轉(zhuǎn)速，扭矩) 再生機(jī)械能(轉(zhuǎn)速，扭矩)=>電能(I，U) 總結(jié) 本發(fā)明通過以一種新方式結(jié)合現(xiàn)有的系統(tǒng)而提供了一種相對(duì)簡(jiǎn)單的降低燃料消 耗總量的方法。如果將本發(fā)明結(jié)合到裝配有起動(dòng)-停止系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)上，由于本發(fā)明在電 子監(jiān)控系統(tǒng)(CEM)必須介入并關(guān)閉起動(dòng)-停止用途以避免電池?fù)p耗之前能夠增加啟動(dòng)所述 內(nèi)燃機(jī)的次數(shù)，因此本發(fā)明會(huì)進(jìn)一步提高所述啟動(dòng)_停止系統(tǒng)的性能。 本發(fā)明不限于附圖中所示的和參照附圖所說(shuō)明的實(shí)施方式，在附帶的權(quán)利要求限 定的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種改變和修改。 所說(shuō)明的傳動(dòng)件顯示為傳動(dòng)皮帶，但可以使用任意類型的適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)件。文中提
到的離合器單元可以是任意適當(dāng)類型的機(jī)械單向離合器，也可以是電離合器、粘性耦合器等。
權(quán)利要求
一種用于內(nèi)燃機(jī)的增壓系統(tǒng)，該增壓系統(tǒng)包括渦輪機(jī)、壓縮機(jī)和電動(dòng)系統(tǒng)，該電動(dòng)系統(tǒng)通過動(dòng)力傳遞系統(tǒng)連接到所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸或其它任何車輛驅(qū)動(dòng)軸上，其中，所述渦輪機(jī)的進(jìn)口接收所述內(nèi)燃機(jī)的廢氣，以使得所述渦輪機(jī)的渦輪旋轉(zhuǎn)，并因此通過所述驅(qū)動(dòng)軸產(chǎn)生機(jī)械旋轉(zhuǎn)能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的增壓系統(tǒng)，其中，所述渦輪機(jī)、壓縮機(jī)和電動(dòng)系 統(tǒng)沿同一條軸線設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增壓系統(tǒng)，其中，所述增壓系統(tǒng)包括所述渦輪機(jī)、所述壓 縮機(jī)以及電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，所述渦輪機(jī)、壓縮機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)均通過所述動(dòng)力傳遞系統(tǒng) 連接到所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸或其它任何車輛驅(qū)動(dòng)軸上，其中，所述渦輪機(jī)的進(jìn)口接收所述內(nèi) 燃機(jī)的廢氣，以使得所述渦輪機(jī)的渦輪旋轉(zhuǎn)，并因此通過所述驅(qū)動(dòng)軸產(chǎn)生機(jī)械旋轉(zhuǎn)能。
4. 一種用于內(nèi)燃機(jī)的增壓系統(tǒng)，該增壓系統(tǒng)包括沿同一條軸線設(shè)置的渦輪機(jī)和壓縮 機(jī)，其中，所述渦輪機(jī)的進(jìn)口接收所述內(nèi)燃機(jī)的廢氣，以使得所述渦輪機(jī)的渦輪旋轉(zhuǎn)，并因 此使得所述壓縮機(jī)的葉輪以所述渦輪的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而壓縮周圍的空氣以將該空氣輸送到 所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管；以及驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置為在所述渦輪機(jī)到達(dá)最低工作點(diǎn)之 前向與所述壓縮機(jī)相關(guān)聯(lián)的所述軸線傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的增壓系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸設(shè)置有連接到發(fā) 電機(jī)的傳動(dòng)件，該發(fā)電機(jī)用于將由所述廢氣驅(qū)動(dòng)的所述渦輪機(jī)的多余能量再生為電能。
6. 根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的增壓系統(tǒng)，其中，所述軸線細(xì)分為沿直線排列并 能夠通過離合器部件相互連接的軸。
7. —種設(shè)置有根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增壓系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述內(nèi)燃機(jī)具有用 于對(duì)至少一個(gè)燃燒室提供助燃空氣的進(jìn)氣歧管和用于從所述至少一個(gè)燃燒室排放廢氣的 排氣歧管，所述增壓系統(tǒng)包括沿同一根軸線設(shè)置的渦輪機(jī)和壓縮機(jī)，所述渦輪機(jī)的進(jìn)口連 接到所述排氣歧管以接收所述廢氣而使得所述渦輪機(jī)的渦輪旋轉(zhuǎn)，并因此通過所述渦輪機(jī) 和壓縮機(jī)的共用軸使得所述壓縮機(jī)的葉輪以所述渦輪的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而壓縮周圍的空氣以 輸送到所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管，所述內(nèi)燃機(jī)還具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸中的任意 一個(gè)能夠通過傳動(dòng)件連接到所述軸線的一部分，從而在所述渦輪機(jī)到達(dá)其最低工作點(diǎn)之前 傳遞用于驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，用于將曲軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給所述共用軸的傳動(dòng)件為傳動(dòng)皮帶。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述同一根軸線包括能夠單獨(dú)旋轉(zhuǎn)的、沿 直線排列并能夠通過離合器部件相互連接的軸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述相互連接的軸中的一個(gè)設(shè)置有連接到電 機(jī)的傳動(dòng)件，該電機(jī)用于將所述渦輪機(jī)的多余能量再生為電能。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述同一根軸線上設(shè)置有用于增大所述 軸線的轉(zhuǎn)速的中間行星齒輪組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)(1)的增壓系統(tǒng)(6)，該系統(tǒng)包括渦輪機(jī)(7)、壓縮機(jī)(8)和電動(dòng)系統(tǒng)(20)，該電動(dòng)系統(tǒng)(20)通過任意類型的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)(16，19)連接到內(nèi)燃機(jī)的曲軸或任何其它車輛驅(qū)動(dòng)軸上，其中，所述渦輪機(jī)的進(jìn)口接收廢氣，以使得所述渦輪機(jī)的渦輪旋轉(zhuǎn)，從而通過所述驅(qū)動(dòng)軸產(chǎn)生機(jī)械旋轉(zhuǎn)能。
文檔編號(hào)F02B37/10GK101790625SQ200880100411
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
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