本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)動機增壓裝置及汽車發(fā)動機增壓方法。

背景技術：

目前，汽車增壓技術常見的有三類，分別是機械增壓、廢氣渦輪增壓和氣波增壓。其中，機械增壓能有效提高發(fā)動機功率，在發(fā)動機處于低速時，它的增壓效果十分明顯，但是高速情況下，它的增壓效果不如廢氣渦輪增壓。廢氣渦輪增壓能有效地利用排氣的能量進行增壓，經濟性比機械增壓好，但是發(fā)動機處于低速時，這種增壓方式產生的轉矩增加不多，且低速加速性差。

技術實現要素：

為克服現有技術的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種汽車發(fā)動機增壓裝置及汽車發(fā)動機增壓方法，無論在發(fā)動機高速還是低速工況時，都能快速增壓，迅速提高發(fā)動機的動力性能，獲得較好的增壓效果。

本發(fā)明的主要技術方案有：

一種汽車發(fā)動機增壓裝置，包括機架，所述機架上安裝有同軸布置的進氣渦輪和排氣渦輪，所述進氣渦輪與排氣渦輪間通過離合器離合，所述進氣渦輪與汽車發(fā)動機曲軸平行布置，所述曲軸與所述進氣渦輪的主軸之間通過皮帶傳動，所述皮帶通過張緊輪張緊在工作狀態(tài)，所述張緊輪通過張緊輪移動支架活動連接在所述機架上，所述張緊輪在所述張緊輪移動支架的帶動下能夠在工作位置和非工作位置之間移動，所述張緊輪處于工作位置時對應所述皮帶處于工作狀態(tài)，此時所述張緊輪的軸線與所述進氣渦輪的主軸軸線平行。

所述進氣渦輪的排氣口與發(fā)動機的進氣路徑的入口相連，所述排氣渦輪的進氣口與發(fā)動機的排氣路徑的出口相連。

所述進氣渦輪遠離所述排氣渦輪的一側主軸端設有皮帶輪，所述曲軸的同側端也設有皮帶輪，所述皮帶繞在上述兩個皮帶輪上。

所述張緊輪移動支架可以采用機械動力裝置或液壓動力裝置。

所述張緊輪可以位于所述皮帶的內側或外側。

所述張緊輪優(yōu)選采用滾動軸承。

一種汽車發(fā)動機增壓方法，使進氣渦輪和排氣渦輪同軸布置，二者間通過離合器離合，使所述進氣渦輪與汽車發(fā)動機曲軸平行布置，所述曲軸與所述進氣渦輪的主軸之間通過皮帶傳動，用位置可移動的張緊輪張緊或放松所述皮帶，通過車速傳感器檢測車速，當檢測到汽車處于熄火狀態(tài)時，使所述離合器處于分離狀態(tài)，使所述張緊輪放松所述皮帶；當檢測到汽車發(fā)動并且車速低于一給定的低速限值時，使所述張緊輪張緊所述皮帶，汽車發(fā)動機曲軸通過所述皮帶帶動所述進氣渦輪工作；當檢測到車速高于一給定的高速限值時，通過所述離合器將所述排氣渦輪與所述進氣渦輪同軸連接，利用所述排氣渦輪帶動所述進氣渦輪工作，同時使所述張緊輪放松所述皮帶。

所述進氣渦輪的排氣口與發(fā)動機的進氣路徑的入口相連，所述排氣渦輪的進氣口與發(fā)動機的排氣路徑的出口相連。

可以采用機械動力或液壓動力帶動所述張緊輪執(zhí)行張緊或放松操作。

所述張緊輪優(yōu)選采用滾動軸承，所述張緊輪可以位于所述皮帶的內側或外側。

本發(fā)明的有益效果是：

低速時，利用發(fā)動機的動力直接驅動增壓裝置進行增壓，充分發(fā)揮機械增壓的優(yōu)勢，增壓速度快，不存在渦輪滯泄現象，增壓效果明顯。當轉速升高到一定程度后，切換成廢氣渦輪增壓，充分利用廢氣能量驅動空氣壓縮，由于較高轉速時廢氣量也達到了相當的程度，因此用廢氣驅動容易獲得十足的動力，既不消耗發(fā)動機的能量，還能充分利用廢氣的能量，而且采用較小尺寸的渦輪即可滿足要求，整個增壓裝置和發(fā)動機的經濟性都得到提高，且增壓效果更好。

機械增壓時，單純采用進氣渦輪增壓，相比傳統(tǒng)機械增壓所采用的增壓設備，體積小巧，空間占用小，效率高，噪音低，更加節(jié)能環(huán)保。

廢氣渦輪增壓時，發(fā)動機排出的廢氣驅動排氣渦輪的葉輪，再帶動與排氣渦輪同軸連接的進氣渦輪的葉輪，壓縮進入發(fā)動機的空氣或可燃混合氣。由于進氣渦輪增壓是利用發(fā)動機本身的排氣能量來驅動，不直接消耗發(fā)動機的功率，降低燃料消耗率3％-10％，改善發(fā)動機的經濟性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的增壓裝置的一個實施例在發(fā)動機低速工況時的結構示意圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是圖1的實施例在發(fā)動機高速工況時的結構示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種汽車發(fā)動機增壓裝置，如圖1、2、3所示，包括機架，所述機架上安裝有同軸布置的進氣渦輪1和排氣渦輪2，所述進氣渦輪與排氣渦輪間通過離合器3離合，所述進氣渦輪與汽車發(fā)動機曲軸平行布置，所述曲軸與所述進氣渦輪的主軸之間通過皮帶4傳動，所述皮帶通過張緊輪6張緊在工作狀態(tài)，所述張緊輪通過張緊輪移動支架活動連接在所述機架上，所述張緊輪在所述張緊輪移動支架的帶動下能夠在工作位置和非工作位置之間移動，所述張緊輪處于工作位置時對應所述皮帶處于工作狀態(tài)，此時所述張緊輪的軸線與所述進氣渦輪的主軸軸線平行。

所述張緊輪的工作位置和非工作位置分別對應所述皮帶處于張緊狀態(tài)和松弛狀態(tài)，只有張緊狀態(tài)時，皮帶傳動才有效，其中非工作位置是除工作位置之外的若干個位置。當所述張緊輪由非工作位置慢慢移動到工作位置的過程中，所述皮帶慢慢貼合并逐漸靠緊到相應皮帶輪上。所述皮帶松弛狀態(tài)下，所述張緊輪與所述皮帶可以接觸也可以不接觸。

所述進氣渦輪的排氣口與發(fā)動機氣缸燃燒室5的進氣路徑的入口相連，所述進氣渦輪的進氣口與過濾后的常壓新鮮空氣相通，所述排氣渦輪的進氣口與發(fā)動機氣缸燃燒室的排氣路徑的出口相連，所述排氣渦輪的排氣口與尾氣排氣管的入口相通。

低速時，參見圖1、2，離合器處于分離狀態(tài)，進氣渦輪和排氣渦輪各自獨立，用所述張緊輪張緊皮帶，曲軸通過皮帶傳動帶動進氣渦輪工作，新鮮空氣經過進氣渦輪增壓進入氣缸燃燒室，增壓迅速，顯著提高發(fā)動機的動力性能。高速時，參見圖1、3，使張緊輪離開工作位置，將進氣渦輪的發(fā)動機曲軸這一條動力來源切斷，由于發(fā)動機排出的大量廢氣驅動排氣渦輪工作，通過離合器將進氣渦輪和排氣渦輪同軸連接，將排氣渦輪的動力源引至進氣渦輪，實現增壓，由于高速時廢氣排放量較大，因此可以獲得可觀的動力和增壓效果。當轉速為零時，不僅使離合器處于分離狀態(tài)，而且使張緊輪離開工作位置，即切斷進氣渦輪的兩條動力源，進氣渦輪不工作。

本發(fā)明的增壓裝置結合了機械增壓和廢氣渦輪增壓各自的優(yōu)點，將兩種增壓技術結合形成一種新的增壓方式——混合增壓。該技術主要實現發(fā)動機低速時利用機械增壓，而當速度較高時，切換為廢氣渦輪增壓，這樣既解決了機械增壓和渦輪增壓各自的弊端，也充分利用了兩種增壓方式的優(yōu)勢。

所述進氣渦輪遠離所述排氣渦輪的一側主軸端設有皮帶輪7，所述曲軸的同側端也設有皮帶輪8，所述皮帶繞在上述兩個皮帶輪上。

所述張緊輪移動支架可以采用機械動力裝置或液壓動力裝置。所述張緊輪移動支架的運動軌跡可以是直線，也可以是曲線，只要運動軌跡的一端終點對應所述張緊輪的工作位置即可。所述機架上還設有固定裝置，用于將所述張緊輪移動支架固定在上述運動軌跡的終點位置，使得需要皮帶傳動時所述張緊輪能夠可靠地固定在其工作位置上。

所述張緊輪可以位于所述皮帶的內側(參見圖2)或外側，即從皮帶的內側或外側張緊所述皮帶。

所述張緊輪優(yōu)選采用滾動軸承，充分利用軸承外圈相對內圈自由旋轉的特點，既起到張緊皮帶的作用，又不妨礙皮帶傳動。

一種汽車發(fā)動機增壓方法，使進氣渦輪1和排氣渦輪2同軸布置，二者間通過離合器3離合，使所述進氣渦輪與汽車發(fā)動機曲軸平行布置，所述曲軸與所述進氣渦輪的主軸之間通過皮帶4傳動，用位置可移動的張緊輪6張緊或放松所述皮帶，通過車速傳感器檢測車速，當檢測到汽車處于熄火狀態(tài)時，使所述離合器處于分離狀態(tài)，使所述張緊輪放松所述皮帶；當檢測到汽車發(fā)動并且車速低于一給定的低速限值時，如圖1、2所示，使所述張緊輪張緊所述皮帶，汽車發(fā)動機曲軸通過所述皮帶帶動所述進氣渦輪工作；當檢測到車速高于一給定的高速限值時，如圖1、3所示，通過所述離合器將所述排氣渦輪與所述進氣渦輪同軸連接，利用所述排氣渦輪帶動所述進氣渦輪工作，同時使所述張緊輪放松所述皮帶。張緊輪的移動和離合器的離合優(yōu)選通過電控，這樣可以與車速傳感器共同實現控制閉環(huán)，實現多種增壓方式的自動切換。

所述進氣渦輪的排氣口與發(fā)動機氣缸燃燒室5的進氣路徑的入口相連，所述進氣渦輪的進氣口與過濾后的常壓新鮮空氣相通，所述排氣渦輪的進氣口與發(fā)動機氣缸燃燒室的排氣路徑的出口相連，所述排氣渦輪的排氣口與尾氣排氣管的入口相通。

可以采用機械動力或液壓動力帶動所述張緊輪執(zhí)行張緊或放松操作。所述張緊輪優(yōu)選采用滾動軸承，所述張緊輪可以位于所述皮帶的內側或外側，即從皮帶的內側或外側張緊所述皮帶。

本發(fā)明的裝置的使用體現了本發(fā)明的方法，本發(fā)明的方法的使用可以基于本發(fā)明的裝置，但不限于本發(fā)明的裝置。