[发明专利]新改进的增压系统和具有该系统的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种新改进的、用于内燃机的增压系统，此外，本发明还涉 及一种具有该增压系统的内燃机。

背景技术

现今，汽车工业中进行着巨大的改进，以寻求降低燃料消耗总量的系统。 为获得良好结果，许多技术区域彼此组合、相互弥补。

改善内燃机效率的一个很好的方法是使用某种增压系统来增大进气歧 管压力，以降低内部泵送损耗(internal pumping loss)。这进而会使得燃料消 耗降低。此外，该方法还能够减小内燃机的尺寸，而不会影响车辆性能要求。

存在多种不同的增压系统，但它们都可以归属为下面的类型之一：

由车辆驱动轴(例如曲轴)机械驱动的增压器；

废气驱动涡轮增压器；

电动机驱动增压器。

在一些专利申请中，同一内燃机上可以使用一个以上的增压系统。

日本公开的申请号为No 2000-230427的专利申请涉及一种具有增压器 的内燃机，其通过离合器实现内燃机与增压器的连接和分离。

WO 2004/025097A1公开了一种用于操作具有涡轮增压器的内燃机的方 法，其中涡轮增压器具有单独的压缩机，该压缩机由内燃机曲轴通过皮带传 动方式驱动，所述压缩机连接到涡轮增压器的进口，以增加输送给涡轮增压 器的进口空气的压力。这意味着所述损耗会因所述单独的压缩机和涡轮增压 器之间存在额外的增压导管而增加，而且在高的电机转速下还会增加压缩机 的机械损耗。

发明内容

本发明的目的在于将上述所有不同的驱动模式结合到一种增压系统上， 以充分利用这些不同驱动模式的不同性能。此外，本发明的目的还在于能够 将排放废气中富余能量转换为电能，如果需要所述电能可以用于对蓄电池再 充电。根据本发明的增压系统能够实际应用于现有的内燃机上，而且能够通 过所有限定类型的驱动模式驱动所述进气增压系统。

附图说明

下面参照附图所示的实施方式进一步说明本发明：

图1是装配有根据本发明的增压系统的内燃机的侧视示意图；

图2以结构简图的形式示意性说明了根据本发明的增压系统的基本布置 结构；

图3以侧剖图的形式示意性显示了根据本发明的增压系统的一种实施方 式；以及

图4是示意性显示的根据本发明的增压系统的另一种实施方式；

图5以类似于图1的视图形式显示了根据本发明的装配有增压系统的内 燃机的改进实施方式；

图6至图16示意性说明了根据本发明的增压系统的其它可选择的实施 方式。

具体实施方式

附图中所示的技术方案结合了机械增压系统、电动增压/再生系统 (electrical supercharging/regenerating system)和排气驱动涡轮增压系统，这 些类型的增压系统布置在共用轴上。该共用轴进而通过单向离合器(one way clutch)单元连接到机械驱动轴上，该机械驱动轴与任意类型的内燃机驱动 轴连接。

图1示意地显示了内燃机1，该内燃机1具有进气歧管2和排气歧管3。 在该示意性显示的实施方式中具有四个进气歧管，这说明内燃机具有四个气 缸，但是气缸的数量可以更多或更少。内燃机1具有装配有皮带轮5的曲轴 4。

增压系统6以与现有涡轮增压系统的连接方式相似的方式直接连接到内 燃机组上。该涡轮增压系统6包括设置在共用轴9上的涡轮机7和压缩机8， 其中涡轮机7由排气歧管3排放的废气驱动，并且与涡轮机7共同旋转的压 缩机叶轮8压缩通过空气过滤器10吸入的环境空气。压缩的空气在输送管 11中经由中间冷却器(intercooler)12和节气门13进入进气歧管2，而排放 的废气则在经过所述涡轮后通过具有触媒空气净化器15的排气管14排出。

随内燃机的曲轴4转动的皮带轮5通过传动皮带16向轴17传递转动， 轴17能够通过单向离合器18连接到设置有涡轮机7和压缩机8的轴9上， 因此在所述涡轮没有达到其工作区的情况下，曲轴4的转动能够传递到所述 压缩机和涡轮的共用轴9上。

为了将旋转力再生为电能，共用轴9通过传动皮带19连接到电机20、 蓄电池或类似物上。所述内燃机还包括内燃机制动阀21和排气门(wastegate) 22。