[发明专利]再生辅助涡轮增压系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及到涡轮增压系统，更具体涉及到再生辅助涡轮增压系统。

背景技术

如本领域所公知，由于涡轮增压的、小型化发动机成为改善车辆燃油经济性的主要策略，对它们的瞬时响应的改进是非常重要的。当涡轮增压器为快速瞬时反应而尺寸较小时，其在高功率时可能耗尽流量从而限制其额定功率；另一方面，当涡轮增压器尺寸足够大能传输有竞争力的功率时，其可能在瞬时期间执行非常迟缓。已经提出几种技术来解决这个矛盾，例如串联序列涡轮增压系统，机械驱动增压器，或者电驱动增压器或者涡轮增压器的使用等。

众所周知，在常规涡轮增压发动机中，发动机和涡轮增压器彼此独立工作。“缺乏同步”使得压缩器在瞬时运行期间进入低效率运行区间并且使得涡轮以低速度比(U/C)工作(其中U/C为叶片-速度比)即在低效率运行区间运行(即，液压控制的涡轮增压器会允许设计高效率的压缩器与涡轮，因为其不需要为了运行范围而妥协效率)。

发明内容

根据本发明，提供一种涡轮增压内燃发动机，包括控制单元和与涡轮相连的装置，该装置响应于来自控制单元的加速信号辅助涡轮增压器的加速以及响应于来自控制单元的减速信号减速涡轮增压器。

在一个实施例中，该装置响应于来自控制单元的减速信号从涡轮增压器吸收能量以减速涡轮增压器。

在一个实施例中，该装置包括与涡轮增压器的涡轮和压缩器同轴并且位于涡轮增压器的涡轮和压缩器上的一个或多个液压轮，该一个或多个轮响应于加速信号被驱动以辅助涡轮增压器的加速或者响应于减速信号被驱动从涡轮增压器轴吸收能量。

在一个实施例中，该一个或多个轮为液压运转轮。

在一个实施例中，该装置包括用以加速涡轮增压器的液压运转涡轮和用以吸收能量而减速涡轮增压器的液压运转泵。

在一个实施例中，该装置包括可逆液压运转涡轮泵。

在一个实施例中，提供一种系统，包括：内燃发动机；与该发动机相连的涡轮增压器。涡轮增压器包括：压缩器；涡轮；连接在该压缩器和涡轮之间的轴；位于该轴上的一个或多个轮；用于产生加速信号或者减速信号的控制单元；响应于该加速信号运转一个或者多个轮以加速涡轮增压器转动或者响应于该减速信号运转一个或者多个轮以减速涡轮增压器转动的驱动系统。

在一个实施例中，其中一个或者多个轮为设置于该轴上的一对轮，其中驱动系统响应于该加速信号促使这一对轮的第一轮产生第一角度方向的扭矩分量以加速涡轮增压器的转动，或者响应于来自发动机控制单元的减速信号控制这一对轮的第二轮上的液压负荷以产生第二相反角度方向的扭矩分量。

在一个实施例中，其中一个或者多个轮为设置于该轴上的一个轮，其中驱动系统响应于该控制信号促使该轮产生扭矩分量以加速涡轮增压器的转动或者响应于来自控制单元的减速信号控制在轮上的液压负荷以产生第二相反角度方向的扭矩分量。

在一个实施例中，提供一种系统，包括：内燃发动机，以及与发动机相连的涡轮增压器。涡轮增压器包括：压缩器，涡轮，连接在压缩器和涡轮之间的轴；设置于轴上的一个或者多个液压驱动轮；以及用于响应于来自控制单元的加速信号驱动一个或者多个液压驱动轮以辅助涡轮增压器的加速或者响应于来自控制单元的减速信号以使得一个或多个液压驱动轮吸收能量以辅助涡轮增压器的减速的驱动系统。

在一个实施例中，该系统使用位于轴上的一对液压轮和使用驱动系统，并且促使这一对液压轮的第一轮响应于控制信号产生扭矩分量以加速涡轮增压器的旋转或者促使这一对液压轮的第二轮响应于来自控制信号的减速控制信号以产生扭矩分量。

在一个实施例中，该系统利用位于轴上的一对液压轮和利用驱动系统，促使这一对液压轮的第一轮响应于控制信号产生第一角度方向的扭矩分量以加速涡轮增压器的旋转以及促使这一对液压轮的第二轮响应于来自控制信号的减速控制信号产生第二相反角度方向的扭矩分量。

吸收的能量可以被转换为电力或者液力/气力的形式并以电力或者液力/气力的形式存储。

在一个实施例中，该一个或者多个轮由流体驱动。

在一个实施例中，该流体为液体。

在一个实施例中，该流体为发动机使用的发动机机油或者为其它流体。

在一个实施例中，该流体由气力能量源提供能量。

在一个实施例中，该流体由电力能量源提供能量。

在一个实施例中，该系统包括在减速期间驱动的液压发电机，以产生用作电力能量源的电能。

在一个实施例中，该流体存储在与发动机分离的存储箱中。