[实用新型]一种可变速比复合涡轮系统

说明书

技术领域

本实用新型属于发动机废气能量回收技术领域，具体涉及一种可变速比复合涡轮系统，具体适用于简化结构、减小体积、改善发动机的性能。

背景技术

随着汽车保有量的持续增加，汽车发动机的能源消耗、温室气体CO₂和污染物排放问题日益突出。汽车的节能、减排已经成为当今汽车工业发展亟待解决的关键问题。提高车用发动机能量利用率是解决汽车节能、减排问题的重要措施之一。发动机在工作过程中，燃油燃烧总能量中只有30%–45%用于动力输出的有效功，而将近1/3的能量通过废气能量损失掉了，因此回收利用废气能量能够提高发动机能量利用率，从而现实汽车的节能、减排。

近年来，国内外对发动机废气能量回收利用技术进行了大量的研究和应用工作。复合涡轮技术是通过一个高效的动力涡轮吸收利用废气中热量转换为涡轮的旋转动能，然后通过传动系统将能量输入到发动机曲轴中，从而提高发动机功率输出。复合涡轮发动机能够通过匹配较小的涡轮增压器实现提升低速、低负荷的空燃比，改善燃烧，降低燃油消耗率，提高瞬态响应；高速时由于能够回收的废气能量较大因此也能提升功率、降低燃油消耗率；同时复合涡轮发动机由于排气背压增加可以现实更高的EGR率，从而降低发动机的NOx排放量。

中国专利：申请公布号为CN103225552A，申请公布日为2013年7月31日的发明专利公开了一种动力涡轮混联式复合装置及控制系统，包括增压器、动力涡轮、动力涡轮控制器以及设置在动力涡轮与曲轴之间的可变机械传动系统，可变机械传动系统由离合器、第一级固定速比变速器、第二级可变速比变速器和第三级动力耦合齿轮组成，且离合器、动力涡轮和第二级可变速比变速器均与动力涡轮控制器电联，动力涡轮与涡轮增压器串联，第一级固定速比变速器设置在离合器的输出端，用于对动力涡轮进行大速比降速，第二级可变速比变速器设置在第一级固定速比变速器的低速端，用于调节动力涡轮与内燃机之间的速比，第三级动力耦合齿轮设置在内燃机的曲轴端，用于将动力涡轮的扭矩耦合到内燃机的曲轴上输出做功，动力涡轮控制器根据内燃机的运行工况实时，控制动力涡轮的运行状态。虽然该发明能够根据内燃机的运行工况实时调控第二级可变速比变速器的速比，在全工况范围内优化动力涡轮的运行效率，但要实现电控无极变速，那么其执行机构必然会非常复杂，整个结构的体积也会较大，很难真正实现其在发动机上的应用。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有结构存在的结构复杂、体积较大的问题，提供一种结构简单、体积较小的可变速比复合涡轮系统。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：

一种可变速比复合涡轮系统，包括增压器、动力涡轮、变速机构、传动机构，所述增压器包括同轴连接的压气机、增压涡轮，压气机的排气端与发动机的进气歧管相通，增压涡轮的进气端、排气端分别与发动机的排气歧管、动力涡轮的进气端相通，且动力涡轮的输出轴依次通过变速机构、传动机构与发动机的曲轴相连；

所述变速机构包括大速比齿轮组、小速比齿轮组、变速比控制装置，大速比齿轮组包括相互啮合的一号齿轮、二号齿轮，小速比齿轮组包括相互啮合的三号齿轮、四号齿轮，所述一号齿轮、三号齿轮同轴固定在输出轴上，二号齿轮、四号齿轮同轴设置在传动机构的传动输入轴上且可相对于传动输入轴空转；

所述传动输入轴上位于二号齿轮、四号齿轮之间的区域套设有可沿传动输入轴轴向移动的结合套，该结合套的外齿与二号齿轮、四号齿轮的内齿相配合，且结合套通过结合套拨叉机构与变速比控制装置连接。

所述传动机构包括柔性传动装置、传动齿轮组，该柔性传动装置上设置有传动输入轴、传动输出轴，所述传动输出轴通过传动齿轮组与曲轴相连。

所述变速机构、传动机构均设置在壳体的内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：