[发明专利]热力发动机的空气增压系统的冷却装置和配备有该装置的空气增压系统

说明书

根据本发明的装置(12)适于冷却热力发动机(2)的空气增压系统(1)，所述空气增压系统包括热力涡轮增压器(10)和能够水冷却的电力增压器(11)。所述装置包括：第一冷却回路(12A)，用于冷却由所述系统供应到热力发动机的增压空气；第二冷却回路(12B)，用于水冷却所述电力增压器。根据本发明，所述装置包括水‑空气热交换器(120)，其由所述两个冷却回路共用。

技术领域

本发明一般涉及机动车辆领域。更特别地，本发明涉及一种用于热力发动机的空气增压系统的冷却装置，所述空气增压系统包括热力涡轮增压器和电力增压器。本发明还涉及一种空气增压系统，其中集成有该冷却装置。

背景技术

在减少机动车辆的CO₂排放的背景下，机动车辆制造商已经转向开发配备有性能更高且响应更快的新一代空气增压系统的具有更少气缸的热力发动机。这些新一代空气增压系统围绕热力涡轮增压器和电力增压器构建。

基于在热力发动机的热排放气体中回收的能量而运行的传统的热力涡轮增压器需要排放气体的足够的压力以使该热力涡轮增压器运转。事实上，热力涡轮增压器仅基于热力发动机的一定的旋转速度才实际运转，这导致排放气体的压力升高。电力增压器在空气增压系统中的集成使得可以通过使空气增压的运行范围扩展到低速度中来克服涡轮增压器的这种已知的缺点。

在发动机罩下实施电力增压器对机动车辆制造商要求了严格的限制。实际上，发动机罩下所需的体积较大。不仅需要容置电力增压器和集成在热力发动机的空气回路中的连接管路和旁通管路，而且还需要额外的冷却回路以根据需要冷却电力增压器。

基于特定功率，电力增压器需要比其电动机和与之相关的电功率设备的简单的空气冷却更有效的冷却装置。因此，需要水冷却回路，并且需要水-空气热交换器和水泵，这意味着额外的成本和更大的体积。

文献DE10315779A1描述了一种热力发动机的空气增压系统的冷却装置。在现有技术中，有必要提出一种解决方案，其有助于将电力增压器及其冷却回路集成在机动车辆的发动机罩下，并且对体积和成本方面的限制较少。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种热力发动机的空气增压系统的冷却装置，所述空气增压系统包括热力涡轮增压器和能够水冷却的电力增压器，所述装置包括：第一冷却回路，用于冷却由所述系统供应到热力发动机的增压空气；第二冷却回路，用于水冷却所述电力增压器；以及水-空气热交换器，由所述第一冷却回路和所述第二冷却回路这两个冷却回路共用。

因此，同一水-空气热交换器用于冷却增压的增压空气并且用于冷却增压器。与不具有电力增压器的空气增压系统中使用的水-空气热交换器相比，该水-空气热交换器的尺寸不需要过大。因此，本发明提供了较大的体积增益，这有助于将电力增压器集成在车辆的发动机罩下并且允许显著降低成本。

根据本发明的装置的特定特征，共用的所述水-空气热交换器的总冷却能力在尺寸上被设置为使得(est dimensionnée pour)：当热力发动机处于其传递最大功率的高转速的运行区域中时，所述第一冷却回路能够冷却供应到所述热力发动机的增压空气。

根据另一特定特征，共用的所述水-空气热交换器由第一热交换部和第二热交换部形成，第一热交换部和第二热交换部流体连通且一起提供共用的水-空气热交换器的所述总冷却能力。

根据又一特定特征，所述第一冷却回路使用所述第一热交换部和第二热交换部。

根据又一特定特征，所述第二冷却回路使用所述第二热交换部。

根据又一特定特征，所述第二热交换部的热冷却能力在尺寸上被设置为使得：当在热力发动机的低转速的运行区域中激活电力增压器时，能够恰好根据需要冷却所述电力增压器。

根据又一特定特征，所述第一冷却回路和第二冷却回路分别包括第一水泵和第二水泵。