一种机械式涡轮增压系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112031928A(43)申请公布日2020.12.04(21)申请号202010859403.7(22)申请日2020.08.24(71)申请人东风商用车有限公司地址430056湖北省武汉市经济技术开发区东风大道10号(72)发明人赵艳婷刘贝刘子豪殷勇阳松林张辉亚王必璠(74)专利代理机构湖北竟弘律师事务所42230代理人沈莉(51)Int.Cl.F02B39/10(2006.01)F02B39/12(2006.01)F02B63/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种机械式涡轮增压系统及方法(57)摘要本申请公开了一种机械式涡轮增压系统及方法，涉及发动机技术领域，该系统包括：压气机，连接于发动机的进气管；涡轮机，连接于发动机的排气管；第一离合器，其输出端连接压气机，其输入端连接电动机，以将电动机耦联至压气机；第二离合器，其输入端与涡轮机连接，其输出端与齿轮机构连接，以将涡轮机耦联至齿轮机构；且当其中一个离合器接合时，另一个离合器断开；齿轮机构连接发动机的曲轴，齿轮机构用于当第二离合器接合时，将涡轮机产生的机械能传递给发动机。本申请，当第一离合器接合，可通过电动机带动压气机，以实现增压补偿功能；当第二离合器接合，可将涡轮机产生的机械能通过齿轮机构传递给发动机，实现发动机废热能量的回收利用。CN112031928ACN112031928A权利要求书1/1页1.一种机械式涡轮增压系统，其特征在于，其包括：压气机，连接于发动机的进气管；涡轮机，连接于所述发动机的排气管，所述涡轮机与压气机同轴连接；第一离合器，其输出端连接所述压气机，其输入端连接电动机，以将所述电动机耦联至压气机；第二离合器，其输入端与所述涡轮机连接，其输出端与齿轮机构连接，以将所述涡轮机耦联至所述齿轮机构；且当其中一个离合器接合时，另一个离合器断开；所述齿轮机构连接所述发动机的曲轴，所述齿轮机构用于当第二离合器接合时，将所述涡轮机产生的机械能传递给所述发动机。2.如权利要求1所述的机械式涡轮增压系统，其特征在于：所述压气机与所述发动机之间的进气管上还设有中冷器，所述中冷器采用隔热材料制成，用于对所述进气管中的进气降温。3.如权利要求1所述的机械式涡轮增压系统，其特征在于：所述系统还包括控制器，所述控制器用于根据所述发动机的运行状态，响应控制第一离合器接合、或者第二离合器接合。4.如权利要求3所述的机械式涡轮增压系统，其特征在于：所述控制器还包括MAP数据存储器，所述MAP数据存储器用于存储发动机负荷与扭矩对应关系的MAP图。5.如权利要求1所述的机械式涡轮增压系统，其特征在于：所述系统还包括蓄电池，所述蓄电池用于给电动机供电。6.如权利要求1所述的机械式涡轮增压系统，其特征在于：所述第一离合器和第二离合器均为无级变速器CVT。7.一种基于权利要求1所述机械式涡轮增压系统的方法，其特征在于，其包括步骤：判断发动机的运行状态；当所述发动机处于中低速中高负荷状态时，第一离合器接合，将电动机耦联至压气机；当所述发动机处于高速高负荷状态时，第二离合器接合，将涡轮机耦联至齿轮机构，并将所述涡轮机产生的机械能传递给发动机；否则，所述第一离合器和第二离合器均断开，由所述发动机带动所述压气机和涡轮机运行。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述判断发动机的运行状态之前，还包括：通过发动机台架试验标定，得到发动机负荷与扭矩的对应关系，生成MAP图并存储。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述系统还包括控制器；所述判断发动机的运行状态，具体包括：所述控制器采集发动机当前的工况状态信息，并根据所述工况状态信息和所述MAP图，判断发动机的运行状态。10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述齿轮机构至少包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮安装于所述第二离合器输出端的输出轴上，所述第二齿轮安装于发动机的曲轴上，且第二齿轮与第一齿轮之间传动连接。2CN112031928A说明书1/4页一种机械式涡轮增压系统及方法技术领域[0001]本申请涉及发动机技术领域，具体涉及一种机械式涡轮增压系统及方法。背景技术[0002]目前，涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的压气机，以压送空气使之增压进入发动机。[0003]相关技术中，由于车用柴油机在中低速中高负荷时对空燃比要求较高，即上述工况亟待较充足的新鲜进气量，通过将电辅助增压器布置在现有涡轮增加器的上游或者下游，与涡轮增压器共存，即可提高空燃比，改善发动机燃油经济性。[0004]但是，上述电动增压器与传统涡轮增加器共同布置，不仅增加生产成本，且在高速高负荷工况下，废气的能量仍较为充足，并