[實用新型]用于燃燒發動機的渦輪增壓器系統

有效

• 申請號: 200920152981.6
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN201507350U
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 諾伯特·肖恩;范克·斯邁爾賈納弗斯基;萊昂哈德·巴爾奇;赫爾穆特·金德爾;烏韋·施帕德爾;羅布·施塔爾曼
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02B37/00
• 分類號: F02B37/00;F02C6/12
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 衷誠宣

技術領域

本實用新型涉及用于燃燒發動機的渦輪增壓器系統。

背景技術

DE?29?11?727(＝US?4,299,090)公開了一種具有至少兩個排氣渦輪增壓器的活塞式內燃發動機。兩個渦輪增壓器并聯，且能夠關閉其中一個渦輪增壓器。在能夠關閉的渦輪增壓器的吸入管中設置止回閥。為了在能夠關閉的渦輪增壓器開啟后增加排氣量，可以使用進氣管和排氣管之間的燃燒室，空氣的量可通過燃燒室上游的可控閥來控制。

DE?602?11?384?T2(＝EP?1?472?444?B1)類似地涉及具有并聯的至少兩個渦輪增壓器的渦輪增壓器系統。在第一新鮮空氣管中在第一壓縮機的入口處設置流量調節裝置，第一壓縮機設置有新鮮空氣再循環系統。新鮮空氣再循環系統包括附加的調節裝置，用于調節再循環通過第一壓縮機的新鮮空氣的量。

具有兩個不同尺寸的渦輪增壓器且兩個渦輪增壓器并聯的燃燒發動機是已知的。主渦輪增壓器持續工作，而副渦輪增壓器僅在燃燒發動機處于高負荷時開啟。因此主渦輪增壓器可以單獨工作且所覆蓋的負荷范圍可達到燃燒發動機的較低滿負荷范圍。主渦輪增壓器在性能方面的配置對于快速加速來說很關鍵。另一方面，副渦輪增壓器的額定性能較低且所述副渦輪增壓器僅在高轉速下和較高滿負荷范圍中開啟。已證明該系統在實踐中有用，但如果要確保狀態之間的轉換(單增壓器操作、聯合操作)則需要繁多的控制裝置(閥、執行器)。對此，可以在系統中設置三個閥，且每個閥均分配有執行器：

一個控制閥分配給副渦輪增壓器的渦輪，以便通過開啟或關閉該控制閥來關閉該副渦輪增壓器的渦輪；

一個控制閥分配給副渦輪增壓器的壓縮機，以便防止新鮮空氣在關閉狀態中流失；

此外，可以在第一新鮮空氣管和第二新鮮空氣管之間設置新鮮空氣再循環管，類似地在新鮮空氣再循環管中設置具有執行器的控制閥。新鮮空氣再循環管必須定制為盡可能靠近相應的燃燒發動機或兩個渦輪增壓器。

該三閥系統完全是按照實際需求設置。然而，在從一種狀態轉換到另一種狀態的情況下，需要兩個渦輪增壓器和所有的閥及對應的執行器進行精確得多的同步化操作。

對于三閥系統，視為不利的是由于三個閥和對應的執行器、制造和控制所涉及的高復雜性和可觀的工作量，所述三閥系統成本非常高。由于控制閥增加的數目，由于所有執行器以氣動方式工作，還對低壓系統提出了嚴格的要求。為使執行器同時工作，各執行器同時需要來自真空泵的低壓。因此，所述真空泵必須相應地具有大尺寸和大功率，以便始終能夠提供所需的真空。這不僅帶來高成本，還增加了燃料消耗。另外，如果用于控制副渦輪增壓器的壓縮機的控制閥設置在壓縮機下游，則由于在主渦輪增壓器單獨工作的情況下引起的吸入，還必須提供用于副渦輪增壓器的機油密封系統。

實用新型內容

因此本實用新型的目標是用簡單的裝置改進上述類型的燃燒發動機或渦輪增壓器系統，以使其成本更低、較不復雜且要求較少的制造和控制工作量，其中僅需要同時提供少量的低壓力且可以省略用于副渦輪增壓器的單獨的機油密封系統。

根據本實用新型，該目標可以通過一種用于燃燒發動機的渦輪增壓器系統實現，該系統包括至少兩個渦輪增壓器，其中的主渦輪增壓器具有設置在第一新鮮空氣管中的壓縮機和設置在第一排氣管中的渦輪，副渦輪增壓器具有設置在第二排氣管中的渦輪和設置在第二新鮮空氣管中的壓縮機，副渦輪增壓器的渦輪與用于在燃燒發動機處于高負荷時開啟副渦輪增壓器的控制系統關聯，且第一新鮮空氣管和第二新鮮空氣管在相應的壓縮機下游組合為公共供給管，進氣冷卻器設置在公共供給管中，在所述渦輪增壓器系統中，體積補償裝置設置在第二新鮮空氣管中，用于在副渦輪增壓器開啟時向副渦輪增壓器的壓縮機提供新鮮空氣體積補償，設置在第二新鮮空氣管中的止回閥分配給體積補償裝置。

體積補償裝置可以設置在新鮮空氣管的外部，并通過連接管與新鮮空氣管連接。對于本實用新型的目的有利的是將體積補償裝置直接設置在新鮮空氣管中，或多或少作為新鮮空氣管的較粗的部分，以使第二新鮮空氣管在體積補償裝置的區域中與第一新鮮空氣管相比具有較大的體積。同時還可以設計體積補償裝置以在副渦輪增壓器起動時避免副渦輪增壓器的壓縮機喘振。

本實用新型的一個有益效果是可以不必使用現有技術中一直采用的多個控制閥及對應的執行器。僅在第二排氣管中設置一個具有執行器的控制閥(控制系統)，打開該控制閥可開啟副渦輪增壓器。對此，根據本實用新型的渦輪增壓器系統的復雜性和調節工作量明顯降低，這可產生成本低的有益效果。另外，在兩個新鮮空氣管之間可以不必使用單獨的新鮮空氣再循環，也可以不必使用用于副渦輪增壓器的單獨的機油密封系統。