[發(fā)明專(zhuān)利]液壓渦輪加速器裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080055627.7
• 申請(qǐng)日: 2010-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102667096A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·J·布舒爾;R·S·利姆休斯;D·G·施羅夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 水力管理有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02B37/10
• 分類(lèi)號(hào): F02B37/10
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 劉志強(qiáng)

相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求在2009年12月8日提交的發(fā)明名稱(chēng)為“液壓渦輪加速器裝置”的US臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.61/283697的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

很多車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)（尤其是柴油機(jī)）都使用了用于提高進(jìn)氣密度來(lái)增加每單位發(fā)動(dòng)機(jī)排量的動(dòng)力的方法。大多數(shù)這種系統(tǒng)是渦輪增壓的柴油機(jī)，較小的市場(chǎng)份額由增壓的汽油動(dòng)力系占據(jù)。渦輪增壓器具有效率上的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閺膹U氣能量中獲得動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，這對(duì)于附屬裝置的皮帶載荷是優(yōu)選的，但是也面臨著響應(yīng)的問(wèn)題，這限制了車(chē)輛的加速能力。另外，在使用渦輪器的情況下，造成了增加排氣壓力和溫度提高，導(dǎo)致排氣系統(tǒng)更重，該排氣系統(tǒng)連同渦輪增壓器自身的熱質(zhì)量一起，容易產(chǎn)生排放問(wèn)題，原因是延遲了催化轉(zhuǎn)換器的起燃。

渦輪增壓器也有一些局限性，例如在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度下由于有限的排氣速度導(dǎo)致的可得到的增壓水平以及更有效的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)例如“啟動(dòng)器/低速渦輪”以及可變的葉片/可變的噴嘴幾何形狀的方法可以提高渦輪增加器技術(shù)來(lái)克服這些困難，但是這些較小的改進(jìn)帶來(lái)了更多的限制和熱質(zhì)量，這加劇了前述的排放問(wèn)題。

近年來(lái)，隨著對(duì)節(jié)能的重新重視，非常關(guān)注使用渦輪增壓器以允許在小型車(chē)輛中使用小型發(fā)動(dòng)機(jī)，由此提高燃油效率。這些小型化的努力主要涉及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其中較大的工作轉(zhuǎn)速范圍使這些問(wèn)題比在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中更加突出。

背景技術(shù)

離心壓縮機(jī)是工業(yè)領(lǐng)域熟知的一種壓縮空氣源，用于將空氣強(qiáng)制導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)。它們結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且高效，使它們?cè)谶@些應(yīng)用中成為理想的空氣泵。一般來(lái)說(shuō)，它們由通常稱(chēng)之為渦輪增壓的廢氣渦輪驅(qū)動(dòng)。已知為“渦輪遲滯”的這些渦輪的緩慢加速一直以來(lái)是渦輪設(shè)備的一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)楸M管能夠在非常高的速度輸出大動(dòng)力的渦輪設(shè)備相對(duì)于正排量設(shè)備是低轉(zhuǎn)矩輸出設(shè)備，“渦輪遲滯”始終都是渦輪設(shè)備的一個(gè)問(wèn)題，盡管能夠在非常高的速度輸出大動(dòng)力的渦輪設(shè)備相對(duì)于正排量設(shè)備是低轉(zhuǎn)矩輸出設(shè)備，例如齒輪、擺線、葉片或者活塞式液壓馬達(dá)。

一些專(zhuān)利涉及到渦輪型液壓裝置，以加速渦輪旋轉(zhuǎn)組件。例如：

R.Kobayashi的US5,113,658描述了一種液壓助力渦輪增壓器系統(tǒng)，用于給內(nèi)燃機(jī)提供增壓空氣。該系統(tǒng)包括至少一個(gè)渦輪增壓器，其具有液壓助力渦輪用于由加壓的液壓流體驅(qū)動(dòng)，以在需要補(bǔ)充增壓空氣時(shí)在所選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器。液壓流體流由電子液壓控制閥根據(jù)主控制器的控制信號(hào)調(diào)整，其中控制信號(hào)和相應(yīng)的控制閥工作可以是與發(fā)動(dòng)機(jī)速度和載荷無(wú)關(guān)的。另外，通過(guò)兩段式噴嘴給液壓助力渦輪提供液壓流體，選擇閥與流體相連以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓空氣的需要而穿過(guò)一個(gè)或者兩個(gè)噴嘴段。

E.Kumm的US4,083,188描述了一種用于增壓一個(gè)低壓縮的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：連接的渦輪和壓縮機(jī)元件，以及具有與渦輪和壓縮機(jī)元件機(jī)械連接的第一馬達(dá)/泵單元和通過(guò)輸出傳送裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械連接的第二馬達(dá)/泵單元的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)也包括多個(gè)閥、蓄壓器、儲(chǔ)槽以及連接這些元件和馬達(dá)/泵單元的管道。第一馬達(dá)/泵單元是體積可變型，并且通過(guò)促動(dòng)器響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的入口和排氣歧管中的流體壓力來(lái)控制。第二馬達(dá)/泵單元是定排量設(shè)備，它可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段中由來(lái)自蓄壓器的流體壓力驅(qū)動(dòng)，以及被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以提供液壓來(lái)給蓄壓器再次增壓，并幫助增壓器的工作控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的預(yù)定階段，增壓器的工作也部分受到閥機(jī)構(gòu)響應(yīng)馬達(dá)/泵單元產(chǎn)生的流體壓力的控制。

G.Wolf的US3,389,554描述了一種增壓活塞式內(nèi)燃機(jī)，其具有至少一個(gè)廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪壓縮機(jī)，用于給發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃燒空氣。渦輪壓縮機(jī)設(shè)有輔助驅(qū)動(dòng)裝置，用于向其提供額外的動(dòng)力，輔助驅(qū)動(dòng)裝置包括直接連接至渦輪壓縮機(jī)的液壓排量馬達(dá)單元，以及通過(guò)適當(dāng)?shù)囊簤汗艿肋B接至液壓馬達(dá)單元以及連接至液壓流體的儲(chǔ)槽的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)泵單元。通向液壓馬達(dá)單元的液壓管道通過(guò)空氣管道連接至空氣源。空氣管道設(shè)有常閉的壓力促動(dòng)閥，壓力促動(dòng)閥在該閥的壓力響應(yīng)促動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)打開(kāi)。當(dāng)壓力促動(dòng)閥被打開(kāi)時(shí)，空氣或者空氣與液壓油流的混合物流經(jīng)馬達(dá)單元。