[發明專利]具有增壓的內燃機和渦輪復合系統的傳動系

無效

• 申請號: 201280004308.2
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN103282620A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 托馬斯·菲格勒;馬庫斯·克萊;亞歷山大·伍恩施
• 申請（專利權）人: 沃依特專利有限責任公司
• 主分類號: F02B37/013
• 分類號: F02B37/013;F02B37/04;F02B41/10;F02B37/18;F02B37/00;F02M25/07
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種傳動系、特別是機動車傳動系，該傳動系具有增壓的內燃機和渦輪復合系統，例如用于驅動載貨車、特別是載重汽車或軌道車輛。然而本發明還可以應用于其它傳動系、例如靜態傳動系，或應用于其它車輛、例如轎車。

背景技術

具有增壓的內燃機的傳動系在很長時間以來就是已知的。在這種情況下，在常被設計為活塞式壓縮機，例如柴油機的內燃機的廢氣流中布置渦輪機，并通過廢氣流進入驅動壓縮機的旋轉運動，該壓縮機對輸送給內燃機的新鮮空氣或新鮮空氣混合氣進行壓縮。渦輪機和壓縮機的組合稱為渦輪增壓器，其中渦輪機和壓縮機通常布置在共同的軸、渦輪增壓器軸上。當前，將渦輪機稱為渦輪增壓器渦輪機，并將壓縮機稱為渦輪增壓器壓縮機。

為了能夠更好地充分利用廢氣中含有的能量，特別是用于車輛傳動，近來，為增壓的內燃機額外配備了所謂的渦輪復合系統。這種渦輪復合系統同樣包括由廢氣加載并驅動的渦輪機，當前被稱為動力渦輪機，該渦輪機將廢氣的熱能和流動能轉換為機械能或驅動功率。然而，并不將這個驅動功率傳輸給任何壓縮機，而是傳輸給內燃機將其驅動功率所輸入的那個傳動系。所以，廢氣動力渦輪機至少間接與驅動電動機的輸送軸傳動連接。

歐洲專利文件EPOO91139B2描述了渦輪增壓器和渦輪復合系統的組合。根據第一實施方式，渦輪增壓器的渦輪機在廢氣流中與廢氣動力渦輪機并聯布置。根據第二實施方式，廢氣首先流過渦輪增壓器的渦輪機，然后流過渦輪復合系統的廢氣動力渦輪機。在渦輪機并聯的情況下，對渦輪機面積進行劃分，即，將面積的70%分攤給渦輪增壓器的渦輪機，并將10%分攤給廢氣動力渦輪機。因此，廢氣動力渦輪機是非常小且快速旋轉的渦輪機。在串聯的情況下，對于80%的渦輪機橫剖面設計增壓渦輪機。在后接的動力渦輪機中，剩余壓力(Restgefaelle)被轉化為機械功。因此，動力渦輪機體積龐大而且昂貴，并且通常應用于較小的電動機中。優勢在于，與快速旋轉的并聯渦輪機相比，可以將動力渦輪機和內燃機之間的傳動裝置設計得更加價廉。

盡管已知的解決方案已經很好地利用了存在于廢氣中的能量，并因此優化了內燃機的燃油消耗，還是值得追求進一步的改善。特別是應該消除前述裝置的缺點。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種在所述的要求方面得到改善的傳動系。同時，應該能夠以盡可能低廉的成本生產傳動系，并且傳動系應可靠地工作。

根據本發明的目的通過具有權利要求1所述特征的傳動系來實現。從屬權利要求中給出了本發明的有利的和特別適合的設計方案。

根據本發明的傳動系具有增壓的內燃機，例如柴油機或其它活塞式電動機，其中所述的內燃機具有用于將驅動功率輸入傳動系的輸送軸。驅動功率，例如在多個靜止的車輛中或者也可以在一個車輛中，用于驅動機組、特別是做功機械或發電機，或者在車輛中借助于內燃機的驅動功率驅動主動輪。所以，在后一種情況下，內燃機獨自地或以與其它發動機組合地用于牽引車輛。

設置了渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括大量在內燃機廢氣流中的渦輪增壓器渦輪機和在引向內燃機的新鮮空氣流中的渦輪增壓器壓縮機。新鮮空氣流不僅是指純新鮮空氣流，在對其進行壓縮后，借助于渦輪增壓器壓縮機將燃料以及特別是一定份額的廢氣引向該純新鮮空氣流，而且還指新鮮空氣混合氣，該混合氣除了新鮮空氣之外已經含有其它成分，例如燃料和/或廢氣。

各個渦輪增壓器等級的渦輪增壓器渦輪機和渦輪增壓器壓縮機有利地彼此純機械地傳動連接，并且能夠例如抗扭地布置在共同的軸上，或由其支撐。

根據本發明的傳動系還具有渦輪復合系統，包括廢氣動力渦輪機，廢氣動力渦輪機布置在內燃機的廢氣流中，例如沿流動方向布置在渦輪增壓器的第一渦輪增壓器渦輪機后面。廢氣動力渦輪機與內燃機的輸送軸傳動連接，或者能選擇性地能夠與之連接。另外，傳動連接不僅指直接的傳動連接，還指間接的傳動連接，例如通過中間連接的傳動裝置、例如變速齒輪。有利地，在傳動連接中設置可調節的或不可調節的液壓離合器，該離合器一方面可以阻止旋轉收縮從內燃機傳遞到廢氣動力渦輪機上，并且另一方面可以在其被設計為可排空的情況下中斷廢氣動力渦輪機和內燃機輸送軸之間的傳動連接。

根據本發明，渦輪復合系統的廢氣動力渦輪機與第二渦輪增壓器渦輪機并聯地、也就是說與渦輪增壓器的低壓渦輪機并聯地布置在內燃機的廢氣流中。這意味著，內燃機的廢氣流，特別是借助于可調節的廢氣流分配器，被分為至少兩股廢氣子流，并且在第一廢氣子流中，廢氣穿流過廢氣動力渦輪機，并且在第二廢氣子流中，廢氣流過渦輪增壓器渦輪機。