[發(fā)明專利]熱動-氣動發(fā)動機(jī)及其運(yùn)行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280034808.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN103649488A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·迪芒
• 申請（專利權(quán)）人: 標(biāo)致·雪鐵龍汽車公司
• 主分類號: F02B21/00
• 分類號: F02B21/00;F02D13/02;F02D13/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱動-氣動混合動力發(fā)動機(jī)的運(yùn)行方法以及能夠執(zhí)行該方法的熱動-氣動發(fā)動機(jī)。

本發(fā)明更特別涉及一種使用發(fā)動機(jī)氣缸作為壓縮設(shè)備的熱動-氣動混動動力發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)

新式動力裝置需要響應(yīng)限制越來越多的問題，尤其是越來越嚴(yán)格的CO2排放和污染物排放的法規(guī)限制。

這些限制使得我們必須在熱發(fā)動機(jī)的所有使用階段優(yōu)化其運(yùn)行。

傳統(tǒng)熱力發(fā)動機(jī)的其中一項(xiàng)首要功能是為車輪提供扭矩以便前進(jìn)。該扭矩基本上用于克服各種摩擦阻力并且克服車輛的慣性。由發(fā)動機(jī)帶來的扭矩形式的能量部分轉(zhuǎn)化為動能。

在剎車減速階段，發(fā)動機(jī)不再為車輪提供扭矩。車輛由于腳提高時(shí)各種摩擦力以及剎車力最強(qiáng)的剎車系統(tǒng)自然減速。當(dāng)處于剎車階段時(shí)，車輛的動能由剎車板轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃可l(fā)到附近環(huán)境中。

存在剎車動能的回收系統(tǒng)。這些系統(tǒng)主要回收車輛在減速階段的動能并且將該能量以新的形式儲存起來以便在車輛的其它使用階段，例如加速階段，重新利用?？梢岳缌信e如下：

-動能回收系統(tǒng)（KERS），其回收車輛的動能并將該能量以旋轉(zhuǎn)動能的形式儲存起來，

-電混合裝置，其通過發(fā)電機(jī)回收車輛的動能并且將該能量以電能的形式儲存起來，

-氣動混合動力裝置，其通過空氣壓縮機(jī)回收車輛的動能并且將該能量以壓縮空氣的形式儲存起來。

氣動混合動力裝置的理念在于例如在剎車階段在發(fā)動機(jī)組入口處的使用抵抗扭矩（couple?resistif），以便壓縮空氣并且將其儲存在容器中。

該壓縮可以通過使用發(fā)動機(jī)氣缸實(shí)現(xiàn)，只需布置專用于壓縮空氣填充和放泄的閥。這種設(shè)計(jì)的實(shí)施例例如在文件FR2865769中已知。在低速行駛時(shí)的加速階段，儲存在容器中的壓縮空氣可被用于產(chǎn)生正扭矩。

使用發(fā)動機(jī)氣缸作為壓縮設(shè)備的熱動-氣動混合發(fā)動機(jī)的原理在圖1中示出。

圖1中示意性示出的熱動-氣動混合發(fā)動機(jī)傳統(tǒng)上包括發(fā)動機(jī)模塊，所述發(fā)動機(jī)模塊包括氣缸蓋1和氣缸2。在這種情況下，這里所示的每個(gè)氣缸包括：兩個(gè)進(jìn)氣門3、排氣門4以及壓縮空氣的填充和放泄閥5。進(jìn)氣門3和排氣門4例如通過未示出的凸輪軸與分配裝置配合，所述分配裝置允許根據(jù)活塞在氣缸2中的位置打開和關(guān)閉閥。壓縮空氣的填充和放泄閥5與未示出的自身的分配裝置相配合，所述分配裝置允許根據(jù)加壓氣體的填充和放泄需要打開和關(guān)閉。所述需要基本上不取決于活塞在氣缸2中的位置。發(fā)動機(jī)還包括：允許借助進(jìn)氣門3對進(jìn)入氣缸2的空氣進(jìn)行分配的進(jìn)氣分配器6、允許借助排氣門4從氣缸2排放氣體的排氣收集器7。

如圖1所示，這種熱動-氣動混合發(fā)動機(jī)也包括加壓氣體儲存設(shè)備。加壓氣體儲存設(shè)備主要包括加壓氣體儲存容器8以及管網(wǎng)9，所述管網(wǎng)在加壓氣體的填充和放泄閥5處連接加壓氣體儲存容器8和氣缸2。

氣動混合動力裝置，與混合動力牽引系統(tǒng)的其它設(shè)計(jì)相同，可以根據(jù)燃燒運(yùn)行模式或者根據(jù)氣動運(yùn)行模式操作。氣動混合動力裝置允許確保例如在車輛剎車或減速時(shí)回收能量。如果回收的動能很少，則氣動混合動力裝置的影響可以忽略并且系統(tǒng)的總效率很低。如果回收的剎車動能很多，則系統(tǒng)的總效率會非常好。

因此總是需要改善熱動-氣動混合動力發(fā)動機(jī)在不同的可能運(yùn)行模式下的效率。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的目的之一是提供一種新的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行方法，其能夠改善熱動-氣動型混合動力發(fā)動機(jī)在不同運(yùn)行模式下的效率，所述模式為燃燒模式或氣動模式。

本發(fā)明因此提供一種熱動-氣動發(fā)動機(jī)的運(yùn)行方法，所述熱動-氣動發(fā)動機(jī)包括：

-氣缸，其包括：進(jìn)氣門、排氣門以及填充/放泄閥，

-借助填充/放泄閥與所述氣缸相連的壓縮空氣容器，

在發(fā)動機(jī)循環(huán)過程中的已確定時(shí)刻時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉并且排氣門打開，所述發(fā)動機(jī)循環(huán)至少包括壓縮階段和膨脹階段，所述已確定時(shí)刻分別限定實(shí)際壓縮比和實(shí)際膨脹比，

所述方法包括在燃燒運(yùn)行模式和氣動運(yùn)行模式之間選擇的步驟，在所述燃燒運(yùn)行模式中填充/放泄閥關(guān)閉，在所述氣動運(yùn)行模式中，填充/放泄閥控制壓縮空氣在氣缸和容器之間通過，其特征在于，所述方法包括對于選擇的運(yùn)行模式，在發(fā)動機(jī)循環(huán)過程中，對進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)刻和/或排氣門的打開時(shí)刻的調(diào)整步驟，使得分別調(diào)節(jié)實(shí)際壓縮比和/或?qū)嶋H膨脹比以使選擇的運(yùn)行模式的效率最佳。