[發(fā)明專利]渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)和車輛

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410030757.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103754103A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張揚(yáng)軍;劉剛;黃開(kāi)勝;諸葛偉林;何海龍;楊震寰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B60K6/00
• 分類號(hào): B60K6/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)和車輛。

背景技術(shù)

重型工程車輛及相關(guān)特種車輛綜合運(yùn)行油耗高、體積和質(zhì)量功率密度小、環(huán)境適應(yīng)性能差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明需要提供一種渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)，該渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)具有三種不同的工作模式，可以適應(yīng)于不同工況。

本發(fā)明另一方面還需要提供具有上述渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)的車輛。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)；第一渦輪增壓器，所述第一渦輪增壓器利用來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的能量對(duì)進(jìn)入所述第一渦輪增壓器的空氣進(jìn)行增壓，并將由所述第一渦輪增壓后的空氣供給所述發(fā)動(dòng)機(jī)；燃?xì)廨啓C(jī)，所述燃?xì)廨啓C(jī)包括燃燒室、第二渦輪增壓器和動(dòng)力渦輪，所述第二渦輪增壓器利用來(lái)自所述燃燒室和所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的能量對(duì)進(jìn)入所述第二渦輪增壓器的空氣進(jìn)行增壓，并將由所述第二渦輪增壓器增壓后的空氣分別供給所述燃燒室和所述發(fā)動(dòng)機(jī)，或者所述第二渦輪增壓器利用來(lái)自所述燃燒室的排氣的能量對(duì)進(jìn)入所述第二渦輪增壓器的空氣進(jìn)行增壓，并將由所述第二渦輪增壓器增壓后的空氣供給所述燃燒室，其中所述動(dòng)力渦輪由流經(jīng)所述第二渦輪增壓器的排氣驅(qū)動(dòng)；第一閥、第二閥和控制器，所述控制器分別與所述第一閥和所述第二閥相連，其中所述控制器控制所述第一閥以使由所述第一渦輪增壓器增壓后的空氣供給至所述發(fā)動(dòng)機(jī)且控制所述第二閥以將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣供給至所述第一渦輪增壓器；或者所述控制器控制所述第一閥以使所述由所述第二渦輪增壓器增壓后的空氣供給至所述燃燒室且控制所述第二閥以將所述燃燒室的排氣供給至所述第二渦輪增壓器；或者所述控制器控制所述第一閥以使由所述第二渦輪增壓器增壓后的空氣分別供給所述燃燒室和所述發(fā)動(dòng)機(jī)且控制所述第二閥以將所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述燃燒室的排氣一同供給至所述第二渦輪增壓器。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)，通過(guò)將發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)有機(jī)地組合在一起，從而使得渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)集成了發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)彼此的優(yōu)點(diǎn)，使得渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)具有三種不同的工作模式，從而實(shí)現(xiàn)了渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)在不同工況條件下均可以正常穩(wěn)定地運(yùn)行。此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)在不同的工作模式下排出的高溫高壓廢氣的壓力能和熱能都可以被充分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用以壓縮空氣或?qū)ν廨敵鰴C(jī)械功，提高了燃油的能量利用率。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)，還可具有如下附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一渦輪增壓器包括第一壓氣機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)所述第一壓氣機(jī)的第一渦輪機(jī)，所述第二渦輪增壓器包括第二壓氣機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)所述第二壓氣機(jī)的第二渦輪機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一閥和所述第二閥均為電磁閥。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一閥和所述第二閥中的每一個(gè)均具有第一閥口、第二閥口和第三閥口，所述第一閥的第一閥口與所述發(fā)動(dòng)機(jī)相連，所述第一閥的第二閥口與第一壓氣機(jī)相連，所述第一閥的第三閥口分別與所述燃燒室的進(jìn)口和所述第二壓氣機(jī)相連，所述第二閥的第一閥口與所述發(fā)動(dòng)機(jī)相連，所述第二閥的第二閥口與所述第一渦輪機(jī)相連，所述第二閥的第三閥口分別與所述燃燒室的出口和所述第二渦輪機(jī)相連。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)還包括：中冷器，所述中冷器設(shè)在所述第一閥的第一閥口與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一渦輪機(jī)的尺寸小于所述第二渦輪機(jī)的尺寸，所述第一壓氣機(jī)的尺寸小于所述第二壓氣機(jī)的尺寸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述燃燒室為環(huán)管燃燒室。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的車輛具有上述的渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)，由于上述的渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)具有三種不同的工作模式，可以在不同工況條件正常穩(wěn)定地運(yùn)行及較高的能量利用率。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛也具有上述的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的渦輪活塞混合動(dòng)力系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立工作狀態(tài)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)同時(shí)工作狀態(tài)示意圖；