[發明專利]具有受調節的回流動作的增壓器

有效

• 申請號: 201410811266.4
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104595010B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: K·馬哈拉特卡爾;M·G·斯瓦茨蘭德爾;S·帕蒂爾;M·J·弗勒利希;G·庫爾卡尼
• 申請（專利權）人: 伊頓公司
• 主分類號: F02B37/00
• 分類號: F02B37/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 萬柳軍;吳鵬

本發明涉及一種具有受調節的回流動作的增壓器，該軸向入口、徑向出口式增壓器包括管狀殼體，該管狀殼體包括垂直于出口平面(OP)的入口平面(IP)。轉子安裝凹部(1030，1020)位于平行于入口平面的入口壁(1063)的內表面中。三角形出口(104)在出口平面中。入口(101)在入口平面中。至少兩個軸流回流端口(1222)在入口平面(IP)中。或者，增壓器包括入口軸線(IA)。每個帶葉片的轉子都包括與入口軸線(IA)平行的旋轉軸線，其中當轉子旋轉時，各葉片沿著入口軸線(IA)順次地嚙合，其中各葉片沿著它們各自的轉子的長度扭轉，并且這些葉片被設定時間為使入口相對于出口流體地密封。至少兩個回流端口(122，1222)在管狀殼體中。

技術領域

本發明一般地涉及一種增壓器系統。更具體地，一種通過使冷卻空氣從中冷器回流到增壓器而獲得高壓力比和低出口溫度的增壓器系統。

背景技術

增壓器能夠實施為向燃燒發動機供給壓縮空氣。當空氣被壓縮時，于是能夠供給更多的空氣，使得車輛能夠產生更多的功率。有各種不同的增壓器可用，包括氣波式、羅茨式、雙螺桿式和離心式。它們的不同之處在于空氣被壓縮以及空氣移動至發動機進氣歧管的方式。

羅茨式增壓器是正排量泵，其迫使空氣圍繞轉子的外周并且將空氣吹入歧管。因此，羅茨式增壓器有時被稱作“鼓風機”。更具體地說，羅茨式增壓器具有兩個逆向旋轉的葉形轉子。隨著轉子旋轉，兩個轉子將空氣捕集在轉子之間的空隙中并且將其朝著出口/排出口推靠于殼體而進入發動機進氣歧管。通過以比發動機消耗空氣的速度更高的速度使空氣移入歧管，建立起壓力。

由于其簡單的設計，羅茨式增壓器得到廣泛使用。然而，羅茨式增壓器具有一些缺點。當被捕集空氣的腔室對發動機進氣歧管敞開時，按照熱力學和流體力學原理，發動機進氣歧管中的加壓空氣反向流動到增壓器中。此外，可能在轉子之間存在由間隙引起的空氣泄漏，或者由轉子葉片與殼體之間的間隙引起的泄漏，所述間隙是為熱膨脹容差而提供的。空氣的反向移動和空氣泄漏都引起羅茨式增壓的低熱效率。并且，由于其產生高排出溫度的本性，它會減損發動機性能。例如，當排出空氣的溫度升高時，它會引起發動機的爆震、過度磨損或熱損壞。

在許多正排量壓縮裝置例如往復式壓縮機中，通過減小由氣體占據的體積來增大壓力。例如，活塞以物理方式將大體積的氣體壓縮為更小體積以增大壓力。然而，在羅茨式裝置中，沒有像活塞那樣的機構來壓縮氣體。羅茨式鼓風機從低壓吸入側汲取空氣并且使該空氣移到高壓出口側。當由羅茨式增壓器汲取的低壓空氣與高壓出口側接觸時，于是發生回流動作，由此高壓氣體從出口回流到增壓器中而將低壓氣體壓縮為更高壓的氣體。因此，增壓器中的氣體壓縮是通過該回流動作發生的。根據熱力學原理，這也將被壓縮的低壓氣體加熱至更高溫度。在氣體壓縮之后，羅茨式增壓器的葉片將壓縮空氣從增壓器擠出到高壓出口側。

通常，羅茨式增壓器將出口處可用的熱的高壓空氣用于回流動作。然而，可能通過使用中冷器之后可用的相對較冷的高壓氣體來冷卻羅茨式壓縮機。但是，確定獲得為增壓器提供最低工作溫度、同時提供最高工作效率的最佳回流動作所需的回流槽口尺寸、布置和幾何形狀仍是問題。

發明內容

為了提高增壓，用術語來說就是發動機的壓力比，需要高壓力比。壓力比表示增壓器之前的絕對空氣壓力與增壓器進行的壓縮后的絕對空氣壓力之比。在越高的壓力比或增壓下，越大的空氣質量被輸送給發動機，從而允許更大量的燃料燃燒，也得到更高的功率輸出。

在一個實施例中，一種軸向入口、徑向出口式增壓器包括管狀殼體。該管狀殼體包括入口平面(IP)和出口平面(OP)。入口平面垂直于出口平面。轉子安裝凹部(1030，1020)位于平行于入口平面的入口壁(1063)的內表面中。三角形出口(104)在出口平面中。入口(101)在入口平面中。至少兩個軸流回流端口(1222)在入口平面(IP)中。