[發明專利]火花點火內燃發動機及其操作方法

在審

• 申請號: 201610402777.X
• 申請日: 2016-06-08
• 公開（公告）號: CN107476832A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: F·克拉默;V·斯米利亞諾夫斯基;J·克默林;H·M·金德爾;F·J·布林克曼
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F02B37/02;F02B37/10;F02B39/10;F02C6/12
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐東升,趙蓉民

1.一種火花點火增壓內燃發動機，其包括：

至少一個汽缸；

進氣系統，其用于將增壓空氣供給到所述至少一個汽缸；

排氣排放系統，其用于從所述至少一個汽缸排放排氣；

至少一個排氣渦輪增壓器，其包括殼體、渦輪機和壓縮機，所述渦輪機具有安裝在可旋轉軸上的至少一個渦輪機葉輪，所述壓縮機具有安裝在所述可旋轉軸上的至少一個壓縮機葉輪；以及

電輔助驅動裝置，其包括定子和轉子，所述電輔助驅動裝置的所述轉子包括布置并安裝在所述排氣渦輪增壓器的所述可旋轉軸上的輪，當所述排氣渦輪增壓器的所述可旋轉軸的旋轉速度大于所述輪的旋轉速度時，所述輪在一個旋轉方向上自由運轉。

2.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述至少一個排氣渦輪增壓器包括布置在所述排氣排放系統中的所述渦輪機和布置在所述進氣系統中的所述壓縮機。

3.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述至少一個排氣渦輪增壓器包括第一排氣渦輪增壓器和第二排氣渦輪增壓器，所述第一排氣渦輪增壓器包括布置在所述排氣排放系統中的第一渦輪機和布置在所述進氣系統中的第一壓縮機，并且所述第二排氣渦輪增壓器包括布置在所述排氣排放系統中的第二渦輪機和布置在所述進氣系統中的第二壓縮機。

4.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述至少一個排氣渦輪增壓器的所述渦輪機不具有旁路管線。

5.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述至少一個排氣渦輪增壓器的所述渦輪機具有可變渦輪幾何形狀。

6.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中耦連到所述至少一個排氣渦輪增壓器的所述渦輪機的所述壓縮機具有可變壓縮機幾何形狀。

7.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中電存儲電池耦連到所述電輔助驅動裝置以用于存儲電能。

8.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述至少一個排氣渦輪增壓器的所述壓縮機為徑向壓縮機，所述徑向壓縮機具有延伸并且與所述排氣渦輪增壓器的所述軸同軸形成的入口區域。

9.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述電輔助驅動裝置布置在所述徑向壓縮機的所述入口區域中。

10.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述定子至少部分地布置在所述殼體中并且固定安裝到所述殼體。

11.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述定子包括用于建立磁場的可勵磁線圈。

12.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述轉子包括用于建立磁場的至少一個永磁體。

13.根據權利要求12所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述至少一個永磁體布置在所述轉子的所述輪的徑向外邊緣上。

14.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其中所述轉子的所述輪作為輻條輪布置并安裝在所述排氣渦輪增壓器的所述軸上。

15.根據權利要求1所述的火花點火增壓內燃發動機，其進一步包括控制器，所述控制器包括可執行以響應于所述軸低于閾值速度旋轉而激活所述電輔助驅動裝置到所述軸的指令。

16.一種用于操作內燃發動機的方法，其包括：

使未被壓縮的進氣空氣流過安裝在耦連排氣渦輪增壓器的壓縮機和渦輪機的軸上的輔助驅動裝置的轉子的輻條輪，當所述軸的旋轉速度高于閾值速度時，所述轉子自由地轉動，而當所述軸的所述旋轉速度低于所述閾值速度時，所述轉子接合到所述軸；以及

經由所述壓縮機壓縮所述進氣空氣。

17.根據權利要求16所述的方法，其進一步包括響應于所述軸的所述旋轉速度降到所述閾值以下，對所述輔助驅動裝置的線圈通電以生成電磁場。

18.根據權利要求17所述的方法，其中將所述轉子接合到所述軸包括：響應于所述內燃發動機的速度降到可預定義的發動機速度以下，激活所述輔助驅動裝置。

19.根據權利要求17所述的方法，其中將所述轉子接合到所述軸包括：響應于所述內燃發動機的排氣體積降到可預定義的排氣體積以下，激活所述輔助驅動裝置。

20.一種發動機系統，其包括：

電輔助驅動裝置，其安裝在可旋轉軸上，所述可旋轉軸耦連到壓縮機和渦輪機，所述壓縮機通過進氣系統傳送升壓到發動機，并且所述渦輪機通過所述發動機的排氣排放系統接收排氣，所述電輔助驅動裝置包括：

轉子，其包括安裝在所述可旋轉軸上的輪，所述轉子通過離合器耦連到所述軸；

至少一個永磁體，其布置在所述輪的徑向外邊緣上；以及

線圈，其經配置生成電磁場；以及

控制器，其存儲指令，所述指令可執行以便對所述線圈通電，從而生成所述電磁場，用于使安裝在所述可旋轉軸上的所述轉子旋轉。