[發(fā)明專利]熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣增壓系統(tǒng)的冷卻裝置和配備有該裝置的空氣增壓系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780052232.3
• 申請(qǐng)日: 2017-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN109642490B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉恩·諾瓦提;馬克·簡;阿諾德·杜普伊斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 標(biāo)致雪鐵龍汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): F02B29/04
• 分類號(hào): F02B29/04;F01P3/18;F01P3/20;F02B39/00;F02B39/10;F01P5/10;F01P5/12;F02B33/40
• 代理公司: 北京旭路知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11567
• 代理人: 瞿衛(wèi)軍;王瑩

根據(jù)本發(fā)明的裝置(12)適于冷卻熱力發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的空氣增壓系統(tǒng)(1)，所述空氣增壓系統(tǒng)包括熱力渦輪增壓器(10)和能夠水冷卻的電力增壓器(11)。所述裝置包括：第一冷卻回路(12A)，用于冷卻由所述系統(tǒng)供應(yīng)到熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣；第二冷卻回路(12B)，用于水冷卻所述電力增壓器。根據(jù)本發(fā)明，所述裝置包括水?空氣熱交換器(120)，其由所述兩個(gè)冷卻回路共用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及機(jī)動(dòng)車輛領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣增壓系統(tǒng)的冷卻裝置，所述空氣增壓系統(tǒng)包括熱力渦輪增壓器和電力增壓器。本發(fā)明還涉及一種空氣增壓系統(tǒng)，其中集成有該冷卻裝置。

背景技術(shù)

在減少機(jī)動(dòng)車輛的CO₂排放的背景下，機(jī)動(dòng)車輛制造商已經(jīng)轉(zhuǎn)向開發(fā)配備有性能更高且響應(yīng)更快的新一代空氣增壓系統(tǒng)的具有更少氣缸的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。這些新一代空氣增壓系統(tǒng)圍繞熱力渦輪增壓器和電力增壓器構(gòu)建。

基于在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的熱排放氣體中回收的能量而運(yùn)行的傳統(tǒng)的熱力渦輪增壓器需要排放氣體的足夠的壓力以使該熱力渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)。事實(shí)上，熱力渦輪增壓器僅基于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的一定的旋轉(zhuǎn)速度才實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，這導(dǎo)致排放氣體的壓力升高。電力增壓器在空氣增壓系統(tǒng)中的集成使得可以通過使空氣增壓的運(yùn)行范圍擴(kuò)展到低速度中來克服渦輪增壓器的這種已知的缺點(diǎn)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)罩下實(shí)施電力增壓器對(duì)機(jī)動(dòng)車輛制造商要求了嚴(yán)格的限制。實(shí)際上，發(fā)動(dòng)機(jī)罩下所需的體積較大。不僅需要容置電力增壓器和集成在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣回路中的連接管路和旁通管路，而且還需要額外的冷卻回路以根據(jù)需要冷卻電力增壓器。

基于特定功率，電力增壓器需要比其電動(dòng)機(jī)和與之相關(guān)的電功率設(shè)備的簡單的空氣冷卻更有效的冷卻裝置。因此，需要水冷卻回路，并且需要水-空氣熱交換器和水泵，這意味著額外的成本和更大的體積。

文獻(xiàn)DE10315779A1描述了一種熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣增壓系統(tǒng)的冷卻裝置。在現(xiàn)有技術(shù)中，有必要提出一種解決方案，其有助于將電力增壓器及其冷卻回路集成在機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)罩下，并且對(duì)體積和成本方面的限制較少。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣增壓系統(tǒng)的冷卻裝置，所述空氣增壓系統(tǒng)包括熱力渦輪增壓器和能夠水冷卻的電力增壓器，所述裝置包括：第一冷卻回路，用于冷卻由所述系統(tǒng)供應(yīng)到熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣；第二冷卻回路，用于水冷卻所述電力增壓器；以及水-空氣熱交換器，由所述第一冷卻回路和所述第二冷卻回路這兩個(gè)冷卻回路共用。

因此，同一水-空氣熱交換器用于冷卻增壓的增壓空氣并且用于冷卻增壓器。與不具有電力增壓器的空氣增壓系統(tǒng)中使用的水-空氣熱交換器相比，該水-空氣熱交換器的尺寸不需要過大。因此，本發(fā)明提供了較大的體積增益，這有助于將電力增壓器集成在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)罩下并且允許顯著降低成本。

根據(jù)本發(fā)明的裝置的特定特征，共用的所述水-空氣熱交換器的總冷卻能力在尺寸上被設(shè)置為使得(est dimensionnée pour)：當(dāng)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)處于其傳遞最大功率的高轉(zhuǎn)速的運(yùn)行區(qū)域中時(shí)，所述第一冷卻回路能夠冷卻供應(yīng)到所述熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣。

根據(jù)另一特定特征，共用的所述水-空氣熱交換器由第一熱交換部和第二熱交換部形成，第一熱交換部和第二熱交換部流體連通且一起提供共用的水-空氣熱交換器的所述總冷卻能力。

根據(jù)又一特定特征，所述第一冷卻回路使用所述第一熱交換部和第二熱交換部。

根據(jù)又一特定特征，所述第二冷卻回路使用所述第二熱交換部。

根據(jù)又一特定特征，所述第二熱交換部的熱冷卻能力在尺寸上被設(shè)置為使得：當(dāng)在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的低轉(zhuǎn)速的運(yùn)行區(qū)域中激活電力增壓器時(shí)，能夠恰好根據(jù)需要冷卻所述電力增壓器。

根據(jù)又一特定特征，所述第一冷卻回路和第二冷卻回路分別包括第一水泵和第二水泵。