[發明專利]用于渦輪增壓器的方法和系統

在審

• 申請號: 201811147336.5
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109630256A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: G·H·格勞希;A·庫斯克;F·A·薩默候夫;R·拉赫
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F02B37/04
• 分類號: F02B37/04;F02B37/16;F04D29/42
• 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

本申請涉及用于渦輪增壓器的方法和系統，并且提供了用于排氣渦輪增壓器的壓縮機的方法和系統。在一個示例中，系統可包括其中壓縮機的外殼包括兩個出口，第一出口被成形為將壓縮空氣引導至可電驅動的壓縮機，并且第二出口被成形為使壓縮空氣旁通繞過可電驅動的壓縮機。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年10月6日提交的德國專利申請No.102017217759.4的優先權。上述申請的全部內容據此通過引用整體并入本文以用于所有目的。

技術領域

本公開總體涉及包括渦輪增壓器的發動機，該渦輪增壓器包括壓縮機，該壓縮機成形為至少部分地由電動馬達驅動。

背景技術

內燃發動機可配備有機械增壓布置，其中機械增壓可提供用于增加功率的方法，其中用于發動機中的燃燒過程的增壓空氣被壓縮，由此在每個工作循環中可向每個汽缸供應更大質量的增壓空氣。以此方式，可增加燃料質量并且因此增加平均壓力。

機械增壓是用于在保持不變的掃氣量的同時增加內燃發動機的功率或者用于在保持相同功率的同時減小掃氣量的合適方法。在許多情況下，機械增壓導致體積功率輸出的增加和更有利的功率重量比。如果掃氣量減小，則在給定相同的車輛邊界條件的情況下，有可能將負載集體轉向更高的負載，在該負載下，具體燃料消耗更低。因此，內燃發動機的機械增壓可有助于提高發動機效率并降低燃料消耗。

一些變速器配置可提供降速，由此同樣實現較低的具體燃料消耗。在降速的情況下，利用這樣的事實，即在低發動機轉速下的具體燃料消耗一般較低，特別是在存在相對高的負載的情況下。

可經由排氣渦輪增壓器提供機械增壓，其中壓縮機和渦輪被布置在相同的軸上。熱的排氣流可在釋放能量的情況下被供給到渦輪并在渦輪中膨脹，由此該軸被設定成旋轉。由排氣流供應給該軸的能量用于驅動同樣布置在該軸上的壓縮機。壓縮機遞送并壓縮供應到壓縮機的增壓空氣，由此獲得至少一個汽缸的機械增壓。增壓空氣冷卻器可設置在壓縮機下游的進氣系統中，其中增壓空氣冷卻器可在將壓縮空氣引導至一個或多個發動機汽缸之前冷卻壓縮空氣。冷卻器降低增壓空氣的溫度，并因此增加增壓空氣的密度，使得冷卻器也有助于改善汽缸的充氣，即幫助改善更大的空氣質量。實際上，發生冷卻壓縮。

排氣渦輪增壓器相對于機械增壓器(其中該機械增壓器利用輔助裝置來驅動壓縮機)的差異可包括排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量，而機械增壓器直接或間接地從內燃發動機吸取用于驅動它的能量，并因此不利地影響(即降低)效率，至少對于驅動能量不來自于能量回收源的情況是這樣。

如果機械增壓器不是可借助電機(即電動方式)驅動的增壓器，則用于功率傳輸的機械連接或運動學連接可被布置在機械增壓器與內燃發動機之間。

機械增壓器相對于排氣渦輪增壓器的優點在于：機械增壓器可在更大范圍的發動機工況下產生期望的增壓壓力并使得期望的增壓壓力可用。也就是說，無論內燃發動機的操作狀態如何，特別是無論曲軸的當前旋轉速度如何，機械增壓器均可提供期望的增壓壓力。這特別適用于可經由電機電驅動的機械增壓器。

在先前的示例中，具體地，在經由排氣渦輪增壓實現一些發動機轉速范圍內的功率增加時可能遇到困難。在低于某個發動機轉速的情況下可觀察到扭矩下降。如果考慮到增壓壓力比取決于渦輪壓力比，則所述扭矩下降是可理解的。如果發動機轉速降低，則這會導致較小的排氣質量流量，并且因此導致較低的渦輪壓力比。因此，在較低的發動機轉速下，增壓壓力比同樣可能降低。這可能致使扭矩下降。可以使用各種措施來尋求改善機械增壓內燃發動機的扭矩特性。

發明內容

本公開涉及的內燃發動機具有至少一個排氣渦輪增壓器和可電驅動的壓縮機。