[發明專利]渦輪增壓器系統、壓縮機系統及控制空氣流的方法

有效

• 申請號: 201880018547.0
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN110475954B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 賈正杰
• 申請（專利權）人: 利滕斯汽車合伙公司
• 主分類號: F02B37/12
• 分類號: F02B37/12;F02B37/24;F02D23/00;F04D29/46
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 嚴小艷;李春艷

在一方面，提供了一種對通向內燃發動機的空氣流進行控制的方法，該方法包括：提供渦輪增壓器和由渦輪增壓器驅動的壓縮機；使用來自發動機的排氣來驅動渦輪增壓器的渦輪的旋轉；驅動壓縮機的葉輪的旋轉，以產生用于發動機的加壓空氣；在由葉輪產生的加壓空氣足夠低的情況下，將加壓空氣從加壓空氣儲存室輸送至內燃發動機；以及在由葉輪產生的加壓空氣足夠高的情況下，將加壓空氣從壓縮機輸送至加壓空氣儲存室以將加壓空氣儲存在加壓空氣儲存室中。

交叉引用

本申請要求于2017年3月17日提交的美國臨時申請No.62/472,992和于2017年7月24日提交的美國臨時申請No.62/536,299的權益。這些申請的內容通過參引并入本文中。

技術領域

本公開總體上涉及渦輪增壓器，并且更具體地涉及改善渦輪增壓器性能的方法和系統。

背景技術

渦輪增壓器是眾所周知的用于增加由車輛中的內燃發動機產生的動力的量的裝置。然而，一些渦輪增壓器存在某些問題，比如遲滯(也稱為“渦輪遲滯(turbo lag)”)，遲滯是指：當車輛在發動機處于低RPM的情況下加速時，一些渦輪增壓器需要長得無法接受的時間才能有意義地增強發動機的動力。

為了降低渦輪遲滯的嚴重程度，一些公司已經開發了相對復雜的系統來調節渦輪機上的渦輪的幾何結構。其他公司已經開發了采用兩個蝸殼(volute)的雙渦輪增壓器。還有一些公司開發了采用渦輪增壓器和機械增壓器兩者的雙增壓器。另外，已經提出了采用由電動馬達驅動的單獨壓縮機的系統。該壓縮機在發動機以相對低的RPM運行并將經受遲滯時向排氣流提供加壓空氣以增加驅動渦輪增壓器的氣體的量。

上述系統中的一些系統、比如改變渦輪增壓器的幾何結構的系統涉及可能是易損的、但必須在達到950攝氏度或甚至1050攝氏度的環境中操作的部件。上述系統中的許多系統相對于標準固定幾何結構、單蝸殼渦輪增壓器采用很大的附加部件并因此相比于標準渦輪增壓器意味著顯著的成本增加。

因此，存在對渦輪增壓器性能的改進的持續需要，以解決諸如遲滯之類的問題和/或其他問題。

發明內容

在一方面，提供了一種與渦輪增壓器一起使用的壓縮機系統，該壓縮機系統包括壓縮機，該壓縮機包括壓縮機殼體，該壓縮機殼體具有主壓縮機入口、主壓縮機出口、儲存空氣入口和儲存空氣出口。壓縮機還包括葉輪，該葉輪能夠在壓縮機殼體中旋轉以產生加壓空氣。葉輪操作性地連接至渦輪增壓器的渦輪，以便由渦輪驅動。壓縮機還包括分流器(diverter)，該分流器具有上游端部和下游端部，其中，分流器能夠在第一分流器位置與第二分流器位置之間樞轉，在第一分流器位置中，分流器提供對從壓縮機殼體離開的流的第一限制，并且分流器形成圍繞葉輪的至少一部分的蝸殼的至少一部分，該蝸殼具有從分流器的上游端部至分流器的下游端部逐漸增加的橫截面積，在第二分流器位置中，分流器提供對從主壓縮機出口離開的流的第二限制，第二限制大于所述第一限制。壓縮機還包括將分流器朝向第二分流器位置推動的分流器偏置構件。

壓縮機系統還包括加壓空氣儲存室和儲存空氣流體通道裝置，儲存空氣流體通道裝置定位成將加壓空氣儲存室流體地連接至儲存空氣入口和儲存空氣出口。當由葉輪產生的加壓空氣足夠高時，加壓空氣驅動分流器移動至第一分流器位置，這導致阻止空氣從加壓空氣儲存室流動通過儲存空氣入口并且導致允許空氣從壓縮機通過儲存空氣出口流動至加壓空氣儲存室。當由所述葉輪產生的加壓空氣足夠低時，分流器偏置構件驅動分流器移動至第二分流器位置，這導致允許空氣從加壓空氣儲存室流動通過儲存空氣入口并且導致阻止空氣從壓縮機通過儲存空氣出口流動至加壓空氣儲存室。