[發明專利]組合式壓縮機/冷卻單元及此類壓縮機/冷卻單元的用途

在審

• 申請號: 202011382293.6
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112983628A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: K·狄龍;R·基恩;G·盧旺;C·尼德胡特
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F02B29/04
• 分類號: F02B29/04;F02B33/40;F02B39/10
• 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

本申請題為“組合式壓縮機/冷卻單元及此類壓縮機/冷卻單元的用途”。本發明涉及組合式壓縮機/冷卻單元(1)，其具有用于輸送空氣的壓縮機(2)、用于冷卻空氣的液體冷卻系統(3)以及用于清潔空氣的過濾器(4)，其中壓縮機(2)和過濾器(4)彼此隔開布置，并且液體冷卻系統(3)布置在壓縮機(2)與過濾器(4)之間。目的是提供一種組合式壓縮機/冷卻單元(1)，其具有較小的空間需求并且相比于現有技術被改進。該目的通過上述類型的組合式壓縮機/冷卻單元(1)來實現，其特征在于該組合式壓縮機/冷卻單元(1)具有洋蔥狀的架構，因為過濾器(4)至少在某一區域或某些區域中在外周界之上包封壓縮機(2)。

技術領域

本發明涉及組合式壓縮機/冷卻單元，其具有用于輸送空氣的壓縮機、用于冷卻空氣的液體冷卻系統以及用于清潔空氣的過濾器，其中

-壓縮機和過濾器彼此隔開布置，并且

-液體冷卻系統布置在壓縮機與過濾器之間。

此外，本發明涉及此類壓縮機/冷卻單元的用途。

背景技術

開頭所述類型的壓縮機/冷卻單元例如與內燃發動機一起使用，以用作機動車輛的驅動器。在本發明的上下文中，術語“內燃發動機”包括火花點火發動機和柴油發動機，還包括使用混合燃燒過程的混合內燃發動機，以及混合動力驅動器，除了內燃發動機之外，該混合動力驅動器還包括電機，該電機可以以驅動器的形式連接到內燃發動機并從內燃發動機吸收動力或輸出附加動力作為可選的輔助驅動器。

內燃發動機越來越多地配備有增壓，增壓主要是一種提高動力的方法，其中發動機中的燃燒過程所需的增壓空氣被壓縮，從而能夠在每個操作循環中將更大質量的增壓空氣供應到每個汽缸。從而有可能增加燃料質量并因此增加平均壓力。

增壓是提高內燃發動機的動力且同時保持排量不變或針對相同的動力減小排量的合適手段。在任一種情況下，增壓都會導致動力體積比增加并導致更有利的動力質量比。如果減小了排量，則在相同的車輛邊界條件下，有可能使負荷總體轉向較高的負荷，此時單位燃料消耗是較低的。因此，對內燃發動機進行增壓可支持使燃料消耗最小化的努力，即提高內燃發動機的效率。

通過變速器的適當設計，還可能實現“降速”，由此同樣實現較低的單位燃料消耗。在降速時，利用以下事實：在低發動機轉速下，特別是在較高負載下，單位燃料消耗通常是較低的。

通常，使用將壓縮機和渦輪布置在同一軸上的排氣渦輪增壓器進行增壓。熱的排氣流被供送給渦輪并膨脹，同時在渦輪中釋放能量，從而使軸旋轉。通過排氣流釋放到軸上的能量被用于驅動壓縮機，該壓縮機同樣被布置在該軸上。壓縮機輸送并壓縮供送給它的增壓空氣，由此實現至少一個汽缸的增壓。如果在進氣系統中的壓縮機的下游設置增壓空氣冷卻器，則是有利的，所述冷卻劑用于在壓縮的增壓空氣進入至少一個汽缸之前對壓縮的增壓空氣進行冷卻。冷卻器降低溫度并因此增加增壓空氣的密度，從而確保冷卻器也有助于更好地填充汽缸，即，有助于更大的空氣質量。這是因為它由于冷卻而被壓縮。

排氣渦輪增壓器的壓縮機以及布置在壓縮機下游的增壓空氣冷卻器是開頭所述類型的壓縮機/冷卻單元的一個示例，其中空氣通常在進入壓縮機之前被過濾以便去除空氣中的雜質。

排氣渦輪增壓器與可通過輔助驅動器驅動的機械增壓器相比的優勢在于，排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量，而機械增壓器則從內燃發動機直接或間接汲取驅動其所需的能量，因此至少對效率產生不利影響，即降低效率，除非驅動能量來源于能量回收。

如果不是可以通過電機驅動的機械增壓器，即可電動驅動的機械增壓器，通常需要機械連接或運動學連接，以在機械增壓器和內燃發動機之間進行動力傳輸。

與排氣渦輪增壓器相比，機械增壓器的優勢在于，機械增壓器始終可以產生所需的增壓壓力并使得該增壓壓力可用，這與內燃發動機的操作狀態無關，尤其是與曲軸的瞬時速度無關。這尤其適用于可通過電機來電力驅動的機械增壓器。