[发明专利]驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，带有用于提高内燃机的燃烧空气的压力和质量流量的增压设备和使用从内燃机的废气中提取的热能来蒸发流体的蒸汽发生器。

背景技术

这种驱动装置由现有技术公开。例如DE 10 2006 057 247 A1描述了一种增压装置，尤其用于内燃机的增压。在内燃机的排气系中安装有工作介质的回路的至少一个热交换器。在至少一个废气热交换器之前连接有在工作介质回路中的输送设备。在此规定，工作介质的回路包含至少一个涡轮机部分，至少一个布置在内燃机进气系中的压气机部分通过该涡轮机部分被驱动。因此用来自内燃机排气系的热量可以运行用于提高内燃机的进气系中的压力的增压装置。类似的装置在GB 2 060 766 A中说明。DE 199 39 289 C1描述了一种用于准备混合气的方法和装置。

为了提高内燃机的效率以及专门的功率和体积效率，公知一种借助活塞式压气机或涡轮机的增压空气压缩装置。提高压力和质量流量所需的能量由此从内燃机的废气中提取，即，借助蒸汽发生器在使用废气的热能的情况下蒸发流体。因此流过内燃机的排气系的废气的至少一部分能量可以回收使用并且用于提高内燃机的效率。

发明内容

与此相对，带有权利要求1特征的驱动装置的优势在于，可以进一步提高内燃机的效率，尤其是通过提高对内燃机的废气中含有的能量的利用。按照本发明，这由此达到，即，蒸汽发生器连接在蒸汽存储器上以及增压装置是一种废气涡轮增压器，它的驱动涡轮机可以至少部分用废气以及来自蒸汽存储器的蒸汽加载，其中，输送给废气涡轮增压器的蒸汽的蒸汽压力和/或蒸汽质量流量是能调节的和/或能控制的。废气涡轮增压器用于改善内燃机的充气度或体积效率以及减少由内燃机在进气行程期间待做的进气功。这些措施通常提高了内燃机的有效功率和效率。废气涡轮增压器通常具有至少一个驱动涡轮机和至少一个压气机，其中，驱动涡轮机驱动压气机。驱动装置具有排气系和蒸汽回路。前者被内燃机的废气流过，在后者中则设置已产生的蒸汽或流体。按照本发明规定，废气涡轮除了废气外也用热蒸汽和/或饱和蒸汽加载。排气系和蒸汽回路在此可以完全相互分开地运行，但也可以至少部分相互连接，从而会发生蒸汽与废气的混合。蒸汽由流体借助蒸汽发生器使用包含在内燃机废气中的热能汽化而产生。在此没有必要的是，向增压装置或废气涡轮增压器输送所有废气和/或所有产生的蒸汽。更确切地说有利的是，废气或蒸汽的已输送的份额是能调整的。特别有利的是，已获得的蒸汽不是直接输送给废气涡轮增压器的，而是首先储存在蒸汽存储器中，以便鉴于待增压的内燃机的当前工况以受控制和/或受调节的方式将蒸汽导入废气涡轮增压器中。为此，按本发明的驱动装置设置蒸汽存储器或蒸汽蓄压器（压力锅炉），用于加载废气涡轮增压器的蒸汽例如以饱和蒸汽的形式或为了导入过热器以及紧接着加载废气涡轮增压器而从蒸汽存储器或蒸汽蓄压器提取。控制和/或调节可以规定为无级的并且尤其根据废气压力和/或废气质量流量进行。

废气涡轮增压器主要用内燃机的废气运行。但废气涡轮增压器也能至少支持性地用产生的蒸汽运行。蒸汽在此可以主要用于与内燃机转速和/或废气涡轮增压器转速、增压压力、内燃机中的空气质量流量、废气压力和/或废气质量流量无关地提高废气涡轮增压器的当前增压压力以及因而快速提高内燃机的转速和/或扭矩。通过附加地输送蒸汽，由此克服了废气涡轮增压器的常有的惰性开闭能力，即，一旦需要敏捷快速的功率发展，废气涡轮增压器的驱动涡轮机就被极为迅速地加速。尤其在内燃机在高扭矩要求下从部分负荷范围出来加速时或在以更高速度超速操作中是这样的情形，倘若驱动装置使用在汽车中。