[发明专利]具有无级变速驱动系统的增压器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于向发动机供给空气的容积式（positivedisplacement）空气泵。一种控制策略与固定容量增压器相结合而采用无级变速器。

背景技术

一般而言，提供给燃烧发动机的空气的量与发动机能提供的功率的量成正比地相关。所述功率可作为旋转轴能量供给至各种装置，包括诸如汽车之类的车辆。发动机功率与其输出轴每分钟转数（RPM）和轴所提供的转矩相关。为了在一定的发动机RPM下具有变化的输出功率，输出轴转矩必须变化。输出轴转矩是许多变量的函数，但很大程度上与进入发动机的空气量相关。

空气升压系统允许发动机消耗更多空气，从而能够在输出轴形成更大转矩。一种这样的升压系统为增压器（supercharger），所述增压器为包括带平行叶片的转子的容积式空气泵。增压器可向内燃发动机提供空气或其他气态物质。

增压器可与气流阀结合，以提供发动机所需的精确量的空气。由于增压器通常是针对固定空气体积设计的，所以也可包括旁通阀。当发动机不需要流经增压器的全部空气量时，旁通阀打开。然后允许过量空气团再循环和再次进入增压器的入口。被再循环的任何过量空气仍需要能量以进行泵送，因此降低了升压系统的总效率。

现有技术系统已使用具有附装到发动机的旋转曲轴和增压器的旋转轴上的带轮的固定带轮设计。随着发动机RPM和因此发动机对空气的需求增加，固定带轮允许增压器的转子更快地旋转，以提供额外的空气。带轮通常设定发动机RPM与增压器RPM之间的固定比率。虽然固定带轮系统获得了改变空气供给的优点，但所供给的空气并非始终为最佳的量。另外，使用固定比率导致这样的系统，其中发动机或增压器之一或两者不能在其完整的额定运行范围上使用，从而引起容量浪费。

发明内容

在一个实施例中，一种发动机系统可包括：节气门（throttle valve），所述节气门构造成可变地打开和关闭以选择性地限制空气流的体积；增压器，所述增压器包括空气入口、空气出口、可旋转的驱动轴和与所述驱动轴相关的转子；燃烧发动机，所述燃烧发动机包括燃烧室和相关的可旋转曲轴；和无级变速器（CVT），所述无级变速器构造成在所述驱动轴与所述曲轴之间可变地传递旋转能。所述增压器的尺寸可以设定为具有基本上防止空气流的向后泄漏的流量。

所述发动机系统可构造成使得节气门是打开的，CVT将旋转能从曲轴传递至驱动轴以使得驱动轴每分钟转数比曲轴多，并且增压器向燃烧发动机供给压缩体积的空气。

所述发动机系统可构造成使得节气门是打开的，CVT将旋转能从驱动轴传递至曲轴，转子接收转矩，并且增压器具有从空气入口至空气出口的负压差。

所述发动机系统也可构造成使得节气门是部分关闭的，CVT将旋转能从驱动轴传递至曲轴，转子接收转矩，并且增压器具有从空气入口至空气出口的负压差。

所述发动机系统还可包括排气再循环阀、进气歧管和排气歧管，其中进气歧管介于所述增压器与所述发动机之间，所述排气歧管从所述燃烧发动机接收空气，并且所述排气再循环阀从所述排气歧管向所述进气歧管可变地传输空气。

在另一个实施例中，一种空气传递系统可包括：容积式空气泵，所述容积式空气泵包括空气入口、空气出口、用于使空气从空气入口移至空气出口的至少一个转子、和连接到转子以旋转转子的驱动轴；阀，所述阀包括可变化移动的空气节流板；发动机，所述发动机包括空气燃烧室和相关的曲轴；和CVT，所述CVT具有用于传输可变数量的旋转能的装置。所述无级变速器可连接在驱动轴与曲轴之间，以用于传输旋转能。

应理解，前面的总体说明和以下的详细说明只是示例性和说明性的，并非对要求保护的发明的限制。

附图说明

结合在本说明书中并且构成其一部分的附图示出了本发明的几个实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是理想升压转矩曲线和现有技术转矩曲线的示例。

图2A是具有打开的上游节气门和经升压的空气供给的发动机系统的示例。

图2B是具有打开的上游节气门和增压器节流的发动机系统的示例。

图2C是具有部分关闭的上游节气门和增压器节流的发动机系统的示例。

图2D是具有打开的上游节气门和打开的排气再循环（EGR）阀的发动机系统的示例。

图3A是具有打开的下游节气门和经升压的空气供给的发动机系统的示例。

图3B是具有打开的下游节气门和增压器节流的发动机系统的示例。

图3C是具有部分关闭的下游节气门和增压器节流的发动机系统的示例。