[发明专利]具有增压的内燃机和涡轮复合系统的传动系

说明书

技术领域

本发明涉及一种传动系、特别是机动车传动系，该传动系具有增压的内燃机和涡轮复合系统，例如用于驱动载货车、特别是载重汽车或轨道车辆。然而本发明还可以应用于其它传动系、例如静态传动系，或应用于其它车辆、例如轿车。

背景技术

具有增压的内燃机的传动系在很长时间以来就是已知的。在这种情况下，在常被设计为活塞式压缩机，例如柴油机的内燃机的废气流中布置涡轮机，并通过废气流进入驱动压缩机的旋转运动，该压缩机对输送给内燃机的新鲜空气或新鲜空气混合气进行压缩。涡轮机和压缩机的组合称为涡轮增压器，其中涡轮机和压缩机通常布置在共同的轴、涡轮增压器轴上。当前，将涡轮机称为涡轮增压器涡轮机，并将压缩机称为涡轮增压器压缩机。

为了能够更好地充分利用废气中含有的能量，特别是用于车辆传动，近来，为增压的内燃机额外配备了所谓的涡轮复合系统。这种涡轮复合系统同样包括由废气加载并驱动的涡轮机，当前被称为动力涡轮机，该涡轮机将废气的热能和流动能转换为机械能或驱动功率。然而，并不将这个驱动功率传输给任何压缩机，而是传输给内燃机将其驱动功率所输入的那个传动系。所以，废气动力涡轮机至少间接与驱动电动机的输送轴传动连接。

欧洲专利文件EPOO91139B2描述了涡轮增压器和涡轮复合系统的组合。根据第一实施方式，涡轮增压器的涡轮机在废气流中与废气动力涡轮机并联布置。根据第二实施方式，废气首先流过涡轮增压器的涡轮机，然后流过涡轮复合系统的废气动力涡轮机。在涡轮机并联的情况下，对涡轮机面积进行划分，即，将面积的70%分摊给涡轮增压器的涡轮机，并将10%分摊给废气动力涡轮机。因此，废气动力涡轮机是非常小且快速旋转的涡轮机。在串联的情况下，对于80%的涡轮机横剖面设计增压涡轮机。在后接的动力涡轮机中，剩余压力(Restgefaelle)被转化为机械功。因此，动力涡轮机体积庞大而且昂贵，并且通常应用于较小的电动机中。优势在于，与快速旋转的并联涡轮机相比，可以将动力涡轮机和内燃机之间的传动装置设计得更加价廉。

尽管已知的解决方案已经很好地利用了存在于废气中的能量，并因此优化了内燃机的燃油消耗，还是值得追求进一步的改善。特别是应该消除前述装置的缺点。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在所述的要求方面得到改善的传动系。同时，应该能够以尽可能低廉的成本生产传动系，并且传动系应可靠地工作。

根据本发明的目的通过具有权利要求1所述特征的传动系来实现。从属权利要求中给出了本发明的有利的和特别适合的设计方案。

根据本发明的传动系具有增压的内燃机，例如柴油机或其它活塞式电动机，其中所述的内燃机具有用于将驱动功率输入传动系的输送轴。驱动功率，例如在多个静止的车辆中或者也可以在一个车辆中，用于驱动机组、特别是做功机械或发电机，或者在车辆中借助于内燃机的驱动功率驱动主动轮。所以，在后一种情况下，内燃机独自地或以与其它发动机组合地用于牵引车辆。

设置了涡轮增压器，该涡轮增压器包括大量在内燃机废气流中的涡轮增压器涡轮机和在引向内燃机的新鲜空气流中的涡轮增压器压缩机。新鲜空气流不仅是指纯新鲜空气流，在对其进行压缩后，借助于涡轮增压器压缩机将燃料以及特别是一定份额的废气引向该纯新鲜空气流，而且还指新鲜空气混合气，该混合气除了新鲜空气之外已经含有其它成分，例如燃料和/或废气。

各个涡轮增压器等级的涡轮增压器涡轮机和涡轮增压器压缩机有利地彼此纯机械地传动连接，并且能够例如抗扭地布置在共同的轴上，或由其支撑。

根据本发明的传动系还具有涡轮复合系统，包括废气动力涡轮机，废气动力涡轮机布置在内燃机的废气流中，例如沿流动方向布置在涡轮增压器的第一涡轮增压器涡轮机后面。废气动力涡轮机与内燃机的输送轴传动连接，或者能选择性地能够与之连接。另外，传动连接不仅指直接的传动连接，还指间接的传动连接，例如通过中间连接的传动装置、例如变速齿轮。有利地，在传动连接中设置可调节的或不可调节的液压离合器，该离合器一方面可以阻止旋转收缩从内燃机传递到废气动力涡轮机上，并且另一方面可以在其被设计为可排空的情况下中断废气动力涡轮机和内燃机输送轴之间的传动连接。

根据本发明，涡轮复合系统的废气动力涡轮机与第二涡轮增压器涡轮机并联地、也就是说与涡轮增压器的低压涡轮机并联地布置在内燃机的废气流中。这意味着，内燃机的废气流，特别是借助于可调节的废气流分配器，被分为至少两股废气子流，并且在第一废气子流中，废气穿流过废气动力涡轮机，并且在第二废气子流中，废气流过涡轮增压器涡轮机。