[发明专利]用于具有增压空气冷却的机械增压内燃发动机的系统和操作方法

权利要求书

1.一种发动机系统，其包括：

联接至汽缸的汽缸盖，

通过排气排出系统联接至排气管路的所述汽缸的出气口；

联接至进气管路的所述汽缸的进气口，所述进气管路被联接至进气系统，所述进气系统包括增压空气压缩机；

联接至所述进气系统的增压空气冷却器，所述增压空气冷却器包括第一制冷剂蒸发器，制冷剂和增压空气可以流动通过所述第一制冷剂蒸发器，其中所述增压空气冷却器不包括除气瓶；

制冷剂压缩机、冷凝器和膨胀阀被设置在所述第一制冷剂蒸发器的下游，以便形成制冷剂回路；以及

在所述制冷剂回路内的第二制冷剂蒸发器，制冷剂和环境空气可以在乘客厢上游流动通过所述第二制冷剂蒸发器。

2.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述增压空气冷却器被布置在所述增压空气压缩机的上游。

3.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述增压空气压缩机是机械增压器或者是排气涡轮增压器的压缩机，所述排气涡轮增压器包括位于排气排出系统内的涡轮。

4.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第二制冷剂蒸发器与所述第一制冷剂蒸发器被串联或并联布置，其中在并联构造中，所述第二制冷剂蒸发器从所述第一制冷剂蒸发器上游的所述制冷剂回路分支出并再次联接至所述第一制冷剂蒸发器下游的所述制冷剂回路。

5.根据权利要求1所述的发动机系统，其还包括液体型冷却装置，其中汽缸体被连接至所述汽缸盖，所述汽缸盖包括制冷剂回路、冷却套、冷却剂输送泵和热交换器。

6.一种用于操作发动机的方法，其包括：

使蒸发的制冷剂压缩并且过热；

通过冷却和冷凝蒸发的制冷剂形成液体制冷剂；

通过膨胀使液体制冷剂的一部分蒸发；

将液体和蒸气制冷剂热联接至第一制冷剂蒸发器内的增压空气；

使液体制冷剂蒸发并冷却所述第一制冷剂蒸发器内的增压空气，所述第一制冷剂蒸发器没有除气瓶并处于饱和蒸气压力以下的压力；以及

经由发动机冷却剂回路将发动机冷却剂输送至水套，并将发动机冷却剂从所述发动机冷却剂回路输送至所述制冷剂回路。

7.根据权利要求6所述的方法，其还包括作为压缩机出口或进口处的增压空气的温度的函数控制通过所述第一制冷剂蒸发器的制冷剂流量。

8.根据权利要求6所述的方法，其还包括将增压空气从所述制冷剂蒸发器输送至压缩机，所述压缩机被联接至发动机汽缸。

9.根据权利要求6所述的方法，其中通过快速膨胀使所述液体制冷剂的部分蒸发包括通过膨胀阀将制冷剂从制冷剂回路的较高压部分输送到制冷剂回路的较低压部分。

10.根据权利要求6所述的方法，其还包括将增压空气冷却至环境温度以下的温度。

11.根据权利要求6所述的方法，其还包括在所述制冷剂蒸发器内蒸发100％的所述液体制冷剂。

12.一种发动机方法，其包括：

通过制冷剂回路循环制冷剂，所述制冷剂回路包括第一制冷剂蒸发器、第二制冷剂蒸发器、制冷剂冷凝器、制冷剂压缩机和膨胀阀；

将增压空气输送至所述第一制冷剂蒸发器；

通过制冷剂的至少部分蒸发冷却所述第一制冷剂蒸发器内的增压空气；

通过压缩机将增压空气输送至一个或更多个发动机汽缸；以及

经由发动机冷却剂回路将发动机冷却剂输送至水套，并将发动机冷却剂从所述发动机冷却剂回路输送至所述制冷剂回路。

13.根据权利要求12所述的发动机方法，其还包括将环境空气输送至空调系统，所述空调系统被联接至所述第二制冷剂蒸发器；以及将空气从所述空调系统输送至乘客厢。

14.根据权利要求13所述的发动机方法，其还包括通过制冷剂的至少部分蒸发冷却所述第二制冷剂蒸发器内的环境空气。

15.根据权利要求12所述的发动机方法，其还包括将制冷剂从所述第一制冷剂蒸发器输送至所述第二制冷剂蒸发器；将制冷剂从所述第二制冷剂蒸发器输送至所述第一制冷剂蒸发器；或将制冷剂的第一量输送至第一制冷剂蒸发器，并将制冷剂的第二量输送至所述第二制冷剂蒸发器。