[发明专利]涡轮活塞混合动力系统和车辆

说明书

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种涡轮活塞混合动力系统和车辆。

背景技术

重型工程车辆及相关特种车辆综合运行油耗高、体积和质量功率密度小、环境适应性能差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种涡轮活塞混合动力系统，该涡轮活塞混合动力系统具有三种不同的工作模式，可以适应于不同工况。

本发明另一方面还需要提供具有上述涡轮活塞混合动力系统的车辆。

根据本发明第一方面实施例的涡轮活塞混合动力系统包括：发动机；第一涡轮增压器，所述第一涡轮增压器利用来自所述发动机的排气的能量对进入所述第一涡轮增压器的空气进行增压，并将由所述第一涡轮增压后的空气供给所述发动机；燃气轮机，所述燃气轮机包括燃烧室、第二涡轮增压器和动力涡轮，所述第二涡轮增压器利用来自所述燃烧室和所述发动机的排气的能量对进入所述第二涡轮增压器的空气进行增压，并将由所述第二涡轮增压器增压后的空气分别供给所述燃烧室和所述发动机，或者所述第二涡轮增压器利用来自所述燃烧室的排气的能量对进入所述第二涡轮增压器的空气进行增压，并将由所述第二涡轮增压器增压后的空气供给所述燃烧室，其中所述动力涡轮由流经所述第二涡轮增压器的排气驱动；第一阀、第二阀和控制器，所述控制器分别与所述第一阀和所述第二阀相连，其中所述控制器控制所述第一阀以使由所述第一涡轮增压器增压后的空气供给至所述发动机且控制所述第二阀以将所述发动机的排气供给至所述第一涡轮增压器；或者所述控制器控制所述第一阀以使所述由所述第二涡轮增压器增压后的空气供给至所述燃烧室且控制所述第二阀以将所述燃烧室的排气供给至所述第二涡轮增压器；或者所述控制器控制所述第一阀以使由所述第二涡轮增压器增压后的空气分别供给所述燃烧室和所述发动机且控制所述第二阀以将所述发动机和所述燃烧室的排气一同供给至所述第二涡轮增压器。

根据本发明实施例的涡轮活塞混合动力系统，通过将发动机和燃气轮机有机地组合在一起，从而使得涡轮活塞混合动力系统集成了发动机和燃气轮机彼此的优点，使得涡轮活塞混合动力系统具有三种不同的工作模式，从而实现了涡轮活塞混合动力系统在不同工况条件下均可以正常稳定地运行。此外，根据本发明实施例的涡轮活塞混合动力系统在不同的工作模式下排出的高温高压废气的压力能和热能都可以被充分转化为机械能用以压缩空气或对外输出机械功，提高了燃油的能量利用率。

另外，根据本发明的实施例的涡轮活塞混合动力系统，还可具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一涡轮增压器包括第一压气机和用于驱动所述第一压气机的第一涡轮机，所述第二涡轮增压器包括第二压气机和用于驱动所述第二压气机的第二涡轮机。

根据本发明的一个实施例，所述第一阀和所述第二阀均为电磁阀。

根据本发明的一个实施例，所述第一阀和所述第二阀中的每一个均具有第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀的第一阀口与所述发动机相连，所述第一阀的第二阀口与第一压气机相连，所述第一阀的第三阀口分别与所述燃烧室的进口和所述第二压气机相连，所述第二阀的第一阀口与所述发动机相连，所述第二阀的第二阀口与所述第一涡轮机相连，所述第二阀的第三阀口分别与所述燃烧室的出口和所述第二涡轮机相连。

根据本发明的一个实施例，所述涡轮活塞混合动力系统还包括：中冷器，所述中冷器设在所述第一阀的第一阀口与所述发动机之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一涡轮机的尺寸小于所述第二涡轮机的尺寸，所述第一压气机的尺寸小于所述第二压气机的尺寸。

根据本发明的一个实施例，所述燃烧室为环管燃烧室。

根据本发明的一个实施例，所述发动机为柴油机。

根据本发明第二方面实施例的车辆具有上述的涡轮活塞混合动力系统，由于上述的涡轮活塞混合动力系统具有三种不同的工作模式，可以在不同工况条件正常稳定地运行及较高的能量利用率。因此，根据本发明实施例的车辆也具有上述的优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的涡轮活塞混合动力系统的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的发动机独立工作状态示意图；

图3是根据本发明一个实施例的发动机和燃气轮机同时工作状态示意图；