[发明专利]柔性电动复合涡轮增压系统

说明书

本发明的目的在于提供柔性电动复合涡轮增压系统，包括发动机、涡轮、压气机、电动机/发电机，发动机分别连通进气管和排气管，压气机通过中冷器连接进气管，涡轮连接排气管，涡轮转轴一端与压气机转轴通过第一液力耦合器相连，涡轮转轴另一端与电动机/发电机通过第二液力耦合器相连，电动机/发电机与发动机曲轴通过第三液力耦合器相连，电动机/发电机通过控制器连接电池组，控制器分别连接第一液力耦合器、第二液力耦合器和第三液力耦合器。本发明可以有效地改善低工况，优化高工况，提高发动机热效率，降低全工况燃油消耗量。

技术领域

本发明涉及的是一种发动机，具体地说是发动机增压系统。

背景技术

发动机增压是通过提高发动机进气密度，进而实现发动机功率密度提升和发动机小型化。在发动机上应用的增压型式主要有涡轮增压和电动增压等。涡轮增压目前的应用最为广泛，但由于涡轮增压器与柴油机之间只有气动连接并无机械连接，因此增压柴油机在低转速段运行时其涡轮增压器效率低，导致进入气缸的空气量跟不上喷油量的变化，造成废气中碳烟颗粒浓度过高，出现冒黑烟的现象。同时并存的还有排气温度过高、扭矩不足、经济性能变差以及瞬态响应差等问题；电动增压作为一种新型增压方式，目前应用相对较少，主要作为涡轮增压的辅助补充手段，主要工作在发动机起动阶段，用于克服涡轮增压的低速工况缺点。

柴油机怠速或低速时，发动机排气量以及排温都不高，即排气能量有限。但是增压器匹配一般都匹配在中高速区，所以低工况时，如果装有涡轮增压器，对于进气来讲，影响不大，但也有一定影响，效率极低，压气机叶片基本是阻碍作用。对于涡轮来讲,问题就更大了,阻力特别大，阻碍排气，增加排气背压，影响发动机缸内燃烧，不利于发动机工作，所以怠速或低工况时，将进排气管路顺畅比增压更重要。

发明内容

本发明的目的在于提供可以有效改善低工况，优化高工况，提高发动机热效率以及降低全工况燃油消耗量的柔性电动复合涡轮增压系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明柔性电动复合涡轮增压系统，其特征是：包括发动机、涡轮、压气机、电动机/发电机，发动机分别连通进气管和排气管，压气机通过中冷器连接进气管，涡轮连接排气管，涡轮转轴一端与压气机转轴通过第一液力耦合器相连，涡轮转轴另一端与电动机/发电机通过第二液力耦合器相连，电动机/发电机与发动机曲轴通过第三液力耦合器相连，电动机/发电机通过控制器连接电池组，控制器分别连接第一液力耦合器、第二液力耦合器和第三液力耦合器。

本发明还可以包括：

1、在发动机处于怠速或低工况时，电动机/发电机通过电池组中获得电能驱动涡轮进而带动压气机，控制器通过提高第一液力耦合器和第二液力耦合器输出轴的转速，提高压气机转速；在发动机处于高工况时，调整第二液力耦合器使得涡轮中多余废气能量通过第二液力耦合器传递给电动机/发电机，通过控制第三液力耦合器使得发动机多余能量通过曲轴输出给电动机/发电机，进而将产生的电能通过控制器储存在电池组中。

本发明的优势在于：当发动机处于怠速或低工况时，电动机通过控制器从电池组中获得电能驱动涡轮进而带动压气机，减少进气阻力，使发动机进气更顺畅，整机效率更高；当发动机处于高工况时，通过液力耦合器Ⅰ调节压气机转速，实现柴油机与涡轮增压器的全工况匹配，相对于柔性增压系统，通过液力耦合器Ⅱ可将涡轮剩余能量输出给发电机，为电池组充电，避免涡轮高速空转，负载小，提高其效率。采用柔性电动复合增压系统，可以有效地改善低工况，优化高工况，提高发动机热效率，降低全工况燃油消耗量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：