專利名稱：內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是一種增壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
渦輪增壓技術(shù)在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用十分廣泛，但是葉輪壓氣機(jī)不是容積泵，渦輪也不是容積作功機(jī)構(gòu)，流量與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系十分復(fù)雜。 因此，渦輪增壓系統(tǒng)的匹配是十分困難的，特別是對(duì)于變工況工作的發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪增壓系統(tǒng)的匹配更是難上加難，這嚴(yán)重影響了利用發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行增壓的系統(tǒng)的效率。因此，需要發(fā)明一種新型增壓系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，所述羅茨泵和所述羅茨馬達(dá)同軸設(shè)置。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，所述羅茨泵和所述羅茨馬達(dá)一體化設(shè)置?！N內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，所述羅茨泵和所述羅茨馬達(dá)經(jīng)變速器連接。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，在所述羅茨泵的葉輪內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，在所述羅茨泵的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，在所述羅茨泵的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道，所述冷卻流體通道經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭與冷卻流體源連通。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，在所述羅茨泵和所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣切換閥，在所述羅茨泵和所述進(jìn)氣切換閥之間的連通通道上設(shè)第一旁通口，在所述進(jìn)氣切換閥和所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口之間的連通通道上設(shè)第二旁通口，所述第一旁通口和所述第二旁通口分別與附屬羅茨泵的進(jìn)氣口和出氣口連通；在所述羅茨馬達(dá)和所述內(nèi)燃機(jī)的排氣口之間的連通通道上設(shè)排氣切換閥，在所述羅茨馬達(dá)和所述排氣切換閥之間的連通通道上設(shè)第三旁通口，在所述排氣切換閥和所述內(nèi)燃機(jī)的排氣口之間的連通通道上設(shè)第四旁通口，所述第三旁通口和所述第四旁通口分別與附屬羅茨馬達(dá)的出氣口和進(jìn)氣口連通；所述附屬羅茨馬達(dá)對(duì)所述附屬羅茨泵輸出動(dòng)力。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，在所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道上與所述羅茨泵并聯(lián)設(shè)置附屬羅茨泵，在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道上與所述羅茨馬達(dá)并聯(lián)設(shè)置附屬羅茨馬達(dá)，所述附屬羅茨馬達(dá)對(duì)所述附屬羅茨泵輸出動(dòng)力。
一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，至少兩個(gè)所述羅茨泵串聯(lián)設(shè)置。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，所述羅茨泵設(shè)為多級(jí)羅茨泵。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，在所述羅茨泵的氣體出口通道上和/或其氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置至少一個(gè)葉輪壓氣機(jī)。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述的羅茨馬達(dá)氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力，所述羅茨泵設(shè)為兩葉羅茨泵或三葉羅茨泵。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，所述螺桿壓縮機(jī)和所述羅茨馬達(dá)同軸設(shè)置。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，所述螺桿壓縮機(jī)和所述羅茨馬達(dá)一體化設(shè)置。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，所述螺桿壓縮機(jī)和所述羅茨馬達(dá)經(jīng)變速器連接。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，在所述螺桿壓縮機(jī)的螺桿內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道，所述冷卻流體通道經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭與冷卻流體源連通。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道 與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，在所述螺桿壓縮機(jī)的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，在所述螺桿壓縮機(jī)和所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣切換閥，在所述螺桿壓縮機(jī)和所述進(jìn)氣切換閥之間的連通通道上設(shè)第一旁通口，在所述進(jìn)氣切換閥和所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口之間的連通通道上設(shè)第二旁通口，所述第一旁通口和所述第二旁通口分別與附屬螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口連通；在所述羅茨馬達(dá)和所述內(nèi)燃機(jī)的排氣口之間的連通通道上設(shè)排氣切換閥，在所述羅茨馬達(dá)和所述排氣切換閥之間的連通通道上設(shè)第三旁通口，在所述排氣切換閥和所述內(nèi)燃機(jī)的排氣口之間的連通通道上設(shè)第四旁通口，所述第三旁通口和所述第四旁通口分別與附屬羅茨馬達(dá)的出氣口和進(jìn)氣口連通；所述附屬羅茨馬達(dá)對(duì)所述附屬螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，在所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道上與所述螺桿壓縮機(jī)并聯(lián)設(shè)置附屬螺桿壓縮機(jī)，在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道上與所述羅茨馬達(dá)并聯(lián)設(shè)置附屬羅茨馬達(dá)，所述附屬羅茨馬達(dá)對(duì)所述附屬螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，至少兩個(gè)所述螺桿壓縮機(jī)串聯(lián)設(shè)置。一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，所述螺桿壓縮機(jī)設(shè)為多級(jí)螺桿壓縮機(jī)?！N內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、螺桿壓縮機(jī)和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力，在所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口通道上和/或其氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置至少一個(gè)葉輪壓氣機(jī)。至少兩個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置。在所述羅茨馬達(dá)的葉輪內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道。在所述羅茨馬達(dá)的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道。在所述羅茨馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道，所述冷卻流體通道經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭與冷卻流體源連通。所述羅茨馬達(dá)設(shè)為多級(jí)羅茨馬達(dá)。在所述羅茨馬達(dá)的氣體出口通道上和/或其氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置至少一個(gè)渦輪。所述羅茨馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸與內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力輸出軸共軸設(shè)置、直接連接、經(jīng)變速齒輪連接或經(jīng)離合器連接。所述羅茨馬達(dá)設(shè)為兩葉羅茨馬達(dá)或三葉羅茨馬達(dá)。以上技術(shù)方案中的所述羅茨馬達(dá)設(shè)為外嚙合羅茨馬達(dá)。本發(fā)明的原理是利用所述羅茨馬達(dá)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣進(jìn)行回收產(chǎn)生動(dòng)力，利用這一動(dòng)力推動(dòng)所述羅茨泵(或所述螺桿壓縮機(jī))，再利用所述羅茨泵(或所述螺桿壓縮機(jī))對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行增壓；由于所述羅茨泵(或所述螺桿壓縮機(jī))是容積泵，所述羅茨馬達(dá)也是容積作功機(jī)構(gòu)，所以這種系統(tǒng)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于渦輪增壓系統(tǒng)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配性；所謂容積作功機(jī)構(gòu)是指利用流體的容積變化對(duì)外輸出動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，在這種機(jī)構(gòu)中，流體的動(dòng)能的作用忽略不計(jì)，例如活塞式作功機(jī)構(gòu)是容積作功機(jī)構(gòu)，而渦輪，即透平不是容積作功機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中，所謂的羅茨泵包括羅茨風(fēng)機(jī)。本發(fā)明中，所謂的附屬羅茨泵也是羅茨泵的一種，僅僅是為了區(qū)別已在系統(tǒng)中存在的羅茨泵而設(shè)置的名稱。本發(fā)明中，所謂的羅茨馬達(dá)是指利用具有一定壓力的氣體的容積變化形成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的羅茨式機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)是在具有氣體進(jìn)口和機(jī)體出口并具有兩個(gè)迴轉(zhuǎn)面的迴轉(zhuǎn)殼體內(nèi)設(shè)有兩個(gè)與迴轉(zhuǎn)殼體相配合且兩者之間相互配合的葉輪的機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中，所謂的附屬羅茨馬達(dá)也是羅茨馬達(dá)的一種，僅僅是為了區(qū)別已在系統(tǒng)中存在的羅茨馬達(dá)而設(shè)置的名稱。本發(fā)明中，所謂的外嚙合羅茨馬達(dá)是指羅茨馬達(dá)的兩個(gè)葉輪之間沒有直接驅(qū)動(dòng)關(guān)系，兩個(gè)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在葉輪殼體外經(jīng)齒輪嚙合的羅茨馬達(dá)。本發(fā)明中，所謂的旋轉(zhuǎn)接頭是指兩個(gè)相互配合的偶件，其中一個(gè)偶件的轉(zhuǎn)速與另一個(gè)偶件的轉(zhuǎn)速不同，兩個(gè)偶件內(nèi)均設(shè)有流體通道，設(shè)置在不同偶件的流體通道之間相互連通，以實(shí)現(xiàn)流體由一個(gè)偶件流向另一個(gè)偶件的器件。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明所公開的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配性優(yōu)于渦輪增壓系統(tǒng)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配性。


圖I和圖24-29是本發(fā)明實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14、圖26和圖27是本發(fā)明實(shí)施例14的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖15是本發(fā)明實(shí)施例15的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是本發(fā)明實(shí)施例16的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17是本發(fā)明實(shí)施例17的結(jié)構(gòu)示意圖；圖18是本發(fā)明實(shí)施例18的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19是本發(fā)明實(shí)施例19的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20是本發(fā)明實(shí)施例20的結(jié)構(gòu)示意圖；圖21是本發(fā)明實(shí)施例21的結(jié)構(gòu)示意圖；圖22是本發(fā)明實(shí)施例22的結(jié)構(gòu)示意圖；圖23是本發(fā)明實(shí)施例23的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I內(nèi)燃機(jī)、2進(jìn)氣道、3氣體出口、4排氣道、5氣體入口、6附屬羅茨泵、7附屬羅茨馬達(dá)、8多級(jí)羅茨泵、9多級(jí)羅茨馬達(dá)、10葉輪壓氣機(jī)、11渦輪、14進(jìn)氣切換閥、15第一旁通口、16第二旁通口、17排氣切換閥、18第三旁通口、19第四旁通口、20兩葉羅茨泵、21三葉羅茨泵、22兩葉羅茨馬達(dá)、23三葉羅茨馬達(dá)、24變速器、36附屬螺桿壓縮機(jī)、38多級(jí)螺桿壓縮機(jī)、40冷卻流體通道、41旋轉(zhuǎn)接頭、42冷卻流體源、44氣體出口、50螺桿壓縮機(jī)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I如圖I所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)I、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣道2與所述羅茨泵的氣體出口 3連通，所述內(nèi)燃機(jī)I的排氣道4與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口 5連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力；可選擇地，所述羅茨泵和所述羅茨馬達(dá)為同軸設(shè)置。所述羅茨泵設(shè)為兩葉羅茨泵20 (如圖24所示)，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為兩葉羅茨馬達(dá)22 (如圖26所示)。具體實(shí)施時(shí),可選擇地,所述羅茨泵設(shè)為兩葉羅茨泵20,所述羅茨馬達(dá)設(shè)為三葉羅茨馬達(dá)23 (如圖27所示);所述羅茨泵設(shè)為三葉羅茨泵21 (如圖25所示)，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為兩葉羅茨馬達(dá)22 ;所述羅茨泵設(shè)為三葉羅茨泵21，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為三葉羅茨馬達(dá)23，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為如圖29所示的羅茨馬達(dá)，所述羅茨泵設(shè)為如圖28所示的羅茨泵。本實(shí)施例的工作過程為經(jīng)所述兩葉羅茨泵20壓縮后的氣體工質(zhì)經(jīng)所述進(jìn)氣道2進(jìn)入所述內(nèi)燃機(jī)I中，在所述內(nèi)燃機(jī)I的燃燒室中被加壓后或直接與燃料發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的高溫高壓工質(zhì)推動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)I的活塞下行對(duì)外做功，然后經(jīng)所述排氣道4進(jìn)入所述兩葉羅茨馬達(dá)22中，由于經(jīng)所述排氣道4排出的工質(zhì)依然具有很高的能量，可推動(dòng)所述兩葉羅茨馬達(dá)22對(duì)所述兩葉羅茨泵20輸出動(dòng)力。實(shí)施例2如圖2所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述羅茨泵和所述羅茨馬達(dá)一體化設(shè)置。實(shí)施例3如圖3所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述羅茨泵和所述羅茨馬達(dá)經(jīng)變速器24連接，所述羅茨馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸與內(nèi)燃機(jī)I的動(dòng)力輸出軸直接連 接。可選擇地，所述羅茨馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸與內(nèi)燃機(jī)I的動(dòng)力輸出軸共軸設(shè)置、經(jīng)變速齒輪連接或經(jīng)離合器連接。實(shí)施例4如圖4所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述羅茨泵的葉輪內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40，在所述羅茨馬達(dá)的葉輪內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40?？蛇x擇地，可僅在所述羅茨泵的葉輪內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40 ;或僅在所述羅茨馬達(dá)的葉輪內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40。實(shí)施例5如圖5所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述羅茨泵的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為外嚙合羅茨馬達(dá)。可選擇地，在所述羅茨馬達(dá)的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40 ;或在所述羅茨泵和所述羅茨馬達(dá)的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40。實(shí)施例6如圖6所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述羅茨泵的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40，所述冷卻流體通道40經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭41與冷卻流體源42連通；在所述羅茨馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40，所述冷卻流體通道40經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭41與冷卻流體源42連通。實(shí)施例7如圖7所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述羅茨泵和所述內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣口之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣切換閥14，在所述羅茨泵和所述進(jìn)氣切換閥14之間的連通通道上設(shè)第一旁通口 15，在所述進(jìn)氣切換閥14和所述內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣口之間的連通通道上設(shè)第二旁通口 16，所述第一旁通口 15和所述第二旁通口 16分別與附屬羅茨泵6的進(jìn)氣口和出氣口連通；在所述羅茨馬達(dá)和所述內(nèi)燃機(jī)I的排氣口之間的連通通道上設(shè)排氣切換閥17，在所述羅茨馬達(dá)和所述排氣切換閥17之間的連通通道上設(shè)第三旁通口 18，在所述排氣切換閥17和所述內(nèi)燃機(jī)I的排氣口之間的連通通道上設(shè)第四旁通口 19，所述第三旁通口 18和所述第四旁通口 19分別與附屬羅茨馬達(dá)7的出氣口和進(jìn)氣口連通；所述附屬羅茨馬達(dá)7對(duì)所述附屬羅茨泵6輸出動(dòng)力。具體實(shí)施時(shí)，所述進(jìn)氣切換閥14設(shè)為壓力控制閥，當(dāng)經(jīng)由所述羅茨泵壓縮過的氣體工質(zhì)的壓力小于設(shè)定值時(shí)，所述進(jìn)氣切換閥14關(guān)閉，所述氣體工質(zhì)經(jīng)由所述附屬羅茨泵6再次壓縮后再進(jìn)入所述內(nèi)燃機(jī)I中；若經(jīng)由所述羅茨泵壓縮過的氣體工質(zhì)的壓力大于設(shè)定值時(shí)，所述進(jìn)氣切換閥14打開，所述氣體工質(zhì)經(jīng)由所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣道2直接進(jìn)入所述內(nèi)燃機(jī)I中?？蛇x擇地，所述排氣切換閥17設(shè)為壓力控制閥，當(dāng)從所述內(nèi)燃機(jī)I排出的氣體工質(zhì)壓力小于設(shè)定值時(shí)，所述排氣切換閥17打開，所述氣體工質(zhì)推動(dòng)所述羅茨馬達(dá)做功；若從所述內(nèi)燃機(jī)I排出的氣體工質(zhì)壓力大于設(shè)定值時(shí)，所述排氣切換閥17關(guān)閉，所述氣體工質(zhì)先推動(dòng)所述附屬羅茨馬達(dá)7做功，然后再推動(dòng)所述羅茨馬達(dá)做功。實(shí)施例8如圖8所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣道上與所述羅茨泵并聯(lián)設(shè)置附屬羅茨泵6，在所述內(nèi)燃機(jī)I的排氣道上與所述羅茨馬達(dá)并聯(lián)設(shè)置附屬羅茨馬達(dá)7，所述附屬羅茨馬達(dá)7對(duì)所述附屬羅茨泵6輸出動(dòng)力。本實(shí)施例的工作過程為，所述氣體工質(zhì)分別經(jīng)所述羅茨泵和所述附屬羅茨泵6壓縮后，進(jìn)入所述內(nèi)燃機(jī)I中與燃料發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高溫高壓工質(zhì)推動(dòng)活塞做功后 排出所述內(nèi)燃機(jī)1，排出的氣體工質(zhì)同時(shí)推動(dòng)所述羅茨馬達(dá)和所述附屬羅茨馬達(dá)7做功，所述羅茨馬達(dá)帶動(dòng)所述羅茨泵對(duì)所述氣體工質(zhì)進(jìn)行壓縮，所述附屬羅茨馬達(dá)7帶動(dòng)所述附屬羅茨泵6對(duì)所述氣體工質(zhì)進(jìn)行壓縮。具體實(shí)施時(shí)，可選擇地，可以并聯(lián)設(shè)置多個(gè)附屬羅茨泵6，也可以并聯(lián)設(shè)置多個(gè)附屬羅茨馬達(dá)7。實(shí)施例9如圖9所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于兩個(gè)所述羅茨泵串
聯(lián)設(shè)置。本實(shí)施例中，一個(gè)所述羅茨馬達(dá)帶動(dòng)兩個(gè)所述羅茨泵對(duì)所述氣體工質(zhì)進(jìn)行壓縮。具體實(shí)施時(shí)，可選擇地，兩個(gè)所述羅茨泵串聯(lián)設(shè)置，兩個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置；三個(gè)所述羅茨泵串聯(lián)設(shè)置，三個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置；五個(gè)所述羅茨泵串聯(lián)設(shè)置，五個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置；三個(gè)所述羅茨泵串聯(lián)設(shè)置，五個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置。實(shí)施例10如圖10所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于三個(gè)所述羅茨泵
串聯(lián)設(shè)置。可選擇地，兩個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置，兩個(gè)所述羅茨馬達(dá)同時(shí)對(duì)一個(gè)所述羅茨泵輸出動(dòng)力；或多個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置，多個(gè)所述羅茨馬達(dá)同時(shí)對(duì)一個(gè)所述羅茨泵輸出動(dòng)力；實(shí)施例11如圖11所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述羅茨泵設(shè)為多級(jí)羅茨泵8，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為多級(jí)羅茨馬達(dá)9，所述多級(jí)羅茨馬達(dá)9可對(duì)所述多級(jí)羅茨泵8輸出動(dòng)力。實(shí)施例12如圖12所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述羅茨泵的氣體出口和氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置一個(gè)葉輪壓氣機(jī)10，在所述羅茨馬達(dá)的氣體出口通道上和氣體入口通道上分別串聯(lián)設(shè)置一個(gè)渦輪11。可選擇地，還可以在所述羅茨泵的氣體出口通道上和/或氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置至少一個(gè)葉輪壓氣機(jī)10 ;在所述羅茨馬達(dá)的氣體出口通道上和/或氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置至少一個(gè)渦輪11。具體實(shí)施時(shí)，所述渦輪11與所述葉輪壓氣機(jī)10共軸設(shè)置并對(duì)其輸出動(dòng)力。實(shí)施例13如圖13所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述羅茨泵的氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置一個(gè)葉輪壓氣機(jī)10?？蛇x擇地，還可以在所述羅茨泵的氣體出口通道上和/或氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置多個(gè)葉輪壓氣機(jī)10。實(shí)施例14 如圖14所不的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng),包括內(nèi)燃機(jī)I、螺桿壓縮機(jī)50和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣道2與所述螺桿壓縮機(jī)50的氣體出口 44連通，所述內(nèi)燃機(jī)I的排氣道4與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口 5連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)50輸出動(dòng)力，所述螺桿壓縮機(jī)50和所述羅茨馬達(dá)同軸設(shè)置，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為兩葉羅茨馬達(dá)22 (如圖26所示)。具體實(shí)施時(shí),可選擇地,所述羅茨馬達(dá)設(shè)為三葉羅茨馬達(dá)23 (如圖27所示)。實(shí)施例15如圖15所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于所述螺桿壓縮機(jī)50和所述羅茨馬達(dá)一體化設(shè)置。實(shí)施例16如圖16所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于所述螺桿壓縮機(jī)50和所述羅茨馬達(dá)經(jīng)變速器24連接，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為外嚙合羅茨馬達(dá)。實(shí)施例17如圖17所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于在所述螺桿壓縮機(jī)50的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40，在所述羅茨馬達(dá)的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40?？蛇x擇地，還可以在所述羅茨馬達(dá)的葉輪內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40。實(shí)施例18如圖18所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于在所述螺桿壓縮機(jī)50的螺桿內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40，所述冷卻流體通道40經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭41與冷卻流體源42連通；在所述羅茨馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道40，所述冷卻流體通道40經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭41與冷卻流體源42連通，所述羅茨馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸與內(nèi)燃機(jī)I的動(dòng)力輸出軸共軸設(shè)置?？蛇x擇地，所述羅茨馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸與內(nèi)燃機(jī)I的動(dòng)力輸出軸直接連接、經(jīng)變速齒輪連接或經(jīng)離合器連接。實(shí)施例19如圖19所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于在所述螺桿壓縮機(jī)50和所述內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣口之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣切換閥14，在所述螺桿壓縮機(jī)50和所述進(jìn)氣切換閥14之間的連通通道上設(shè)第一旁通口 15，在所述進(jìn)氣切換閥14和所述內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣口之間的連通通道上設(shè)第二旁通口 16，所述第一旁通口 15和所述第二旁通口16分別與附屬螺桿壓縮機(jī)36的進(jìn)氣口和出氣口連通；在所述羅茨馬達(dá)和所述內(nèi)燃機(jī)I的排氣口之間的連通通道上設(shè)排氣切換閥17，在所述羅茨馬達(dá)和所述排氣切換閥17之間的連通通道上設(shè)第三旁通口 18，在所述排氣切換閥17和所述內(nèi)燃機(jī)I的排氣口之間的連通通道上設(shè)第四旁通口 19，所述第三旁通口 18和所述第四旁通口 19分別與附屬羅茨馬達(dá)7的出氣口和進(jìn)氣口連通；所述附屬羅茨馬達(dá)7對(duì)所述附屬螺桿壓縮機(jī)36輸出動(dòng)力。實(shí)施例20如圖20所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于在所述內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣道2上與所述螺桿壓縮機(jī)50并聯(lián)設(shè)置附屬螺桿壓縮機(jī)36，在所述內(nèi)燃機(jī)I的排氣道2上與所述羅茨馬達(dá)并聯(lián)設(shè)置附屬羅茨馬達(dá)7，所述附屬羅茨馬達(dá)7對(duì)所述附屬螺桿壓縮機(jī)36輸出動(dòng)力。實(shí)施例21
如圖21所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于兩個(gè)所述螺桿壓縮機(jī)50串聯(lián)設(shè)置，兩個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置?？蛇x擇地，還可以至少三個(gè)所述螺桿壓縮機(jī)50串聯(lián)設(shè)置，至少三個(gè)所述羅茨馬達(dá)串聯(lián)設(shè)置。實(shí)施例22如圖22所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于所述螺桿壓縮機(jī)50設(shè)為多級(jí)螺桿壓縮機(jī)38，所述羅茨馬達(dá)設(shè)為多級(jí)羅茨馬達(dá)9。實(shí)施例23如圖23所示的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其與實(shí)施例14的區(qū)別在于在所述螺桿壓縮機(jī)50的氣體出口通道上和氣體入口通道上分別串聯(lián)設(shè)置一個(gè)葉輪壓氣機(jī)10 ;在所述羅茨馬達(dá)的氣體出口通道上和氣體入口通道上分別串聯(lián)設(shè)置一個(gè)渦輪11。可選擇地，在所述螺桿壓縮機(jī)50的氣體出口通道上和/或氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置至少一個(gè)葉輪壓氣機(jī)10 ;在所述羅茨馬達(dá)的氣體出口通道上和/或氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置至少一個(gè)渦輪11。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)(I)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，其特征在于所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣道(2)與所述羅茨泵的氣體出口(3)連通，所述內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣道(4)與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口(5)連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力。
2.一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)(I)、螺桿壓縮機(jī)(50)和羅茨馬達(dá)，其特征在于所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣道(2)與所述螺桿壓縮機(jī)的氣體出口(44)連通，所述內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣道(4)與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口(5)連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述螺桿壓縮機(jī)輸出動(dòng)力。
3.如權(quán)利要求I或2所述內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其特征在于至少兩個(gè)所述羅茨馬達(dá) 串聯(lián)設(shè)置。
4.如權(quán)利要求I或2所述內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其特征在于在所述羅茨馬達(dá)的葉輪內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道(40)。
5.如權(quán)利要求I或2所述內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其特征在于在所述羅茨馬達(dá)的殼體內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道(40)。
6.如權(quán)利要求I或2所述內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其特征在于在所述羅茨馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置冷卻流體通道(40)，所述冷卻流體通道(40)經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭(41)與冷卻流體源(42)連通。
7.如權(quán)利要求I或2所述內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其特征在于所述羅茨馬達(dá)設(shè)為多級(jí)羅茨馬達(dá)(9)。
8.如權(quán)利要求I或2所述內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其特征在于在所述羅茨馬達(dá)的氣體出口通道上和/或其氣體入口通道上串聯(lián)設(shè)置至少一個(gè)渦輪(11)。
9.如權(quán)利要求I或2所述內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其特征在于所述羅茨馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸與內(nèi)燃機(jī)(I)的動(dòng)力輸出軸共軸設(shè)置、直接連接、經(jīng)變速齒輪連接或經(jīng)離合器連接。
10.如權(quán)利要求I或2所述內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，其特征在于所述羅茨馬達(dá)設(shè)為兩葉羅茨馬達(dá)(22)或三葉羅茨馬達(dá)(23)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、羅茨泵和羅茨馬達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道與所述羅茨泵的氣體出口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述羅茨馬達(dá)的氣體入口連通，所述羅茨馬達(dá)對(duì)所述羅茨泵輸出動(dòng)力。本發(fā)明所公開的內(nèi)燃機(jī)容積增壓系統(tǒng)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配性優(yōu)于渦輪增壓系統(tǒng)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配性。
文檔編號(hào)F02B37/013GK102966424SQ20121046993
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月19日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司