專(zhuān)利名稱(chēng)：二沖程內(nèi)燃機(jī)的充氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對(duì)供給二沖程內(nèi)燃機(jī)充氣的裝置與方法，包括一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)助推的透平增壓器，一臺(tái)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓氣器，即一臺(tái)與透平增壓器壓氣機(jī)成串連連接的由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今采用的最普通的內(nèi)燃機(jī)是四沖程電火花點(diǎn)燃的或柴油機(jī)，其中曲軸每旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)力沖程。這類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)吸氣沖程，借助吸氣沖程，它能吸入它本身的空氣，因而它能起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)須外部或輔助空氣源的幫助。相反，二沖程內(nèi)燃機(jī)并不具有單獨(dú)的吸氣沖程，因?yàn)榍S每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)產(chǎn)生一動(dòng)力沖程。因此，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)必須采用其它的手段，在完成每個(gè)動(dòng)力沖程后，利用新鮮空氣從氣缸中排走廢氣，并向氣缸內(nèi)充氣。
一般說(shuō)來(lái)，二沖程發(fā)現(xiàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)，又用曲柄箱空氣壓縮來(lái)迫使空氣進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣口。曲柄箱壓縮由于具有使曲柄箱內(nèi)的潤(rùn)滑油和空氣混合的傾向，能造成過(guò)多的潤(rùn)滑油消耗，并增加排氣中的污染劑量，因此是不希望的。因此，更希望采用一個(gè)不受發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)來(lái)產(chǎn)生供發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)所需的空氣源。
當(dāng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮氣機(jī)時(shí)，由于功率被壓氣機(jī)吸收，所以發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗量增加。增加一個(gè)廢氣驅(qū)動(dòng)透平增壓器，與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)串聯(lián)是一個(gè)重大的改進(jìn)。然而，仍然有由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和其傳動(dòng)系造成的剩余的發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗。已采用了在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器，當(dāng)透平增壓器能領(lǐng)先自身來(lái)對(duì)氣缸掃氣和充氣時(shí)，使壓氣機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)分離。然而，在壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)系內(nèi)增加一離合器顯著提高了制造成本，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械構(gòu)造變得復(fù)雜。
發(fā)明公開(kāi)本發(fā)明的一個(gè)重要目的是通過(guò)采用一透平增壓器在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上省動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，該透平增壓器具有一個(gè)內(nèi)部整體馬達(dá)，能從外電源，如電瓶裝置取電。在轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)期間，能供以馬達(dá)電力，從而轉(zhuǎn)動(dòng)透平增壓器壓氣機(jī)到為迫使空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)所需要的轉(zhuǎn)速，以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并允許它以怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。只要廢氣中的能量值不足以使透平增壓器依靠自身對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行掃氣和充氣，該馬達(dá)繼續(xù)工作。當(dāng)透平增壓器能提供的進(jìn)氣歧管壓力高于氣缸的排氣背壓時(shí)，馬達(dá)被斷電，消除了對(duì)電力系統(tǒng)的電力消耗。借助于適當(dāng)?shù)目刂蒲b置，在排氣能量不高到足以支持發(fā)動(dòng)機(jī)適當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度驅(qū)動(dòng)透平增壓器的任何時(shí)候，能對(duì)馬達(dá)供以電力。
控制馬達(dá)供電的一個(gè)方法是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管中的壓力，當(dāng)該值低于一預(yù)定值時(shí)，使電力接通馬達(dá)，反之亦然。也可采用另一種控制方法，其中在將透平增壓器轉(zhuǎn)子速度保持在一預(yù)定的最低值的所有時(shí)間內(nèi)。繼續(xù)以低功率對(duì)馬達(dá)供電。以此方式，透平增壓器轉(zhuǎn)子的慣量由馬達(dá)轉(zhuǎn)矩平衡，在發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥開(kāi)啟情況下透平增壓器轉(zhuǎn)子的加速時(shí)間明顯縮短。由于基本上減少了所謂的“透平增壓器滯后”，發(fā)動(dòng)機(jī)加速得比較快，受駕駛的車(chē)輛變得更加靈敏，在排氣中不希望有的污染物明顯減少。
為有助于理解本發(fā)明，可以概要地指出，本發(fā)明涉及一種供二沖程內(nèi)燃機(jī)使用的馬達(dá)輔助的透平增壓器和／或受馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓氣器。該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)與二沖程內(nèi)燃機(jī)的操作分離，允許供應(yīng)掃氣和充氣空氣來(lái)起動(dòng)二沖程內(nèi)燃機(jī)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的和優(yōu)點(diǎn)是要提供一種馬達(dá)輔助透平增壓器，其中，透平增壓器的壓氣機(jī)在低速時(shí)主要由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而在高速時(shí)受排氣驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的另一目的和優(yōu)點(diǎn)是提供一種馬達(dá)輔助透平增壓器，它以某種方式協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)自低速加速到高速，而很少產(chǎn)生不希望有的燃料產(chǎn)物。
本發(fā)明的新穎的特點(diǎn)在所附權(quán)利要求書(shū)中詳細(xì)提出。參照下列說(shuō)明連同附圖，可清楚地理解本發(fā)明的構(gòu)造和操作方法以及其它的發(fā)明目的和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是直流式掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用一馬達(dá)輔助透平增壓器，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)及低速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)供以充量空氣；圖2是曲柄箱掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)補(bǔ)充曲柄箱空氣供應(yīng)，以加快加速，并提高功率輸出；
圖3是曲柄箱掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用一個(gè)用以增加曲柄箱壓縮的馬達(dá)輔助透平增壓器，以提高功率輸出并加快加速；圖4是直流式掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用普通的透平增壓器和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，這些壓氣機(jī)成串聯(lián)布置，用以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)充氣和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；圖5是直流式掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用馬達(dá)輔助透平增壓器和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，這些壓氣機(jī)成串聯(lián)布置，用以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)充氣；圖6是曲柄箱掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用普通透平增壓器和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，這些壓氣機(jī)成串聯(lián)布置，用以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)充氣和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；圖7是曲柄箱掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用馬達(dá)輔助透平增壓器和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，這些壓氣機(jī)成串聯(lián)布置，用以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)充氣；圖8是直流式掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用普通透平增壓器和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，這些壓氣機(jī)成并聯(lián)布置，在各壓氣機(jī)出口管道內(nèi)設(shè)有一單向閥，防止空氣經(jīng)具有低輸出壓力的壓氣機(jī)回流；圖9是直流式掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用馬達(dá)輔助透平增壓器和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，這些壓氣機(jī)成并聯(lián)布置，在各壓氣機(jī)出口管道內(nèi)設(shè)有一單向閥，防止空氣經(jīng)具有低輸出壓力的壓氣機(jī)回流。
實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例模式本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例由馬達(dá)輔助透平增壓器組成，它與一離心式壓氣機(jī)相連，對(duì)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道供應(yīng)空氣，如圖1所示。該離心式壓氣機(jī)也連接成由安裝在同一軸上的廢氣透平驅(qū)動(dòng)，該廢氣透平連接成自發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸接收廢氣。透平增壓器設(shè)有一內(nèi)部馬達(dá)，對(duì)透平增壓器轉(zhuǎn)子組件提供扭矩。沒(méi)有適當(dāng)?shù)目刂蒲b置，甚至在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)之前對(duì)馬達(dá)通電，以便提供充量空氣起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。只要透平增壓器無(wú)能力供應(yīng)掃氣和一空氣使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)該馬達(dá)繼續(xù)通電。
參照?qǐng)D1，表示一兩沖程內(nèi)燃機(jī)10，在缸壁上有進(jìn)氣口11，在缸頭上有排氣閥裝置12，以允許通常稱(chēng)作的燃料空間的直流式掃氣。安裝一透平增壓器13以便自發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸經(jīng)歧管14吸收廢氣廢氣經(jīng)透平15膨脹以驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)16，后者安裝在轉(zhuǎn)子軸的另一端上。透平增壓器13包括一透平增壓器殼體13a，其軸101安裝在殼體內(nèi)，可以旋轉(zhuǎn)。廢氣透平蝸殼102和壓氣機(jī)蝸殼103安裝在殼體上，透平轉(zhuǎn)子104和壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子105安裝在軸101上，分別在廢氣透平蝸殼102和壓氣機(jī)蝸殼103內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。如精通該技術(shù)的人們所熟知的，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣轉(zhuǎn)動(dòng)透平轉(zhuǎn)子，而透平轉(zhuǎn)子軸又轉(zhuǎn)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，從而發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管供應(yīng)壓縮空氣。
在透平轉(zhuǎn)子和壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子之間，在透平增壓器內(nèi)適配置一電馬達(dá)17，當(dāng)自外電源18取電時(shí)，對(duì)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子傳遞一驅(qū)動(dòng)扭矩。根據(jù)來(lái)自運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的各種輸入信號(hào)(總的以25標(biāo)準(zhǔn))，由控制裝置19對(duì)馬達(dá)接通、調(diào)節(jié)或切斷電源。這些運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，透平增壓器轉(zhuǎn)速，進(jìn)氣歧管壓力，節(jié)流閥位置等等。
外界空氣進(jìn)入透平增壓器壓同20的進(jìn)氣管，最好來(lái)自空氣濾清器(未示)，并引到缸壁上的進(jìn)氣歧管。在活塞的上部沖程，排氣閥關(guān)閉，進(jìn)氣口11被蓋住，空氣沖量被壓縮。在接通產(chǎn)生燃料的上止點(diǎn)燃料進(jìn)入氣缸，迫使活塞向下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)力沖程。當(dāng)活塞達(dá)到動(dòng)力沖程的后部分時(shí)，排氣閥開(kāi)啟，允許高壓廢氣向下排入排氣歧管內(nèi)，在那里它流到透平增壓器的透平15?；钊缓舐冻鲞M(jìn)氣口，允許充量空氣進(jìn)入氣缸，迫使剩余的廢氣向外排出，對(duì)氣缸充以新鮮充量，曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，便重復(fù)這一過(guò)程。
當(dāng)操作者希望起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，自控制裝置19對(duì)電馬達(dá)19供電，以輸送足夠的空氣供發(fā)動(dòng)機(jī)換氣。透平增壓器旋轉(zhuǎn)組件然后由電馬達(dá)向上帶到足夠的轉(zhuǎn)速，為發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)提供充量空氣。當(dāng)自透平增壓器壓氣機(jī)獲得充分的空氣壓力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)由起動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，當(dāng)廢氣透平在不依賴(lài)馬達(dá)的情況下能對(duì)進(jìn)氣歧管系統(tǒng)提供足夠的增壓時(shí)，控制裝置開(kāi)始工作。此時(shí)，能對(duì)內(nèi)部馬達(dá)17切斷供電，使發(fā)動(dòng)機(jī)以額定轉(zhuǎn)速和負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)以低速和低負(fù)荷或以怠速工況運(yùn)轉(zhuǎn)的任何時(shí)刻，通過(guò)輸給控制裝置的適當(dāng)信號(hào)，重新對(duì)馬達(dá)供電，使透平增壓器保持足夠高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，產(chǎn)生足夠的充氣空氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖2表示本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中，電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)連于曲柄箱掃氣兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口。在此情況下，供以馬達(dá)電流，以支持發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和加速。因?yàn)轳R達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)能提供比由曲柄箱壓氣產(chǎn)生的更多的空氣，因此，在加速期間和在為提高給定尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出、為縮短加速發(fā)動(dòng)機(jī)并驅(qū)動(dòng)車(chē)輛自低速到高速所需的時(shí)間所要求的最大功率工作期間，能供以氣缸額外的燃料。在加速期間提供更多的空氣，使燃料更有效的燃燒，從而減少了加速期間廢氣中存在的污染物數(shù)量。設(shè)置適當(dāng)?shù)目刂蒲b置，當(dāng)需要時(shí)，對(duì)馬達(dá)接通電流。還設(shè)置適當(dāng)?shù)目刂蒲b置，使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)保持在預(yù)定的最低轉(zhuǎn)速，以使流到進(jìn)氣口的空氣流的節(jié)流作用減至最小，若離心式壓氣機(jī)反應(yīng)緩慢的話，這種情況是可能存在的。
參照?qǐng)D2，發(fā)動(dòng)機(jī)22有一活塞24，活塞在曲柄26控制下，在氣缸內(nèi)上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄在封閉的曲柄箱28內(nèi)工作。進(jìn)入曲柄箱的進(jìn)氣口30有一簧片閥32，它僅允許空氣進(jìn)入曲柄箱。隨著活塞向下移動(dòng)，受活塞向下運(yùn)動(dòng)壓縮的曲柄箱內(nèi)的空氣向上移動(dòng)，經(jīng)輸送通道34進(jìn)入氣缸。活塞在這個(gè)位置上，露出排氣口36。于是，空氣對(duì)氣缸進(jìn)行掃氣，并提供新鮮空氣充量。隨著活塞向上移動(dòng)并關(guān)閉排氣口，空氣受到壓縮。當(dāng)燃料在接近上止點(diǎn)輸入時(shí)，火花塞38開(kāi)始點(diǎn)燃。
電馬達(dá)42自控制裝置44接受適當(dāng)?shù)男盘?hào)，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)式壓氣機(jī)40，將充足的空氣輸給發(fā)動(dòng)機(jī)22。起動(dòng)空氣得到了滿足，由于額外的空氣，改善了加速?？刂蒲b置44若干信號(hào)25，指示要求何時(shí)起動(dòng)和加速，從而對(duì)電馬達(dá)供以適當(dāng)?shù)碾娏?，以適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)壓氣機(jī)40。
本發(fā)明的第三實(shí)施例示于圖3中。其中裝備一馬達(dá)輔助透平增壓器，以便在曲柄箱掃氣兩沖程內(nèi)燃機(jī)中增加由曲柄箱壓氣提供的空氣。當(dāng)需要更多的功率來(lái)加速帶負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)，并且為了將透平增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速保持在某一預(yù)定的最低值時(shí)，對(duì)透平增壓器中的內(nèi)馬達(dá)供電。
圖3的實(shí)施例有一發(fā)動(dòng)機(jī)46，與發(fā)動(dòng)機(jī)22相同。這就是說(shuō)，它有一條帶進(jìn)氣口的輸送通道48，當(dāng)活塞自圖3中所示的上止點(diǎn)位置向下移動(dòng)時(shí)，露出該輸送通道。排氣口50首先露出，因高壓廢氣排至廢氣透平52。廢氣透平驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)式壓氣機(jī)54。旋轉(zhuǎn)式壓氣機(jī)也可由電馬達(dá)56驅(qū)動(dòng)，電馬達(dá)處在透平和壓氣機(jī)之間，且安裝在它們之間的軸上。
當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，自發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣足以驅(qū)動(dòng)透平52，廢氣透平具有足夠的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)54，經(jīng)進(jìn)氣口和簧片閥，將充足的空氣流量輸入曲柄箱內(nèi)。然而，在起動(dòng)時(shí)，壓氣機(jī)由電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，且供應(yīng)充足的起動(dòng)空氣來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)?？梢赃@樣來(lái)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)，可需要或不需要附加的電馬達(dá)動(dòng)力。控制裝置57類(lèi)同于前述的控制裝置44，并以同樣的方式起作用。
在圖4中表示了本發(fā)明第四實(shí)施例，一電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)58與透平增壓器壓氣機(jī)60成串聯(lián)設(shè)置。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的出氣口62連于透平增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)氣口。透平增壓器壓氣機(jī)的出口64連于兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)66的進(jìn)氣系統(tǒng)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)58接受動(dòng)力，以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)透平增壓器的離心式壓氣機(jī)60的敞口通道供應(yīng)起動(dòng)空氣。起動(dòng)后，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)58支援透平增壓器壓氣機(jī)供應(yīng)充量空氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)66保持以怠速和低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)置適當(dāng)?shù)目刂蒲b置68，當(dāng)需要或使該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)58保持在預(yù)定的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，將馬達(dá)接通電源。
在透平增壓器中采用添加一內(nèi)馬達(dá)的方法，能改善圖4中所示的該系統(tǒng)的工作，如圖5所示。具體地說(shuō)，圖5為直流式掃氣兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)略橫剖視圖，采用一馬達(dá)輔助透平增壓器和一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，兩壓氣機(jī)成串聯(lián)配置，供起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)用，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)充氣。
與圖1的實(shí)施例類(lèi)似，圖5中所示的透平增壓器有一內(nèi)部馬達(dá)65，當(dāng)自外動(dòng)力源18接收能量時(shí)，對(duì)透平增壓器轉(zhuǎn)子傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩。根據(jù)來(lái)自運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的輸入信號(hào)25，由控制裝置68對(duì)馬達(dá)接通、調(diào)節(jié)或切斷電力。在起動(dòng)期間，能對(duì)內(nèi)部馬達(dá)65供電，以參與供給起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣，通常當(dāng)需要時(shí)，提供額外的電馬達(dá)功率。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷加速期間或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以低速低負(fù)荷或怠速工況運(yùn)轉(zhuǎn)期間，為確保提供充足的充量空氣使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)使內(nèi)部馬達(dá)接通電力。
圖6表示應(yīng)用于曲柄箱掃氣兩沖程內(nèi)燃機(jī)75成串聯(lián)聯(lián)接的一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)72和一透平增壓器壓氣機(jī)74，該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)類(lèi)似于圖3中所示的結(jié)構(gòu)，該透平增壓器具有相同的連接。然而，由馬達(dá)76驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)72是分離的，串聯(lián)于空氣流中。控制裝置78按照上述信號(hào)的類(lèi)別控制馬達(dá)76。
圖7表示采用一馬達(dá)輔助透平增壓器和一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的曲柄箱掃氣兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，它們的壓氣機(jī)成串聯(lián)聯(lián)接，供起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)充氣。除了透平增壓器裝有內(nèi)部馬達(dá)77之外，圖7的實(shí)施例和圖6的類(lèi)同。如在前面的實(shí)施例中那樣，當(dāng)需要或希望參與供應(yīng)起動(dòng)空氣以發(fā)動(dòng)機(jī)、在發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷加速期間提供額外的動(dòng)力以使透平增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速保持在某一預(yù)定的最低值等等時(shí)，可使內(nèi)部馬達(dá)77通電。
圖8表示一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)80和一透平增壓器壓氣機(jī)82，連接成并聯(lián)流動(dòng)方案，其中，來(lái)自馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)80的壓縮空氣在透平壓氣機(jī)82和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管84之間的部位進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)86的進(jìn)氣管道，按照所要求的，對(duì)掃氣系統(tǒng)提供幾乎是瞬態(tài)的增壓。當(dāng)廢氣透平85的透平增壓器轉(zhuǎn)速升高到足以產(chǎn)生超過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的壓力輸出時(shí)，馬達(dá)控制裝置88便對(duì)馬達(dá)90發(fā)出信號(hào)來(lái)關(guān)閉馬達(dá)。自然一個(gè)壓氣機(jī)經(jīng)另一壓氣機(jī)的空氣回流由驅(qū)動(dòng)簧片單向閥92和94或其它型式的快速作用閥的壓力排量來(lái)防止。設(shè)有馬達(dá)控制裝置88，當(dāng)不需要馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)時(shí)，命令關(guān)閉它。
圖9的實(shí)施例除了透平增壓器設(shè)有一內(nèi)部馬達(dá)之外，類(lèi)同于圖8的實(shí)施例。具體來(lái)說(shuō)，圖9表示一直流掃氣、兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，采用一馬達(dá)輔助透平增壓器和一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，它們的壓氣機(jī)成并聯(lián)布置，在每一壓氣機(jī)輸出管道內(nèi)裝有單向閥，以防止空氣經(jīng)具有低輸出壓力的壓氣機(jī)回流。如在前面的實(shí)施例中那樣，當(dāng)需要或希望參與供應(yīng)額外的起動(dòng)空氣來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、在發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷加速期間提供額外的功率來(lái)使透平增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持在某一預(yù)定值等等時(shí)，透平增壓器馬達(dá)95能獲取電力。
本發(fā)明以幾個(gè)目前期望最佳的模式作了說(shuō)明，顯然，在精通該技術(shù)領(lǐng)域的人們的能力范圍內(nèi)，無(wú)須發(fā)明技能的訓(xùn)練，便能有無(wú)數(shù)的變型、模式和實(shí)施方案。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由下列權(quán)利要求書(shū)的請(qǐng)求保護(hù)范圍來(lái)限定。
權(quán)利要求
1．一種對(duì)兩沖程內(nèi)燃機(jī)供給充量空氣的馬達(dá)輔助壓氣機(jī)系統(tǒng)，包括(a)一臺(tái)兩沖程內(nèi)燃機(jī)，至少具有一個(gè)氣缸，每一氣缸具有一個(gè)進(jìn)氣閥或進(jìn)氣口及一個(gè)排氣閥或排氣口；(b)一個(gè)相連的進(jìn)氣歧管，向各進(jìn)氣閥或進(jìn)氣口供給充量空氣和掃氣空氣；(c)一臺(tái)壓氣機(jī)，每一軸，軸上有一壓氣機(jī)，轉(zhuǎn)子所述壓氣機(jī)連于所述進(jìn)氣歧管，以便對(duì)進(jìn)氣歧管供給空氣；(d)一個(gè)連于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管，自各氣缸接收廢氣；(e)一個(gè)廢氣透平，其轉(zhuǎn)子安裝在所述軸上所述透平連于所述排氣歧管，以便自所述排氣歧管接收廢氣，以驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)子和軸；(f)一個(gè)透平轉(zhuǎn)子和壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子之間安裝在所述軸上的電馬達(dá)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，以便對(duì)進(jìn)氣歧管供給空氣，(g)連于電馬達(dá)的控制裝置，對(duì)電馬達(dá)供電以驅(qū)動(dòng)壓縮氣機(jī)轉(zhuǎn)子，以便對(duì)進(jìn)氣歧管供應(yīng)充量空氣，供起動(dòng)用。
2．按權(quán)利要求1所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于所述將控制裝置連接成能自發(fā)動(dòng)機(jī)接收信號(hào)，從而對(duì)電馬達(dá)供電，每當(dāng)透平不能驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)供應(yīng)充足的充量空氣而保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，對(duì)進(jìn)氣歧管供給充量空氣。
3．按權(quán)利要求1所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于將控制裝置連接成能自發(fā)動(dòng)機(jī)接收信號(hào)，從而對(duì)電馬達(dá)供電，當(dāng)要求發(fā)動(dòng)機(jī)作帶負(fù)荷加速時(shí)，協(xié)助透平轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子。
4．按權(quán)利要求2所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于控制裝置接收相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣歧管空氣壓力或發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣閥位置的信號(hào)，以控制電馬達(dá)。
5．按權(quán)利要求3所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于控制裝置接收相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣歧管空氣壓力或發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣位置的信號(hào)，以控制電馬達(dá)。
6．一種馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，包括(a)一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，具有若干氣缸及在該氣缸內(nèi)的活塞，并具有一進(jìn)氣口或進(jìn)氣閥和一排氣口或排氣閥，分別供空氣進(jìn)入各氣缸和自各氣缸排出燃?xì)庵茫?b)一個(gè)排氣歧管，它被連接成能自各排氣口或排氣閥廢氣，一個(gè)廢氣透平，它被連接成能自排氣歧管接收廢氣；(c)一透平增壓器殼體，一根軸穿過(guò)其間，該軸以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在所述殼體內(nèi)，一廢氣透平蝸殼安裝在該殼體上，一透平轉(zhuǎn)子安裝在廢氣透平蝸殼內(nèi)的所述軸上，因此廢氣轉(zhuǎn)動(dòng)透平轉(zhuǎn)子和所述軸，一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在所述軸上，一壓氣機(jī)蝸殼圍繞壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在所述殼體上，一進(jìn)氣歧管被連接成能自壓氣機(jī)蝸殼接收壓縮空氣，從而發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)進(jìn)氣歧管輸送壓縮空氣；(d)一電馬達(dá)，安裝在所述殼體內(nèi)的所述軸上，當(dāng)沒(méi)有足夠的廢氣來(lái)對(duì)進(jìn)氣歧管供給充足的空氣以供發(fā)動(dòng)機(jī)氣充氣和掃氣用時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，對(duì)進(jìn)氣歧管輸送壓縮空氣。
7．按權(quán)利要求6所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于還包括用以控制馬達(dá)的控制裝置，當(dāng)沒(méi)有足夠的壓縮空氣供發(fā)動(dòng)機(jī)適當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)用時(shí)，對(duì)馬達(dá)供電，以便對(duì)進(jìn)氣歧管供給充足的空氣。
8．按權(quán)利要求7所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于控制裝置接收相應(yīng)于進(jìn)氣歧管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信號(hào)，以便對(duì)電馬達(dá)供電。
9．按權(quán)利要求8所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于控制裝置還接收相應(yīng)于操作者所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的信號(hào)，以控制輸給馬達(dá)的電功率。
10．一種操作兩沖程內(nèi)燃機(jī)的方法，發(fā)動(dòng)機(jī)上連接一馬達(dá)輔助透平增壓器，其中，充氣壓氣機(jī)由電馬達(dá)和廢氣透平兩者驅(qū)動(dòng)，其步驟包括(a)當(dāng)沒(méi)有足夠的廢氣供應(yīng)起動(dòng)空氣時(shí)，對(duì)電馬達(dá)供電以轉(zhuǎn)動(dòng)壓氣機(jī)，供應(yīng)最初的起動(dòng)掃氣和充氣空氣；(b)在廢氣流足以驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)、對(duì)兩沖程內(nèi)燃機(jī)氣缸供給充足的掃氣和充氣完全后，停止向馬達(dá)供電。
11．按權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于還包括采集相應(yīng)于進(jìn)氣歧管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)操作者的功率要求的信號(hào)的步驟，以確定是否對(duì)電馬達(dá)供電。
12．一種對(duì)曲柄箱掃氣兩沖程內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)充量空氣的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，包括(a)一臺(tái)兩沖程內(nèi)燃機(jī)，包括至少一個(gè)氣缸，每缸具有一進(jìn)氣口或進(jìn)氣閥及一排氣口或排氣閥；(b)一個(gè)封閉的曲柄箱，其中活塞的下行沖程使空氣產(chǎn)生壓縮；(c)一透平增壓器殼體，一軸穿過(guò)該殼體，該軸以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在所述殼體內(nèi)，一排氣蝸殼安裝在所述殼體內(nèi)，一透平轉(zhuǎn)子安裝在排氣蝸殼內(nèi)的所述軸上，因而，廢氣轉(zhuǎn)動(dòng)所述轉(zhuǎn)子和軸，一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在所述軸上，一壓氣機(jī)蝸殼圍繞壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在所述殼體內(nèi)，所述壓氣機(jī)蝸殼連接在所述進(jìn)氣口或進(jìn)氣閥上，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸輸送壓縮空氣；(d)一電馬達(dá)，安裝在所述殼內(nèi)的所述軸上，以驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，向進(jìn)氣口或進(jìn)氣閥輸送壓縮空氣，以增加在封閉曲柄箱內(nèi)被壓縮的空氣量。
13．按權(quán)利要求12所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于還包括連于電馬達(dá)對(duì)電馬達(dá)供電的控制裝置，該控制裝置連于兩沖程內(nèi)燃機(jī)，從內(nèi)燃機(jī)上接收各種信號(hào)，使兩沖程內(nèi)燃機(jī)接收來(lái)自壓氣機(jī)蝸殼的空氣，以便能使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生額外的動(dòng)力，使其更快地加速，以減少兩沖程內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的廢氣污染物。
14．按權(quán)利要求12所述的馬達(dá)輔助透平增壓器系統(tǒng)，其特征在于包括控制裝置，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)須增強(qiáng)曲柄箱壓氣時(shí)，它對(duì)電馬達(dá)供電，保持壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子在某一預(yù)定的最低轉(zhuǎn)速，以克服空氣流經(jīng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的阻力。
15．一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)系統(tǒng)，包括(a)一臺(tái)曲柄箱掃氣兩沖程內(nèi)燃機(jī)，它具有一曲柄箱和至少一氣缸，一活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該曲柄箱有一進(jìn)氣口和一出氣口，它們?cè)诜乔鋻邭鈺r(shí)是關(guān)閉的，其中活塞的下行沖程使曲柄箱內(nèi)的空氣受壓縮；(b)一條輸送通道，將封閉曲柄箱的出口和發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸的進(jìn)氣口相連；(c)一個(gè)以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式安裝在壓氣機(jī)蝸殼內(nèi)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，壓氣機(jī)蝸殼的出口連接于封閉曲柄箱的進(jìn)口；(d)一電馬達(dá)，連接于壓氣機(jī)蝸殼，以驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子；(e)控制裝置，連于電馬達(dá)，對(duì)電馬達(dá)供電，以驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，并將壓縮空氣輸送到封閉的曲柄箱，借助活塞的下行沖程，增強(qiáng)對(duì)封閉曲柄箱中空氣的壓縮。
16．按權(quán)利要求15所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)要進(jìn)行帶負(fù)荷加速時(shí)，控制裝置對(duì)電馬達(dá)輸送電力。
17．按權(quán)利要求15所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)須增強(qiáng)曲柄箱壓縮時(shí)，控制裝置對(duì)電馬達(dá)供電，以使壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子保持在一預(yù)定的最低轉(zhuǎn)速來(lái)克服空氣流經(jīng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的阻力。
18．一種兩沖內(nèi)燃機(jī)的兩沖程充氣系統(tǒng)，包括(a)一臺(tái)兩沖程內(nèi)燃機(jī)，具有至少一個(gè)氣缸，一活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每缸有一進(jìn)氣閥或進(jìn)氣口，且每缸有一排氣閥或排氣口；(b)一根相連的進(jìn)氣歧管，對(duì)各進(jìn)氣閥或進(jìn)氣口輸送充氣和掃氣空氣；(c)一根相連的排氣歧管，自各缸廢氣流；(d)一透平增壓器，有一廢氣透平，接收來(lái)自排氣歧管廢氣流，還且離心式壓氣機(jī)，它有一空氣進(jìn)口，并對(duì)進(jìn)氣歧管輸送壓縮空氣；(e)一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)離心式壓氣機(jī)，它有一壓氣機(jī)蝸殼，壓氣機(jī)蝸殼的出口連于透平增壓器離心式壓氣機(jī)的空氣進(jìn)口；(f)控制裝置，對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)離心式壓氣機(jī)供應(yīng)電力，以便經(jīng)透平增壓器離心式壓氣機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管供應(yīng)起動(dòng)充量空氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在最低轉(zhuǎn)速和負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
19．按權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)透平增壓器能依靠自己保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制裝置切斷對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)供電。
20．按權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于對(duì)所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)供電，以增加由串聯(lián)連接的透平增壓器離心式壓氣機(jī)輸送的空氣，從而能顯著增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出馬力。
21．按權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于控制裝置對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)離心式壓氣機(jī)輸送電力，以保持馬達(dá)驅(qū)動(dòng)離心式壓氣機(jī)的預(yù)定最低轉(zhuǎn)速來(lái)克服被透平增壓器離心式壓氣機(jī)經(jīng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)離心式壓氣機(jī)抽吸的空氣流的阻力。
22．按權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括連于電馬達(dá)、對(duì)電馬達(dá)供電的控制裝置，該控制裝置連于兩沖程內(nèi)燃機(jī)，自該機(jī)上接收各種信號(hào)，于是兩沖程內(nèi)燃機(jī)接收來(lái)自壓氣機(jī)蝸殼的空氣，能使它產(chǎn)生額外的動(dòng)力，達(dá)到更快地加速，并減少兩沖程內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的廢氣污染物。
23．一種曲柄箱掃氣兩沖程內(nèi)燃機(jī)的兩級(jí)充氣系統(tǒng)，包括(a)一臺(tái)兩沖程內(nèi)燃機(jī)，它具有一曲柄箱和至少一個(gè)氣缸，一活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述曲柄箱有一進(jìn)氣口和一排氣口，它們?cè)诜乔鋻邭鈺r(shí)是關(guān)閉的，其中，活塞的下行沖程將空氣壓縮；(b)一條連接封閉曲柄箱出口和發(fā)動(dòng)機(jī)各缸進(jìn)氣的輸氣通道；(c)一根相連的排氣歧管，接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的廢氣；(d)一透平增壓器，具有一廢氣透平，接收來(lái)自排氣歧管廢氣流，還有一個(gè)帶一進(jìn)氣口和一排氣口的離心式壓氣機(jī)，向封閉的曲柄箱進(jìn)氣口輸送壓縮空氣；(e)一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)離心式壓氣機(jī)，具有一壓氣機(jī)蝸殼，其出口連于透平增壓器離心式壓氣機(jī)的進(jìn)氣口；(f)控制裝置，對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)離心式壓氣機(jī)輸送電力，以便經(jīng)透平增壓器離心式壓氣機(jī)連續(xù)地輸送充量空氣，從而增加由串聯(lián)連接的透平增壓器離心式壓氣機(jī)輸送的充量空氣。
24．按權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)透平增壓器能依靠自己保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，停止對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)供電。
25．按權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)供電，串聯(lián)連接的以增加由串聯(lián)連接的透平增壓器離心式壓氣機(jī)供應(yīng)的空氣，因此，能顯著增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出馬力。
26．按權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于控制裝置連于兩沖程內(nèi)燃機(jī)以接收來(lái)自該發(fā)動(dòng)機(jī)的各種信號(hào)，于是該發(fā)動(dòng)機(jī)接收來(lái)信壓氣機(jī)蝸殼的空氣，能使它產(chǎn)生額外的動(dòng)力，以獲得更快的加速，并減少兩沖程內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的廢氣污染物。
27．一種供應(yīng)兩沖程內(nèi)燃機(jī)充氣和掃氣空氣的充氣裝置，包括一臺(tái)兩沖程內(nèi)燃機(jī)，具有至少一個(gè)氣缸，一活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每缸具有一進(jìn)氣閥和一排氣閥；一根相連的進(jìn)氣歧管對(duì)各進(jìn)氣閥供給充氣和掃氣空氣；一臺(tái)壓氣機(jī)，有一軸，軸上有一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，壓氣機(jī)連于進(jìn)氣歧管，對(duì)其供應(yīng)充氣和掃氣空氣；一臺(tái)相連的電馬達(dá)，它轉(zhuǎn)動(dòng)所述軸，以驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)向進(jìn)氣歧管供應(yīng)空氣；與電馬達(dá)相連的裝置，每當(dāng)供給進(jìn)氣歧管的空氣不足以使發(fā)動(dòng)機(jī)適當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，供以馬達(dá)電力，以驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)向進(jìn)氣歧管輸送壓縮空氣，以協(xié)助起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)兩沖程內(nèi)燃機(jī)，以最少的未燃燃料來(lái)增加兩沖程內(nèi)燃機(jī)的功率輸出并提高效率。
28．按權(quán)利要求27所述的供應(yīng)兩沖程內(nèi)燃機(jī)充氣和掃氣空氣的充氣裝置，其特征在于還包括(a)一根與發(fā)動(dòng)機(jī)各排氣口相連的排氣歧管，它自各氣缸接收廢氣；(b)一臺(tái)透平增壓器，它有一相連的排氣透平，以接收來(lái)自排氣歧管的廢氣，還有一相連的受廢氣透平驅(qū)動(dòng)的透平壓氣機(jī)，它被連接成向進(jìn)氣歧管供應(yīng)充氣和掃氣空氣，而馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)也被連接成向進(jìn)氣歧管輸送充氣和掃氣空氣。
29．按權(quán)利要求28所述的充氣裝置，其特征在于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和廢氣透平驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)成串聯(lián)連接。
30．按權(quán)利要求28所述的充氣裝置，其特征在于，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)與廢氣透平驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)成并聯(lián)連接，向進(jìn)氣歧管輸送空氣。
31．按權(quán)利要求30所述的充氣裝置，其特征在于，在壓氣機(jī)和進(jìn)氣歧管連接裝置中，至少有一個(gè)防止回流單向閥。
32．按權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括一臺(tái)在透平增壓器中的和透平增壓器離心式壓氣機(jī)相連的電馬達(dá)，它驅(qū)動(dòng)透平增壓器離心式壓氣機(jī)，以增加對(duì)進(jìn)氣歧管的空氣供應(yīng)。
33．按權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于控制裝置連于電馬達(dá)，當(dāng)需要或希望提高發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)時(shí)，向電馬達(dá)供電以增加對(duì)氣歧管的空氣供應(yīng)。
34．按權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括一臺(tái)在透平增壓器內(nèi)的連于透平增壓器離心式壓氣機(jī)的電馬達(dá)，它驅(qū)動(dòng)透平增壓器離心式壓氣機(jī)以增加對(duì)封閉曲柄箱進(jìn)氣口的空氣供應(yīng)。
35．按權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于控制裝置也連于電馬達(dá)，當(dāng)需要或希望提高發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)時(shí)，向電馬達(dá)供電以增加對(duì)封閉曲柄箱進(jìn)氣口的空氣供應(yīng)。
36．按權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括一臺(tái)在透平增壓器內(nèi)的與透平壓氣機(jī)相連的電馬達(dá)，它驅(qū)動(dòng)透平壓氣機(jī)以增加對(duì)進(jìn)氣歧管的空氣供應(yīng)。
37．按權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于控制裝置也連于電馬達(dá)，當(dāng)需要或希望提高發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)時(shí)，向電馬達(dá)供電以增加對(duì)進(jìn)氣歧管的空氣供應(yīng)。
全文摘要
二沖程內(nèi)燃機(jī)(10,46,66,75,86)有一馬達(dá)輔助透平增壓器(19),其中馬達(dá)(17,56,65,77,96)由外電源(18)驅(qū)動(dòng),以操作透平增壓器(13),為起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(10,46,66,75,86)提供掃氣和充氣空氣。當(dāng)充足的廢氣能量能使透平增壓器(13)提供足夠的掃氣和充氣空氣時(shí),切斷馬達(dá)(17,56,65,77,95),省去外部電力。這樣,在起動(dòng)期間,該充氣系統(tǒng)作為一增壓器,而在正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間作為一透平增壓器。一控制系統(tǒng)(19,57,68,78,88)連于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(17,56,65,77,95),它接收各種信號(hào)(25),因此,在起動(dòng)期間,對(duì)馬達(dá)(17,56,65,77,95)供電,而在低廢氣能量級(jí)期間,也可供電,以保持充足的掃氣和充氣空氣供應(yīng)。這些信號(hào)(25)可來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、透平增壓器轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣歧管壓力、節(jié)氣門(mén)位置等。
文檔編號(hào)F02B37/14GK1204382SQ96199080
公開(kāi)日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1996年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月27日
發(fā)明者E·M·哈利米, R·P·馬羅夫, W·E·吳倫維伯 申請(qǐng)人:渦輪動(dòng)力系統(tǒng)有限公司