汽车发动机增压方法技术

本发明专利技术涉及一种汽车发动机增压方法，进气涡轮和排气涡轮同轴布置并通过离合器离合，进气涡轮与汽车发动机曲轴平行布置，二者间通过皮带传动，用位置可移动的张紧轮张紧或放松所述皮带，通过车速传感器检测车速，当检测到汽车处于熄火状态时，使离合器分离，使张紧轮放松皮带；当检测到汽车发动且车速低于一给定低速限值时，使张紧轮张紧皮带，曲轴通过皮带带动进气涡轮工作；当检测到车速高于一给定高速限值时，通过离合器将排气涡轮与进气涡轮同轴连接，利用排气涡轮带动进气涡轮工作，同时使张紧轮放松皮带。本发明专利技术无论在发动机高速还是低速工况时，都能快速增压，迅速提高发动机的动力性能，获得较好的增压效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车发动机增压装置及汽车发动机增压方法。
技术介绍
目前，汽车增压技术常见的有三类，分别是机械增压、废气涡轮增压和气波增压。其中，机械增压能有效提高发动机功率，在发动机处于低速时，它的增压效果十分明显，但是高速情况下，它的增压效果不如废气涡轮增压。废气涡轮增压能有效地利用排气的能量进行增压，经济性比机械增压好，但是发动机处于低速时，这种增压方式产生的转矩增加不多，且低速加速性差。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种汽车发动机增压装置及汽车发动机增压方法，无论在发动机高速还是低速工况时，都能快速增压，迅速提高发动机的动力性能，获得较好的增压效果。本专利技术的主要技术方案有：一种汽车发动机增压装置，包括机架，所述机架上安装有同轴布置的进气涡轮和排气涡轮，所述进气涡轮与排气涡轮间通过离合器离合，所述进气涡轮与汽车发动机曲轴平行布置，所述曲轴与所述进气涡轮的主轴之间通过皮带传动，所述皮带通过张紧轮张紧在工作状态，所述张紧轮通过张紧轮移动支架活动连接在所述机架上，所述张紧轮在所述张紧轮移动支架的带动下能够在工作位置和非工作位置之间移动，所述张紧轮处于工作位置时对应所述皮带处于工作状态，此时所述张紧轮的轴线与所述进气涡轮的主轴轴线平行。所述进气涡轮的排气口与发动机的进气路径的入口相连，所述排气涡轮的进气口与发动机的排气路径的出口相连。所述进气涡轮远离所述排气涡轮的一侧主轴端设有皮带轮，所述曲轴的同侧端也设有皮带轮，所述皮带绕在上述两个皮带轮上。所述张紧轮移动支架可以采用机械动力装置或液压动力装置。所述张紧轮可以位于所述皮带的内侧或外侧。所述张紧轮优选采用滚动轴承。一种汽车发动机增压方法，使进气涡轮和排气涡轮同轴布置，二者间通过离合器离合，使所述进气涡轮与汽车发动机曲轴平行布置，所述曲轴与所述进气涡轮的主轴之间通过皮带传动，用位置可移动的张紧轮张紧或放松所述皮带，通过车速传感器检测车速，当检测到汽车处于熄火状态时，使所述离合器处于分离状态，使所述张紧轮放松所述皮带；当检测到汽车发动并且车速低于一给定的低速限值时，使所述张紧轮张紧所述皮带，汽车发动机曲轴通过所述皮带带动所述进气涡轮工作；当检测到车速高于一给定的高速限值时，通过所述离合器将所述排气涡轮与所述进气涡轮同轴连接，利用所述排气涡轮带动所述进气涡轮工作，同时使所述张紧轮放松所述皮带。所述进气涡轮的排气口与发动机的进气路径的入口相连，所述排气涡轮的进气口与发动机的排气路径的出口相连。可以采用机械动力或液压动力带动所述张紧轮执行张紧或放松操作。所述张紧轮优选采用滚动轴承，所述张紧轮可以位于所述皮带的内侧或外侧。本专利技术的有益效果是：低速时，利用发动机的动力直接驱动增压装置进行增压，充分发挥机械增压的优势，增压速度快，不存在涡轮滞泄现象，增压效果明显。当转速升高到一定程度后，切换成废气涡轮增压，充分利用废气能量驱动空气压缩，由于较高转速时废气量也达到了相当的程度，因此用废气驱动容易获得十足的动力，既不消耗发动机的能量，还能充分利用废气的能量，而且采用较小尺寸的涡轮即可满足要求，整个增压装置和发动机的经济性都得到提高，且增压效果更好。机械增压时，单纯采用进气涡轮增压，相比传统机械增压所采用的增压设备，体积小巧，空间占用小，效率高，噪音低，更加节能环保。废气涡轮增压时，发动机排出的废气驱动排气涡轮的叶轮，再带动与排气涡轮同轴连接的进气涡轮的叶轮，压缩进入发动机的空气或可燃混合气。由于进气涡轮增压是利用发动机本身的排气能量来驱动，不直接消耗发动机的功率，降低燃料消耗率3％-10％，改善发动机的经济性。附图说明图1是本专利技术的增压装置的一个实施例在发动机低速工况时的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1的实施例在发动机高速工况时的结构示意图。具体实施方式本专利技术公开了一种汽车发动机增压装置，如图1、2、3所示，包括机架，所述机架上安装有同轴布置的进气涡轮1和排气涡轮2，所述进气涡轮与排气涡轮间通过离合器3离合，所述进气涡轮与汽车发动机曲轴平行布置，所述曲轴与所述进气涡轮的主轴之间通过皮带4传动，所述皮带通过张紧轮6张紧在工作状态，所述张紧轮通过张紧轮移动支架活动连接在所述机架上，所述张紧轮在所述张紧轮移动支架的带动下能够在工作位置和非工作位置之间移动，所述张紧轮处于工作位置时对应所述皮带处于工作状态，此时所述张紧轮的轴线与所述进气涡轮的主轴轴线平行。所述张紧轮的工作位置和非工作位置分别对应所述皮带处于张紧状态和松弛状态，只有张紧状态时，皮带传动才有效，其中非工作位置是除工作位置之外的若干个位置。当所述张紧轮由非工作位置慢慢移动到工作位置的过程中，所述皮带慢慢贴合并逐渐靠紧到相应皮带轮上。所述皮带松弛状态下，所述张紧轮与所述皮带可以接触也可以不接触。所述进气涡轮的排气口与发动机气缸燃烧室5的进气路径的入口相连，所述进气涡轮的进气口与过滤后的常压新鲜空气相通，所述排气涡轮的进气口与发动机气缸燃烧室的排气路径的出口相连，所述排气涡轮的排气口与尾气排气管的入口相通。低速时，参见图1、2，离合器处于分离状态，进气涡轮和排气涡轮各自独立，用所述张紧轮张紧皮带，曲轴通过皮带传动带动进气涡轮工作，新鲜空气经过进气涡轮增压进入气缸燃烧室，增压迅速，显著提高发动机的动力性能。高速时，参见图1、3，使张紧轮离开工作位置，将进气涡轮的发动机曲轴这一条动力来源切断，由于发动机排出的大量废气驱动排气涡轮工作，通过离合器将进气涡轮和排气涡轮同轴连接，将排气涡轮的动力源引至进气涡轮，实现增压，由于高速时废气排放量较大，因此可以获得可观的动力和增压效果。当转速为零时，不仅使离合器处于分离状态，而且使张紧轮离开工作位置，即切断进气涡轮的两条动力源，进气涡轮不工作。本专利技术的增压装置结合了机械增压和废气涡轮增压各自的优点，将两种增压技术结合形成一种新的增压方式——混合增压。该技术主要实现发动机低速时利用机械增压，而当速度较高时，切换为废气涡轮增压，这样既解决了机械增压和涡轮增压各自的弊端，也充分利用了两种增压方式的优势。所述进气涡轮远离所述排气涡轮的一侧主轴端设有皮带轮7，所述曲轴的同侧端也设有皮带轮8，所述皮带绕在上述两个皮带轮上。所述张紧轮移动支架可以采用机械动力装置或液压动力装置。所述张紧轮移动支架的运动轨迹可以是直线，也可以是曲线，只要运动轨迹的一端终点对应所述张紧轮的工作位置即可。所述机架上还设有固定装置，用于将所述张紧轮移动支架固定在上述运动轨迹的终点位置，使得需要皮带传动时所述张紧轮能够可靠地固定在其工作位置上。所述张紧轮可以位于所述皮带的内侧(参见图2)或外侧，即从皮带的内侧或外侧张紧所述皮带。所述张紧轮优选采用滚动轴承，充分利用轴承外圈相对内圈自由旋转的特点，既起到张紧皮带的作用，又不妨碍皮带传动。一种汽车发动机增压方法，使进气涡轮1和排气涡轮2同轴布置，二者间通过离合器3离合，使所述进气涡轮与汽车发动机曲轴平行布置，所述曲轴与所述进气涡轮的主轴之间通过皮带4传动，用位置可移动的张紧轮6张紧或放松所述皮带，通过车速传感器检测车速，当检测到汽车处于熄火状态时，使所述离合器处于分离状态，使所述张紧轮放松所述皮带；当检测到汽车发动并且车速低于一给定的低速限值时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车发动机增压装置，包括机架，其特征在于：所述机架上安装有同轴布置的进气涡轮和排气涡轮，所述进气涡轮与排气涡轮间通过离合器离合，所述进气涡轮与汽车发动机曲轴平行布置，所述曲轴与所述进气涡轮的主轴之间通过皮带传动，所述皮带通过张紧轮张紧在工作状态，所述张紧轮通过张紧轮移动支架活动连接在所述机架上，所述张紧轮在所述张紧轮移动支架的带动下能够在工作位置和非工作位置之间移动，所述张紧轮处于工作位置时对应所述皮带处于工作状态，此时所述张紧轮的轴线与所述进气涡轮的主轴轴线平行。

【技术特征摘要】
1.一种汽车发动机增压装置，包括机架，其特征在于：所述机架上安装有同轴布置的进气涡轮和排气涡轮，所述进气涡轮与排气涡轮间通过离合器离合，所述进气涡轮与汽车发动机曲轴平行布置，所述曲轴与所述进气涡轮的主轴之间通过皮带传动，所述皮带通过张紧轮张紧在工作状态，所述张紧轮通过张紧轮移动支架活动连接在所述机架上，所述张紧轮在所述张紧轮移动支架的带动下能够在工作位置和非工作位置之间移动，所述张紧轮处于工作位置时对应所述皮带处于工作状态，此时所述张紧轮的轴线与所述进气涡轮的主轴轴线平行。2.如权利要求1所述的汽车发动机增压装置，其特征在于：所述进气涡轮的排气口与发动机的进气路径的入口相连，所述排气涡轮的进气口与发动机的排气路径的出口相连。3.如权利要求2所述的汽车发动机增压装置，其特征在于：所述进气涡轮远离所述排气涡轮的一侧主轴端设有皮带轮，所述曲轴的同侧端也设有皮带轮，所述皮带绕在上述两个皮带轮上。4.如权利要求3所述的汽车发动机增压装置，其特征在于：所述张紧轮移动支架采用机械动力装置或液压动力装置。5.如权利要求4所述的汽车发动机增压装置，其特征在于：所述张紧轮位于所述皮带的内侧或外侧。6.如权利要求5所述的汽车发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，熊树生，吴頔，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33