發(fā)動(dòng)機(jī)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，包括：發(fā)動(dòng)機(jī)本體；渦輪增壓器；中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)至少包括第一傳動(dòng)部件和第二傳動(dòng)部件，所述第一傳動(dòng)部件與所述第二傳動(dòng)部件聯(lián)動(dòng)，所述第一傳動(dòng)部件與所述渦輪機(jī)之間設(shè)置有第一動(dòng)力開關(guān)，所述第一傳動(dòng)部件與所述壓氣機(jī)之間設(shè)置有第二動(dòng)力開關(guān)；第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)；小壓氣機(jī)；蒸汽換熱器、蒸汽渦輪機(jī)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)；電池模塊，所述電池模塊分別與所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)相連。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，能夠使得發(fā)動(dòng)機(jī)本體的廢氣能量得到充分利用。
【專利說明】
發(fā)動(dòng)機(jī)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)技術(shù)中的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的能量只有少部分參與了推動(dòng)活塞、帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，其余能量一部分被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)帶走，一部分以排氣的方式排放到大氣中，約占總能量的40%左右。因此，內(nèi)燃機(jī)的熱效率很低，即使是高性能的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其熱效率也不到30%。而發(fā)動(dòng)機(jī)本身的熱效率很難有大幅的進(jìn)步，所以應(yīng)該盡可能利用這些排氣中的能量。
[0003]目前發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)廢氣能量的利用是采用渦輪增壓器或依托朗肯循環(huán)的廢氣能量回收系統(tǒng)，未能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量進(jìn)行充分的利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢氣能量。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，包括:發(fā)動(dòng)機(jī)本體；渦輪增壓器，所述渦輪增壓器包括:渦輪機(jī)和壓氣機(jī)，所述渦輪機(jī)能夠利用來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體排出的廢氣所具有的廢氣能量驅(qū)動(dòng)所述壓氣機(jī)對(duì)進(jìn)入到所述壓氣機(jī)內(nèi)的空氣進(jìn)行增壓、所述壓氣機(jī)將經(jīng)過增壓后的所述空氣輸出至所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體；中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)至少包括第一傳動(dòng)部件和第二傳動(dòng)部件，所述第一傳動(dòng)部件與所述第二傳動(dòng)部件聯(lián)動(dòng)，所述第一傳動(dòng)部件與所述渦輪機(jī)之間設(shè)置有用于接合或斷開所述第一傳動(dòng)部件與所述渦輪機(jī)的第一動(dòng)力開關(guān)，所述第一傳動(dòng)部件與所述壓氣機(jī)之間設(shè)置有用于接合或斷開所述第一傳動(dòng)部件與所述壓氣機(jī)的第二動(dòng)力開關(guān)；第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述第二傳動(dòng)部件相連；小壓氣機(jī)，所述小壓氣機(jī)與所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)之間設(shè)置有用于接合或斷開所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述小壓氣機(jī)的第三動(dòng)力開關(guān)，所述小壓氣機(jī)設(shè)置在所述壓氣機(jī)的進(jìn)氣側(cè)且可將壓縮后的空氣輸出給所述壓氣機(jī)；蒸汽換熱器、蒸汽渦輪機(jī)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)，所述蒸汽換熱器分別與所述渦輪機(jī)和所述蒸汽渦輪機(jī)相連，所述蒸汽渦輪機(jī)與所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)相連；電池模塊，所述電池模塊分別與所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)相連。
[0007]進(jìn)一步地，所述第一動(dòng)力開關(guān)、所述第二動(dòng)力開關(guān)和所述第三動(dòng)力開關(guān)均為離合器。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一傳動(dòng)部件為第一齒輪，所述第二傳動(dòng)部件為第二齒輪，所述第一齒輪與所述第二齒輪嚙合傳動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步地，所述壓氣機(jī)、所述渦輪機(jī)與所述第一齒輪同軸布置，所述第二齒輪、所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述小壓氣機(jī)同軸布置。
[0010]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置還包括:廢氣分流閥，所述廢氣分流閥分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體以及所述蒸汽換熱器相連。
[0011]進(jìn)一步地，所述廢氣分流閥的開度可調(diào)。
[0012]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置還包括:進(jìn)氣分流閥，所述進(jìn)氣分流閥分別連接在所述小壓氣機(jī)的進(jìn)氣側(cè)和所述壓氣機(jī)的進(jìn)氣側(cè)。
[0013]進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣分流閥的開度可調(diào)。
[0014]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置還包括:冷卻裝置，所述冷卻裝置設(shè)置在所述蒸汽渦輪機(jī)與所述蒸汽換熱器之間，所述冷卻裝置用于接收來自所述蒸汽渦輪機(jī)的蒸汽且對(duì)所述蒸汽進(jìn)行冷卻后輸出給所述蒸汽換熱器。
[0015]進(jìn)一步地，所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)適于與變速器的輸入端相連。
[0016]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置具有以下優(yōu)勢(shì):
[0017]本發(fā)明所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置通過將渦輪增壓系統(tǒng)、電動(dòng)增壓系統(tǒng)和廢氣再利用系統(tǒng)結(jié)合在一起，且將渦輪增壓器、電動(dòng)增壓器通過齒輪連接在起來，在渦輪機(jī)和壓氣機(jī)之間設(shè)置一個(gè)或多個(gè)離合器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)增壓的多工況控制。
[0018]此外，增壓系統(tǒng)回收的電能與廢氣再利用系統(tǒng)回收增壓后的廢氣產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存到同一個(gè)蓄電池中，最大限度的回收了廢氣中的能量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:
[0027]100-發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，1-發(fā)動(dòng)機(jī)本體，3-中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，4-第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)，5-小壓氣機(jī)，6-電池模塊，7-蒸汽換熱器，8-蒸汽渦輪機(jī)，9-第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)，10-變速器，21-渦輪機(jī)，22-壓氣機(jī)，23-第一離合器，24-第二離合器，31-第一齒輪，32-第二齒輪，45-第三離合器，51-進(jìn)氣分流閥，87-冷卻裝置，211-廢氣分流閥。

【具體實(shí)施方式】
[0028]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0029]下面將參考附圖1至圖6并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0030]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置100可以包括:發(fā)動(dòng)機(jī)本體1、渦輪增壓器、中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3、第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4、小壓氣機(jī)5、電池模塊6以及蒸汽換熱器7、蒸汽禍輪機(jī)8和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9。
[0031]其中，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I是車輛的動(dòng)力源，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I多利用燃料(例如汽油、柴油、天然氣等)與空氣燃燒產(chǎn)生的熱能驅(qū)動(dòng)車輛行駛。
[0032]渦輪增壓器是通過發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排出的廢氣能量推動(dòng)渦輪增壓器實(shí)現(xiàn)增壓，即將空氣在進(jìn)入氣缸之前預(yù)先壓縮，以提高空氣密度、增加進(jìn)氣量。由此，不僅可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性，還可以回收部分廢氣能量。
[0033]在一些實(shí)施例中，渦輪增壓器可以包括渦輪機(jī)21和壓氣機(jī)22，渦輪機(jī)21能夠利用來自發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排出的廢氣所具有的廢氣能量驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)22對(duì)進(jìn)入到壓氣機(jī)22內(nèi)的空氣進(jìn)行增壓，壓氣機(jī)22將經(jīng)過增壓后的空氣輸出至發(fā)動(dòng)機(jī)本體I。換言之，由發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排出的高溫高壓廢氣進(jìn)入渦輪機(jī)21后，廢氣會(huì)推動(dòng)渦輪機(jī)21的渦輪高速旋轉(zhuǎn)，從而將至少部分廢氣能量轉(zhuǎn)換為渦輪的動(dòng)能，渦輪可驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)22的葉輪旋轉(zhuǎn)，從而葉輪能夠?qū)M(jìn)入到壓氣機(jī)22殼體內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮，實(shí)現(xiàn)增壓目的。
[0034]如圖1至圖6所不，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3至少包括第一傳動(dòng)部件(例如，第一齒輪31)和第二傳動(dòng)部件(例如，第二齒輪32)，第一傳動(dòng)部件與第二傳動(dòng)部件聯(lián)動(dòng)。換言之，當(dāng)?shù)谝粋鲃?dòng)件運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二傳動(dòng)部件也隨之運(yùn)動(dòng)。
[0035]優(yōu)選地，第一傳動(dòng)部件可為第一齒輪31，第二傳動(dòng)部件可為第二齒輪32，第一齒輪31和第二齒輪32嚙合傳動(dòng)。由此使得動(dòng)力傳輸平穩(wěn)，提高了中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3工作的可靠性。
[0036]如圖1至圖6所示，第一傳動(dòng)部件與渦輪機(jī)21之間設(shè)置有用于接合或斷開第一傳動(dòng)部件與禍輪機(jī)21的第一動(dòng)力開關(guān)(例如，第一離合器23)，第一傳動(dòng)部件與壓氣機(jī)22之間設(shè)置有用于接合或斷開第一傳動(dòng)部件與壓氣機(jī)22的第二動(dòng)力開關(guān)(例如，第二離合器24) ο
[0037]換言之，第一動(dòng)力開關(guān)可以單獨(dú)控制第一傳動(dòng)部件與渦輪機(jī)21的接合或斷開，第二動(dòng)力開關(guān)可以單獨(dú)控制第一傳動(dòng)部件與壓氣機(jī)22的接合或斷開。第一動(dòng)力開關(guān)的工作狀態(tài)與第二動(dòng)力開關(guān)的工作狀態(tài)可以是互不影響的。
[0038]參照?qǐng)D1-圖6所示，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4與第二傳動(dòng)部件相連，且由于第一傳動(dòng)部件與第二傳動(dòng)部件聯(lián)動(dòng)，因此第一傳動(dòng)部件的動(dòng)力可以通過第二傳動(dòng)部件傳遞給第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4，即第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4可以利用來自第一傳動(dòng)部件的動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電。
[0039]如圖1至圖6所示，小壓氣機(jī)5與第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4之間設(shè)置有第三動(dòng)力開關(guān)(例如，第三離合器45)，第三動(dòng)力開關(guān)用于接合或斷開第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4與小壓氣機(jī)5。當(dāng)?shù)谌齽?dòng)力開關(guān)接合第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4與小壓氣機(jī)5時(shí)，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)為小壓氣機(jī)5提供動(dòng)力。
[0040]可選地，第一電動(dòng)開關(guān)、第二電動(dòng)開關(guān)和第三動(dòng)力開關(guān)均可為離合器，但不限于此。換言之，如圖1至圖6所示，第一電動(dòng)開關(guān)為第一離合器23，第二電動(dòng)開關(guān)為第二離合器24，第三電動(dòng)開關(guān)為第三離合器45。通過控制各個(gè)離合器的開閉來使得離合器兩端的元件連接或斷開，進(jìn)而滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下對(duì)進(jìn)氣的要求。
[0041]如圖1至圖6所示，小壓氣機(jī)5設(shè)置在壓氣機(jī)22的進(jìn)氣側(cè)且可將壓縮后的空氣輸入給壓氣機(jī)22，可以理解的是，小壓氣機(jī)5和壓氣機(jī)22構(gòu)成了二級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)，例如經(jīng)過小壓氣機(jī)5初步壓縮后的空氣可以輸出給壓氣機(jī)22，由壓氣機(jī)22進(jìn)一步壓縮，從而增加進(jìn)氣密度，改善燃燒效率。
[0042]如圖1至圖6所示，蒸汽換熱器7、蒸汽渦輪機(jī)8和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9組成一個(gè)循環(huán)，液態(tài)水在蒸汽換熱器7中吸收發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?，水蒸汽在蒸汽渦輪機(jī)8中膨脹做功，推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電。由此，更加充分地利用了廢氣中的能量。
[0043]電池模塊6分別與第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9相連，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4和/或第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9作為發(fā)電機(jī)時(shí)，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4和/或第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生的電量可以儲(chǔ)存在電池模塊6中。當(dāng)?shù)谝浑妱?dòng)發(fā)電機(jī)4或第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，電池模塊6可以為第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4或第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9提供電能。
[0044]可選地，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9適于與變速器10的輸入端相連。由此，電池模塊6可以為第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9提供電力，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生的機(jī)械能傳遞給變速器10，為車輛提供動(dòng)力，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I可以處于停機(jī)狀態(tài)，車輛的動(dòng)力可以全部由第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9提供。
[0045]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置100，使得發(fā)動(dòng)機(jī)本體I的廢氣能量得到充分利用，大幅度提升了發(fā)動(dòng)機(jī)本體I的熱效率，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)本體I低速性能，滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)在大部分工況下對(duì)進(jìn)氣的要求，且在變工況過程中無響應(yīng)遲滯性。
[0046]在本發(fā)明的示例中，如圖1至圖6所示，壓氣機(jī)22、渦輪機(jī)21與第一齒輪31同軸布置，第一離合器23連接渦輪機(jī)21和第一齒輪31且第二離合器24連接第一齒輪31和壓氣機(jī)22時(shí)，壓氣機(jī)22、渦輪機(jī)21和第一齒輪31能夠同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪機(jī)21的動(dòng)力可以直接通過第一齒輪31傳遞給壓氣機(jī)22，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的壓縮，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)本體I的進(jìn)氣需求，提高發(fā)動(dòng)機(jī)本體I的熱效率。
[0047]第二齒輪32、第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4與小壓氣機(jī)5同軸布置。第三離合器45連接第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4和小壓氣機(jī)5時(shí)，通過第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4帶動(dòng)小壓氣機(jī)5工作可以對(duì)進(jìn)氣加壓，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足的空氣。
[0048]第二齒輪32也可以將動(dòng)力傳遞給第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4，此時(shí)第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。具體地，第一離合器23連接渦輪機(jī)21和第一齒輪31，第一齒輪31和第二齒輪32嚙合，廢氣能量傳遞給渦輪機(jī)21，渦輪機(jī)21上的能量通過第一齒輪31和第二齒輪32傳遞給第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4利用該能量進(jìn)行發(fā)電。
[0049]在本發(fā)明的一些示例中，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置100還可以包括廢氣分流閥211，廢氣分流閥211分別與發(fā)動(dòng)機(jī)本體I以及蒸汽換熱器7相連。
[0050]優(yōu)選地，廢氣分流閥211的開度可調(diào)。換言之，廢氣分流閥211的開度可以從零調(diào)整到最大，即從關(guān)閉到最大開度可以連續(xù)調(diào)節(jié)。由此，可以根據(jù)不同的工況有選擇地對(duì)廢氣分流閥211的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，更好地利用廢氣能量，保護(hù)渦輪增壓器。
[0051]例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I處于低負(fù)荷工作時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排出的廢氣不足以帶動(dòng)渦輪機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)可以調(diào)節(jié)廢氣分流閥211打開，將廢氣直接排放至蒸汽換熱器7，加熱水產(chǎn)生高溫水蒸氣。
[0052]或者，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I處于高負(fù)荷工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排出的廢氣可能會(huì)導(dǎo)致渦輪增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)過快，為了避免渦輪增壓器部產(chǎn)生超速的情況，保證渦輪增壓器安全地工作，可以調(diào)節(jié)廢氣分流閥211打開，將一部分廢氣直接排放至蒸汽換熱器7，加熱水產(chǎn)生高溫水蒸氣。
[0053]在本發(fā)明的一些示例中，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置100還可以包括進(jìn)氣分流閥51，進(jìn)氣分流閥51分別連接在小壓氣機(jī)5的進(jìn)氣側(cè)和壓氣機(jī)22的進(jìn)氣側(cè)。
[0054]優(yōu)選地，進(jìn)氣分流閥51的開度可調(diào)。換言之，進(jìn)氣分流閥51的開度可以從零調(diào)整到最大，即，從關(guān)閉到最大開度可以連續(xù)調(diào)節(jié)。由此，可以根據(jù)不同的工況選擇是否調(diào)節(jié)進(jìn)氣分流閥51對(duì)氣體進(jìn)行分流，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I的進(jìn)氣。
[0055]例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I處于高負(fù)荷工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排出的廢氣帶動(dòng)渦輪機(jī)21高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)壓氣機(jī)22高速轉(zhuǎn)動(dòng)，壓氣機(jī)22壓縮空氣可能使得空氣的壓力過大，這時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)氣分流閥51的開度可以減小進(jìn)氣壓力，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I。
[0056]可選地，廢氣分流閥211和進(jìn)氣分流閥51可以為電磁閥。電磁閥根據(jù)渦輪機(jī)21廢氣的壓力或空氣的進(jìn)氣壓力對(duì)廢氣分流閥211和進(jìn)氣分流閥51的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0057]在本發(fā)明的一些示例中，如圖1至圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置100還可以包括冷卻裝置87，冷卻裝置87設(shè)置在蒸汽渦輪機(jī)8與蒸汽換熱器7之間，冷卻裝置87用于接收來自蒸汽渦輪機(jī)8的蒸汽且對(duì)蒸汽進(jìn)行冷卻后輸出給蒸汽換熱器7，使得該循環(huán)系統(tǒng)中的水可以循環(huán)地被使用。
[0058]下面參照?qǐng)D1至圖6對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝置100的典型工況進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0059]低速工況:
[0060]如圖1所示，在低速工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排放的廢氣不足以帶動(dòng)渦輪機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可以將第一離合器23和第二離合器24斷開，將廢氣分流閥211打開，進(jìn)氣分流閥51關(guān)閉，廢氣直接通過廢氣分流閥211進(jìn)入到蒸汽換熱器7中，通過加熱蒸汽換熱器7中的水產(chǎn)生的高溫水蒸氣帶動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存到電池模塊6中。
[0061]同時(shí)，第三離合器45閉合，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4帶動(dòng)小壓氣機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行加壓，將加壓后的空氣提供給發(fā)動(dòng)機(jī)本體I。
[0062]中等負(fù)荷工況:
[0063]如圖2所示，在中等負(fù)荷工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排放的廢氣有一定的能量帶動(dòng)渦輪機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，將第一離合器23、第二離合器24和第三離合器45閉合，廢氣分流閥211和進(jìn)氣分流閥51關(guān)閉，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4帶動(dòng)小壓氣機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行加壓，將加壓后的空氣提供給壓氣機(jī)22。渦輪機(jī)21帶動(dòng)壓氣機(jī)22轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)來自小壓氣機(jī)5的進(jìn)氣作進(jìn)一步加壓，將進(jìn)一步加壓后的空氣提供給發(fā)動(dòng)機(jī)本體I。
[0064]同時(shí)，經(jīng)過渦輪機(jī)21的廢氣可以進(jìn)入到蒸汽換熱器7中，加熱蒸汽換熱器7中的水產(chǎn)生的高溫水蒸氣帶動(dòng)蒸汽機(jī)渦輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存到電池模塊6中。
[0065]高等負(fù)荷工況:
[0066]如圖3所示，在高等負(fù)荷工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排放的廢氣能量充足，除帶動(dòng)渦輪增壓器工作外，還有多余的能量可以被利用。因此，將第一離合器23和第二離合器24閉合，第三離合器45斷開，廢氣分流閥211關(guān)閉，進(jìn)氣分流閥51打開，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排放的廢氣的一部分能量推動(dòng)渦輪機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第一離合器23和第二離合器24帶動(dòng)壓氣機(jī)22轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行加壓。為防止進(jìn)氣壓力過大，可以打開進(jìn)氣分流閥51降壓。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排放的廢氣的另一部分能量通過第一齒輪31和第二齒輪32傳遞給第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4利用這部分能量進(jìn)行發(fā)電，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存到電池模塊6中。
[0067]經(jīng)過渦輪機(jī)21的廢氣可以進(jìn)入到蒸汽換熱器7中，加熱蒸汽換熱器7中的水產(chǎn)生的高溫水蒸氣帶動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存到電池模塊6中。
[0068]最高負(fù)荷工況:
[0069]如圖4所示，此工況與高等負(fù)荷工況相似，但由于廢氣的能量過大，可能會(huì)導(dǎo)致渦輪增壓器轉(zhuǎn)速過快，損壞渦輪增壓器。因此與上一工況不同之處在于需將廢氣分流閥211打開，將一部分廢氣直接排放至蒸汽換熱器7，加熱水產(chǎn)生高溫水蒸氣，帶動(dòng)渦輪蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存到電池模塊6中。
[0070]經(jīng)過渦輪機(jī)21的廢氣同樣可以進(jìn)入到蒸汽換熱器7中，加熱蒸汽換熱器7中的水產(chǎn)生的高溫水蒸氣帶動(dòng)蒸汽渦輪8機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存到電池模塊6中。
[0071]高負(fù)荷減速工況:
[0072]如圖5所示，此工況下發(fā)動(dòng)機(jī)本體I的轉(zhuǎn)速還沒有達(dá)到最低，渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速也未達(dá)到最低，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I排出的廢氣還有較大的利用價(jià)值。因此，將第一離合器23閉合，第二離合器24和第三離合器45斷開，廢氣推動(dòng)渦輪機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪機(jī)21帶動(dòng)第一齒輪31和第二齒輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4發(fā)電，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)4產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存到電池模塊6中。經(jīng)過渦輪機(jī)21的廢氣以進(jìn)入到蒸汽換熱器7中，加熱蒸汽換熱器7中的水產(chǎn)生的高溫水蒸氣帶動(dòng)蒸汽渦輪8機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存到電池模塊6中。
[0073]純電動(dòng)工況:
[0074]在該工況下，電池模塊6儲(chǔ)存了較多的電量，此時(shí)，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油，電池模塊6直接為第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9供電，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9與變速器10的輸入端相連，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生的機(jī)械能直接傳遞給變速器10，為汽車提供動(dòng)力。
[0075]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I); 渦輪增壓器，所述渦輪增壓器包括:禍輪機(jī)(21)和壓氣機(jī)(22)，所述渦輪機(jī)(21)能夠利用來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I)排出的廢氣所具有的廢氣能量驅(qū)動(dòng)所述壓氣機(jī)(22)對(duì)進(jìn)入到所述壓氣機(jī)(22)內(nèi)的空氣進(jìn)行增壓、所述壓氣機(jī)(22)將經(jīng)過增壓后的所述空氣輸出至所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I); 中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)，所述中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)至少包括第一傳動(dòng)部件和第二傳動(dòng)部件，所述第一傳動(dòng)部件與所述第二傳動(dòng)部件聯(lián)動(dòng)，所述第一傳動(dòng)部件與所述渦輪機(jī)(21)之間設(shè)置有用于接合或斷開所述第一傳動(dòng)部件與所述渦輪機(jī)(21)的第一動(dòng)力開關(guān)，所述第一傳動(dòng)部件與所述壓氣機(jī)(22)之間設(shè)置有用于接合或斷開所述第一傳動(dòng)部件與所述壓氣機(jī)(22)的第二動(dòng)力開關(guān)； 第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(4)，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(4)與所述第二傳動(dòng)部件相連； 小壓氣機(jī)(5)，所述小壓氣機(jī)(5)與所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(4)之間設(shè)置有用于接合或斷開所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(4)與所述小壓氣機(jī)(5)的第三動(dòng)力開關(guān)，所述小壓氣機(jī)(5)設(shè)置在所述壓氣機(jī)(22)的進(jìn)氣側(cè)且可將壓縮后的空氣輸出給所述壓氣機(jī)(22); 蒸汽換熱器(7)、蒸汽渦輪機(jī)(8)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(9)，所述蒸汽換熱器(7)分別與所述渦輪機(jī)(21)和所述蒸汽渦輪機(jī)(8)相連，所述蒸汽渦輪機(jī)(8)與所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(9)相連； 電池模塊(6)，所述電池模塊(6)分別與所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(4)和所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，所述第一動(dòng)力開關(guān)、所述第二動(dòng)力開關(guān)和所述第三動(dòng)力開關(guān)均為離合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，所述第一傳動(dòng)部件為第一齒輪，所述第二傳動(dòng)部件為第二齒輪，所述第一齒輪與所述第二齒輪嚙合傳動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，所述壓氣機(jī)(22)、所述渦輪機(jī)(21)與所述第一齒輪同軸布置，所述第二齒輪、所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(4)與所述小壓氣機(jī)(5)同軸布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，還包括:廢氣分流閥，所述廢氣分流閥分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I)以及所述蒸汽換熱器(7)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，所述廢氣分流閥的開度可調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，還包括:進(jìn)氣分流閥，所述進(jìn)氣分流閥分別連接在所述小壓氣機(jī)(5)的進(jìn)氣側(cè)和所述壓氣機(jī)(22)的進(jìn)氣側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，所述進(jìn)氣分流閥的開度可調(diào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，還包括:冷卻裝置(87)，所述冷卻裝置(87)設(shè)置在所述蒸汽渦輪機(jī)(8)與所述蒸汽換熱器(7)之間，所述冷卻裝置(87)用于接收來自所述蒸汽渦輪機(jī)(8)的蒸汽且對(duì)所述蒸汽進(jìn)行冷卻后輸出給所述蒸汽換熱器(7)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置(100)，其特征在于，所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(9)適于與變速器(10)的輸入端相連。
【文檔編號(hào)】F02B37/04GK104454137SQ201410596711
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】王洪凱, 牛鵬飛, 許 鵬, 于海超, 張紅巖, 沈那偉, 王恒 申請(qǐng)人:長(zhǎng)城汽車股份有限公司