专利名称：螺杆式复合增压系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于发动机的增压系统，尤其涉及一种螺杆式复合增压系统的结构和控制方法。
背景技术：
众所周知，发动机产生的输出功率取决于空气质量以及相应的燃料量。如果要提高发动机的输出功率，则必须供应更多的助燃工期及更多的助燃工质。现有技术中，通过增大气缸工作容积或提高转速来实现发动机功率的提高。但是，增大气缸工作容积使得发动机重量、尺寸以及价格都大幅增加，并且转速的提高出于技术的原因而受到限制。因此有必要提供一种螺杆式复合增压系统及其控制方法以解决现有技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提高发动机的输出功率的螺杆式复合增压系统及其控制方法。为达到上述目的，本发明提供一种螺杆式复合增压系统，其包括发动机、第一进气管、连接发动机和第一进气管的进气旁通阀、双螺杆压缩机、与双螺杆压缩机连接的第二进气管、连接双螺杆压缩机和进气旁通阀的第三进气管，其中所述双螺杆压缩机设有一对相互啮合的螺旋形转子，所述一个螺旋形转子的伸出轴上设有第一皮带轮，该第一皮带轮通过第一皮带、第一电磁离合器、第二皮带与发动机的主轴伸出轴上的皮带轮连接。进一步的，该螺杆式复合增压系统还包括与所述发动机连接的涡轮机，其中所述涡轮机设有一个涡轮转子，所述双螺杆压缩机的一个螺旋形转子的伸出轴上还设有第二皮带轮，该第二皮带轮通过第三皮带、第二电磁离合器、第四皮带与涡轮机的涡轮转子伸出轴上的皮带轮连接。为达到上述目的，本发明提供一种螺杆式复合增压系统的控制方法，所述的控制方法按照以下步骤进行当发动机刚开始工作时，进气旁通阀的第一进气管侧打开而第三进气管侧关闭， 空气由第一进气管进入发动机进气歧管，此时发动机处于自然进气模式，电磁离合器断开， 双螺杆压缩机不工作，发动机排气；当发动机转速达到双螺杆压缩机启动转速的对应值时，进气旁通阀的第一进气管侧关闭、第三进气管侧打开，第一电磁离合器联通，此时由发动机的主轴转动带动皮带轮提供扭矩给双螺杆压缩机的螺旋形转子，双螺杆压缩机开始工作，空气由第二进气管进入双螺杆压缩机，双螺杆压缩机将空气压缩后，压缩空气通过第三进气管进入发动机中，发动机排出废气；当发动机停机时，电磁离合器断开，待螺杆增压器停止运转时，进气旁通阀的第三进气管侧完全关闭而第一进气管侧完全打开，发动机停止运转。为达到上述目的，本发明还提供一种螺杆式复合增压系统的控制方法，所述的控制方法按照以下步骤进行当发动机刚开始工作时，进气旁通阀的第一进气管侧打开而第三进气管侧关闭， 空气由第一进气管进入发动机，发动机处于自然进气模式，第一电磁离合器以及第二电磁离合器均处于断开状态，此时螺杆增压器和涡轮机均不工作，发动机排气通过排气歧管排出，此时排气旁通阀的涡轮机侧关闭而排气旁通管侧打开，排气经排气旁通管以及催化转化器排出；当发动机转速达到双螺杆压缩机启动转速的对应值时，第一电磁离合器连通，进气旁通阀的第三进气管侧打开，而第一进气管侧关闭，发动机的主轴转动提供双螺杆压缩机的动力源，双螺杆压缩机开始工作，空气由第二进气管进入双螺杆压缩机，双螺杆压缩机将空气压缩后，压缩空气通过第三进气管进入发动机中，在此期间涡轮机不工作，发动机通过发动机排气歧管排出废气，排气旁通阀的涡轮机侧关闭而排气旁通管侧打开，排气经排气旁通管以及催化转化器排出；当发动机转速继续增大超过双螺杆压缩机启动转速对应值，且发动机排气量达到涡轮机的最佳转速对应值时，第一电磁离合器断开而第二电磁离合器连通，进气旁通阀的第三进气管侧打开而第一进气管侧仍然关闭，发动机与双螺杆压缩机脱离连接，涡轮机开始工作并提供双螺杆压缩机动力源，双螺杆压缩机继续工作，空气由第二进气管进入双螺杆压缩机，双螺杆压缩机将空气压缩后，压缩空气通过第三进气管进入发动机中，发动机排气通过发动机排气歧管排出，此时排气旁通阀的涡轮机侧打开而排气旁通管侧关闭，排气经涡轮机以及催化转化器排出；当发动机停机时，第一电磁离合器以及第二电磁离合器均断开，待双螺杆压缩机停止运转时，进气旁通阀的第三进气管侧完全关闭而第一进气管侧完全打开，排气旁通阀的涡轮机侧完全关闭而排气旁通管侧完全打开，发动机停止运转。为达到上述目的，本发明提供一种螺杆式复合增压系统，其包括发动机、第一进气管、连接发动机和第一进气管的进气旁通阀、双螺杆压缩机、与双螺杆压缩机连接的第二进气管、连接双螺杆压缩机和进气旁通阀的第三进气管、与发动机的排气口连接的涡轮机，其中所述涡轮机设有一个涡轮转子，所述双螺杆压缩机设有一对相互啮合的螺旋形转子，所述一个螺旋形转子的伸出轴上设有皮带轮，该皮带轮通过皮带、电磁离合器与涡轮机的涡轮转子伸出轴上的皮带轮连接。为达到上述目的，本发明还提供一种螺杆式复合增压系统的控制方法，所述的控制方法按照以下步骤进行当发动机刚开始工作时，进气旁通阀的第一进气管侧打开而第三进气管侧关闭， 空气由第一进气管进入发动机，发动机处于自然进气模式，电磁离合器处于断开状态，此时螺杆增压器和涡轮机均不工作，发动机排气通过发动机排气歧管排出，此时排气旁通阀的涡轮机侧关闭而排气旁通管侧打开，排气经排气旁通管排出；当发动机排气量达到涡轮机的最佳转速对应值时，进气旁通阀的第一进气管侧关闭、第三进气管侧打开，发动机的排气通过排气歧管排出，经过排气旁通阀控制流过涡轮机的排气流量，排气推动涡轮运转从而使双螺杆压缩机工作，空气由第二进气管进入双螺杆压缩机，双螺杆压缩机将空气压缩后，压缩空气通过第三进气管进入发动机中，排气旁通阀接收涡轮机转速和温度信号以及发动机的转速信号，从而调节流过涡轮机的排气流量，最后从涡轮机和排气旁通管排气；当发动机停机时，电磁离合器断开，待双螺杆压缩机停止运转时，进气旁通阀的第三进气管侧完全关闭而第一进气管侧完全打开，排气旁通阀的涡轮机侧完全关闭而排气旁通管侧完全打开，发动机正常停止运转。本发明具有以下有益效果1、本发明采用双螺杆压缩机来压缩空气，通过发动机主轴的转动来驱动双螺杆压缩机，能高效平稳地利用发动机主轴所传递的能量。该双螺旋压缩机设有一对相互啮合的、 由同步齿轮联动的螺旋形转子，利用该相互啮合的转子齿间容积的改变以内压缩的形式压缩其中的空气。本发明所采用的双螺杆压缩机与传统的罗茨式机械增压器的压缩原理完全不同。传统的机械增压器采用三叶罗茨结构，其采用的是无内压缩过程的等容压缩，气体的压缩过程是在与排气管道连通的瞬时完成的。因此在实现空气增压的同时，附加能量损失大，且排气温度与气流脉动也较有内压缩过程时高。另外罗茨结构较大，工作噪音较高。2、本发明所述的螺杆式复合增压系统利用发动机的排气推动涡轮运转，涡轮通过皮带与双螺杆压缩机的一个转子伸出轴相联，从而带动双螺杆压缩机工作。本发明与现有技术相比，有以下优点由于采用了双螺杆压缩机来压缩空气，相比于传统采用离心压缩机的废气增压装置，大幅提高了在发动机低转速时的工作特性；使用发动机排气来推动涡轮运转从而驱动增压系统比起传统的机械增压又更具有经济性，在高转速下无需发动机主轴耗功；利用皮带轮传动以及布置进排气旁通调节使得增压系统更加适应不同工况及要求。3、本发明所述的螺杆式复合增压系统还采用用于降低发动机废气流压力和温度的涡轮机，同时配套增压转换调节装置和管路及过滤器。增压装换装置可用来切换增压器系统的增压模式。在发动机排气量没有达到涡轮机的最佳转速对应值时，使用发动机主轴提供动力源给双螺杆压缩机来压缩空气；当发动机排气量达到涡轮机的最佳转速对应值时，使用发动机的排气来推动涡轮运转从而提供动力源给双螺杆压缩机来压缩空气。比起现有的废气增压提高了装置在低速时的工作特性，使发动机低速扭矩输出明显提高。比起现有的机械增压更具有经济性，因为在低转速下双螺杆压缩机比现有的罗茨机械增压器具有更高的工作效率，而在高转速下由于采用排气驱动的涡轮机作为动力源无需发动机主轴耗功。比起同时采用传统废气增压装置和机械增压装置双重增压装置，螺杆式复合增压装置由于采用可靠高效的双螺杆压缩机作为唯一的空气增压部件，并在本发明所述的控制方法下使得增压系统结构更紧凑可靠，重量更轻，成本更低。利用皮带轮传动以及布置进排气旁通调节使得复合增压系统更加适应不同工况及要求。采用本发明能保证在更宽的转速范围内保持很高的工作效率，并且在当发动机进气通道出现堵塞或者发动机进气歧管内压力波动状况时增压器不出现喘振等异常现象。
图1为螺杆式复合增压系统的第一实施例的结构示意图；图2为螺杆式复合增压系统的第二实施例的结构示意图；图3为螺杆式复合增压系统的第三实施例的结构示意图；图4为图1、图2、图3所示的螺杆式复合增压系统的双螺杆压缩机的结构示意图。下面将结合附图对本发明做进一步描述。
具体实施例方式实施例1请参照图1和图4，螺杆式复合增压系统包括发动机1、第一进气管2、连接发动机 1和第一进气管2的进气旁通阀3、双螺杆压缩机4、与双螺杆压缩机4连接的第二进气管 5、连接双螺杆压缩机4和进气旁通阀3的第三进气管6。其中所述双螺杆压缩机4设有一对相互啮合的螺旋形转子41、42，其中一个螺旋形转子42的伸出轴上设有第一皮带轮43， 该第一皮带轮43通过第一皮带8、第一电磁离合器9、第二皮带10与发动机1的主轴伸出轴上的皮带轮连接。所述发动机1设有发动机进气歧管11和发动机排气歧管12。所述发动机进气歧管11与进气旁通阀3连接。所述的螺杆式复合增压系统还包括进气过滤器15和催化转化器16，所述进气过滤器15设置在第一进气管2和第二进气管5的空气入口处。所述催化转化器16设置在发动机排气歧管12的空气排出口处。采用进气过滤器15可防止空气中的颗粒杂质进入系统中造成机器故障，采用催化转化器16可降低发动机排气对外部环境的污染。所述双螺杆压缩机4的一对相互啮合的螺旋形转子包括阴转子42和阳转子41，所述阴转子42和阳转子41通过同步齿轮45、46完成啮合动作，所述同步齿轮45、46与阴、阳转子42、41的工作腔间设置有油封。为了减轻重量及防止腐蚀双螺杆压缩机4的材料采用合金铝，并且进行表面阳极处理。双螺杆压缩机4外壳开设散热翅片(未图示)，增压器安装保证翅片方向与发动机风扇风向同向。双螺杆压缩机4的一对转子端面齿形齿数分别为 3、5齿，同步齿轮齿数比也为3 5。本实施例中所述螺杆式复合增压系统的控制方法具体为当发动机1刚开始工作时，进气旁通阀3的第一进气管2侧打开而第三进气管6 侧关闭，空气由第一进气管2进入发动机进气歧管11，此时发动机1处于自然进气模式，第一电磁离合器9断开，双螺杆压缩机4不工作，发动机1通过排气歧管12排气，排气经催化转化器16排出。当发动机1转速达到双螺杆压缩机4启动转速的对应值时，进气旁通阀3的第一进气管2侧关闭、第三进气管6侧打开，此时由发动机1的主轴转动带动皮带轮提供扭矩给双螺杆压缩机4的螺旋形转子41、42，双螺杆压缩机4开始工作，空气由第二进气管5进入双螺杆压缩机4，双螺杆压缩机4通过内压缩过程提高进气空气的压力，从而使更多的空气通过第三进气管6、发动机进气歧管11进入发动机1中，再通过发动机排气歧管12、催化转化器16排气。当发动机1停机时，第一电磁离合器9断开，待双螺杆压缩机4停止运转时，进气旁通阀3的第三进气管6侧完全关闭而第一进气管2侧完全打开，发动机1停止运转。实施例2请参照图2和图4，螺杆式复合增压系统包括发动机1、第一进气管2、连接发动机 1和第一进气管2的进气旁通阀3、双螺杆压缩机4、与双螺杆压缩机4连接的第二进气管 5、连接双螺杆压缩机4和进气旁通阀3的第三进气管6、与发动机1连接的涡轮机17。其中所述涡轮机17设有一个涡轮转子，所述双螺杆压缩机4设有一对相互啮合的螺旋形转子41、42，所述一个螺旋形转子42的伸出轴上设有皮带轮44，该皮带轮44通过皮带18、20、电磁离合器19与涡轮机17的涡轮转子伸出轴上的皮带轮连接。 所述发动机1设有发动机进气歧管11和发动机排气歧管12。所述发动机进气歧管11与进气旁通阀3连接。所述发动机排气歧管12通过排气旁通阀13与涡轮机17连接。 所述的螺杆式复合增压系统还包括与排气旁通阀13连接的排气旁通管14。所述的螺杆式复合增压系统还设有进气过滤器15和催化转化器16，所述进气过滤器15设置在第一进气管2和第二进气管5的空气入口处。所述催化转化器16设置在排气旁通管14的空气排出口处。 所述双螺杆压缩机4的结构与实施例1中相同，在此不做重复描述。本实施例中所述螺杆式复合增压系统的控制方法具体为当发动机1刚开始工作时，进气旁通阀3的第一进气管2侧打开而第三进气管6 侧关闭，空气由第一进气管2进入发动机1，发动机1处于自然进气模式，电磁离合器19处于断开状态，此时双螺杆压缩机4和涡轮机17均不工作，发动机1排气通过发动机排气歧管12排出，此时排气旁通阀13的涡轮机17侧关闭而排气旁通管14侧打开，排气经排气旁通管14、催化转化器16排出。当发动机1排气量达到涡轮机17的最佳转速对应值时，进气旁通阀3的第一进气管2侧关闭、第三进气管6侧打开，发动机1的排气通过排气歧管12排出，经过排气旁通阀 13控制流过涡轮机17的排气流量，排气推动涡轮转子运转，通过涡轮转子的转动驱动双螺杆压缩机4的螺旋形转子41、42，双螺杆压缩机4开始工作，空气由第二进气管5进入双螺杆压缩机4，双螺杆压缩机4通过内压缩过程提高进气空气的压力，从而使更多的空气通过第三进气管6进入发动机1中，排气旁通阀13接收涡轮机17转速和温度信号以及发动机 1的转速信号，从而调节流过涡轮机17的排气流量，最后从涡轮机17、排气旁通管14、催化转化器16排气。为了保证涡轮机17处于正常工作状态，排气旁通阀13接收涡轮机17转速和温度信号以及发动机1的转速信号，从而调节流过涡轮机17的排气流量，最后排气从涡轮机17、排气旁通管14、催化转化器16排出；当发动机1停机时，电磁离合器19断开，待双螺杆压缩机4停止运转时，进气旁通阀3的第三进气管6侧完全关闭而第一进气管2侧完全打开，排气旁通阀13的涡轮机17 侧完全关闭而排气旁通管14侧完全打开，发动机1正常停止运转。实施例3请参照图3和图4，螺杆式复合增压系统包括发动机1、第一进气管2、连接发动机 1和第一进气管2的进气旁通阀3、双螺杆压缩机4、与双螺杆压缩机4连接的第二进气管 5、连接双螺杆压缩机4和进气旁通阀3的第三进气管6、与所述发动机1连接的涡轮机17。 其中所述双螺杆压缩机4设有一对相互啮合的螺旋形转子41、42，所述一个螺旋形转子42 的伸出轴上设有第一皮带轮43，该第一皮带轮43通过第一皮带8、电磁离合器9、第二皮带 10与发动机1的主轴伸出轴上的皮带轮连接；所述螺旋形转子42的伸出轴上还设有第二皮带轮44，该第二皮带轮44通过第三皮带18、第二电磁离合器19、第四皮带20与涡轮机 17的涡轮转子伸出轴上的皮带轮连接。所述发动机1设有发动机进气歧管11和发动机排气歧管12。所述发动机进气歧管11与进气旁通阀3连接。所述发动机排气歧管12通过排气旁通阀13与涡轮机17连接。所述的螺杆式复合增压系统还包括与排气旁通阀13连接的排气旁通管14。所述的螺杆式复合增压系统还设有进气过滤器15和催化转化器16，所述进气过滤器15设置在第一进气管2和第二进气管5的空气入口处。所述催化转化器16设置在排气旁通管14的空气排出口处。同样的，所述双螺杆压缩机4与实施例1中的描述一致，在此不再重复。本实施例中所述螺杆式复合增压系统的控制方法具体为当发动机1刚开始工作时，进气旁通阀3的第一进气管2侧打开而第三进气管3 侧关闭，空气由第一进气管2进入发动机进气歧管11，此时发动机1处于自然进气模式，第一电磁离合器9以及第二电磁离合器19均处于断开状态，此时双螺杆压缩机4和涡轮机17 均不工作，发动机1排气通过排气歧管12排出，此时排气旁通阀13的涡轮机17侧关闭而排气旁通管14侧打开，排气经排气旁通管14以及催化转化器16排出。当发动机4转速达到双螺杆压缩机4启动转速的对应值时，第一电磁离合器9连通，进气旁通阀3的第三进气管6侧打开，而第一进气管2侧关闭，发动机1的主轴转动提供双螺杆压缩机4的动力源，双螺杆压缩机4开始工作，空气由第二进气管5进入双螺杆压缩机4，双螺杆压缩机4通过内压缩过程提高进气空气的压力，从而使更多的空气通过第三进气管6、发动机进气歧管11进入发动机1中，在此期间涡轮机17不工作，发动机1通过发动机排气歧管12排出废气，排气旁通阀13的涡轮机17侧关闭而排气旁通管14侧打开，排气经排气旁通管14以及催化转化器16排出；当发动机1转速继续增大超过双螺杆压缩机4启动转速对应值，且发动机1排气量达到涡轮机17的最佳转速对应值时，第一电磁离合9器断开而第二电磁离合器19连通， 进气旁通阀3的第三进气管6侧打开而第一进气管2侧仍然关闭，发动机1与双螺杆压缩机4脱离连接，涡轮机17开始工作并提供双螺杆压缩机4动力源，双螺杆压缩机4开始工作，空气由第二进气管5进入双螺杆压缩机4，双螺杆压缩机4通过内压缩过程提高进气空气的压力，从而使更多的空气通过第三进气管6、发动机进气歧管11进入发动机1中，发动机1排气通过发动机排气歧管12排出，此时排气旁通阀13的涡轮机17侧打开而排气旁通管14侧关闭，排气经涡轮机17、催化转化器16排出所述排气旁通阀13接收尾气催化转化器16的温度信号、涡轮机17的转速和温度信号。当涡轮机17转速和温度高于其安全转速和温度、催化转化器16的温度低于其最低有效催化温度时，排气旁通阀13的涡轮机17侧开度逐渐减小而排气旁通管14侧开度逐渐增大，从而使流过涡轮机17的排气流量减小而流过排气旁通管14的排气流量增大，当涡轮机17的转速低于其最佳转速区时、催化转化器16的温度高于其最高有效催化温度时，排气旁通阀13的涡轮机17侧开度增大而排气旁通管14侧开度逐渐减小直至关闭，从而使流过涡轮机17的排气流量增大而流过排气旁通管14的排气流量减小。当发动机1停机时，第一电磁离合器9以及第二电磁离合器19均断开，待双螺杆压缩机4停止运转时，进气旁通阀3的第三进气管6侧完全关闭而第一进气管2侧完全打开，排气旁通阀13的涡轮机17侧完全关闭而排气旁通管14侧完全打开，发动机1停止运转。尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下， 还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
权利要求
1.一种螺杆式复合增压系统，其特征在于包括发动机(1)、第一进气管O)、连接发动机和第一进气管的进气旁通阀(3)、双螺杆压缩机G)、与双螺杆压缩机连接的第二进气管 (5)、连接双螺杆压缩机和进气旁通阀的第三进气管(6)，其中所述双螺杆压缩机设有一对相互啮合的螺旋形转子01、42)，所述一个螺旋形转子的伸出轴上设有第一皮带轮03)， 该第一皮带轮通过第一皮带(8)、第一电磁离合器(9)、第二皮带(10)与发动机的主轴伸出轴上的皮带轮连接。
2.根据权利要求1所述的螺杆式复合增压系统，其特征在于该螺杆式复合增压系统还包括与所述发动机连接的涡轮机(17)，其中所述涡轮机设有一个涡轮转子，所述双螺杆压缩机的一个螺旋形转子的伸出轴上还设有第二皮带轮(44)，该第二皮带轮通过第三皮带 (18)、第二电磁离合器(19)、第四皮带00)与涡轮机的涡轮转子伸出轴上的皮带轮连接。
3.根据权利要求2所述的螺杆式复合增压系统，其特征在于所述发动机设有发动机进气歧管(11)和发动机排气歧管(12)，所述发动机进气歧管与进气旁通阀连接；所述螺杆式复合增压系统还设有与发动机排气歧管连接的排气旁通阀(1 、与排气旁通阀连接的排气旁通管(14)。
4.根据权利要求3所述的螺杆式复合增压系统，其特征在于所述螺杆式复合增压系统还包括进气过滤器(1 和催化转化器(16)，所述进气过滤器设置在第一进气管和第二进气管的空气入口处；所述催化转化器设置在排气旁通管的空气排出口处。
5.一种如权利要求1所述的螺杆式复合增压系统的控制方法，其特征在于所述的控制方法按照以下步骤进行当发动机刚开始工作时，进气旁通阀的第一进气管侧打开而第三进气管侧关闭，空气由第一进气管进入发动机进气歧管，此时发动机处于自然进气模式，电磁离合器断开，双螺杆压缩机不工作，发动机排气；当发动机转速达到双螺杆压缩机启动转速的对应值时，进气旁通阀的第一进气管侧关闭、第三进气管侧打开，第一电磁离合器联通，此时由发动机的主轴转动带动皮带轮提供扭矩给双螺杆压缩机的螺旋形转子，双螺杆压缩机开始工作，空气由第二进气管进入双螺杆压缩机，双螺杆压缩机将空气压缩后，压缩空气通过第三进气管进入发动机中，发动机排出废气；当发动机停机时，电磁离合器断开，待螺杆增压器停止运转时，进气旁通阀的第三进气管侧完全关闭而第一进气管侧完全打开，发动机停止运转。
6.一种螺杆式复合增压系统的控制方法，其特征在于所述的控制方法按照以下步骤进行当发动机刚开始工作时，进气旁通阀的第一进气管侧打开而第三进气管侧关闭，空气由第一进气管进入发动机，发动机处于自然进气模式，第一电磁离合器以及第二电磁离合器均处于断开状态，此时螺杆增压器和涡轮机均不工作，发动机排气通过排气歧管排出，此时排气旁通阀的涡轮机侧关闭而排气旁通管侧打开，排气经排气旁通管以及催化转化器排出；当发动机转速达到双螺杆压缩机启动转速的对应值时，第一电磁离合器连通，进气旁通阀的第三进气管侧打开，而第一进气管侧关闭，发动机的主轴转动提供双螺杆压缩机的动力源，双螺杆压缩机开始工作，空气由第二进气管进入双螺杆压缩机，双螺杆压缩机将空气压缩后，压缩空气通过第三进气管进入发动机中，在此期间涡轮机不工作，发动机通过发动机排气歧管排出废气，排气旁通阀的涡轮机侧关闭而排气旁通管侧打开，排气经排气旁通管以及催化转化器排出；当发动机转速继续增大超过双螺杆压缩机启动转速对应值，且发动机排气量达到涡轮机的最佳转速对应值时，第一电磁离合器断开而第二电磁离合器连通，进气旁通阀的第三进气管侧打开而第一进气管侧仍然关闭，发动机与双螺杆压缩机脱离连接，涡轮机开始工作并提供双螺杆压缩机动力源，双螺杆压缩机继续工作，空气由第二进气管进入双螺杆压缩机，双螺杆压缩机将空气压缩后，压缩空气通过第三进气管进入发动机中，发动机排气通过发动机排气歧管排出，此时排气旁通阀的涡轮机侧打开而排气旁通管侧关闭，排气经涡轮机以及催化转化器排出；当发动机停机时，第一电磁离合器以及第二电磁离合器均断开，待双螺杆压缩机停止运转时，进气旁通阀的第三进气管侧完全关闭而第一进气管侧完全打开，排气旁通阀的涡轮机侧完全关闭而排气旁通管侧完全打开，发动机停止运转。
7.根据权利要求6所述的螺杆式复合增压系统的控制方法，其特征在于所述排气旁通阀接收尾气催化转化器的温度信号、涡轮机转速和温度信号，当涡轮机转速和温度高于其安全转速和温度、催化转化器的温度低于其最低有效催化温度时，排气旁通阀的涡轮机侧开度逐渐减小而排气旁通管侧开度逐渐增大，从而使流过涡轮机的排气流量减小而流过排气旁通管的排气流量增大，当涡轮机的转速低于其最佳转速区时、催化转化器的温度高于其最高有效催化温度时，排气旁通阀的涡轮机侧开度增大而排气旁通管侧开度逐渐减小直至关闭，从而使流过涡轮机的排气流量增大而流过排气旁通管的排气流量减小。
8.一种螺杆式复合增压系统，其特征在于包括发动机(1)、第一进气管O)、连接发动机和第一进气管的进气旁通阀(3)、双螺杆压缩机G)、与双螺杆压缩机连接的第二进气管 (5)、连接双螺杆压缩机和进气旁通阀的第三进气管(6)、与发动机的排气口连接的涡轮机 (17)，其中所述涡轮机设有一个涡轮转子，所述双螺杆压缩机设有一对相互啮合的螺旋形转子01、42)，所述一个螺旋形转子的伸出轴上设有皮带轮(43)，该皮带轮通过皮带(18、 20)、电磁离合器(19)与涡轮机的涡轮转子伸出轴上的皮带轮连接。
9.根据权利要求8所述的螺杆式复合增压系统，其特征在于所述发动机设有发动机进气歧管(11)和发动机排气歧管(12)，所述发动机进气歧管与进气旁通阀连接；所述螺杆式复合增压系统还设有与发动机排气歧管连接的排气旁通阀(1 、及与排气旁通阀连接的排气旁通管(14)；所述发动机排气歧管通过排气旁通阀与涡轮机连接。
10.一种如权利要求9所述的螺杆式复合增压系统的控制方法，其特征在于所述的控制方法按照以下步骤进行当发动机刚开始工作时，进气旁通阀的第一进气管侧打开而第三进气管侧关闭，空气由第一进气管进入发动机，发动机处于自然进气模式，电磁离合器处于断开状态，此时螺杆增压器和涡轮机均不工作，发动机排气通过发动机排气歧管排出，此时排气旁通阀的涡轮机侧关闭而排气旁通管侧打开，排气经排气旁通管排出；当发动机排气量达到涡轮机的最佳转速对应值时，进气旁通阀的第一进气管侧关闭、 第三进气管侧打开，发动机的排气通过排气歧管排出，经过排气旁通阀控制流过涡轮机的排气流量，排气推动涡轮运转从而使双螺杆压缩机工作，空气由第二进气管进入双螺杆压缩机，双螺杆压缩机将空气压缩后，压缩空气通过第三进气管进入发动机中，排气旁通阀接收涡轮机转速和温度信号以及发动机的转速信号，从而调节流过涡轮机的排气流量，最后从涡轮机和排气旁通管排气；当发动机停机时，电磁离合器断开，待双螺杆压缩机停止运转时，进气旁通阀的第三进气管侧完全关闭而第一进气管侧完全打开，排气旁通阀的涡轮机侧完全关闭而排气旁通管侧完全打开，发动机正常停止运转。
全文摘要
本发明涉及一种应用于发动机领域的增压系统，特别涉及一种能提高发动机的输出功率的螺杆式复合增压系统及其控制方法。本发明所述的螺杆式复合增压系统通过将发动机、双螺杆压缩机、涡轮机进行组合，使得发动机的输出功率提高、工作可靠节能，并且具有很好的适应性及可操作性。所述的螺杆式复合增压系统的控制方法通过对发动机、双螺杆压缩机、涡轮机组合的控制，使得发动机的输出功率提高、工作可靠节能，并且具有很好的适应性及可操作性。
文档编号F02B33/36GK102269045SQ201110168069
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者何志龙, 曾宪龙, 邢子文 申请人:西安交通大学