用于内燃发动机的增压设备和用于增压设备的操作方法与流程

文档序号:12510328阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于具有进气道(2)且具有废气道(3)的内燃发动机(1)的增压设备,所述增压设备具有:

- 废气涡轮增压器(4),其具有布置在所述废气道(3)中的废气涡轮机(5),及具有低压侧(ND)和高压侧(HD)的新鲜空气压缩机(6),所述新鲜空气压缩机布置在所述进气道(2)中;

- 新鲜空气供应管线(7),所述新鲜空气压缩机(6)在其低压侧(ND)上连接到所述新鲜空气供应管线,和

- 增压空气供给管线(8),其将所述新鲜空气压缩机(6)的所述高压侧(HD)连接到所述内燃发动机(1)的增压空气歧管(9),

其特征在于

- 所述增压设备具有回收增压器(12),所述回收增压器具有带有高压侧(HD)和低压侧(ND)的压缩机-涡轮机(13)且其具有联接到所述压缩机-涡轮机的机电马达-发电机(14),

其中,所述压缩机-涡轮机(13)的所述高压侧(HD)借助于阀布置在一侧可连接到所述新鲜空气供应管线(7)并在另一侧可连接到所述增压空气供给管线(8),且经由所述压缩机-涡轮机的所述低压侧(ND),能够吸入新鲜空气质量流动(24)、或能够排放增压空气质量流动(24),

- 其中,所述回收增压器(12)首先可以通过所述马达-发电机(14)驱动的方式作为压缩机操作以用于增加在所述新鲜空气供应管线(8)中的所述新鲜空气质量流动(24)的压力,且其次可以通过所述增压空气质量流动(24)驱动的方式作为涡轮机操作以借助于所述马达-发电机(14)用于能量回收,或者可空档操作。

2.根据权利要求1所述的增压设备,其特征在于,所述压缩机-涡轮机(13)经由具有分支点(11e)的分支管线(11)借助于新鲜空气支路(11b)在新鲜空气支路连接点(11c)处连接到所述新鲜空气供应管线(7),且借助于增压空气支路(11a)在增压空气支路连接点(11d)处连接到所述增压空气供给管线(8),且在每种情况下,一个关闭阀(15a、15b、15c)布置在所述新鲜空气支路(11b)中和在所述增压空气支路(11a)中以及在沿新鲜空气质量流动(24)在所述新鲜空气支路连接点(11c)上游的所述新鲜空气供应管线(7)中,其中,在所述分支管线(11)中且经由所述压缩机-涡轮机(13)的新鲜空气质量流动(24)的流动方向能够通过所述关闭阀(15a、15b、15c)的对应阀设定切换。

3.根据权利要求2所述的增压设备,其特征在于,在所述新鲜空气支路(11b)中的所述关闭阀(15b)和在所述新鲜空气供应管线(7)中的所述关闭阀(15c)被在所述新鲜空气支路连接点(11c)处的开关阀(16)替代。

4.根据权利要求2所述的增压设备,其特征在于,在所述新鲜空气支路(11b)中的所述关闭阀(15b)和在所述增压空气支路(11a)中的所述关闭阀(15a)被在所述分支管线(11)的所述分支点(11e)处的开关阀(16a)替代。

5.根据权利要求2到4中的一项所述的增压设备,其特征在于,增压空气冷却器(17)设置在所述增压空气供给管线(8)中,其中,所述增压空气支路(11a)的所述增压空气支路连接点(11d)在所述增压空气供给管线(8)中布置在所述增压空气冷却器(17)沿新鲜空气质量流动(24)的下游。

6.根据权利要求2到4中的一项所述的增压设备,其特征在于,增压空气冷却器(17)设置在所述增压空气供给管线(8)中,其中,所述增压空气支路(11a)的所述增压空气支路连接点(11d)在所述增压空气供给管线(8)中布置在所述增压空气冷却器(17)沿新鲜空气质量流动(24)的上游。

7.根据权利要求1到6中的一项所述的增压设备,其特征在于,所述回收增压器(12)的所述压缩机-涡轮机(13)在所述压缩机-涡轮机壳体中配备有固定的或可变的导叶布置以用于优化所述新鲜空气质量流动(24)或所述增压空气质量流动(24)的流出行为或流入行为的目的。

8.根据权利要求1到8中的一项所述的增压设备,其特征在于,所述新鲜空气供应管线(7)经由第一入口连接器(7a)连接到新鲜空气过滤箱(18),且所述压缩机-涡轮机(13)的所述低压侧(ND)经由另外的入口连接器(7b)连接到所述新鲜空气过滤箱(18)。

9.一种用于根据权利要求1到8中的一项所述的内燃发动机的增压设备的操作方法,其特征在于,所述增压设备能够在操作期间以取决于所述内燃发动机的所述操作行为的方式且借助于所述阀布置和所述回收增压器(12)的所述马达-发电机(14)在标准操作模式或升压器操作模式或回收操作模式之间切换。

10.一种用于根据权利要求2到8中的一项所述的内燃发动机的增压设备和根据权利要求9所述的操作方法,其特征在于,所述阀布置具有关闭阀(15a、15b、15c)和/或开关阀(16、17),

- 其中,为了实施所述标准操作模式,打开沿所述新鲜空气质量流动(24)方向在所述新鲜空气支路连接点(11c)上游的所述新鲜空气供应管线(7)和所述新鲜空气支路(11b),且关闭所述增压空气支路(11a),并且所述马达-发电机(14)切换到空档状态,

- 其中,为了实施所述升压器操作模式,关闭沿所述新鲜空气质量流动(24)方向在所述新鲜空气支路连接点(11c)上游的所述新鲜空气供应管线(7)和所述增压空气支路,且打开所述新鲜空气支路(11b),并且所述马达-发电机(14)切换到马达模式,以便驱动所述压缩机-涡轮机(13)以用于增加所述新鲜空气供应管线(8)中的压力的目的,及

- 其中,为了实施所述回收操作模式,打开沿所述新鲜空气质量流动(24)方向在所述新鲜空气支路连接点(11c)上游的所述新鲜空气供应管线(7)和所述增压空气支路,且关闭所述新鲜空气支路,并且所述马达-发电机(14)切换到发电机模式,以便通过所述压缩机-涡轮机(13)驱动以用于能量回收的目的。

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