内燃机及增压器的制作方法

专利名称：内燃机及增压器的制作方法
技术领域：
本发明的技术涉及装配了增压器的内燃机，该增压器用于根据具有进气歧管的发动机的需求向该发动机供应空气，以提高发动机的效率和性能，该进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化。
背景技术：
空气置换装置(air displacement device)用于增加对内燃机的空气和燃料供给，以增强发动机的马力。空气置换装置的一个示例是由P. H. Roots在美国专利No. 30，157中以及G. Scheerer在美国专利No. 2，201, 014中所示出的“罗茨鼓风机”。这些装置中的每一个均具有驱动两个径向间隙接近(close-clearance)的转子的皮带驱动轴。每次旋转期 间，旋转的转子将特定体积的空气卷起至诸如内燃机这样的储气装置内。转子的转速很大程度上决定了由该装置向储气装置排放的未节流(unthrottled)体积的空气。C. N. Hansen与P. C. Cross在美国专利No. 6，241，498中公开了一种具有互相配合(cooperating)的转子的增压器，该增压器可驱动地连接至内燃机，用于向发动机的燃烧室输送空气/燃料混合物。该转子具有半圆柱形的凹陷(pocket)和凸起(protrusion),其不断地移动空气通过该增压器。由增压器输送的空气的未节流体积取决于驱动该增压器的发动机的运行速度。由匀速运行的增压器输送的空气的未节流体积几乎不变化。不存在对流入和流出增压器的空气进行调节的气流控制。J.E. Whitfield在美国专利No. 3，151,806中公开了一种螺杆式压缩机，其具有一对可旋转地安装在壳上的转子。体积控制阀设置在固定阀间隔子(fixed valve spacer)的流体进口侧。设置在该固定阀间隔的流体出口侧的压缩控制阀调节流体排放出口的尺寸和长度。连接至各阀的螺杆用于调整各阀的位置，以提供期望的流体输送体积变化以及内部压缩比变化。F. Soderlund和K. Karlsson在美国专利No. 4, 597, 726中公开了一种螺杆压缩机，其具有两个可旋转地安装在壳上且彼此啮合的转子。压缩机的压力比和容积由两个被安装以用于轴向独立运动的滑片调节。一个滑片调节压缩机的容量。另一个滑片调节压缩机的内建容积比(built-in volume ratio)。N. Tsubol在美国专利No. 4，951，638中公开了一种螺杆式压缩机，其具有一对阴阳转子。安装在每个转子的一端上的齿轮同步各转子的旋转，使得各转子不会彼此接触。一个转子连接至向增压器提供输入功率的内燃机。该增压器不包括调节被输送至内燃机进气歧管的空气体积的进气流控制。J. Oscarsson在美国专利No. 4，802，457中公开了一种内燃机，其装配了具有设置在压缩室中的转子的增压器。当发动机仅部分负载以限制流动至转子腔室内的空气时，通过脚油门来操作与增压器的进气侧相连的空气节流装置。A. B. Riach在美国专利No. 5，791，315中公开了一种火花点火内燃机，其连接至具有进气端口控制的增压器，该进气端口控制用于控制进入增压器的进气。该控制包括进气口阀门以及气流节流阀，该进气口阀门在发动机全负载时打开，并在发动机负载逐步减小时逐步关闭，该气流节流阀在发动机全负载时打开，并在负载逐步减小时逐步关闭。G. Kirsten在美国专利No. 6，022, 203中公开了一种可变排量螺杆式压缩机，其具有一对转子，该一对转子能够将压缩的流体从进气管路移动至出气管路。与转子连接的壳部分控制压缩机的内部压缩比。由步进电机旋转的控制凸轮对抗弹簧的偏置来移动壳部件。四冲程发动机不需要鼓风机或增压器供应空气来启动并连续运行。在四冲程自然进气或无增压发动机中，活塞的第一下冲程将低于大气压的空气吸进汽缸内。在上冲程，汽缸中的空气被压缩至低于燃料的点火温度。在燃料被引入汽缸之前，其可与空气混合，或可在活塞的进气或压缩冲程期间被喷射到汽缸中。在接近活塞的冲程的顶点处，油气混合物被火花塞生成的电弧点燃。在工作冲程期间，由于燃料的迅速燃烧，积存气体的升高的压力将活塞向下移动。随后的活塞的上冲程驱动气体及微粒通过排气歧管的排气门排出汽缸夕卜。通过改变每个气缸中燃烧的空气质量和成比例的燃料质量来控制四冲程发动机的输出扭矩。

发明内容
本发明包括一种具有用于容纳空气的进气歧管的内燃机，该进气歧管能够可选择性在低于大气压至超过大气压的范围内变化，该内燃机可操作地连接至负载(诸如车辆驱动系统、泵、或发电机)，且结合有可变内部压缩比及可变排量的增压器，该增压器用于有效地向发动机供应可变量的空气。此种内燃机的示例典型地为火花点火汽油发动机、压缩天然气发动机、氢燃料发动机以及一些火花助燃发动机。这些发动机通常使用低于大气压的节流进气歧管运行，以在某些部分负载运行条件下维持期望的空气/燃料比，并且在下文中将这些发动机称为空气密度受控发动机或节流发动机。在第一操作或第一情况下，该发动机的该进气歧管低于大气压。在此种情况下，该增压器具有其通常等于发动机循环排量的可变排量机构设置，并且节流机构改变歧管真空以控制该发动机的动力输出。在这种情况下，该增压器不增加该发动机进气歧管的压力，且该发动机正常的部分负载节流损耗不受该增压器的影响。在第二操作或第二情况下，该增压器改变其排量以提供比发动机循环排量更多的排量，该节流机构是完全打开的，且不再控制该发动机动力输出。在这种情况下，该增压器根据需要增加该发动机进气歧管的压力以及相关的发动机动力输出。这两种情况的最终结果是发动机从无增压至可变等级的增压的最有效的运行。该增压器为由该发动机提供动力以提高该发动机的功率重量比(power to weight ratio)的容积式空气置换装置或气体压缩机。其它的动力装置(例如电动机)能够运行该空气置换装置。该气体压缩机是可操作的，以选择性地移动等于或超过大气压的空气，将该空气的第一部分移动至第一位置且将该空气的第二部分移动至第二位置。该增压器具有这样的气流控制当比具有同样峰值动力的自然进气的大排量发动机更有效地驱动可变负载时，调节由该增压器压缩至该发动机的空气的体积及压力，以控制该发动机的动力。该增压器是可操作的，以响应发动机的动力要求而增加流向该发动机的各汽缸的气流，从而提高该发动机的总效率。使 空气移动通过具有一对旋转的螺杆或转子或具有一个内螺纹转子和一个外螺纹转子的增压器，各螺杆/转子具有互相配合的螺旋槽及凸起或倒棱，产生流向该发动机的正气流。该双转子是紧凑且有效的空气压缩机的耐用部分或部件，其将空气传输至该发动机以获得需要的性能。通过控制该双转子的有效空气捕获长度来调节由该增压器输送的气流的体积。一个或多个与各转子连接的滑片组件控制空气的移动及该增压器的压缩操作。在该增压器的一个实施例中，气流控制为可移动的滑片组件，该滑片组件包括邻近转子的一侧可移动地设置的细长的滑片或旁路构件，以调节旋转的各转子所捕获的空气的量，并将过剩的未压缩空气引导回大气，从而冷却各转子以及邻近的壳，并增加该增压器的抽运效率。连接至该构件的致动器用于在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间相对于各转子移动该构件。当该构件处于该最大空气旁路位置时，该节流阀根据该发动机的速度和负载要求，控制该发动机进气歧管中的空气的密度。当期望额外的动力时，通过在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间逐步移动该构件来改变由增压器供应至 该发动机的空气的体积和压力。致动器定位该旁路构件，以在该节流阀完全打开时，根据该发动机的速度和负载要求，控制被供应至该发动机的空气的质量或体积。处理器响应表示该发动机上速度和其上的负载的信号而生成命令信号，该命令信号协调该驱动器和一模块，该模块调节喷射至该发动机各气缸内的燃料的量。手动操作的控制装置能够被用于向该处理器提供操作者动力要求，或用于直接操作致动器来控制该滑片构件的位置的操作。空气质量流量传感器响应由该增压器引导至该发动机的气流而提供额外的输入至该处理器，以控制该增压器的运行以及该发动机燃烧室的燃料引入。通过使该增压器的压缩工作的需求最小化以满足该发动机当前的动力要求，该可变压缩比及可变排量的增压器对系统产生最低的寄生损失。该增压器能够使用进气去除由该增压器生成的热量，将未压缩的冷却的过剩空气分流至大气。被分流的空气不需要再循环返回到该增压器的进气口。在这种情况下，被排放至大气的未压缩的过剩空气引起该增压器部件的内部冷却，并降低被输送至该发动机的压缩空气的空气温度。这些冷却效果所涉及的包括较小的内部冷却器、较低的发动机进气排放温度、在给定的空气质量流量下的降低的空气压力、以及喷射控制机制的可变空气流。本发明包括向动力使用方(例如机动车辆、泵、以及发电机)供应动力的方法。发动机可驱动地连接至动力使用方，该动力使用方在该发动机上施加负载。来自增压器的空气供应以响应发动机的动力要求的可变量被引导至该发动机，该空气供应能够选择性地在低于大气压至超过大气压的范围内变化。流向该发动机的气流的速度选择性地从低于流向该发动机的气流的自然进气速度到高于该速度之内变化。大量的燃料在适当的时间被引入该进气歧管或燃烧室中的空气内，以满足该发动机的动力和负载要求，且能够被控制以提供合适的燃烧和排放性能。该增压器是可操作的，以将由该增压器生成的未压缩体积的空气的第一部分排出至大气，并将由该增压器生成的体积的空气的第二部分引导至该发动机。控制被排出至大气的空气的该第一部分，以选择性地改变被引导至该发动机的空气的该第二部分的体积和流速。由于空气转移了之前由各转子进行的空气的压缩所生成的热量，空气的该第一部分冷却各转子以及壳。这样降低了被引导至该发动机的空气的该第二部分的温度。本发明的一个目的是提高内燃机的功率重量比。本发明的另一个目的是将增压器与四冲程内燃机结合，以提高发动机的便携性，并在给定的最大额定功率下减小其尺寸和重量。本发明的再一个目的是将内燃机与容积式空气增压器结合，以增加发动机的燃料效率和/或改变发动机的废气排放能力，该容积式空气增压器具有在发动机操作范围内有效地调整流向发动机的增压空气的压力和空气质量流量的能力。


图1为本发明的内燃机及增压器的第一实施例的示意图，该内燃机连接至负载； 图IA为本发明的内燃机及增压器的第二实施例，该内燃机连接至负载；
图2为本发明的内燃机及增压器的第三实施例的示意图，该内燃机连接至负载；
图2A为本发明的内燃机及增压器的第四实施例的示意图，该内燃机连接至负载；
图3为图I中的增压器的放大的透视 图4为沿图I的线4-4所取的放大的剖视 图5为图3的增压器的后端的正视 图6为沿图3的线6-6所取的放大的剖视 图7为沿图6的线7-7所取的剖视图，示出了处于最大空气旁路位置的空气控制滑片组件，该空气控制滑片组件允许最小体积的空气从增压器被输送至发动机；
图8为与图7—样的剖视图，示出了处于部分空气旁路位置的空气控制滑片组件，该空气控制滑片组件允许选定体积的空气从增压器被输送至发动机；
图9为与图7—样的剖视图，示出了处于最小空气旁路位置的空气控制滑片组件，该空气控制滑片组件允许最大体积的空气从增压器被传输至发动机；
图10为增压器的部分区段的透视图，示出了转子以及处于最大空气旁路位置的空气控制滑片组件；
图11为增压器的部分区段的透视图，示出了转子以及处于部分空气旁路位置的空气控制滑片组件；
图12为增压器的部分区段的透视图，示出了转子以及处于最小空气旁路位置的空气控制滑片组件；
图13为图2的增压器的部分区段的俯视透视 图14为本发明的内燃机及增压器的改型的第五实施例的示意图，该内燃机连接至负
载；
图14A为本发明的内燃机及增压器的改型的第六实施例的示意图，该内燃机连接至负
载；
图14B为本发明的内燃机及增压器的改型的第七实施例的示意图，该内燃机连接至负
载；
图14C为本发明的内燃机及增压器的改型的第八实施例的示意图，该内燃机连接至负
载；
图15为图14的增压器的放大的透视 图16为图15的增压器的透视图，示出了转子；
图17为图15的增压器的部分区段的俯视透视图，示出了转子、处于最大空气旁路位置的空气控制滑片组件以及输气口控制滑片组件；
图18为图15的增压器的部分区段的俯视图，示出了转子、处于部分空气旁路位置的空气控制滑片组件以及输气口控制滑片组件；图19为图15的增压器的部分区段的俯视图，示出了转子、处于最小空气旁路位置的空气控制滑片组件以及输气口控制滑片组件；
图20为图15的增压器的部分区段的俯视透视图 '及
图21为本发明的连接至增压器的内燃机的、未增压及增压的发动机进气歧管的压力及扭矩输出的示意图。
具体实施例方式如图I中所示，增压内燃动力单元10为这样的内燃机11，其具有燃烧室9和发动机进气歧管12，该发动机进气歧管12具有向汽缸9传送空气的集气通道。驱动轴14可操作地连接至负载15。发动机11为传统的内燃机，具有可操作的以及时将燃料引入发动机燃烧室的燃料喷射器13。燃料喷射器可设置在进气歧管的邻近汽缸的集气管道中。诸如传统的火花塞这样的火花点火器30与每个汽缸9相连，以启动点燃汽缸9中的油气混合物。每个火花点火器30线接至电信号处理器26，该处理器26是可操作的，以引起点火器30生成电弧，该电弧在合适的时间点燃每个汽缸中的油气混合物。发动机11包括在以下条件下运行的发动机该发动机进气歧管12低于大气压，以及接近或超过大气压。负载15可为机动车驱动系统、泵、发电机或可驱动地连接至驱动轴14的机器。发动机11的前驱动轴16将皮带及滑轮动力传输机构17连接至增压器18，该增压器18是可操作的以压缩空气并将空气引导至歧管12中。传输机构17可选地为链条及链轮齿或齿轮传动机构。诸如电动机那样的其它类型的装置能够用于操作增压器18。连接至管20的空气质量流量传感器25向处 理器26提供与进气歧管12中的空气条件相应的电信号。可选择地，可使用其它确定或推定空气质量流量的方法及装置，该方法及装置使用诸如歧管空气温度、歧管空气压力、节流位置、以及发动机速度这样的输入传感器。如图7、8和9中所示的，增压器18包括气流控制滑片组件22，该气流控制滑片组件22由轴向固定的轴23构成，该轴23旋入可转移旁路滑片71中并穿过固定构件64。由旋转式致动器24旋转的轴23的旋转引起旁路滑片71的转移。在可选的配置中，如果致动器24为线性致动器，轴23能够带动旁路滑片71轴向移动以定位。轴23的旋转移动是可操作的，以控制滑片组件22的旁路滑片71的最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置，从而调节通过通道6被8分流至大气的气流78，以及被输送至发动机11的进气歧管12的空气的供应。诸如旋转伺服电机或线性致动器那样的驱动器24连接至驱动轴23以操作驱动轴23，从而在打开、中间以及关闭位置之间轴向移动滑片组件22的旁路滑片71，由此响应发动机的运行要求来改变被分流至大气中的空气的体积以及由增压器18引导至发动机11的燃烧室的剩余空气的体积，以在发动机进气歧管12等于或高于大气压时有效地改变增压器18的排量，在此，将打开、中间以及关闭位置称作最大空气旁路、最小空气旁路以及部分空气旁路位置。控制处理器或微处理器26线接至驱动器24、空气质量流量传感器25、速度传感器27以及火花点火器。连接至脚踏开关81的操作控制装置80用于响应脚踏开关81的驱动而向处理器26提供操作者命令电信号，该驱动由发动机11的操作者给出。脚踏开关81被手动地移动以操作控制装置80，从而生成给处理器26的电信号，进而增加或减少发动机11的动力输出。可使用其它类型的控制器来操作控制装置80。处理器26通过控制装置80接收来自操作者的命令信号。如果发动机在低功率等级下运行，当需要更大的功率时，处理器26指导致动器207进一步打开节流板203。当节流板203达到完全打开位置时，如果需要比能够产生的功率更大的功率，处理器26指导致动器211关闭阀门构件205。旁路滑片71的初始最大旁路位置不向发动机11提供增压，直至旁路滑片71的运动增加了增压器18的排量。致动器24逐步移动轴23和旁路滑片71，引起流入发动机进气歧管12的空气量的增加。相反地，当功率需求减少时，上述顺序颠倒。同时，根据来自排气状态、质量空气流率、以及其它发动机操作条件的输入，处理器26调整标准的发动机控制参数(例如燃料流速、点火时间以及发动机的车辆变速齿轮箱选择)，以实现最佳的燃料经济性以及排放。增压器18具有空气控制设备200，该设备200是可操作的，以在发动机11在发动机进气歧管12选择性 地在从低于大气压至超过大气压的条件范围内变化的运行期间，调节由增压器118传输至发动机11的空气质量流量。如图I所示，空气控制设备200包括管状构件或T形管201，该管状构件或T形管201连接至增压器壳28的空气输出边撑59，用于将空气从增压器18输出并传输至发动机进气歧管12。设置在管201的通道204内的第一阀组件202枢轴安装在管201上，用于在完全打开及关闭位置之间顺序移动，以控制流入进气歧管12中的空气质量。阀组件202包括大致扁平的或板状节流构件或盘203，该节流构件或盘203被配置为用于从其几乎关闭的位置(以大体上垂直于气流的实线示出，以限制气流通过通道204)旋转大致90度至部分打开位置、然后旋转至虚线所示的完全打开位置、并旋转至通道204中的气流处。当节流构件203处于完全打开位置时，基本上不存在对通道204中的气流的限制。致动器207通过联动机构208连接至阀构件203，在歧管12中低于大气压条件期间，其通过调节阀构件201来调节进入歧管12中的气流，从而调节歧管压力以及相关的发动机11的功率输出。当阀构件203完全打开(如虚线所示)时，增压器18能够增加被引导至发动机11的空气质量，由此，发动机在歧管12超过大气压下运行。T形管201具有侧管206以及第二通道209，该第二通道209朝向管201的通道204开口。第二阀组件205具有可转动的大致扁平或板状的构件或盘，用于相对于通道209在打开和关闭位置之间移动。致动器211线接至处理器26，以调节阀构件205以及增压器18和发动机11的运行。当阀构件205处于关闭位置(虚线所示)时，通道204打开，通道209关闭。发动机11在超过大气压的条件下运行期间，阀构件203打开，以允许最大的气流从增压器18流出，并且阀构件205关闭通道209，将空气从增压器18引导至通道204和歧管12。致动器211通过联动机构连接至阀构件205，调整阀构件205的位置以及阀构件203的完全打开位置。致动器211线接至处理器26，以调节致动器24、增压器18、致动器207和发动机11的运行。当发动机11在进气歧管12内低于大气压下运行时，阀构件205处于完全打开位置，且当发动机11的进气歧管12在大气压下或高于大气压下运行时，阀构件205处于完全关闭位置。如图IA中所示，增压内燃动力单元10的第二实施例包括具有连接至负载115的驱动轴114的传统的内燃机111，该负载115诸如发电机、水泵、或车辆驱动系统。由发动机111驱动的增压器118受处理器126和致动器124的控制，该致动器124是可操作的，以在负载的功率变化期间运行发动机111。发动机111能够以变化的速度运行，以供应诸如发电机这样的负载。与增压器18的部件相同的、增压器118的部件具有同样的带有前缀I的参考标号。图IA中所示的发动机控制系统的第二改型使用逐步序贯机械联动机构(progressive sequential mechanical linkage),而不使用电控致动器。按照增加的功率等级的顺序，该逐步序贯机械联动机构首先逐步打开节流板303，至其完全打开，接着将阀构件305从完全打开移动至完全关闭，并且然后将轴123从其最大空气旁路位置逐步移动至其最小空气旁路位置。传感器312和313向处理器126报告阀构件303和305的位置，传感器124向处理器126报告轴123的位置，以辅助发动机的瞬态运行。诸如测得的质量流量这样的额外传感信息也被报告至处理器126，以便提供发动机控制参数，该参数包括燃料流率、点火时间、用于发动机速度的变速箱齿轮选择、燃料经济性优化以及废气排放控制。如图IA中所示，增压器118具有空气控制设备300，该设备300是可操作的，以选择性地调节流向内燃机歧管112的空气的流动，该歧管112能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化，以适 应发动机111的功率要求。如图21中所示的，在恒定的空气/燃料比条件下，内燃机111任意速度下的扭矩输出随发动机进气歧管的压力一起增力口，如所示的，在未增压区域1000内低于大气压1001，在增强区域1002内进一步增加至超过大气压1001。管301具有用于将来自增压器118的气流引导至进气歧管112的通道304。可变节流阀组件302枢轴安装在管301上，其是可操作的，以逐步节流或限制流向歧管112的气流，以控制在低于空气压条件下运行的发动机111的功率。节流阀组件302具有大致扁平的阀构件303。当阀303处于打开位置(如虚线所示)且阀构件305关闭(如虚线所示)时，发动机111的进气歧管112能够被增压或超过大气压条件。阀构件303的运行位置由相连的第一联动机构308调节。联动机构308通过逐步序贯联动机构310连接至操作控制器181。管306具有连接到管301 —侧的通道309，容纳阀构件305，该阀构件305控制从通道309流出至大气的气流。逐步序贯联动机构310可操作地连接阀构件305，使阀305在打开位置(实线所示)以及关闭位置(虚线所示)之间移动。当阀构件303打开(虚线所示)时，阀构件305关闭，以允许基本上所有被发动机引导的空气通过通道304从增压器118流至发动机111的歧管112。联动机构311通过逐步序贯联动机构310连接至操作控制器181。控制轴123由逐步序贯联动机构311定位，以满足发动机111的空气及相关的功率要求。然后，增压器118能够增加或增压流向歧管112的空气质量，并增压歧管112中的空气的压力至高于大气压。增压器118是可操作的，以改变歧管112和发动机气缸内空气的气流质量和压力，以满足发动机的功率要求。节流阀构件303、阀构件305、及控制杆123分别通过逐步序贯联动机构308、310和311机械地连接至脚踏开关181。脚踏开关181能够独立于处理器126而移动联动机构308和310，以在其打开和关闭位置之间转动阀构件303和305。处理器126根据来自传感器(诸如质量流量、发动机速度、废气含氧浓度、歧管压力以及阀位置传感器)的输入来控制向汽缸内的燃料喷射，以及气缸内的油气混合物的点火。当发动机111怠速运行时，阀构件303处于基本关闭的位置，限制流向歧管112的气流。通过向前移动脚踏开关181来增加流向发动机111的气流，由此，联动机构310使阀构件303向其打开位置转动，接着联动机构308关闭阀305，且联动机构311移动杆123以进一步增加流向发动机111的空气质量。这样增加了从增压器118流向进气歧管112的气流，其转而增加相关的发动机111功率。增加发动机速度将进一步增加发动机111的空气质量流量以及相关的发动机功率。气流控制器300还能具有一个或多个连接至处理器126的致动器(未示出)，该致动器是可操作的，以联合机械联动机构308、310和311来控制阀构件303和305以及杆123的操作，以备不时之需。图2中示出了增压内燃动力单元410的第三实施例。动力单元410中与动力单元110相同的的部件具有同样的参考标号，该参考标号具有代替前缀I的前缀4，且并入于此。增压器418能够压缩空气并引导空气进入空气冷却器或热交换器419，该空气冷却器或热交换器419通过管420连接至发动机411的进气歧管412。由车辆的运动或电机驱动的风扇421引导大气通过空气冷却器419，由此，随着来自增压器418的空气流动通过空气冷却器419，来自该空气的热量被处理。空气控制设备400是可操作的，以调节由增压器418输送至发动机进气歧管412的空气质量流量，该进气歧管412能够选择性地在从低于大气压至超过大气压条件的范围内变化。空气控制设备400包括管状构件或T形管401，该管状构件或T形管401连接在增压器418的进气端452和空气过滤器456之间，用于将空气传输至增压器418内。设置在通道403中的节流阀组件402枢轴安装在管状壳401上，用于在完全打开和几乎关闭位置之间移动，以调节流入增压器418内的空气质量。管状壳401具有朝向增压器旁路空气通道476开口的侧通道404。枢轴安装在壳477上的第二阀构件405可移动，以引导气流从通道476进入通道404，由此将来自增压器418的气流分流回通道403。当阀构件402处在打开位置(如虚线所示)时，几乎不受限制的气流通过通道403并进入增压器418。然后，增压器418能够增强被引导至发动机的空气质量。线接至处理 器426驱动器406通过联动机构407连接至阀构件402，以调节进入增压器418的气流，从而在歧管412内低于大气压条件期间控制发动机的功率。阀构件405通过联动机构409可操作地连接至致动器408。线接至处理器426的致动器408能够将阀构件405移动至其打开或关闭位置，其中处理器426向致动器408发送命令信号。阀构件405也可移动，以将来自增压器418的旁路气流通过通道476弓丨导至大气，示出为气流478。当阀构件405在虚线所示的这样的位置处，且阀402也如虚线所示的完全打开时，通过致动器424和控制杆423提供发动机歧管412中的增压等级控制。如在此描述的增压器的第二实施例中所描述的，机械联动机构可代替致动器用于控制气流。图2A中示出了增压内燃动力单元510的第四实施例。动力单元510中与动力单元10和410相同的的部件具有同样的参考标号，该参考标号具有前缀5，且并入于此。置于增压器518进气口 552和空气过滤器556之间的空气控制设备500控制进入增压器518中的空气的空气质量流量。空气控制设备500包括管状构件或T形管501，该管状构件或T形管501具有用于容纳流入增发器518内的空气的空气通道503。设置在通道503内的节流阀构件502枢轴安装在管状构件501上，用于在几乎关闭位置(实线所示)及打开位置(虚线所示)之间移动，以控制流进增发器518的空气质量。致动器504线接至处理器526并通过联动机构505连接至阀构件502，控制阀构件502的打开和几乎关闭位置。致动器504响应由处理器526生成的命令信号，而该命令信号是处理器526响应脚踏开关581或其它发动机控制装置的位置所生成的。管状壳501具有朝向通道503开口的侧通道506以及增压器旁路通道576。管577连接至管状壳501，由此，流入通道576内的旁路空气流回进气通道503以及增压器518。插入管577中的空气冷却器或热交换器507冷却流入通道576而回到进气通道503和增压器518的旁路空气。在需要时，来自增压器518的旁路空气可通过通道576流向进气通道503而不需要空气冷却器。阀构件502可移动，以节流进入增压器518的气流。当阀构件502在完全打开位置(虚线所示)时，由致动器524和控制杆523提供发动机歧管512中的增压等级控制。如在此描述的增压器的第二实施例中所描述的，机械联动机构可代替致动器用于控制气流。
如图6和7中所示，增压器18具有壳28，该壳28具有第一圆柱形壁29以及第二圆柱形壁32，第一圆柱形壁29环绕第一圆柱形腔室或内孔31，第二圆柱形壁32环绕第二圆柱形腔室或内孔33。腔室31和33具有平行的轴以及交叉的相邻弧段。内螺纹/阴转子34沿腔室33的长度设置。外螺纹或阳转子36沿腔室31的长度设置。如图4、7至9和11中所示，轴承37和38将转子34和36支撑在端部构件39和41上。转子34具有八个周向间隔开的螺旋槽42，该螺旋槽42与阳转子36啮合。如图6中所示，转子36具有多个螺旋凸起、叶片或倒棱(land)43,该螺旋凸起、叶片或倒棱(land)43自转子36的内径径向向外伸出。每个倒棱具有凸形侧壁，该凸形侧壁与槽42的壁的形状互补。槽42及倒棱43的尺寸、数量、形状、螺旋构型以及范围是可变化的。如图6中所示，转子36具有六个螺旋倒棱43，其与转子34中的八个螺旋槽42配合，以压缩并移动腔室31和33中的空气。互相配合的转子34和36可以采纳其它的槽和倒棱的数量和尺寸。回到图7、8和9，连接至转子轴47和48的同步齿轮44和46同时以相反的圆周方向旋转转子35和36。轴47附接于滑轮或链轮49，该滑轮或链轮49容纳动カ传输机构17的环形帯，该传输机构17将发动机可驱动地连接至增压器18，由此，转子34和36以与发动机的驱动轴16的转速相关的速度沿相反的圆周方向旋转。如图3、4和7中所示，具有管状端52的入口端压板51由紧固件53固定至端构件39。管状端52围绕进气通道54，该通道朝向转子34和36的进气端开ロ。如图I中所示，安装在管状端52上的空气过滤器56将微粒与周围空气(箭头57所示)分开，并允许干净的空气流进通道54并流至转子34和36。回到图3至6，安装在壳28顶上的箱形构件或边撑(temple) 59具有与开ロ 58空气连通的内室61，以引导气流(箭头63所示)通过套管62进入图I的空气控制设备200或图2的热交換器419，接着将气流引导至发动机进气歧管。如图7、8和9中所示，气流控制滑片组件22具有固定在壳28上的构件64，构件64具有销66。可根据构件71的长度和移动来决定是否需要构件64。构件64具有倾斜面67，该倾斜面67在转子36和空气旁路通道68之间延伸，该空气旁路通道68在壳28的一侦U。构件64是可选的且仅用于最小化滑片构件71的移动需要，以获得最大的气体体积排量，或满足制造需求。面67具有倾斜的表面，该表面通常与转子36的凸起或叶片的螺旋角度互补。致动器23包括连接至第二滑片或构件71的杆69。杆69能够旋入构件71中，由此，杆69的旋转使构件71沿壳28中的通道73轴向移动。可使用其它装置或诸如伺服电机、线性致动器、螺旋管或脚踏开关这样的致动器来调整构件71相对于转子36的长度的位置。构件71的前端具有倾斜面72，该倾斜面大致与构件64的后端面67平行。构件64和71的倾斜面67和72有助于从转子36到空气旁路通道68中的空气流动(箭头75所示)。空气旁路通道68上方的、安装在壳28上的歧管帽74具有通道76，该通道76引导空气进 入管77以将空气排放至大气中(如图I中箭头78所示)。管77可连接至消声器(未示出)，以抑制噪声。由转子34和36移动的空气保持转子表面和壳28与未被引导进发动机的空气ー样凉，当控制滑片组件22处于最大空气旁路或部分空气旁路位置吋，该被移动的空气通过旁路通道68被排放至大气。当滑片构件71打开通道76时，过剩的热空气不会再循环返回到转子34和36的进气端。这同样降低了被传输至发动机的压缩空气的温度。当发动机11在进气歧管12内超过大气压的条件下运行时，通过调整滑片组件22相对于转子36的位置来变化或改变由增压器18释放的气流的质量，以满足发动机11的功率要求。由发动机11驱动的增压器18响应发动机11的转速或RPM，以使被输送至发动机11的气流的速度与发动机使用的气流的速度基本匹配。可操作增压器18来改变被分流至大气的气流的质量，或增强或增加发动机歧管12的气流速度，并增加被引导至发动机燃烧室的空气的质量和压力。如图7至12中所示，空气控制滑片组件22被致动器24驱动于最大空气旁路、部分空气旁路及最小空气旁路位置之间，以调节被排出至大气的空气的量以及被增压器18引导至发动机11的气流的质量。如图7至10中所示，滑片组件22的可移动构件71处于最大空气旁路位置，以允许最小质量的气流被输送至发动机11，同时过剩的空气通过空气旁路开ロ 68被排出至大气。随着转子34和36旋转，流入的过剩空气被分流至通道68和大气，直至被滑片构件71捕获。在最大空气旁路位置中，不会有被捕获的空气在被输送至腔室61之前经过内压缩并被引导至发动机歧管12。在图8和11中，控制滑片组件22处于部分空气旁路位置，以允许选定体积的空气被转子34和36压缩，并被输送至发 动机11。图9和12示出控制滑片组件22处于最小空气旁路位置，以允许最大体积的空气被转子34和36压缩并输送至发动机11。空气控制滑片组件22在其最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间可调，以改变被排出至大气的空气的量，以及被转子34和36压缩至发动机11的气流的压カ和质量。由于过剩的空气转移了先前由转子34和36进行的空气压缩所生成的热量，由转子34和36移动并被引导穿过旁路通道68而进入大气的过剩的空气冷却转子34和36以及壳28。过剩的空气不需要再循环返回到转子34和36的进气ロ。这也降低了被引导至发动机11的压缩空气的温度。可选地，过剩的空气能够通过热交換器再循环，然后回到增压器18的进气ロ 54。增压器18实现了一种改变向内燃机11输送空气的方法，以在歧管12内小于大气压的条件下有效地操作发动机，或在歧管12内超过大气压的条件下，，用最小的增压或可变等级的增压来有效地运行发动机。转子34和36的同时旋转生成连续体积的空气。所生成的质量的气流的过剩部分或第一部分自增压器18排出或清除至大气。这样的空气为接近大气压的旁路空气。所生成的质量的气流的第二部分以发动机的功率要求所需要的量被引导至发动机11。被排出至大气的、所生成的质量的气流的第一部分的量由滑片组件22控制，以选择性地改变被引导至内燃机11的第二部分空气的质量。第二体积的空气可在被引入至内燃机之前由空气冷却器19进ー步冷却。如果不使用空气冷却器19，第二质量的气流能够被直接释放到发动机11的歧管12中。如图14中所示，本发明的增压器618的第五实施例可操作地由内燃机611驱动，该内燃机611具有汽缸、进气歧管612、燃料喷射器613、点火点火器630以及动カ输出驱动轴614。轴614可操作地连接至负载615。负载615是诸如发电机、泵、车辆驱动系统或用于接收来自发动机611的动カ的机器这样的设备。发动机611的前驱动轴616连接至驱动增压器618的动カ传输机构619。发动机611为传统的内燃机。空气从增压器618被传输至管状壳601中，该管状壳601连接至具有管620的歧管612。增压器618被连接至空气控制设备600，以将全部或部分空气引导至进气歧管612。如有需要，与图2的热交換器419类似的热交換器(未示出)可被安装在壳601和进气歧管612之间。连接至管620的空气质量流量传感器625向处理器626提供与进气歧管612中的空气质量流量和压カ相应的电信号。可选地，其它使用空气温度、歧管压力和发动机速度的装置和方法可用于确定空气质量流量。增压器618包括空气控制设备600，该设备600是可操作的，以在具有进气歧管612的发动机611的运转期间调节从增压器618流动至发动机611的进气歧管612的空气质量，该进气歧管612 能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化。空气控制设备600包括T形管或管状壳601，该T形管或管状壳601连接至增压器618的出气套管662，用于输送来自增压器618和发动机611的进气歧管612的空气。设置在壳601的通道603中的第一阀组件602调节通道603内流向进气歧管612的空气流动。第一阀组件602具有枢轴安装在壳601上的大致扁平的盘状节流阀构件，在打开位置(虚线所示位置)和几乎关闭位置(实线所示位置)之间，以节流或限制自增压器618流出的空气流动，从而控制在歧管612的压カ低于大气压条件下运转的发动机611的功率。当第一阀组件602完全打开(如虚线所示)，增压器618是可操作的，以在发动机611在歧管606的压カ超过大气压条件下运行时，输送被控制的质量的气流进入空气进气歧管612。壳601具有侧管状构件606，该管状构件606具有出气ロ 607，该出气ロ 607朝向通道603和大气开ロ。第二阀组件608具有大致扁平的盘状阀构件，其枢轴安装在构件606上，在打开位置(虚线所示)和几乎关闭位置(实线所示)之间移动。线接至处理器626的致动器610与阀构件602相连，以在发动机611在歧管612的压カ低于大气压条件下运行时，逐步控制节流阀构件602的阀自打开位置至接近关闭的位置。线接至处理器626的致动器609与阀构件608相连，以在发动机611在歧管612的压カ低于大气压条件下运行时,打开阀构件608。致动器624将控制轴623定位于图7至12所示的滑片组件22的最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间，以调节被排出至大气的空气的量，以及由增压器618输送至发动机611的气流的质量。通过调整如图17中所示的输送ロ控制滑片283的时间或位置，极好地将压缩室开始释放时的压カ调节为最接近地匹配进气歧管的平均压力，因此，调整以适应可变穿透率、冷却器温度变化、声学调整、发动机驱动的可变传动比、电动机变速驱动系统、以及影响增压压カ的其它參数。可将压カ传感器、声敏元件、以及温度传感器与处理器626中的查找地图一同使用，以最佳定位杆69及输送ロ控制滑片283。处理器626控制致动器693以最佳定位杆691和输送ロ控制滑片283。如图14A中所示，本发明的增压器718的第六实施例可操作地由内燃机711驱动，该内燃机711具有汽缸、进气歧管712、燃料喷射器713、点火点火器730以及动力输出轴714。负载715连接至轴714。与图14中所示的增压器618相同的、增压器718的部件具有同样的參考标号，该參考标号带有代替前缀6的前缀7，并以引用的方式并入于此。节流阀1002、阀708以及控制轴723通过逐步序贯联动机构709机械地连接至脚踏开关781。联动机构709独立于处理器726顺序动作，首先操作阀1002，接着操作阀708，然后操作轴723。在阀1002、708和轴723上的阀位置传感器705、710、和724也向处理器726报告，以辅助发动机在对发动机气缸的燃料喷射以及气缸内油气混合物的点火的控制中的瞬态响应。当发动机711怠速运行吋，阀构件1002基本上关闭(如实线所示)。通过向前移动脚踏开关来增加发动机711的功率，由此，联动机构709逐步并顺序地将阀1002转动至其打开位置，并将阀708转动至其完全关闭位置。被引导至进气歧管712的空气质量随着空气进气歧管712中的空气的压カー同增加。如有需要，与图2的热交換器419类似的热交換器(未示出)可安装在壳1001和进气歧管712之间。空气进气歧管712中的空气质量的增加以及相应的燃料率提高了发动机711的功率输出。增压器718是可操作的，以根据发动机711的功率要求来改变空气进气歧管712中的空气质量以及压力。处理器726根据来自诸如质量流量、发动机速度、排气含氧浓度、歧管压力以及阀位置传感器这样的传感器的输入，控制进入汽缸的燃料喷射以及汽缸内油气混合物的点火。通过调整如图17中所示的输送ロ控制滑片283的时间或位置，极好地将压缩室开始释放时的压カ调节为最接近地匹配进气歧管的平均压力，因此，调整以适应可变穿透率、冷却器温度变化、声学调整、发动机驱动的可变传动比、电动机变速驱动系统、以及影响增压压カ的其它參数。可将压カ传感器、声敏元件以及温度传感器与处理器726中的查找地图一同使用。处理器726控制致动器793以最佳定位杆791和输送ロ控制滑片283。 如图14B中所示为由传统的内燃机811驱动的增压器818的第七实施例，其是可操作的，以根据发动机811的功率要求，选择性地引导低于大气压或超过大气压的空气。发动机811包括多个与空气进气歧管812空气连通的汽缸809。线接至处理器826的燃料喷射器813用于在各汽缸809内的空气的压缩期间，将诸如汽油或氢气这样的燃料引入各汽缸809中。燃料能够被引入进气歧管812中的空气内。发动机811具有连接至负载815的动カ输出轴814。增压器818中与图4中所示的增压器618相同的部件具有相同的參考标号，该參考标号具有代替6的前缀8，且以引用的方式并入于此。空气控制设备800是可操作的，以调节流进增压器818的空气质量，增压器818转而控制流入发动机811的进气歧管812中的空气质量。增压器818将空气排放至空气冷却器或热交換器819中，该空气冷却器或热交換器819通过管820连接至进气歧管812。空气控制设备包括管状构件或T形管801，该管状构件或T形管801连接在增压器818的进气ロ 852和空气过滤器856之间。设置在通道803中的节流阀802枢轴安装在管状壳801上，用于在完全打开和几乎关闭位置之间移动，以调节流入增压器818的空气质量。管状壳801具有朝向增压器旁路空气通道876开ロ的侧通道804。枢轴安装在壳877上的第二阀构件805可移动，以关闭通道876并打开通道804，由此，旁路空气从增压器818流回通道803。当阀构件805处于打开位置(如虚线所示)时，几乎无限制的气流通过通道803并进入增压器818中。然后，增压器818能够增压被引导至发动机的空气质量。线接至处理器826的致动器806通过联动机构807与阀构件802连接，以调节流进增压器818的气流的质量，从而在歧管812中低于大气压条件期间，控制发动机的功率。阀构件805通过联动机构809可操作地连接至致动器808。线接至处理器826的致动器808能够移动阀构件805至其打开或关闭位置，其中处理器826发送命令信号至致动器808。致动器824将轴823定位于图7至12中所示的滑片组件22的最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间，以调节被排出至大气的空气的量，以及由增压器818输送至发动机811的气流的质量。处理器826根据来自诸如质量流量、发动机速度、排气氧气浓度、歧管压カ以阀位置传感器这样的传感器的输入，控制进入气缸的燃料的喷射以及汽缸内油气混合物的点火。通过调整图17中所示的输送ロ控制滑片283的时间或位置，极好地将压缩室开始释放时的压カ调节为最接近地匹配进气歧管的平均压力，因此，调整以适应可变穿透率、冷却器温度变化、声学调整、发动机驱动的可变传动比、电动机变速驱动系统、以及影响增压压カ的其它參数。可将压カ传感器、声敏元件以及温度传感器与处理器826中的查找地图一同使用，以最佳定位杆891和输送ロ控制滑片283。处理器826控制致动器893以最佳定位杆891和输送ロ控制滑片283。图14C中示出了增压内燃动カ单元910的第八实施例。动カ单元910中与动カ单元810相同的部件具有同样的參考标号，该參考标号具有前缀9且并入于此。插入增压器918、进气ロ 952以及空气过滤器956之间的空气控制设备900控制进入增压器918的空气的空气质量流量。空气控制设备900包括管状构件或T形管901，该管状构件或T形管901具有用于容纳流入增压器918中的空气的空气通道903。设置在通道903中的节流阀构件902枢轴安装在管状构件901上，用于在几乎关闭位置(如实线所示)以及打开位置(如虚线所示)之间移动，以控制流入增压器918的空气质量。致动器904线接至处理器926并通过联动机构905连接至阀构件902，其控制阀构件902的打开和几乎关闭位置。致动器904响应由处理器926生成的命令信号，而该命令信号是处理器926响应脚踏开关981的位置传感器或其它发动机控制装置生成的。管状壳901具有朝向通道903和增压器旁路空气通道976开ロ的侧通道906。管977连接至管状壳901，由此，流入通道976的旁路空气流回进气通道903，并流回增压器918。插入管977内的空气冷却器或热交換器907冷却流入通道976中、并流回进气通道903和增压器918的旁路空气。如有需要，空气冷却器907可 从管977中省略。被分流至大气的空气的体积以及由图14C的增压器918或图15至20中的等效增压器218移动至发动机911的空气的体积由图17、18、19和20的空气控制滑片组件222调节。滑片组件222包括滑片或构件271，通过控制杆223，该滑片或构件271可在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间移动。致动器924可操作地连接至杆923，使构件271在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间移动，以调节自增压器918流向发动机911的气流的体积。可操作地连接至轴923的致动器924被线接至处理器926，该处理器926指导致动器924的运行。处理器926也线接至空气质量流量传感器925。传感器927是可操作的，以生成响应驱动轴914的转速的信号，向处理器926提供数字信号，该数字信号由处理器926的电子元件处理，以提供操作致动器924的控制或命令信号，改变滑片组件222的位置，以调节被分流至大气的空气的体积，以及由增压器918压缩并释放至发动机911的空气的体积。手动操作的装置980能够通过脚踏开关981操作，以将与操作者的功率需要相关的位置输入提供给处理器926，以改变控制滑片组件222的位置，从而调节被分流至大气并输送至发动机911的空气的体积。空气质量流量传感器925还向处理器926提供电信号，以调节滑片组件222的控制以及向发动机的燃烧室内的燃料排放。如图15至20中所示，增压器218具有壳228，该壳228具有ー对平行的圆柱形壁229和232，该圆柱形壁229和232围绕圆柱形腔室231和233。腔室231和233具有交叉的相邻弧段。沿腔室231延伸的内螺纹或阴转子234与设置在腔室233中的外螺纹或阳转子236配合，以沿转子234和234的长度移动空气。转子234和236具有与转子34和36相同的凹槽以及凸起或倒棱。在增压器218中能够使用其它尺寸、形状以及长度的转子。由于发动机911，转子234和236持续旋转，该转子234和236分别连接至由壳240包围的转子轴247和248，且该发动机911具有连接有正齿轮244和246的动カ传输机构917。转子234和236以与发动机的驱动轴916的转速相关的转速旋转。诸如电动机这样的独立驱动装置可用于旋转转子234和236。
回到图19，固定在壳228相对端的端部构件239和241支撑着容纳各转子轴的轴承237和238。具有管状端252的进气ロ压板251被固定在具有紧固件253的端部构件239上。管状端252具有进气ロ通道254，该进气ロ通道254朝向转子234和246的进气端开ロ，以允许空气流进增压器218 (箭头257所示)。如图14C中所示，安装在管状端952上的空气过滤器956将微粒与通过空气过滤器956吸入进气通道954的环境空气分开。可使用其它类型的空气滤清器将异物从流进增压器218的空气中去除。如图15、16和20中所示，安装在壳228上的边撑或箱形构件259具有与腔室231和233的后端连通的内部通道261，以接收被转子234和236压缩的空气。空气通过套管262内的通道258流入热交換器919中(箭头263所示)，并流动至发动机911。来自增压器918的空气流进被插入管道920中的空气质量流量传感器925中。空气质量流量传感器925向处理器926提供歧管中的气流质量和空气压カ相关的电信号，以在发动机911的操作期间，控制增压器918、输送至发动机911的燃烧室中的燃料、以及燃料的点火。
如图17至19中所示，气流控制滑片组件222具有固定至壳228的第一滑片或构件264以及与第一构件264同轴排列的第二滑片或构件271，该第一滑片或构件264具有销266。构件264和271具有与滑片构件64和71相同的结构。构件271可在壳222内与转子236的一侧相邻的内孔273中轴向移动。控制杆223延伸穿过构件264且可操作地连接至构件271，以相对于构件264和空气旁路通道268将构件271轴向移动至如图17、18和19中所示的最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置，该空气旁路通道268与大气连通。如图14和图17中所示，当构件271处于最大空气旁路位置时，由转子234和236移动的空气的第一部分被输送到通道268内，然后输送至大气，如箭头278所示的。空气的第二部分被移动至发动机的燃烧室中，但并不被压缩。被分流的空气不再循环返回到转子234和236的进气ロ。可选地，如图14C中所示，过剩的空气能够通过空气冷却器再循环回增压器918的进气ロ 952。由转子234和236移动的空气通过旁路通道268排出，冷却转子234和236以及邻近的壳228。这同样降低了被引导至发动机911的燃烧室的空气的温度。如图19中所示，控制滑片组件222处于最小空气旁路位置，由此，最大质量的气流被转子234和236输送至发动机911。如图17中所示，当控制滑片组件222处于最大空气旁路位置时，最小质量的气流被输送至发动机911，且最大质量的过剩的空气通过旁路通道268被排出(箭头275所示)。如图14、16至19中所示的，旁路通道268被帽274覆盖，该帽274连接至套管，该套管将空气引导进曲管277，然后至大气(箭头278所示)。曲管277可包括抑制噪声的消声器。由于致动器223，空气控制滑片组件222的构件271在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间移动，以改变构件264和271之间的开ロ，进而改变流入空气旁路通道268、并流至大气的空气的质量，以及被引导至发动机的内燃机的气流的质量。根据发动机911的功率要求，构件271的调整可选择地提高或降低了被增压器918压缩并引导至发动机911的气流的质量。第二滑片组件283可沿壳228中的管路284轴向移动，以调节在接近匹配的压カ下被增压器918压缩以输送至发动机911的空气的压力，该壳228朝向腔室231和233的交叉的劈裂部分的顶部开ロ。通过调整图17中所示的输送ロ控制滑片283的时间或位置，极好地将压缩室开始释放时的压カ调节为最接近地匹配进气歧管的平均压力，因此，调整以适应可变穿透率、冷却器温度变化、声学调整、发动机驱动的可变传动比、电动机变速驱动系统、以及影响增压压カ的其它參数。可将压カ传感器、声敏元件以及温度传感器与处理器926中的查找地图一同使用，以最佳定位杆991和输送ロ控制滑片283。处理器926控制致动器993以最佳定位杆991和输送ロ控制滑片283。输送ロ控制滑片组件283具有细长的主体286，该主体286具有凸状弯曲顶部以及指向下方的V形底部，该V形底部设置在转子234和236之间的劈裂中。该后端或出气ロ端具有指向下方和后方的端壁287，该端壁287面向箱形构件259中的通道261，以允许空气从转子234和236流入通道261。与主体286的相对侧相配合的导轨288和289将主体286支撑在壳228上，以用于相对于转子234和236的直线移动。轴杆291将主体286连接至致动器993，该致动器993是可操作的，以相对于轴234和236移动体286，以将压缩室开始释放时的空气压カ改变为最接近地匹配发动机911的进气歧管912的平均压力。回到图14，处理器626响应由处理器626指导的程序、以及来自歧管压カ传感器(未不出)和管道620中的空气质量流量传感器625的信号来操作致动器693。由图17的空气控制滑片组件222根据发动机611的功率要求来调节被引导到发动机611并通过图17的旁路开ロ 268被清除至大气的空气的体积。 如图7、8及9中所示，增压器18具有气流控制滑片组件22，该气流控制滑片组件22连接至操作杆，且其是可操作的，以控制滑片组件22的最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置，从而调节被分流至大气的空气的第一部分，并且将空气的第二部分供应至发动机的进气歧管，从而满足发动机的负载要求。第二气流控制滑片组件可并入连接至致动器的增压器内，以控制滑片组件的最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置。第二滑片组件可邻近于转子34设置，且朝向腔室33开ロ，以允许空气被分流至大气。第二滑片组件具有与滑片组件22相同的结构和功能。处理器26通过控制器来操作致动器，以控制滑片组件的最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置。已经參照具有空气质量流量控制的容积式空气增压器以及用于向动力使用方提供动カ的方法的优选实施例，示出并描绘了本发明，该增压器用于以下内燃机该内燃机在从不需要增压的部分负载至需要增压的全负载下操作时，要求进气歧管空气压カ低于大气 压。在不脱离本发明的前提下，本领域的技术人员能够对这些增压器、空气质量流量控制、气流控制滑片组件以及方法进行修改。
权利要求
1.一种内燃机及增压器，包括 内燃机，其具有进气歧管以及至少ー个燃烧室，所述燃烧室用于接收来自所述进气歧管的空气，所述进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化， 增压器，其用于选择性地向所述内燃机的所述进气歧管供应空气，所述进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化， 所述增压器包括 壳，其具有ー对腔室， 空气旁路开ロ，其朝向所述腔室中的一个以及旁路出气通道开ロ， 一对可旋转的转子，其设置在所述腔室内且是可操作的，以使将空气通过所述壳被移动至大气以及移动至所述发动机的所述进气歧管，所述进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化， 阀组件，其用于控制在低于大气压下流动至所述进气歧管的气流的质量，以调节所述内燃机的功率， 第一致动器，其可操作地连接至所述阀组件，用于操作所述阀组件来改变所述内燃机的功率， 气流控制设备，其是可操作的，以响应所述内燃机的功率要求，改变被供应至所述内燃机的所述进气歧管的空气的质量和超过大气压的空气的压力，以改变从所述进气歧管被输送至所述内燃机的所述燃烧室的空气的流速，使其超过进入所述内燃机的所述燃烧室的大气压， 所述气流设备包括滑片组件，所述滑片组件可移动地安装在所述壳上，以用于最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间、相对于所述转子和所述空气旁路开ロ移动，由此，当所述滑片组件处于所述最大空气旁路以及部分空气旁路位置吋，由所述转子移动的空气的第一部分被引导至大气，并且由所述转子移动的所述空气的第二部分被引导至所述发动机的所述进气歧管， 第二致动器，其可操作地连接至所述滑片组件，以在所述最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间选择性地移动所述滑片组件，以改变被引导至所述内燃机的所述进气歧管的空气的所述第二部分，从而选择性地増加或减小气流的质量以及由所述转子移动至所述内燃机的所述燃烧室的所述空气的相关的内部压缩比， 动カ传输机构，其可驱动地将所述内燃机连接至所述增压器的所述转子，由此，所述内燃机操作所述增压器以产生空气供应， 设备，其用于相应于被所述增压器输送至所述内燃机的所述燃烧室的气流的质量，将燃料引入所述内燃机的所述燃烧室中的空气中， 传感器，其用于提供表示所述内燃机的功率要求的信号，及 控制处理器，其响应来自所述传感器的所述信号来提供操作所述第二致动器的命令信号，所述控制处理器是可操作的，以控制所述设备，从而调节被弓I入至所述燃烧室内的燃料的量，以及调节向所述内燃机的所述燃烧室内喷射燃料的时间。
2.如权利要求I所述的内燃机及增压器，其中 所述转子包括外螺纹转子以及内螺纹转子，且 所述空气旁路开ロ是朝向所述外螺纹转子的侧部开ロ的。
3.如权利要求I所述的内燃机及增压器，其中 所述滑片组件包括可移动的第一构件以及第ニ构件， 所述空气旁路开ロ的一部分设置于所述第一和第二构件之间， 所述致动器可操作地连接至所述第一构件，以相对于所述第二构件、将所述第一构件相对于所述空气旁路开ロ移动至最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置。
4.如权利要求I所述的内燃机及增压器，包括 空气输送ロ，及 第二空气控制滑片组件，其是可操作的，以控制或改变空气输送ロ处的空气释放的位置或时间。
5.如权利要求I所述的内燃机及增压器，其中 所述壳具有ー对腔室， 所述转子设置在所述腔室内， 管路，其在所述壳内朝向所述ー对腔室开ロ， 空气输送ロ， 第二空气控制滑片组件，其可移动地设置在所述管路内，用于控制所述空气输送ロ处的空气释放的位置或时间，及 第三致动器，其可操作地连接至所述第二空气控制滑片组件，以相对于所述转子移动所述第二空气控制滑片组件，所述第三致动器连接至所述处理器，由此，来自所述处理器的命令信号控制所述第三致动器的操作。
6.如权利要求5所述的内燃机及增压器，其中 所述转子包括外螺纹转子以及内螺纹转子。
7.如权利要求I所述的内燃机及增压器，包括 设备，其用于当空气在所述增压器和所述内燃机的所述进气歧管之间流动时，冷却所述空气。
8.如权利要求I所述的内燃机及增压器，包括 装置，其是可操作的，以传送从所述增压器流至所述内燃机的所述进气歧管的空气的空气质量流量信号，所述空气质量流量信号被引导至所述处理器，所述处理器控制所述设备，以调节喷射到所述内燃机的所述燃烧室内的燃料的量，从而维持所述内燃机的所述燃烧室内的期望的易燃空气/燃料比。
9.如权利要求I所述的内燃机及增压器，其中 所述阀组件包括 第一节流阀构件，其用于调节流动至所述内燃机的所述进气歧管的、低于大气压的气流的质量， 第二阀构件，其用于在所述增压器和第一节流阀构件之间将空气引导至大气，及所述第一致动器可操作地连接至所述第二阀构件，以控制所述第二阀构件连同所述节流阀构件，用于调节流入所述内燃机的所述进气歧管的、低于大气压的气流的质量。
10.如权利要求9所述的内燃机及增压器，其中 所述第一节流阀构件选择性地可在打开位置及几乎关闭位置之间移动， 所述第二阀构件选择性地可移动至打开位置和几乎关闭位置，所述第一驱动器包括 节流致动器，其线接至处理器且是可操作的，以选择性地在打开位置和几乎关闭位置之间移动所述第一节流构件，以调节所述内燃机的功率，及 旁路致动器，其线接至所述处理器，以在所述第一节流阀构件处于其打开位置时，将所述第二阀构件移动至所述几乎关闭位置，以允许超过大气压的空气流入所述内燃机的所述进气歧管中。
11.如权利要求I所述的内燃机及增压器，其中 所述第一致动器包括逐步贯序手动控制，以用于操作所述阀组件来改变所述内燃机的功率。
12.如权利要求I所述的内燃机及增压器，其中所述阀组件包括 节流阀，其用于调节流入所述增压器的、低于大气压的气流的质量。
13.如权利要求I所述的内燃机及增压器，包括 热交換器，其连接至所述出气通道且是可操作的，以冷却所述旁路空气并将所述旁路空气排入所述增压器。
14.如权利要求I所述的内燃机及增压器，其中 所述阀组件包括 第一节流阀构件，其用于调节流入所述增压器的、低于大气压的气流的质量， 第二阀构件，其用于将空气引导至大气，及 所述第一致动器可操作地连接至所述第二阀构件，以控制所述第二阀构件连同所述节流阀构件，用于调节流入所述增压器的、低于大气压的气流的质量。
15.如权利要求14所述的内燃机及增压器，其中 所述第一节流阀构件选择性地可在打开位置和几乎关闭位置之间移动， 所述第二阀构件选择性地可移动至打开位置和几乎关闭位置， 所述第一驱动器包括 节流致动器，其线接至所述处理器且是可操作的，以在打开位置和几乎关闭位置之间选择性地移动所述第一阀构件，以调节所述内燃机的功率，及 旁路致动器，其线接至所述处理器，以在所述第一节流阀构件处于其打开位置时，将所述第二阀构件移动至所述几乎关闭位置，从而允许超过大气压的空气流入所述内燃机的所述进气歧管中。
16.一种内燃机及增压器，用于向发动机供应空气，包括 内燃机，其具有进气歧管以及至少ー个燃烧室，所述燃烧室用于容纳空气和燃料，以及接收来自所述进气歧管的空气，所述进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化， 增压器，其用于根据所述发动机的负载要求，向所述发动机的所述进气歧管供应空气，所述进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化， 阀组件，其用于控制流入所述进气歧管的、低于大气压的气流的质量，以调节所述内燃机的功率， 第一致动器，其可操作地连接至所述阀组件，用于操作所述阀组件来改变所述内燃机的速度，所述增压器包括 具有腔室的壳， 转子，其设置在所述壳中的所述腔室中且是可操作的，以通过所述增压器将空气移动至大气以及移动至所述发动机的所述进气歧管， 所述壳包括朝向所述腔室及大气开ロ的空气旁路开ロ， 控制设备，其包括滑片组件，所述滑片组件安装在所述壳上，且可在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间、相对于所述转子和空气旁路开ロ移动，由此，当所述滑片组件处于所述最大空气旁路及部分空气旁路位置时，由所述转子移动的所述空气的第一部分从所述腔室通过所述空气旁路开ロ被排出至出气通道，并且由所述转子移动的所述空气的第二部分被引导至所述内燃机的所述进气歧管， 第二致动器，其可操作地连接至所述滑片组件，以选择性地在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间移动所述滑片组件，以改变被引导至所述内燃机的所述燃烧室的空气的所述第二部分的体积，从而选择性地増加或減少所述气流的质量以及由所述转子移动至所述发动机的所述进气歧管的所述空气的相关的内部压カ比， 驱动设备，用于旋转所述转子，以生成空气供应， 设备，用于相应于由增压器引导至所述发动机的所述燃烧室的气流的质量，将燃料引入被供应至所述燃烧室的所述空气中，及 控制处理器，其响应所述发动机的负载要求来操作所述第二致动器，以调节所述滑片组件的位置，从而控制被引导至所述发动机的所述进气歧管的空气的量，以及控制所述设备来调节被引入所述燃烧室内的燃料的量。
17.如权利要求16所述的内燃机及增压器，其中 所述转子包括外螺纹转子及内螺纹转子，及 所述空气旁路开ロ朝向所述外螺纹转子的侧部开ロ。
18.如权利要求16所述的内燃机及增压器，其中 所述滑片组件包括可移动的第一构件及第ニ构件； 所述空气旁路开ロ的一部分设置在所述第一和第二构件之间， 所述第二致动器可操作地连接至所述第一构件，以相对于所述第二构件、将所述第一构件相对于所述空气旁路开ロ移动至最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置。
19.如权利要求16所述内燃机及增压器，包括 空气输送ロ，及 第二空气控制滑片组件，其是可操作的，以控制或改变所述空气输送ロ处的空气释放的位置或时间。
20.如权利要求16所述的内燃机及增压器，其中 所述壳具有朝向所述腔室开ロ的管路， 空气输送ロ， 第二空气控制滑片组件，其可移动地设置在所述管路中，用于控制所述空气输送ロ处的空气释放的位置或时间，及 第三致动器，其可操作地连接至所述第二空气控制滑片组件，以相对于所述转子移动所述第二空气控制滑片组件，所述第三致动器连接至所述处理器，由此，来自所述处理器的命令信号控制所述第三致动器的操作。
21.如权利要求20所述的内燃机及增压器，其中 所述转子包括外螺纹转子及内螺纹转子。
22.如权利要求16所述的内燃机及增压器，包括 装置，其是可操作的，以传送从所述增压器流动至所述内燃机的所述进气歧管的所述空气的空气质量流量信号，所述空气质量流量信号被引导至所述处理器，所述处理器控制所述设备，以调节被喷射至所述内燃机的所述燃烧室内的燃料的量，从而维持所述内燃机的所述燃烧室内的期望的易燃空气/燃料比。
23.如权利要求16所述的内燃机及增压器，其中 所述阀组件包括 第一节流阀构件，其用于控制流动至所述内燃机的所述进气歧管的、低于大气压的气流的质量， 第二阀构件，其用于在所述增压器和第一节流阀构件之间将空气引导至大气，及所述第一致动器可操作地连接至所述第二阀构件，以控制所述第二阀构件连同所述节流阀构件，用于控制流动至所述内燃机的所述进气歧管的、低于大气压的气流的质量。
24.如权利要求23所述的内燃机及增压器，其中 所述第一节流阀构件选择性地可在打开位置和几乎关闭位置之间移动， 所述第二阀构件选择性地可移动至打开位置和几乎关闭位置， 所述第一致动器包括 节流致动器，其线接至所述处理器且是可操作的，以在打开位置和几乎关闭位置之间移动所述第一节流构件，以调节所述内燃机的功率，及 旁路致动器，其线接至所述处理器且是可操作的，以在所述第一节流阀构件处于其打开位置吋，将所述第二阀构件移动至所述几乎关闭位置，以允许超过大气压的空气流入所述内燃机的所述进气歧管中。
25.如权利要求16所述的内燃机及增压器，其中 所述第一致动器包括手动控制，用于操作所述阀组件，以改变所述内燃机的功率。
26.如权利要求16所述的内燃机及增压器，其中所述阀组件包括 节流阀，其用于调节流动至所述增压器的、低于大气压的气流的质量。
27.如权利要求16所述的内燃机及增压器，包括 热交換器，其连接至所述出气通道且是可操作的，以冷却所述旁路空气，以及将所述旁路空气排出至所述增压器内。
28.如权利要求16所述的内燃机及增压器，其中 所述阀组件包括 第一节流阀构件，其用于调节流动至所述增压器的、低于大气压的气流的质量， 第二阀构件，用于将空气引导至大气，及 所述第一致动器可操作地连接至所述第二阀构件，以控制所述第二阀构件连同所述节流阀构件，用于调节流动至所述增压器的、低于大气压的气流的质量。
29.如权利要求28所述的内燃机及增压器，其中所述第一节流阀构件选择性地可在打开位置和几乎关闭位置之间移动， 所述第二阀构件选择性地可移动至打开位置和几乎关闭位置， 所述第一致动器包括 节流致动器，其线接至所述驱动器且是可操作的，以在打开位置和几乎关闭位置之间选择性地移动所述第一节流构件，以调节所述内燃机的功率，及 旁路致动器，其线接至所述处理器且是可操作的，以在所述第一节流阀构件处于其打开位置吋，将所述第二阀构件移动至所述几乎关闭位置，以允许超过大气压的空气流动至所述内燃机的所述进气歧管中。
30.一种内燃机及增压器，包括 内燃机，其具有进气歧管以及至少ー个燃烧室，所述进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化，所述燃烧室与所述进气歧管连通， 增压器，其用于向所述内燃机的所述进气歧管供应空气，所述进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化， 动カ传输机构，其可驱动地将所述内燃机连接至所述增压器，由此，所述内燃机操作所述增压器以生成空气供应， 阀组件，其用于控制流动至所述进气歧管的、低于大气压的气流的质量，以调节所述内燃机的功率， 第一致动器，其可操作地连接至所述阀组件，用于操作所述阀组件来改变所述内燃机的功率， 所述增压器包括气流控制设备，其是可操作的，以响应所述内燃机的负载要求，改变供应至所述内燃机的所述进气歧管的所述空气的质量及压力，以改变被输送至接近或高于大气压的、所述内燃机的所述进气歧管的气流的质量，及 设备，用于相应于由所述增压器输送至所述内燃机的所述进气歧管的气流的质量，将燃料弓I入所述内燃机的所述燃烧室内的所述空气中。
31.如权利要求30所述的内燃机及增压器，其中 所述增压器包括具有ー对腔室的壳、空气旁路开ロ以及ー对转子，所述空气旁路开ロ朝向所述腔室中的一个以及大气开ロ，所述ー对转子设置在所述壳内的所述腔室中，及所述控制设备包括滑片组件，所述滑片组件可移动地安装在所述壳上，且可相对于所述转子在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间移动，以选择性地増加或减小由所述转子移动至所述内燃机的所述进气歧管的所述空气的质量和相关的内部压力比，以及当所述滑片组件处于所述最大空气旁路以及部分空气旁路位置吋，将过剩的空气排放至大气。
32.如权利要求30所述的内燃机及增压器，其中 所述增压器包括具有大致平行的腔室的売， 转子，设置在所述壳内的腔室中，其是可操作的，以移动空气通过所述增压器，所述壳包括空气旁路开ロ，所述空气旁路开ロ朝向所述腔室中的一个以及大气开ロ，所述控制设备包括滑片组件，所述滑片组件可移动地安装在所述壳上，且可相对于所述转子和所述空气旁路开ロ、在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间移动，由此，由所述转子移动的空气的第一部分被引导至所述内燃机的所述燃烧室，当所述滑片组件处在所述最大空气旁路和部分空气旁路位置时，由所述转子移动的所述空气的第一部分从所述腔室中的一个通过所述空气旁路开ロ被排出至大气，且由所述转子移动的所述空气的第二部分被引导至所述内燃机的所述进气歧管， 第二致动器，其可操作地连接至所述滑片组件，以选择性地在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路之间移动所述滑片组件，以改变被引导至所述内燃机的所述进气歧管的空气的所述第二部分的量， 传感器，其用于提供表示所述发动机的功率要求的信号，及 处理器，其响应来自所述传感器的所述信号，以提供用于操作所述第二致动器的命令信号，所述处理器能够控制喷射至所述燃烧室内的燃料的量，以及控制将燃料引入所述内燃机内空气中的时间。
33.如权利要求30中所述的内燃机及增压器，其中 所述增压器包括売，所述壳具有一对腔室以及朝向所述ー对腔室开ロ的管路， ー对转子，设置在所述腔室内， 空气输送ロ， 空气控制滑片组件，其可移动地设置在所述管路中，用于控制所述空气输送ロ处的空气释放的位置或时间，及 第三致动器，其连接至所述空气控制滑片构件，所述空气控制滑片构件是可操作的，以相对于所述转子移动所述空气控制滑片构件，从而控制由所述转子移动的空气在所述空气输送ロ处的空气释放的位置或时间。
34.如权利要求30所述的内燃机及增压器，其中 所述阀组件包括 第一节流阀构件，其用于控制流动至所述内燃机的所述进气歧管的、低于大气压的气流的质量， 第二阀构件，其用于在所述增压器和第一节流阀构件之间将空气引导至大气，及所述第一致动器可操作地连接至所述第二阀构件，以控制所述第二阀构件连同所述节流阀构件，从而控制流动至所述内燃机的所述进气歧管的、低于大气压的气流的质量。
35.如权利要求34所述的内燃机及增压器，其中 所述第一节流阀构件选择性地可在打开位置和几乎关闭位置之间移动， 所述第二阀构件选择性地可移动至打开位置和几乎关闭位置， 所述第一致动器包括 节流致动器，其线接至所述处理器且是可操作的，以在打开位置和几乎关闭位置之间选择性地移动所述第一节流构件，以调节所述内燃机的功率，及 旁路致动器，其线接至所述处理器且是可操作的，以在所述第一阀构件处于其打开位置吋，将所述第二阀构件移动至所述几乎关闭位置，以允许超过大气压的空气流动至所述内燃机的所述进气歧管中。
36.如权利要求30所述的内燃机及增压器，其中 所述第一致动器包括手动控制，用于操作所述阀组件来改变所述内燃机的速度。
37.如权利要求30所述的内燃机及增压器，其中 所述增压器包括节流阀，其用于调节流动至所述增压器的、低于大气压的气流的质量。
38.如权利要求30所述的内燃机及增压器，包括 热交換器，其连接至所述出气通道且是可操作的，以冷却所述旁路空气，以及将所述旁路空气排至所述内燃机。
39.如权利要求30所述的内燃机及增压器，其中 所述阀组件包括 第一节流阀构件，其用于调节流动至所述增压器的、低于大气压的气流的质量， 第二阀构件，其用于将空气引导至大气，及 所述第一致动器可操作地连接至所述第二阀构件，以控制所述第二阀构件连同所述节流阀构件，从而调节流动至所述增压器的、低于大气压的气流的质量。
40.如权利要求39所述的内燃机及增压器，其中 所述第一节流阀构件选择性地可在打开位置及几乎关闭位置之间移动， 所述第二阀构件选择性地可移动至打开位置及几乎关闭位置， 所述第一致动器包括 节流致动器，其线接至所述处理器且是可操作的，以在打开位置和几乎关闭位置之间移动所述第一节流构件，以调节所述内燃机的功率，及 旁路致动器，其线接至所述处理器且是可操作的，以在所述第一节流阀构件处于其打开位置吋，将所述第二阀构件移动至所述几乎关闭位置，以允许超过大气压的空气流动至所述内燃机的所述进气歧管中。
41.一种内燃机及增压器，包括 内燃机，其具有用于低于大气压或超过大气压的空气的进气歧管以及至少ー个燃烧室，所述燃烧室与所述进气歧管连通， 增压器，其用于向所述内燃机的所述进气歧管供应空气，所述进气歧管选择性地可在从低于大气压至超过大气压的范围内变化， 驱动设备，用于操作所述增压器以向所述内燃机的所述进气歧管供应空气， 第一阀组件，其可在打开位置和几乎关闭位置之间移动，用于控制流动至所述进气歧管的、低于大气压的空气的质量，以调节所述内燃机的功率， 第二阀组件，其可在打开位置和几乎关闭位置之间移动，用于允许来自所述增压器的空气流动至大气， 控制器，其可操作地连接至所述第一和第二阀组件，以逐步移动所述第一阀组件来控制流动至所述进气歧管的空气的质量，从而调节所述内燃机的功率，以及在所述第一阀组件处于所述打开位置吋，将所述第二阀组件从所述打开位置移动至所述几乎关闭位置， 第一传感器，其提供表示所述第一阀组件的位置的第一信号，所述位置在所述第一阀组件的打开位置和几乎关闭位置之间，并包括所述打开位置和几乎关闭位置， 第二传感器，其提供表示所述第二阀组件的位置的第二信号，所述位置为所述第二阀组件的打开位置或几乎关闭位置， 所述增压器包括气流控制设备，其是可操作的，以响应所述内燃机的负载要求，改变供应至所述内燃机的所述进气歧管的所述空气的质量及压力，以改变被输送至接近或超过大气压的、所述内燃机的所述进气歧管的空气的质量，设备，用于相应于由所述增压器输送至所述内燃机的所述进气歧管的空气的质量，将燃料弓I入所述内燃机的所述燃烧室中的所述空气中， 装置，其是可操作的，以输送空气质量流量至所述进气歧管中， 处理器，其响应来自所述第一及第ニ传感器的所述第一及第ニ信号，以提供命令信号来控制所述设备，以调节瞬态发动机操作期间、被引入供应至所述发动机的所述空气中的燃料的量，以及响应进入所述进气歧管中的所述空气质量流量来控制所述设备，以维持所述内燃机的所述燃烧室中的期望的易燃空气/燃料比。
42.如权利要求41所述的内燃机及增压器，其中 所述控制器包括手动操作构件以及将所述构件连接至所述第一和第二阀组件的联动机构， 所述构件是可移动的，以控制所述第一及第ニ阀组件的操作。
43.如权利要求41所述的内燃机及增压器，其中 所述增压器包括具有一对腔室和空气旁路开ロ的売，所述空气旁路开ロ朝向所述腔室中的ー个及大气开ロ ；及ー对转子，所述ー对转子设置在所述壳中的所述腔室内， 所述气流控制设备包括滑片组件，所述滑片组件可移动地安装在所述壳上，且可在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间相对于所述转子移动，以选择性地増加或減少由所述转子移动至所述内燃机的所述进气歧管中的空气的质量及相关的内部压缩比，以及在所述滑片组件处于最大空气旁路及部分空气旁路位置吋，将过剩空气排至大气。
44.如权利要求41所述的内燃机及增压器，其中 所述增压器包括具有大致平行的腔室的売， 转子，其设置在所述壳中的腔室内且是可操作的，以移动空气通过所述增压器， 所述壳包括空气旁路开ロ，所述空气旁路开ロ朝向所述腔室和大气开ロ， 所述气流控制设备包括滑片组件，所述滑片组件可移动地安装在所述壳上，且可在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路之间相对于所述转子和空气旁路开ロ移动，由此，由所述转子移动的所述空气的第一部分被引导至所述内燃烧室内的所述燃烧室，当所述滑片组件处于最大空气旁路及部分空气旁路位置时，由所述转子移动的所述空气的第一部分从所述腔室中的一个通过所述空气旁路开ロ被排出至大气，并且由所述转子移动的所述空气的第二部分被引导至所述内燃机的所述进气歧管， 致动器，其可操作地连接至所述滑片组件，以选择性地在最大空气旁路、部分空气旁路以及最小空气旁路位置之间移动所述滑片组件，从而改变被引导至所述内燃机的所述进气歧管的空气的所述第二部分的量， 第三传感器，其用于提供表示所述发动机的功率要求的信号， 所述处理器还响应来自所述第三传感器的所述信号，提供用于操作所述驱动器的命令信号。
45.一种内燃机及增压器，用于向发动机供应空气，包括 内燃机，其具有进气歧管以及至少ー个燃烧室，所述燃烧室用于容纳空气和燃料以及接收来自所述进气歧管的空气， 增压器，其用于根据所述发动机的负载要求，向所述发动机的所述进气歧管供应空气，所述增压器包括具有腔室以及空气输送ロ的売， 至少ー个转子，其设置在所述壳中的所述腔室中且是可操作的，以使空气通过所述增压器及空气输送ロ移动至所述发动机的所述进气歧管， 空气控制滑片组件，其安装在所述壳上且是可操作的，以控制在所述输送ロ处向所述发动机的所述进气歧管释放空气的时间或位置， 致动器，其可操作地连接至所述空气控制滑片组件，以相对于所述转子移动所述空气控制滑片组件，从而改变在所述空气输送ロ处向所述发动机的所述进气歧管释放空气的时间或位置， 驱动设备，其用于旋转所述转子，以生成空气的供应， 设备，其用于相应于由所述增压器引导至所述发动机的所述燃烧室的空气的质量，将燃料弓I入被供应至所述燃烧室的所述空气中，及 控制器，其响应所述发送机的负载要求，操作所述致动器来调节所述空气控制滑片组件的位置，以改变所述空气输送ロ处的空气释放的时间或位置。
46.如权利要求45所述的内燃机及增压器，其中 所述壳具有ー对腔室， 转子设置在每个腔室中， 所述壳内的管路朝向临近所述转子的所述ー对腔室开ロ， 所述空气控制滑片组件可移动地设置在所述管路中，用于控制在所述空气输送ロ处向所述发动机的所述进气歧管释放空气的时间或位置。
47.如权利要求45所述的内燃机及增压器，其中 所述控制器包括处理器，其操作所述致动器，以调节所述空气控制滑片组件的位置，以及控制所述设备以调节被引入所述燃烧室中的燃料的量。
48.如权利要求45所述的内燃机及增压器，其中 用于操作所述增压器的所述驱动设备包括变速电动机。
49.如权利要求45所述的内燃机及增压器，其中 用于操作所述增压器的所述驱动设备包括动カ传输机构，其将所述发动机连接至所述增压器，由此，所述发动机驱动所述增压器。
50.一种用于向动カ使用方提供动カ的方法，包括 操作内燃机，所述内燃机具有进气歧管和至少ー个燃烧室，所述燃烧室用于容纳空气和燃料，以及选择性地接收来自低于大气压和超过大气压的所述进气歧管的空气， 将所述内燃机可驱动地连接至所述动カ使用方，由此，所述动カ使用方在所述内燃机上施加负载， 使用增压器向所述内燃机的所述进气歧管供应空气， 控制从所述增压器流动至所述进气歧管的、低于大气压的空气的质量，以调节所述内燃机的功率， 由所述内燃机驱动所述增压器， 响应所述内燃机的动カ要求，控制由所述增压器供应至所述内燃机的所述进气歧管的所述空气的质量和压力，以调节被输送至超过大气压的、所述内燃机的所述进气歧管的空气的质量，及相应于由输送至所述内燃机的所述进气歧管的气流的质量，将燃料引入所述内燃机的所述燃烧室，以满足所述内燃机的负载要求。
51.如权利要求50所述的方法，其中 被输送至所述内燃机的所述进气歧管的所述空气由容积式增压器的运行生成。
52.如权利要求50所述的方法，其中 通过调整所述容积式增压器的运行，响应所述内燃机的功率要求，调节被输送至所述进气歧管的气流的质量，由此控制被输送至所述内燃机的所述燃烧室的空气的量。
53.如权利要求50所述的方法，其中 操作所述增压器以生成持续质量的空气， 将由所述增压器生成的体积的空气的第一部分排出至大气， 将由所述增压器生成的体积的空气的第二部分引导至所述内燃机的所述进气歧管，及控制被排出至大气的所述空气的所述第一部分的量，以选择性地调节被引导至所述内燃机的所述进气歧管的空气的所述第二部分的质量。
54.如权利要求50所述的方法,包括 在将所述质量的空气的所述第二部分引导至所述内燃机的所述进气歧管之前，冷却所述质量的空气的所述第二部分。
55.如权利要求50所述的方法，其中 通过旋转ー对相互配合的转子，产生所述连续质量的空气的生成，及使用可移动的滑片组件来控制被排放至大气的所述质量的空气的所述第一部分的量，所述滑片组件调节从所述转子流向大气的空气的量。
56.如权利要求50所述的方法，其中 被引导至所述发动机的所述质量的空气的所述第二部分的量响应于所述发动机的功率要求。
57.一种用于向具有进气歧管的内燃机供应空气的方法，包括 使用增压器生成连续质量的气流， 控制从所述增压器流向所述进气歧管中低于大气压的空气的气流的质量，以调节所述内燃机的功率， 将超过大气压的、所述气流的质量的第一部分排出至空气通道， 将超过大气压的、所述气流的质量的第二部分引导至所述内燃机，及控制被排出至所述空气通道的所述气流的质量的所述第一部分的量，以选择性地调节被引导至所述内燃机的超过大气压的所述气流的质量的所述第二部分的流速。
58.如权利要求57所述的方法，包括 在将所述气流的质量的第二部分引导至所述内燃机的所述进气歧管中之前，冷却所述气流的质量的所述第二部分。
59.如权利要求57所述的方法，其中 通过具有一对旋转的互相配合的的转子的增压器来产生连续质量的气流，及使用可移动的滑片组件来控制被排出至大气的、超过大气压的所述气流的质量的所述第一部分的量，所述滑片组件调节从所述转子流动至大气的空气的量。
60.如权利要求57所述的方法，其中被引导至所述发动机的所述气流的质量的所述第二部分的量响应于所述发动机的功率要求。
61.如权利要求57所述的方法,包括 将被排放至所述空气通道的空气的所述第一部分引导至所述增压器的进气ロ。
62.如权利要求61所述的方法，包括 在将空气引导至所述增压器的所述进气口前，冷却被排放至所述空气通道中的所述空气。
全文摘要
一种内燃机(11)，其可驱动地连接至可变排量及可变内部压缩比的增压器(18)，响应发动机(11)的功率要求，向发动机进气歧管(12)供应可变量的空气，该发动机进气歧管(12)能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化。增压器(18)具有一对可由发动机(11)同时驱动的转子(34，36)，以将空气移动至发动机(11)。通过控制器，与转子(34，36)连接的滑片组件(22)可相对于转子(34，36)移动，以将空气分流至大气，并调节由螺纹转子(34，36)压缩至发动机(11)的空气的量及超过大气压的空气的压力，从而提高发动机的效率。当在部分负载为未增压下操作时，节流阀(202)能够控制流动至低于大气压的进气歧管(12)的空气的质量，以控制发动机(11)的功率。
文档编号F03C2/00GK102667061SQ201080048316
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月6日 优先权日2009年10月14日
发明者保罗·C·克洛斯, 克雷格·N·海山 申请人:保罗·C·克洛斯, 克雷格·N·海山