本发明涉及一种发动机的进气增压系统和供油装置，特别是涉及一种多档变速涡轮进气增压和双驱动盘供油的发动机动力系统。
背景技术：
石油资源日益短缺、大气环境污染日趋严重，发动机的燃油经济性和排放逐渐受到关注，节能发动机越来越受到重视。发动机的性能取决于气缸内燃料的燃烧过程，每个循环燃烧的燃料量受发动机气缸内空气量的限制，因此提高每个循环进入发动机气缸内的空气量可以提高发动机的动力性和燃油经济性。传统涡轮增压装置的涡轮和叶轮同轴，发动机排出的废气推动涡轮高速旋转，同轴的叶轮以同样的转速旋转，对外界的新鲜空气进行增压，使每个循环进入发动机气缸的空气量增加，同时加大供油量，提高发动机动力性和经济性，降低发动机有害气体排放。但是由于发动机低速运转时，废气排出的速度和涡轮的转速比较低，增压效果不理想，因此在发动机超过一定转速后才会启用涡轮增压,因而无法在车辆起步阶段或低速运行阶段启动涡轮增压装置，使车辆在短时间内提高速度,而且由于涡轮本身运动的惯性，涡轮介入比较迟缓，使加速过程存在滞后，需要尽量把涡轮迟滞降到最小。传统涡轮增压装置中涡轮和叶轮同轴固定连接的设计，使该装置无法根据发动机的具体转速和工况进行自适应调节，因而无法满足发动机各种复杂工况对进气增压的要求，无法全面达到发动机动力性、经济性和排放的优化。
经过对现有技术文献和专利的检索发现，发明专利名称排气管容积连续可调式涡轮增压系统，申请号201110335059.2，该发明专利包括：气缸、排气管、涡轮、容积腔、套体、档板和弹性部件，当发动机处于低速工况时，套体后壁向着靠近档板的方向移动，排气管容积相对较小，脉冲能量可以充分利用，发动机进气压力较高；当发动机处于高速工况时，套体后壁向着远离档板的方向移动，排气管容积相对较大，泵气损失较小。但该发明只是针对排气系统设计的排气管容积连续调节，未涉及到进气系统调节，因此每循环进入发动机气缸内的空气量仍然受到限制；而且通过套体后壁移动来调节排气管容积时，受到排气管长度的限制，套体后壁移动位移十分有限，因而排气管容积调节能力有限，无法大幅度调节排气管容积。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对上述现有技术的不足，设计一种结构简单、调节方法简易可靠，能够根据发动机运行转速自适应调节的多档变速涡轮进气增压和双驱动盘供油的发动机动力系统。
本发明的技术方案是：
一种多档变速涡轮进气增压和双驱动盘供油的发动机动力系统，包括发动机和油箱，所述发动机上设置有电控喷油器、进气门和排气门，所述电控喷油器与所述油箱之间通过两个喷油泵连通，两个所述喷油泵通过传动盘和驱动盘与电动机连接，所述进气门和排气门上分别设置有进气管和排气管，并且，所述进气管和排气管之间设置有主动轴和从动轴，所述主动轴和从动轴上安装有变速齿轮组，所述变速齿轮组设置有离合控制机构，所述主动轴的一端安装有涡轮，所述涡轮位于所述排气管内，所述从动轴的一端安装有叶轮，所述叶轮位于所述进气管内，所述主动轴上安装有转速传感器，所述电动机驱动盘、电控喷油器、转速传感器和离合控制机构分别与控制器连接。
所述电动机为两个，每一所述电动机分别通过一套所述驱动盘和传动盘与一个所述喷油泵连接，或者，所述电动机为一个，通过两套所述驱动盘和传动盘分别与两个所述喷油泵连接。
所述变速齿轮组包括减速齿轮组、等速齿轮组和增速齿轮组，所述离合控制机构包括压盘、弹簧和电磁线圈，所述变速齿轮组中的每一齿轮的内部均装有滚动轴承，能够相对于主动轴或从动轴自由转动，所述压盘的内部均开有花键槽且与所述主动轴或从动轴保持花键连接。
所述进气管上分别设置有空气过滤器和空气冷却器，所述空气冷却器的出口经所述进气门与所述发动机的入口相连，所述叶轮位于所述空气过滤器和空气冷却器之间，所述进气管上设置有空气流量传感器，所述空气流量传感器与所述控制器连接。
所述涡轮的内部设置花键槽，其与所述主动轴保持花键连接且左右两侧装有限位装置，所述叶轮的内部设置花键槽，其与所述从动轴保持花键连接且左右两侧装有限位装置。
两个所述喷油泵的两端的油管上分别设置有燃油过滤器和单向阀，所述驱动盘和传动盘之间设置有复位弹簧和电磁线圈。
本发明的有益效果是：
1、本发明中控制器根据发动机的高速工况、中速工况和低速工况，自适应的选择降速进气增压模式、等速进气增压模式和增速进气增压模式：在发动机低速工况时，选择增速进气增压模式，采用增速齿轮副传递动力，增加叶轮的转速，增大每个循环进入发动机气缸内的空气量；在发动机中等转速时，选择等速进气增压模式，采用等速齿轮副传递动力，保持叶轮的转速，维持每个循环进入发动机气缸内的空气量；在发动机高速工况时，选择降速进气增压模式，采用降速齿轮副传递动力，适当降低叶轮的转速，减少排气阻力，降低泵气损失。通过控制器自适应的选择工作齿轮副，提高发动机的动力性和燃油经济性，改善排放。
2、本发明中控制器可以根据发动机的高速工况、中速工况和低速工况下的变速增压情况，获取不同转速工况下，每个循环进入发动机气缸内的空气量，控制供油装置采取单驱动盘供油模式或双驱动盘供油模式，自动调整供油量，保证最优的燃油/空气比例，改善发动机的燃烧，降低污染排放。
3、本发明中变速进气增压系统装置切换不同的齿轮副工作时，双向压盘、单向压盘均依靠电磁力实现左右运动，运动平稳，噪声小，切换时进气增压稳定，进气压力波动小。供油装置选择单驱动盘供油模式或双驱动盘供油模式时，压盘也依靠电磁力实现切换，供油稳定，油管压力波动小。
4、本发明结构简单和调节方法简易可行，且工作可靠性高，可以充分满足发动机的高速工况、中速工况和低速工况对进气增压和供油的要求，应用范围广，推广后具有良好的经济效益和减排效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1，图中，1-涡轮，2-降速齿轮A，3-等速齿轮A，4-增速齿轮A，5-增速齿轮B，6-等速齿轮B，7-降速齿轮B，8-双向压盘A，9-单向压盘A，10-单向压盘B，11-双向压盘B，12-空气过滤器，13-叶轮，14-空气冷却器，15-进气门，16-发动机，17-排气门，18-油箱，19-燃油过滤器A，20-喷油泵A，21-单向阀A，22-电控喷油器，23-燃油过滤器B，24-喷油泵B，25-单向阀B，26-喷油泵A传动盘，27-电动机驱动盘A，28-电动机，29-电动机驱动盘B，30-喷油泵B传动盘，31-控制器，32-主动轴，33-从动轴，34-转速传感器，35-空气流量传感器。图中单线箭头所示为气体流动方向，双线箭头所示为燃油流动方向，虚线为控制线路。
多档变速涡轮进气增压系统包括涡轮1、空气过滤器12、叶轮13、空气冷却器14、进气门15、发动机16、排气门17、主动轴32和从动轴33。主动轴32上依次安装有涡轮1、降速齿轮A2、双向压盘A8、等速齿轮A3、增速齿轮A4、单向压盘A9；其中涡轮1内部开有花键槽，与主动轴32保持花键连接且左右两侧装有限位装置，涡轮1只能与主动轴32保持相同转速转动，不能沿主动轴32左右移动。降速齿轮A2、等速齿轮A3和增速齿轮A4内部均装有滚动轴承，安装在主动轴32上，可以相对于主动轴32自由转动，不能沿主动轴32左右移动。双向压盘A8、单向压盘A9内部均开有花键槽，与主动轴32保持花键连接，与主动轴32保持相同转速转动，同时双向压盘A8可以沿着主动轴32左右移动，单向压盘A9右侧装有限位装置，只能在限位装置左侧沿着主动轴32左右移动。从动轴33上依次安装有降速齿轮B7、双向压盘B11、等速齿轮B6、增速齿轮B5、单向压盘B10和叶轮13；其中降速齿轮B7、等速齿轮B6和增速齿轮B5内部均装有滚动轴承，安装在从动轴33上，可以相对于从动轴33自由转动，不能沿从动轴33左右移动。双向压盘B11、单向压盘B10内部均开有花键槽，与从动轴33保持花键连接，与从动轴33保持相同转速转动，同时双向压盘B11还可以沿着从动轴33左右移动，单向压盘B10右侧装有限位装置，只能在限位装置左侧沿着从动轴33左右移动。叶轮13内部开有花键槽，与从动轴33保持花键连接且左右两侧装有限位装置，叶轮13只能与从动轴33保持相同转速转动，不能沿从动轴33左右移动。
空气过滤器12经过叶轮13与空气冷却器14的入口相连，空气冷却器14的出口经进气门15与发动机16的入口相连，发动机16的出口经排气门17与涡轮1相连。
转速传感器34测量了涡轮1的转速，空气过滤器12保证了进入发动机16气缸内参与燃烧的新鲜空气的纯净，空气冷却器14对增压后的新鲜空气进行冷却。
发动机16排出的废气经过排气门17推动涡轮1旋转，涡轮1驱动主动轴32保持相同转速转动，控制器31根据转速传感器34测量涡轮1的转速，从降速进气增压模式（降速齿轮A2和降速齿轮B7工作）、等速进气增压模式（等速齿轮A3和等速齿轮B6工作）和增速进气增压模式（增速齿轮A4和增速齿轮B5工作）中选择一种模式运行，选择降速进气增压模式则电磁铁上电驱动双向压盘A8和双向压盘B11轴向向左运动；选择等速进气增压模式则驱动双向压盘A8和双向压盘B11轴向向右运动；选择增速进气增压模式则电磁铁上电驱动单向压盘A9和单向压盘B10轴向向左运动。
双驱动盘供油装置包括油箱18、燃油过滤器A19、喷油泵A20、单向阀A21、电控喷油器22、燃油过滤器B23、喷油泵B24、单向阀B25、喷油泵A传动盘26、电动机驱动盘A27、电动机28、电动机驱动盘B29和喷油泵B传动盘30。电动机驱动盘A27和电动机驱动盘B29内部均开有花键槽，与电动机28的输出轴保持花键连接，与电动机28保持相同转速转动，同时可以沿着电动机28的输出轴做轴向移动。
油箱18的出油口分为两路：一路经燃油过滤器A19与喷油泵A20的进油口相连，喷油泵A20的出油口经单向阀A21与电控喷油器22进油口相连，电控喷油器22出油口向发动机16气缸内喷射燃油。油箱18出油口的另一路经燃油过滤器B23与喷油泵B24的进油口相连，喷油泵B24的出油口经单向阀B25与电控喷油器22进油口相连，电控喷油器22出油口向发动机16气缸内喷射燃油。设在油箱18和喷油泵A20之间的燃油过滤器A19，设在油箱18和喷油泵B24之间的燃油过滤器B23保证了喷入发动机16气缸内的燃油的纯净。
控制器31 分别与双向压盘A8、单向压盘A9、单向压盘B10、双向压盘B11、电控喷油器22、电动机驱动盘A27，电动机驱动盘B29、转速传感器34和空气流量传感器35连接。
发动机低速运转工况：当发动机16低速运转时，发动机16排出的废气速度低、流量少，废气推动涡轮1转动的速度低，转速传感器34检测到涡轮1的转速，并将低转速信息发送给控制器31，控制器31选择增速进气增压模式，采用增速齿轮副工作，发出左移指令给单向压盘A9和单向压盘B10，单向压盘B10上的电磁铁上电，产生电磁吸力，单向压盘B10沿从动轴33轴向向左运动，与增速齿轮B5贴紧在一起转动。单向压盘A9上的电磁铁上电，产生电磁吸力，单向压盘A9沿从动轴33轴向向左运动，与增速齿轮A4贴紧在一起转动。涡轮1与增速齿轮A4以相同的低转速转动，叶轮13与增速齿轮B5以相同的高转速转动，新鲜空气被高速增压进入到发动机16的气缸内部，提高了发动机的进气密度，增大了发动机的进气流量。
发动机中速运转工况：当发动机16中等转速运转时，发动机16排出的废气速度和流量适中，涡轮1的转速适中，转速传感器34检测到涡轮1的转速，并将转速适中信息发送给控制器31，控制器31选择等速进气增压模式，采用等速齿轮副工作，发出右移指令给双向压盘A8和双向压盘B11，双向压盘B11上的电磁铁上电，产生电磁吸力，双向压盘B11沿从动轴33轴向向右运动，与等速齿轮B6贴紧在一起转动。双向压盘A8上的电磁铁上电，产生电磁吸力，双向压盘A8沿从动轴33轴向向右运动，与等速齿轮A3贴紧在一起转动。涡轮1、等速齿轮A3、等速齿轮B6和叶轮13均以相同的转速转动，新鲜空气被等速增压进入到发动机16的气缸内部，保持了适合的进气增压和进气流量。
发动机高速运转工况：当发动机16高速运转时，发动机16排出的废气速度和流量大，涡轮1的转速过高，转速传感器34检测到涡轮1的转速，并将转速过高的信息发送给控制器31，控制器31选择降速进气增压模式，采用降速齿轮副工作，发出左移指令给双向压盘A8和双向压盘B11，双向压盘B11上的电磁铁上电，产生电磁吸力，沿从动轴33轴向向左运动，与降速齿轮B7贴紧在一起转动。双向压盘A8上的电磁铁上电，产生电磁吸力，沿从动轴33轴向向左运动，与降速齿轮A2贴紧在一起转动。涡轮1与降速齿轮A2以相同的高转速转动，叶轮13与降速齿轮B7以相同的中等转速转动，新鲜空气被降速增压进入到发动机16的气缸内部，既保持了一定的进气增压和进气流量，又降低了高速运行的泵气损失。
空气流量传感器35分别检测降速进气增压模式、等速进气增压模式和增速进气增压模式下的进气流量，并将进气流量信息发送给控制器31，控制器31根据最优燃油/空气比例计算出所需要的油泵供油量，控制供油装置采取单驱动盘供油模式或双驱动盘供油模式，自动调整供油量，避免混合气过浓或过稀导致燃烧不良。当选择双驱动盘供油模式时，控制器31同时发出上电指令给电动机驱动盘A27和电动机驱动盘B29，电动机驱动盘A27、电动机驱动盘B29上的电磁铁上电，产生电磁吸力，电动机驱动盘A27和电动机驱动盘B29分别沿着电动机28的输出轴做轴向移动，分别与喷油泵A传动盘26、喷油泵B传动盘30贴紧在一起转动，喷油泵A、喷油泵B和电动机28保持同样转速运转，电动机28同时驱动喷油泵A和喷油泵B两泵运行将燃油输送到电控喷油器22。当选择单驱动盘供油模式时，控制器31给电动机驱动盘A27或者电动机驱动盘B29发出上电指令，如选择电动机驱动盘A27驱动，则电动机驱动盘A27和喷油泵A传动盘26贴紧在一起转动，电动机28驱动喷油泵A供油，喷油泵B停止运行，节省动力。反之，如选择电动机驱动盘B29驱动，电动机28驱动喷油泵B供油，喷油泵A停止运行。
与传统的涡轮增压发动机相比，本发明具有两个显著特点：第一，可以根据发动机的高速工况、中速工况和低速工况，自适应的选择最优的变速增压模式，增大进气量，降低泵气损失，从而提高发动机的动力性，改善燃油经济性、降低污染排放。第二，根据发动机不同转速下最优的空气/燃油比例，获取不同转速下每个循环进入发动机需要的供油量，控制双驱动盘供油装置自动调整供油量，保证最优的空气/燃油比例，进一步改善发动机的燃油经济性，降低排放。
多档变速涡轮进气增压系统首先根据发动机的高速工况、中速工况和低速工况，基于发动机转速选择最佳的进气增压档位，低速时选择增速进气增压模式，增大发动机的进气量，中速时选择等速进气增压模式，维持发动机的进气量，高速时选择降速进气增压模式，在保证增压效果的同时使泵气损失尽量小；其次，双驱动盘供油装置可以根据发动机增压后的进气量，自动选择单驱动盘供油还是双驱动盘供油，保证空气/燃油比（空燃比）达到最优比例，避免混合气过浓或过稀导致燃烧不良，提高发动机的动力性和经济性，降低污染排放。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。