一种机械增压代偿的发动机系统的制作方法

本实用新型属于发动机增压系统领域，具体涉及一种机械增压代偿的发动机系统，适用于降低成本、提高发动机的热效率。

背景技术：

内燃发动机（尤其是柴油发动机）通常包括用于升高燃烧空气压力的增压系统。该增压系统主要通过将空气预先压缩后供入气缸，以提高空气密度、增加进气量，从而增加循环供油量，提高发动机的功率，获得良好的加速性，进而改善燃油经济性。目前，发动机增压系统主要采用纯涡轮增压、机械增压结合涡轮增压这两种方式。

中国专利：授权公告号CN205936822U、授权公告日2017年2月8日的实用新型专利公开了一种发动机组件及具有该发动机组件的车辆，发动机组件包括发动机、涡轮增压器、机械增压器，其采用废气涡轮增压和机械增压的双增压技术，当发动机处于低转速工况时，机械增压器工作，当发动机处于高转速工况时，机械增压器与涡轮增压器共同工作。虽然该设计弥补了废气涡轮增压无法在发动机低转速下工作的缺点，但由于机械增压器高、低转速工况下均工作，因此需要匹配体积较大、性能较好的机械增压器，这样就使得制造成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的成本较高的问题，提供一种成本低的机械增压代偿的发动机系统。

为实现以上目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种机械增压代偿的发动机系统，包括发动机、机械增压器、涡轮增压器，所述涡轮增压器包括同轴连接的压气机、涡轮机，所述压气机的进气端与进气管路相通，压气机的排气端依次通过发动机、排气管路与涡轮机的进气端相通；

所述系统还包括一号旁通管路、二号旁通管路，所述机械增压器设置在一号旁通管路上，所述一号旁通管路的进、排气端分别与进气管路、发动机的进气管相通，所述二号旁通管路的进、排气端分别与排气管路、涡轮机的排气端相通，且所述进气管路、排气管路、二号旁通管路上分别设置有一号通断阀、二号通断阀、三号通断阀，所述一号旁通管路上还设置有排气端与机械增压器的进气端相通的四号通断阀，所述一号通断阀与四号通断阀并联布置，二号通断阀与三号通断阀并联布置。

所述系统还包括动力涡轮，所述动力涡轮的进气端与涡轮机的排气端相通，且动力涡轮与齿轮减速机构传动配合。

所述系统还包括机械离合器，所述机械离合器的两端分别与机械增压器的传动轴、发动机的曲轴传动配合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种机械增压代偿的发动机系统包括布置有机械增压器的一号旁通管路、二号旁通管路，一号旁通管路的进、排气端分别与进气管路、发动机的进气管相通，二号旁通管路的进、排气端分别与排气管路、涡轮机的排气端相通，且进气管路、排气管路、二号旁通管路、一号旁通管路上分别设置有一号通断阀、二号通断阀、三号通断阀、四号通断阀，当发动机处于进气量较小的低速或中速低负荷工况时，一号通断阀、三号通断阀打开，二号通断阀、四号通断阀关闭，机械增压器工作，空气经机械增压器增压后进入发动机，且废气不经过涡轮机，即采用机械增压代替涡轮增压，当发动机处于中速中高负荷或高速工况时，机械离合器断开，机械增压器不工作，一号通断阀、三号通断阀关闭，二号通断阀、四号通断阀打开，空气经压气机增压后进入发动机，废气则经由涡轮机排出，即仅采用涡轮增压，该设计中，机械增压器只在低速或低负荷工况下工作，便于选型，可以匹配性能一致但体积更小的机械增压器，有利于降低机械增压器的制造成本。因此，本实用新型降低了机械增压器的制造成本。

2、本实用新型一种机械增压代偿的发动机系统还包括动力涡轮，动力涡轮的进气端与涡轮机的排气端相通，且动力涡轮与齿轮减速机构传动配合，由于动力涡轮的高效工作转速较增压器低一到两倍，较小的排气能量即可获得较高的工作效率，当发动机处于进气量较小的低速或中速低负荷工况时，废气直接进入动力涡轮，用动力涡轮替代涡轮增压器进行废气能量的回收，使得效率更高，当发动机处于中速中高负荷或高速工况时，废气经过废气涡轮增压器后进入动力涡轮，进一步回收废气的能量，以上设计有效提高了发动机的热效率，改善了发动机的经济性。因此，本实用新型提高了发动机的热效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：发动机1、机械增压器2、涡轮增压器3、压气机31、涡轮机32、进气管路4、一号通断阀41、排气管路5、二号通断阀51、一号旁通管路6、四号通断阀61、二号旁通管路7、三号通断阀71、动力涡轮8、齿轮减速机构9、机械离合器10。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

参见图1，一种机械增压代偿的发动机系统，包括发动机1、机械增压器2、涡轮增压器3，所述涡轮增压器3包括同轴连接的压气机31、涡轮机32，所述压气机31的进气端与进气管路4相通，压气机31的排气端依次通过发动机1、排气管路5与涡轮机32的进气端相通；

所述系统还包括一号旁通管路6、二号旁通管路7，所述机械增压器2设置在一号旁通管路6上，所述一号旁通管路6的进、排气端分别与进气管路4、发动机1的进气管相通，所述二号旁通管路7的进、排气端分别与排气管路5、涡轮机32的排气端相通，且所述进气管路4、排气管路5、二号旁通管路7上分别设置有一号通断阀41、二号通断阀51、三号通断阀71，所述一号旁通管路6上还设置有排气端与机械增压器2的进气端相通的四号通断阀61，所述一号通断阀41与四号通断阀61并联布置，二号通断阀51与三号通断阀71并联布置。

所述系统还包括动力涡轮8，所述动力涡轮8的进气端与涡轮机32的排气端相通，且动力涡轮8与齿轮减速机构9传动配合。

所述系统还包括机械离合器10，所述机械离合器10的两端分别与机械增压器2的传动轴、发动机1的曲轴传动配合。

本实用新型的原理说明如下：

本实用新型提出了一种机械增压代偿的发动机系统，其通过设置多个旁通管路以及通断阀，实现了低速或中速低负荷工况时使用机械增压代替涡轮增压、中速中高负荷或高速工况时使用废气涡轮增压器进行进气增压。具体工作原理如下：

当发动机处于低速或中速低负荷工况时，机械离合器10连接，机械增压器2工作，一号通断阀41、三号通断阀71打开，二号通断阀51、四号通断阀61关闭，空气经机械增压器2增压后进入发动机1，废气直接经由二号旁通管路7进入动力涡轮8，实现废气能量的回收；

当发动机处于中速中高负荷或高速工况（此时废气能量较高）时，机械离合器10断开，机械增压器2不工作，一号通断阀41、三号通断阀71关闭，二号通断阀51、四号通断阀61打开，空气经压气机31增压后进入发动机1，废气则经由涡轮机32进入动力涡轮8，实现废气增压涡轮后能量的进一步回收。

实施例1：

参见图1，一种机械增压代偿的发动机系统，包括发动机1、机械增压器2、涡轮增压器3、一号旁通管路6、二号旁通管路7、动力涡轮8、机械离合器10，所述机械增压器2设置在一号旁通管路6上，所述涡轮增压器3包括同轴连接的压气机31、涡轮机32，所述压气机31的进气端与进气管路4相通，压气机31的排气端依次通过发动机1、排气管路5、涡轮机32与动力涡轮8的进气端相通，所述一号旁通管路6的进、排气端分别与进气管路4、发动机1的进气管相通，所述二号旁通管路7的进、排气端分别与排气管路5、涡轮机32的排气端相通，且所述进气管路4、排气管路5、二号旁通管路7上分别设置有一号通断阀41、二号通断阀51、三号通断阀71，所述一号旁通管路6上还设置有排气端与机械增压器2的进气端相通的四号通断阀61，所述一号通断阀41与四号通断阀61并联布置，二号通断阀51与三号通断阀71并联布置，所述动力涡轮8与齿轮减速机构9传动配合，所述机械离合器10的两端分别与机械增压器2的传动轴、发动机1的曲轴传动配合。