本发明属于发动机增压，尤其是涉及一种发动机用多级增压装置及方法。

背景技术：

1、高增压发动机要求增压空气具有较高压力且能持续稳定供应，目前常用的涡轮增压器多采用离心式压气机，为达到高增压比，往往需要设置多级离心压气机串联，导致结构复杂、轴向尺寸大、制造成本显著升高，更重要的是，离心压气机在小流量高转速工况下极易进入喘振区，引发气流剧烈振荡，不仅恶化发动机性能，还可能损坏增压器，多级离心压气机的防喘振控制策略又进一步增加了系统复杂度和能耗。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机用多级增压装置及方法，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明第一方面提供了一种发动机用多级增压装置，其特征在于，包括：

4、废气涡轮，所述废气涡轮安装于第一涡轮壳内侧，所述第一涡轮壳通过废气进气管与发动机排气口连通；

5、第一增压缸，所述第一增压缸上设有进气口，所述第一增压缸的出气口通过第一出气管与发动机进气口连通；

6、第一活塞，所述第一活塞可移动地连接于第一增压缸的内侧，第一曲轴用于驱动第一活塞移动，第一曲轴与废气涡轮连接；

7、第二增压缸，所述第二增压缸的进气口通过第一连接管与第一出气管连通，所述第二增压缸的出气口通过第二出气管与发动机进气口连通；

8、第二活塞，所述第二活塞可移动地连接于第二增压缸的内侧，第二曲轴用于驱动第二活塞移动，第二曲轴一端与加速涡轮连接，另一端通过连接组件与第一曲轴连接；

9、当废气涡轮转速不低于第一转速阈值时，第一曲轴通过连接组件带动第二曲轴转动。

10、进一步的，所述加速涡轮安装于第二涡轮壳内侧，所述加速涡轮壳的进气口与第一储存罐的出气口连通，所述加速涡轮与第二曲轴连接；

11、所述第一增压缸进气口连通有第二连接管，所述第二连接管与大气连通。

12、进一步的，所述加速涡轮壳的进气口通过第三连接管与第一储存罐的出气口连通，所述第一储存罐的进气口通过第四连接管与第二出气管连通；

13、第一储存罐上设有检测第一储存罐内气体压力的气压表；

14、所述第三连接管上连通有第一电磁阀；

15、所述第四连接管上连通有第一单向阀；

16、所述第四连接管上连通有泄压阀，所述泄压阀位于第一单向阀和第二出气管之间。

17、进一步的，所述第一出气管上连通有第二电磁阀；

18、所述第一连接管上连通有第三电磁阀，所述第一连接管与第一出气管的连通位置位于第二电磁阀和第一增压缸的出气口之间。

19、进一步的，所述第一出气管远离第一增压缸的一端与总出气管的一端连通，所述第二出气管远离第二增压缸的一端与总出气管的一端连通；

20、总出气管上连通有第二单向阀；

21、所述总出气管远离第一出气管的一端与第二储存罐的进气口连通，第二储存罐的出气口与发动机的进气口连通。

22、进一步的，所述连接组件包括：

23、输出圆盘，所述输出圆盘侧壁上开有滑槽，所述输出圆盘与第一曲轴固定连接；

24、承接圆盘，所述承接圆盘与第二曲轴固定连接，所述承接圆盘临近输出圆盘一端固设有承接环，所述输出圆盘位于承接环的内侧；

25、滑块，所述滑块可移动地连接于滑槽的内侧，所述滑块通过弹簧与滑槽底端连接。

26、进一步的，所述承接环内侧固设有限位凸台，当所述废气涡轮的转速不低于第一阈值时，限位凸台对滑块限位。

27、本发明第二方面提供了一种应用第一方面所述的发动机用多级增压装置的发动机用多级增压方法，当所述废气涡轮转速低于第一转速阈值时，第三电磁阀关闭，第二电磁阀开启，发动机排出的废气驱动废气涡轮转动，废气涡轮带动第一曲轴转动，第一曲轴带动第一活塞往复运动，将新鲜空气通过第二连接管抽入第一增压缸内，压缩后进入总进气管；

28、当所述废气涡轮转速不低于第一转速阈值时，第三电磁阀开启，第二电磁阀关闭，第一曲轴通过连接组件带动第二曲轴转动，第二曲轴带动第二活塞往复运动，第一增压缸增压后的气体通过第一连接管进入第二增压缸内，经过再压缩后经第二出气管进入总进气管，

29、第二增压缸增压后的气体通过第一单向阀进入第一储存罐内。

30、进一步的，所述涡轮转速不低于第二转速阈值时，第一电磁阀开启，第一储存罐的气体通过第三连接管进入第二涡轮壳内驱动加速涡轮转动，加速涡轮带动第二曲轴转动；

31、当所述涡轮转速不低于第一转速阈值时，第一电磁阀关闭。

32、进一步的，所述第二转速阈值低于第一转速阈值。

33、相对于现有技术，本发明所述的一种发动机用多级增压装置及方法具有以下有益效果：

34、（1）本发明所述的一种发动机用多级增压装置，发动机低速工作时，仅有第一增压缸工作，用于发动机的低增压，发动机高速运转时，第一曲轴通过连接组件与第二曲轴同步转动，第二曲轴和第二活塞动作，满足高增压要求，实现了根据发动机不同增压度需求的增压度匹配。

35、（2）本发明所述的一种发动机用多级增压装置，通过加速涡轮的设置能够推动加速涡轮快速升速，以实现第二曲轴转速快速升高，连接组件对接过程中的扭转冲击，延长了装置的使用寿命。

技术特征：

1.一种发动机用多级增压装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种发动机用多级增压装置，其特征在于，所述加速涡轮(21)安装于第二涡轮壳内侧，所述加速涡轮(21)壳的进气口与第一储存罐(12)的出气口连通，所述加速涡轮(21)与第二曲轴(6)连接；

3.根据权利要求2所述的一种发动机用多级增压装置，其特征在于：所述加速涡轮(21)壳的进气口通过第三连接管(15)与第一储存罐(12)的出气口连通，所述第一储存罐(12)的进气口通过第四连接管(14)与第二出气管(25)连通；

4.根据权利要求2所述的一种发动机用多级增压装置，其特征在于：所述第一出气管(9)上连通有第二电磁阀(26)；

5.根据权利要求2所述的一种发动机用多级增压装置，其特征在于：所述第一出气管(9)远离第一增压缸(1)的一端与总出气管(22)的一端连通，所述第二出气管(25)远离第二增压缸(4)的一端与总出气管(22)的一端连通；

6.根据权利要求2所述的一种发动机用多级增压装置，其特征在于，所述连接组件包括：

7.根据权利要求6所述的一种发动机用多级增压装置，其特征在于：所述承接环内侧固设有限位凸台(20)，当所述废气涡轮的转速不低于第一阈值时，限位凸台(20)对滑块(18)限位。

8.一种应用权利要求1-7任一所述的发动机用多级增压装置的发动机用多级增压方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的一种发动机用多级增压方法，其特征在于：当所述涡轮转速不低于第二转速阈值时，第一电磁阀(16)开启，第一储存罐(12)的气体通过第三连接管(15)进入第二涡轮壳内驱动加速涡轮(21)转动，加速涡轮(21)带动第二曲轴(6)转动；

10.根据权利要求9所述的一种发动机用多级增压方法，其特征在于：所述第二转速阈值低于第一转速阈值。

技术总结
本发明提供了一种发动机用多级增压装置及方法，包括：废气涡轮安装于第一涡轮壳内侧，第一涡轮壳通过废气进气管与发动机排气口连通；第一增压缸的出气口通过第一出气管与发动机进气口连通；第一活塞可移动地连接于第一增压缸的内侧，第一曲轴与废气涡轮连接；第二增压缸的进气口与第一出气管连通，第二增压缸的出气口与发动机进气口连通，第二曲轴通过连接组件与第一曲轴连接；当废气涡轮转速不低于第一转速阈值时，第一曲轴通过连接组件带动第二曲轴转动。本发明有益效果：发动机低速工作时，第一增压缸工作，用于在发动机的低增压，发动机高速运转时，两个增压缸全部工作，满足高增压要求，实现了根据发动机不同增压度需求的增压度匹配。
技术研发人员：王振彪,张岩,韩春旭,吴鑫罡
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2026/9/4