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CN100585142C - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机，它具有一个动力装置(11)，该动力装置燃烧燃料并且由燃烧燃料产生的功率加入到动力装置(11)的一个驱动轴(12)里面，该内燃机还具有一个废气涡轮增压器(13)，它使离开内燃机动力装置(11)的废气流在一个涡轮机中减压并使由此获得的功率为了压缩输送到动力装置中的燃烧空气流而被加入到一个压缩机里面，其中一个由废气涡轮增压器(13)的一个涡轮机转子和一个压缩机转子构成的废气涡轮增压器转子与一个第一液压机(15)耦联，动力装置(11)的驱动轴(12)还与第二液压机(17)耦联，与废气涡轮增压器转子耦联的第一液压机(15)和与驱动轴耦联的第二液压机(17)分别在中间连接一个动力装置油箱(18)的条件下通过一个动力装置油回路的油管耦联。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种废气涡轮增压内燃机。
背景技术
为了提高内燃机工作效率由现有技术已知，对内燃机配备一个废气涡轮增压器。在废气增压或涡轮增压时由动力装置排出的废气在废气涡轮增压器的一个涡轮机中减压，其中涡轮机驱动废气涡轮增压器的一个压缩机，在该压缩机中压缩输送到动力装置的燃烧空气。在废气涡轮增压器的压缩机与动力装置之间连接一个增压空气冷却器，用于使压缩的燃烧空气冷却到一个确定的温度。通过这样的废气增压或涡轮增压可以提高内燃机的工作效率。
废气涡轮增压器可以具有这样高的工作效率，使得废气涡轮增压器提供一个额外功率，它对于在内燃机动力装置中产生一个最佳的燃烧空气比不是必须的。为了利用这个额外功率由DE 3532938C1已知，在废气涡轮增压器上耦联一个液压泵并在内燃机的一个驱动轴上耦联一个液压马达，用于使由废气涡轮增压器提供的额外功率转换成驱动功率。此外DE 3532938C1建议，在内燃机的废气能量缺少的运行状态中使与废气涡轮增压器耦联的液压泵解除与与驱动轴耦联的液压马达的耦联并且使液压泵通过一个电马达驱动的辅助泵作为马达运行。
发明内容
由此提出本发明要解决的问题是，实现一个具有简单结构的新型内燃机。
按照本发明的内燃机具有一个动力装置，该动力装置燃烧燃料并且由燃烧燃料产生的功率加入到动力装置的一个驱动轴里面，该内燃机还具有一个废气涡轮增压器，它使离开内燃机马达的废气流在一个涡轮机中减压并使由此获得的功率为了压缩输送到动力装置中的燃烧空气流而被加入到一个压缩机里面，其中一个由废气涡轮增压器的一个涡轮机转子和一个压缩机转子构成的废气涡轮增压器转子与一个第一液压机耦联，其中动力装置的驱动轴还与第二液压机耦联。当动力装置以一个位于动力装置负荷上极限值以上的负荷运行时，该通过与废气涡轮增压器转子耦联的第一液压机在同一液压机的一个发电机工作制(Generatorbetrieb)中从废气涡轮增压器转子中取出机械功并转换成液压功，然后将该液压功由与驱动轴耦联的第二液压机在同一液压机的一个动力工作制中转换成机械功并加入到驱动轴里面。当动力装置以一个位于动力装置负荷下极限值以下的负荷运行时，该通过与动力装置的驱动轴耦联的第二液压机在同一液压机的一个发电机工作制中从驱动轴中取出机械功并转换成液压功，然后将该液压功由与废气涡轮增压器转子耦联的第一液压机在同一液压机的一个动力工作制中转换成机械功并加入到废气涡轮增压器里面。与废气涡轮增压器转子耦联的第一液压机和与驱动轴耦联的第二液压机分别在中间连接一个动力装置油箱的条件下通过一个动力装置油回路的油管耦联。
因此对于按照本发明的内燃机与废气涡轮增压器耦联的第一液压机和与驱动轴耦联的第二液压机不仅在内燃机的位于动力装置负荷上极限值以上的运行状态而且在内燃机的位于动力装置负荷下极限值以下的运行状态都与动力装置油回路以及动力装置油回路的动力装置油箱耦联。在本发明的意义上可以省去按照DE 3532938C1的现有技术所需的独立的液压管道以及辅助泵。由此能够明显简化内燃机结构。通过利用动力装置油回路使废气涡轮增压器与驱动轴液压耦联实现内燃机的一个非常紧凑的结构形式。
由从属权利要求和下面的描述给出本发明的优选改进方案。借助于附图详细描述本发明的实施例，但不局限于这些实施例。附图中：
附图说明
图1以示意图示出一个按照本发明的内燃机，按照本发明的第一实施例一个在动力装置负荷上极限值以上运行的动力装置，
图2示出图1的内燃机，一个在动力装置负荷下极限值以下运行的动力装置，
图3以示意图示出一个按照本发明的内燃机，按照本发明的第二实施例，一个在动力装置负荷上极限值以上运行的动力装置，，
图4示出图3的内燃机，一个在动力装置负荷下极限值以下运行的动力装置。
具体实施方式
下面借助于图1至图4详细描述本发明。
图1和2以两个不同的运行状态示出一个按照本发明的内燃机10的第一实施例。该内燃机10具有一个动力装置11，其中该动力装置11燃烧燃料并将由燃烧燃料产生的功率加入到动力装置11的一个曲轴或驱动轴12里面。该内燃机10还具有一个废气涡轮增压器13，其中该废气涡轮增压器13具有一个涡轮机和一个压缩机。在废气涡轮增压器13的涡轮机中使离开内燃机10的动力装置11的废气流减压，其中由此获得的功率输送到废气涡轮增压器的压缩机，用于压缩输送到动力装置11的燃烧空气流。该涡轮增压器13的一个涡轮机转子以及一个压缩机转子通过一个轴耦联并且构成废气涡轮增压器13的一个废气涡轮增压器转子。
按照图1和2在废气涡轮增压器13上通过一个离合器14耦联一个第一液压机15。此外在动力装置11的驱动轴12上通过一个离合器16耦联一个第二液压机17。两个液压机15和17不仅可以在发电机工作制中运行而且可以在动力工作制中运行并且与内燃机10的一个动力装置油回路的一个动力装置油箱18通过油管19至21(见图1)或22至24(见图2)耦联。
图1示出内燃机10的一个运行状态，在该状态动力装置11以一个位于动力装置负荷上极限值以上的最好为动力装置满负荷85％的负荷运行。在这种情况下，如图1所示，动力装置油箱18通过油管19与耦联在废气涡轮增压器13上的第一液压机15连接；通过油管20使第一液压机15与耦联在驱动轴12上的第二液压机17连接；第二液压机17通过油管21与动力装置油箱18处于连接。在这种情况下与废气涡轮增压器13耦联的第一液压机15在发电机工作制中运行，其中废气涡轮增压器13的机械额外功率由第一液压机15转换成液压功率，该液压功率由第二液压机17在同一液压机的动力工作制中转换成机械功率并且加入到驱动轴12里面。因此在动力装置负荷位于动力装置负荷上极限值以上时借助于两个液压机15和17使废气涡轮增压器13的机械额外功率转换成驱动轴12的驱动功率。两个液压机15和17通过油管19，20和21相互耦联以及与动力装置油回路的动力装置油箱18耦联。
如果动力装置以一个位于动力装置负荷下极限值以下的最好为动力装置满负荷25％的负荷运行，则按照图2动力装置油箱18通过一个油管22与耦联在驱动轴12上的第二液压机17耦联，第二液压机17通过油管与耦联在废气涡轮增压器13上的第一液压机15连接，并且第一液压机15通过油管24再与动力装置油箱处于连接。在这种情况下与驱动轴12耦联的第二液压机17在一个发电机工作制中运行，用于从驱动轴中取出机械功率并转换成液压功率。然后将这个液压功率由与废气涡轮增压器13耦联的第一液压机15转换成机械功率并加入到废气涡轮增压器13里面。因此在这个运行状态两个液压机15和17也与动力装置油回路的油管耦联。
在图1和2的实施例中液压机15和17由具有恒定置换容积的液压机构成。通过液压机15和17的流量可以通过可调节的吸入压力调节阀25和26调节。在图1的运行状态，在该状态动力装置11以一个位于动力装置负荷上极限值以上的动力装置负荷运行，在该状态吸入压力调节阀25有效而调节阀26无效。而在图2的运行状态，在该状态以一个位于动力装置负荷下极限值以下的动力装置负荷运行，在该状态吸入压力调节阀26有效而调节阀25无效。两个吸入压力调节阀25和26在油的通流方向上分别前置于两个液压机15和17。在图1和2中通过油管中的箭头表示油通过油管19至21以及22至24的通流方向。
因此对于按照本发明的内燃机两个液压机不仅在位于动力装置负荷上极限值以上的运行状态而且在位于动力装置负荷下极限值以下的运行状态都与动力装置油回路的油管相互耦联。在本发明的意义上涉及本来就存在的动力装置油回路的油管，因此能够没有附加液压管道地实现内燃机的一个非常紧凑的结构形式。所述内燃机由于一个紧凑的结构形式和一个少的功率重量比而与众不同。
图3和4示出一个按照本发明的内燃机27的另一实施例，其中按照图3和4的实施例的内燃机27基本对应于按照图1和2的实施例的内燃机10，因此为了避免不必要的重复对于相同的结构部件使用相同的标记符号。图3示出内燃机27在动力装置负荷上极限值以上的运行状态而图4示出在动力装置负荷下极限值以下的运行状态。下面只详细描述图3和4的内燃机27与图1和2的内燃机10的不同之处。
在图3和4的实施例中所述液压机15和17由具有可调节置换容积的液压机构成，因此可以省去单独构成的吸入压力调节阀。对于这种具有可调节置换容积的液压机容积流可以直接通过容积流调节。在使用这种具有可调节置换容积的液压机时能够进一步减小内燃机的结构形状和结构重量。
附图标记清单
10  内燃机
11  动力装置
12  驱动轴
13  废气涡轮增压器
14  离合器
15  第一液压机
16  离合器
17  第二液压机
18  动力装置油箱
19  油管
20  油管
21  油管
22  油管
23  油管
24  油管
25  吸入压力调节阀
26  吸入压力调节阀
27  内燃机

Claims (5)

1.一种内燃机，具有一个动力装置(11)，该动力装置燃烧燃料并且由燃烧燃料产生的功率加入到动力装置(11)的一个驱动轴(12)里面，该内燃机还具有一个废气涡轮增压器(13)，它使离开内燃机马达(11)的废气流在一个涡轮机中减压，并使由此获得的功率为用于压缩要输送到动力装置中的燃烧空气流而加入到一个压缩机里面，其中一个由废气涡轮增压器(13)的一个涡轮机转子和一个压缩机转子构成的废气涡轮增压器转子与一个第一液压机(15)耦联，其中动力装置(11)的驱动轴(12)还与第二液压机(17)耦联，并且：
a)当动力装置(11)以一个位于动力装置负荷上极限值以上的负荷运行时，该通过与废气涡轮增压器转子耦联的第一液压机(15)在同一液压机的一个发电机工作制中从废气涡轮增压器转子中取出机械功并转换成液压功，然后将该液压功由与驱动轴耦联的第二液压机(17)在同一液压机的一个动力工作制中转换成机械功并加入到驱动轴(12)里面，
b)当动力装置(11)以一个位于动力装置负荷下极限值以下的负荷运行时，该通过与动力装置的驱动轴(12)耦联的第二液压机(17)在同一液压机的一个发电机工作制中从驱动轴中取出机械功并转换成液压功，然后将该液压功由与废气涡轮增压器转子耦联的第一液压机(15)在同一液压机的一个动力工作制中转换成机械功并加入到废气涡轮增压器(13)里面，
c)与废气涡轮增压器转子耦联的第一液压机(15)和与驱动轴耦联的第二液压机(17)分别在中间连接一个动力装置油箱(18)的条件下通过一个动力装置油回路的油管(19，20，21，22，23，24)耦联。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述动力装置负荷上极限值约为动力装置满负荷的85％。
3.如权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，所述动力装置负荷下极限值约为动力装置满负荷的25％。
4.如权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，所述第一液压机(15)和第二液压机(17)由具有可调节置换容积的液压机构成。
5.如权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，所述第一液压机(15)和第二液压机(17)由具有恒定置换容积的液压机构成，其中对每个液压机(15，17)分别前置一个吸入压力调节阀(25，26)。
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