CN102261279A - 混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力系统，包括发动机；彼此并联、并通过空气滤清器与总进气口串联的第一和第二进气管路，第一进气管路与发动机串联；彼此并联、并通过中冷器与压气机串联的第一压缩空气管路和第二压缩空气管路，第二压缩空气管路与第一进气管路串联；通过储气罐与第一压缩空气管路串联的高压空气管路，高压空气管路还与发动机串联；以及设置在高压空气管路上的热交换器，其中高压空气管路在热交换器中与发动机尾气管路相邻设置，以便对来自储气罐的高压气体进行加热，从而减少了起动工况下由于进气温度过低以及空气在缸内膨胀产生的能量损失而在排气管上造成“冰堵”现象的发生。

Description

混合动力系统

【技术领域】

本发明涉及混合动力系统。具体地，本发明涉及带尾气余热利用的可变增压式混合动力系统。

【背景技术】

发动机在小负荷工况运行时发动机燃油经济性较差，尤其对多怠速和低速行驶的城市路况下行驶的车辆，其百公里油耗明显增加。若要取消发动机怠速工况以改善燃油经济性，要求发动机能够在短时间内实现快速停/起。目前车用小型发动机多采用起动电机带动实现起动，由于起动电机功率较小，拖动转速较低，发动机在起动的前几个点火燃烧循环须采用开环控制控制喷油，这就导致了燃油经济性及排放的恶化，若要提高起动电机的拖动转速，实现快速起动，必须增加起动电机的功率，而大功率起动电机要求很大的起动电流，这对车辆原有的供电系统和电子电器设备造成影响。目前的涡轮增压发动机普遍存在增压迟滞的现象，而机械增压发动机则须牺牲部分发动机功率用以驱动压气机，造成高负荷转矩损失及燃油经济性的下降。

对用于动力输出用气动系统，其技术水平发展明显滞后于混合动力技术。国内外以压缩空气为动力的汽车，存在以下一些问题：在使用过程中由于高压空气的膨胀需大量吸热，在热交换不充分的情况下气动发动机的低温排气会导致结露、冰堵现象；高压的压缩空气在进入气动发动机之前要经过减压，在这过程中造成了压缩空气的能量损失。这些原因都将导致动力系统的效率下降。中国专利02111984.8公开的“压缩空气-燃油/燃气混合动力的汽车发动机”和中国专利200720107832公开的“混合动力发动机”利用发动机尾气加热压缩空气进气，能一定程度提高气动发动机效率和缓解结露、冰堵现象，但是上述系统中气动发动机与发动机之间运行配合仍有一定的局限性，未显示出足够的运行工况互调节能力，且仍然未能解决压缩空气的自灌装和储存要求有很高储气压力的问题。这一系列问题使得纯气动系统目前很难走向实用。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种能解决若干发动机现有技术缺陷的混合动力系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现。一种混合动力系统包含：用于对被压气机压缩过的压缩空气进行储存并作为第一动力源的储气罐；作为第二动力源的发动机；带有对来自第一动力源的高压空气进行稳压的稳压腔的高压空气管路，其中第一动力源通过截止阀连接到稳压腔的上游，第二动力源通过第三流量控制阀连接到稳压腔的下游；以及沿高压空气管路设置在稳压腔下游和第三流量控制阀上游的热交换器；其中在热交换器中，高压空气管路与尾气管路相邻设置，尾气管路通过三元催化器与第二动力源流体连通，热交换器将来自尾气管路的热量存储在其中，以便对流经高压空气管路并进入第二动力源的高压空气进行加热。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中混合动力系统还包括通过空气滤清器与混合动力系统的总进气口串联的第一进气管路，第一进气管路通过第一流量控制阀与发动机流体连通。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中混合动力系统还包括与第一进气管路并联并通过空气滤清器与混合动力系统的总进气口串联的第二进气管路，第二进气管路与压气机流体连通，压气机通过传动机构与发动机的输出轴连接，其中传动机构能够对发动机的输出动力进行调节，从而使得压气机能够按照混合动力系统的需要对来自第二进气管路的空气进行压缩，压缩空气能够存储在储气罐中或者流入发动机中。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中混合动力系统还包括彼此并联、并通过中冷器与压气机串联的第一压缩空气管路和第二压缩空气管路，其中第一压缩空气管路通过自密封单向阀与储气罐流体连通，储气罐用于储存来自其中的压缩空气，第二压缩空气管路通过第二流量控制阀与第一进气管路流体连通。

据上述技术方案的混合动力系统，其中发动机通过设置在其上的可变气门机构，即通过可变凸轮型线机构、可变气门相位/升程机构或电动气门机构改变进气阀的开启时刻和开启持续时间来控制发动机的进气时刻和进气量。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中混合动力系统还包括用于控制发动机和各个阀的电子控制系统，通过电子控制系统，可使得混合动力系统能运行在起动模式、压缩模式、普通燃烧模式以及超高负荷模式下。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中当混合动力系统工作在起动模式时，高压空气从储气罐经截止阀单向流出，沿着高压空气管路经稳压腔稳压后，流经热交换器，高压空气在热交换器中被加热，加热后的高压空气经过第三流量控制阀流入发动机进气歧管，并随后进入发动机，进入发动机的加热后的高压空气推动发动机活塞下行，并在进气阀关闭后进行膨胀做功。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中当混合动力系统工作在压缩模式时，第一流量控制阀关闭或略微开启，且第二流量控制阀关闭，此时流经空气滤清器的空气全部或者大部分进入压气机而被压缩，压缩后的空气经中冷器冷却后，流经第一压缩空气管路后流向自密封单向阀，并自此流入储气罐中。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中在压缩模式下，通过调节传动机构的传动速比，进而调节压气机的气体流量和压缩比。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中当混合动力系统工作在普通燃烧模式，且发动机工作在小负荷情况下时，压气机脱离与发动机的动力输入连接，空气在流经空气滤清器之后由第一流量控制阀控制后进入发动机内。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中当混合动力系统工作在普通燃烧模式，且发动机工作在高负荷情况下时，传动机构连接发动机与压气机，在它们之间建立动力传输，并根据发动机的负荷和转速，通过调节第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度以及传动机构的传动比，控制通过压气机后准备流入发动机气缸内的气体流量和气体压力，压缩后的空气经中冷器冷却后，经第二流量控制阀流入第一进气管路，随后流向发动机进气歧管并经过可变气门机构后进入发动机。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中当混合动力系统工作在超高负荷模式下时，截止阀打开，储气罐内的高压空气流入高压空气管路，沿着高压空气管路依次流经稳压腔、热交换器以及第三流量控制阀，流向发动机进气歧管，自此经可变气门机构后流入发动机。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中流入发动机内的高压空气在气缸内膨胀，高压空气膨胀后的压力大于大气压，这使得气缸内的进气量大于自然吸气时的进气量，从而提高了发动机的升功率。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中传动机构为可变传动比传动机构，且压气机为可变式压气机。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中热交换器为蓄热式热交换器。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中热交换器的蓄热介质为包含储热型混合盐或者金属合金的储热型材料。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中第一进气管路和第二进气管路可采用管路相互独立的方式进行设置。

根据上述技术方案的混合动力系统，其中在第一进气管路和第二进气管路上分别设置有空气滤清器。

本发明的混合动力系统的益处在于：当混合动力系统运行在起动模式下时，对于热起动工况，由于采用了热交换器对高压空气进行了加热，使得尾气的焓值增加，降低由于进气温度过低产生的能量损失并防止空气在缸内膨胀后可能在排气管造成“冰堵”现象；而对于冷起动工况，可以通过延迟进气阀关闭时刻，增加进入气缸的高压空气流量，减少空气膨胀比，使各缸平均指示压力(IMEP)提高，缩短起动时间，同时，小膨胀比不至于使排气温度下降很多。在起动模式下，控制进入气缸的高压空气流量，即可以对起动转矩进行调节，使发动机快速达到更高的起动转速，实现点火燃烧。

本发明的混合动力系统的益处还在于：由于传动机构的传动比可调节，因而当混合动力系统工作在压缩模式时，压气机的工作效率也可调节，从而使得压气机能够工作在理想的经济模式下。

本发明的混合动力系统的益处还在于：由于采用了压气机，从而当合动力发动机系统运行在高负荷模式下时，通过空气滤清器的空气流经第二进气管路后被压气机压缩，随后通过第二流量控制阀进入发动机，这提高了发动机的升功率。

本发明的混合动力系统的益处还在于：由于采用了压气机，使得发动机的部分能量被存储在储气管中，从而当当合动力发动机系统运行在超高负荷模式下时，储气管内的的高压气体会进入发动机，推动发动机活塞膨胀，增大了发动机的升功率。

【附图说明】

图1是根据本发明的混合动力系统的结构原理图；

图2是图1中的根据本发明的混合动力系统的阀控制原理图。

部件及标号列表

1	发动机
		2	传动机构
3	压气机
		4	空气滤清器
5	第一流量控制阀
		6	中冷器
7	第二流量控制阀
		8	自密封单向阀
9	储气罐
		10	截止阀
11	第三流量控制阀
		12	稳压腔
13	热交换器
		14	三元催化器
15	可变气门机构
		40	第一进气管路
42	第二进气管路
		60	第一压缩空气管路
62	第二压缩空气管路
		90	高压空气管路
108	发动机输出轴
		140	尾气管路

【具体实施方式】

图1-2和以下说明描述了本发明的特定实施例以教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式。为了教导发明原理，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施例的变型落在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式结合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述特定实施例，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

本发明的一个实施例提供了一种低成本的带余热利用的可变增压式空气混合动力系统，该系统结合了发动机动力系统和空气动力系统的特点，可在短时间内实现怠速工况的快速停/起及改善发动机正常燃烧模式下的进气等功能以获得更高燃油经济性和更高功率输出。

图1是根据本发明的一个实施例的混合动力系统的结构原理图。如图1所示的混合动力系统包括发动机1、发动机输出轴108、发动机进气阀、发动机排气阀、发动机进气歧管、发动机排气管、传动机构2、压气机3、空气滤清器4、第一进气管路40、第一流量控制阀5、第二进气管路42、第二流量控制阀7、第一压缩空气管路60、第二压缩空气管路62、中冷器6、具有自密封单向阀8和截止阀10的储气罐9、高压空气管路90、稳压腔12、热交换器13、第三流量控制阀11、三元催化器14、可变气门机构15、尾气管路140以及电子控制系统(在图1中未示出)。其中：发动机1通过发动机进气阀和可变气门机构15与发动机进气歧管连通，并且发动机1通过发动机排气阀和发动机排气管与三元催化器14连通。发动机进气歧管一方面通过第一进气管路40与空气滤清器4流体连通，另一方面通过高压空气管路与储气罐9流体连通，空气滤清器4与混合动力系统的总进气口流体连通。其中第一流量控制阀5沿着第一进气管路40设置在发动机进气歧管的上游和空气滤清器4的下游，用于对经过第一进气管路40进入发动机进气歧管的气体流量进行调节；而稳压器12沿着高压空气管路90通过截止阀10与储气罐9连通，高压空气管路90包括进口和出口，其通过进口连接于截止阀10从而实现与储气罐9的流体连通，其通过出口与发动机进气歧管连通；第三流量控制阀11沿着高压空气管路90设置在稳压器12的下游并与发动机进气歧管流体连通，热交换器13沿着高压空气管路90设置在稳压器12的下游和第三流量控制阀11的上游，高压空气管路90和尾气管路140在热交换器13中相邻设置，稳压器12用于对来自储气罐9的高压空气进行稳压，而热交换器13用于对经过稳压器12稳压的高压空气进行加热，第三流量控制阀11用于对经过热交换器13加热后并进入发动机的高压空气的气体流量进行控制。发动机1通过发动机输出轴108与传动机构2相连，传动机构2可与压气机3相连。压气机3包括进气端口和排气端口，中冷器6包括进气口和排气口，其中压气机3的进气端口与第二进气管路42流体连通，压气机3的排气端口与中冷器6的进气口流体连通，中冷器6的排气口与第一和第二压缩空气管路流体连通，即第一和第二压缩空气管路汇接于中冷器6的的下游。第二压缩空气管路62通过第二流量控制阀7与第一进气管路40流体连通，并且第二流量控制阀7沿着第一进气管路40设置在第一流量控制阀5的下游。第一压缩空气管路60通过储气罐9的自密封单向阀8与储气罐9连通。第一进气管路和第二进气管路汇接于空气滤清器4的下游，空气滤清器4流体连通于混合动力系统的总进气口，用于对从总进气口进入的空气进行过滤。

需要说明的是传动机构2能够为可变传动比传动机构，压气机3能够可以为可变式压气机，从而通过调节传动机构2，可控制压气机的转速和气体流量，而使得压气机3工作在更经济的模式下。

需要说明的是：第一进气管路和第二进气管路可采用独立管路方式进行设置，此时需要在各自的管路上分别设置一个空气滤清器，分别为压气机和发动机进气。

混合动力系统的电子控制系统包括发动机控制单元和各阀控制单元，混合动力系统通过其电子控制系统而运行在四种工作模式下，即运行在起动模式、压缩模式、普通燃烧模式以及超高负荷模式。下面将参考图2来详细描述混合动力系统的四种工作模式。

当混合动力系统工作在起动模式时，高压空气从储气罐9经截止阀10单向流出，在高压空气管路90中形成高压气流，高压气流经稳压腔12中稳压后，流经热交换器13。在热起动工况下，可利用热交换器13中的蓄热型介质吸收尾气管路140中发动机尾气的余热，从而当高压气流沿着高压空气管路90流经热交换器13时，蓄热型介质能够与高压气流进行热交换，提高高压气流的初始温度。在本发明中，蓄热介质可以为包含例如Na₂CO₃-BaCO₃/MgO的储热型混合盐或者包含LiH的金属合金。需要说明的是：蓄热介质还可以是除上述混合盐或者金属合金之外的其他蓄热介质。加热后的高压气流经由第三流量控制阀11流向发动机进气歧管，发动机进气歧管通过可变气门机构15与发动机1的各个气缸流体连通，其中第三流量控制阀11能控制流向发动机进气歧管的气体流量，并且通过可变气门机构15调整气门开启时刻及气门开启持续期，能够对进入发动机的气体流量进行进一步控制。如图2所示，此时截止阀10完全开启，发动机进气阀门在活塞位于上止点附近打开，加热后的高压气流进入发动机后，推动发动机活塞下行。在起动模式下进气阀门的关闭时刻一般要相比普通燃烧模式下的关闭时刻提前，使缸内气体在进气行程进气阀关闭后活塞下行时进行膨胀做功。排气阀门在进气行程终了时开启，以减少压缩行程缸内气体的压缩功。可变气门机构可根据发动机转矩输出需求，可对进气阀门的开启持续期和气门升程进行调节，改变进气量和气体膨胀段行程，从而达到调节转矩的要求，甚至可改变气门运动频率，使其能够在四冲程和二冲程循环间转换。膨胀后高压空气的压力和温度均降低，膨胀尾气通过发动机排气阀经由发动机排气管从气缸内排出并最终通过尾气管路140排放到大气中。对于热起动工况，热交换器13利用尾气管路140中尾气的余热对高压空气进行加热，使尾气的焓值增加，降低由于进气温度过低产生的能量损失并防止高压空气在缸内膨胀后可能在排气管造成“冰堵”现象；而对于冷起动工况，可以通过延迟进气阀关闭时刻，增加进入气缸的高压空气流量，减少空气膨胀比，使各缸平均指示压力(IMEP)提高，缩短起动时间，同时，小膨胀比不至于使排气温度下降很多。在起动模式下，控制进入气缸的高压空气流量，即可以对起动转矩进行调节，使发动机快速达到更高的起动转速，实现点火燃烧。

当混合动力系统工作在压缩模式时，发动机1处于减速制动或小负荷状态时，流量控制阀5处于关闭或很小开度的状态，空气经空气滤清器4后，仅有一小部分流向发动机气缸内，大部分进入可变式压气机3。此时，流量控制阀7处于关闭状态，因此压缩后的空气经中冷器6冷却后，流向自密封单向阀8，并由此而流入储气罐9内。在压缩模式下，通过改变传动机构2和压气机3内部附带的传动机构的传动速比以及可变压气机3的内部结构，如叶片形状和位置等，调节气体流量和压缩比，使进入压气机的空气得到较大程度的压缩，要求高压空气在储气罐9的出口处达到较高的压力。压缩比及气体流量的选取取决于储气罐9内空气压力(储气量)以及发动机的负荷，保证在自密封单向阀8处的压缩空气的气压高于罐内空气的气压。当储气罐9内空气的气压高于极限值时，传动机构2中断发动机1到压气机3的功率输入，压气机3停止压缩空气，系统退出压缩模式。在减速制动时，可通过控制压气机3的进气流量来调节压气机产生的制动力矩的大小，既能满足制动时间调节需要，又能实现制动能回收，在小负荷状态时，以压气机的载荷调节发动机的负荷，使发动机的燃烧工况点趋于更高效区域，从而在提高了发动机燃油经济性的同时，将发动机的部分能量通过压气机3压缩空气而存储在储气罐9中。在压缩模式下，除了保持自密封单向阀8开启外，由于压气过程由外置的压气机3完成，对发动机1的进气影响较小，发动机可在传统进排气策略的基础上，利用可变气门机构15针对发动机运行状况，对气门相位和气门升程略作调整，以优化进排气。

当混合动力系统工作在普通燃烧模式时，在大部分车辆行驶工况下，混合动力系统运行在普通燃烧模式下。在中小负荷情况下，压气机3脱离与发动机1的动力输入连接，空气经过空气滤清器4之后，经由第一流量控制阀5调节后进入发动机缸内燃烧。在高负荷情况下，传动机构2连接发动机1与压气机3，在它们之间建立动力传输，并根据发动机1的负荷和转速，通过改变控制阀5和控制阀7的开度以及传动机构2的传动比，调节通过压气机3后准备流入发动机1的气缸内的气体流量和气体压力，压缩后的空气经中冷器6冷却后，经第二流量控制阀7流入发动机第一进气管路，通过进气增压形式，提高发动机的升功率。此时，发动机气门控制采用常规的控制策略，压气机3的压缩比要明显小于压缩模式下的压缩比，发动机处于普通的机械增压形式，进气压力为普通发动机进气增压状态时的压力；当经过第二流量控制阀7的进气压力过高时，还可略微开启第一流量控制阀5，并通过第一流量控制阀5、第二流量控制阀7以及可变气门机构的联动调节，优化发动机1的进排气，使进气压力保持在普通发动机进气增压状态时的压力水平，从而防止进入发动机气缸空气的温度、压力过高而产生爆震。

当混合动力系统工作在超高负荷模式下时，在超高负荷工况或者短时间急加速状态下，考虑到压气机普遍存在一定程度的响应迟滞或作为负载消耗部分发动机输出功率，此时截止阀10打开，储气罐9内的高压空气在高压空气管路90中形成高压气流，高压气流经过稳压器12稳压后，沿高压空气管路90流经热交换器13，热交换器13中的蓄热介质在此处对高压气流进行加热，加热后的高压气流经第三流量控制阀11及可变气门结构15后进入发动机气缸内，流量控制阀11及可变气门结构15可控制进入发动机气缸内的高压气体流量，该模式下发动机1的进气阀门控制策略与在起动模式下进气阀门相似，要求进气阀门的关闭时刻比普通燃烧模式下的关闭时刻提前，使高压空气在发动机气缸内在进气行程进行一定程度的膨胀，一般要求膨胀后气压仍高于大气压，即缸内进气量大于自然吸气时的进气量，发动机继续压缩-点火-燃烧。进气推动膨胀及增加进气量，使发动机在短时间内获得更大的动力输出。

本发明的示例性实施方案是用来描述本发明，但是应当理解，本发明不局限于所公开的实施例。

Claims (16)

1.一种混合动力系统，包括：

用于对被压气机(3)压缩过的压缩空气进行储存并作为第一动力源的储气罐(9)；

作为第二动力源的发动机(1)；

高压空气管路(90)，带有对来自储气罐(9)的高压空气进行稳压的稳压腔(12)，其中储气罐(9)通过截止阀(10)连接到高压空气管路上的稳压腔(12)的上游，发动机(1)通过第三流量控制阀(11)连接到高压空气管路上的稳压腔(12)的下游；以及

热交换器(13)，沿高压空气管路设置在稳压腔(12)下游和第三流量控制阀(11)上游；

其特征在于，在热交换器(13)中，高压空气管路与尾气管路(140)相邻设置，尾气管路(140)通过三元催化器(14)与作为第二动力源的发动机(1)流体连通，热交换器(13)将来自尾气管路(140)的热量存储在其中，以便对流经高压空气管路并进入发动机(1)的高压空气进行加热。

2.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，混合动力系统还包括通过空气滤清器(4)与混合动力系统的总进气口串联的第一进气管路(40)，第一进气管路(40)通过第一流量控制阀(5)与发动机(1)流体连通。

3.如权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，混合动力系统还包括与第一进气管路(40)并联并通过空气滤清器(4)与混合动力系统的总进气口串联的的第二进气管路(42)，第二进气管路(42)与压气机(3)流体连通，压气机(3)通过传动机构(2)与发动机(1)的输出轴(108)连接，其中传动机构(2)能够对发动机(1)的输出动力进行调节，从而使得压气机(3)能够按照混合动力系统需要的压缩空气量对来自第二进气管路(42)的空气进行压缩，压缩空气能够储存在储气罐(9)中或者流入发动机(1)中。

4.如权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，混合动力系统还包括彼此并联、并通过中冷器(6)与压气机(3)串联的第一压缩空气管路(60)和第二压缩空气管路(62)，其中第一压缩空气管路(60)通过自密封单向阀(8)与储气罐(9)流体连通，储气罐(9)用于储存来自其中的压缩空气，第二压缩空气管路(62)通过第二流量控制阀(7)与第一进气管路(40)流体连通。

5.如前述权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，发动机(1)通过设置在其上的可变气门机构(15)，即通过可变凸轮型线机构、可变气门相位/升程机构或电动气门机构改变发动机进气阀的开启时刻和开启持续时间来控制发动机(1)的进气时刻和进气量。

6.如权利要求2-5中任一项所述的混合动力系统，其特征在于，混合动力系统还包括用于控制发动机(1)和各个阀的电子控制系统，混合动力系统通过电子控制系统可运行在起动模式、压缩模式、普通燃烧模式以及超高负荷模式下。

7.如权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，当混合动力系统工作在起动模式时，高压空气从储气罐(9)经截止阀(10)单向流出，沿着高压空气管路(90)经稳压腔(12)稳压后，流经热交换器(13)，高压空气在热交换器(13)中被加热，加热后的高压空气经过第三流量控制阀(11)流入发动机进气歧管，并随后进入发动机，进入发动机的加热后的高压空气推动发动机活塞下行，并在进气阀关闭后进行膨胀做功。

8.如权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，当混合动力系统工作在压缩模式时，第一流量控制阀(5)关闭或略微开启，且第二流量控制阀(7)关闭，此时流经空气滤清器(4)的空气全部或者大部分进入压气机(3)而被压缩，压缩后的空气经中冷器(6)冷却后，流经第一压缩空气管路(60)后流向自密封单向阀(8)，并自此流入并储存在储气罐(9)中。

9.如权利要求8所述的混合动力系统，其特征在于，在压缩模式下，通过调节传动机构(2)的传动速比以及压气机(3)内部结构，进而调节压气机(3)的气体流量和压缩比。

10.如权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，当混合动力系统工作在普通燃烧模式，且发动机(1)工作在小负荷情况下时，压气机(3)脱离与发动机(1)的动力输入连接，空气在流经空气滤清器(4)之后由第一流量控制阀(5)控制后进入发动机(1)内。

11.如权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，当混合动力系统工作在普通燃烧模式，且发动机(1)工作在高负荷情况下时，传动机构(2)连接发动机(1)与压气机(3)，在它们之间建立动力传输，并根据发动机(1)的负荷和转速，通过调节第一流量控制阀(5)和第二流量控制阀(7)的开度以及传动机构(2)的传动比，控制通过压气机(3)后准备流入发动机(1)气缸内的的气体流量和气体压力，压缩后的空气经中冷器(6)冷却后，经第二流量控制阀(7)后流入第一进气管路(40)，随后流向发动机进气歧管并经过可变气门机构(15)后进入发动机(1)。

12.如权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，当混合动力系统工作在超高负荷模式下时，截止阀(10)打开，储气罐(9)内的高压空气流入高压空气管路(90)，沿着高压空气管路(90)依次流经稳压腔(12)、热交换器(13)以及第三流量控制阀(11)，流向发动机进气歧管，自此经可变气门机构(15)后流入发动机(1)。

13.如权利要求12所述的混合动力系统，其特征在于，流入发动机(1)内的高压空气在气缸内膨胀，推动活塞对外做功，高压空气膨胀后的压力大于大气压，这使得气缸内的进气量大于自然吸气时的进气量，从而提高了发动机的升功率，膨胀过程缸内气体温度降低，减少燃烧爆震倾向。

14.如权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，传动机构(2)为可变传动比传动机构，且压气机(3)为可变式压气机，第一进气管路(40)和第二进气管路(42)可采用管路相互独立的方式进行设置。

15.如权利要求14所述的混合动力系统，其特征在于，在第一进气管路(40)和第二进气管路(42)上分别设置有空气滤清器(4)。

16.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，热交换器(13)为蓄热式热交换器，蓄热式热交换器的蓄热介质为包含储热型混合盐或者金属合金的储热型材料。

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