CN103782008A - 驱动系，特别是车辆驱动系 - Google Patents

驱动系，特别是车辆驱动系 Download PDF

Info

Publication number
CN103782008A
CN103782008A CN201280043785.XA CN201280043785A CN103782008A CN 103782008 A CN103782008 A CN 103782008A CN 201280043785 A CN201280043785 A CN 201280043785A CN 103782008 A CN103782008 A CN 103782008A
Authority
CN
China
Prior art keywords
turbine
fresh air
driving mechanism
air machine
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280043785.XA
Other languages
English (en)
Inventor
拉尔夫·希策尔
托马斯·菲格勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of CN103782008A publication Critical patent/CN103782008A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • F02B37/105—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump exhaust drive and pump being both connected through gearing to engine-driven shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/14—Lubrication of pumps; Safety measures therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02—Engines with prolonged expansion
    • F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种驱动系，特别是具有产生废气流的内燃机的车辆驱动系，内燃机包括用于将驱动功率馈入驱动系的驱动轴，驱动系包括至少一个涡轮增压器，其包括布置在废气流中的第一废气涡轮机，该第一废气涡轮机通过第一涡轮机轴驱动至少一个布置在向内燃机导送的新鲜空气流中的第一新鲜空气压缩机，其中涡轮机轴可旋转地支承在涡轮机壳体内；以及具有涡轮复合系统，其包括至少一个动力涡轮机，该动力涡轮机布置在废气流中，并且通过动力涡轮机轴与内燃机的驱动轴处于传动连接或者能够形成传动连接，其中涡轮机轴可旋转地支承在动力涡轮机壳体内，其中，所述涡轮机壳体和动力涡轮机壳体支撑在稳定的、非环绕的共同的壳体上，或者集成到其中。本发明的特征在于，涡轮机轴和动力涡轮机轴相互平行地延伸，并且第一涡轮增压器布置在涡轮复合系统的径向外侧，并且特别是第一涡轮增压器和涡轮复合系统布置在传动机构壳体的共同的侧面上或者不同的特别是相互毗邻的或相互对置的侧面上。

Description

驱动系,特别是车辆驱动系
技术领域
本发明涉及一种特别是具有增压的内燃机的机动车的驱动系。
背景技术
对于本领域的技术人员，许多具有涡轮增压的和机械增压的内燃机的车辆驱动系是广泛已知的，并且它们也被称为涡轮增压器-涡轮复合系统。其中，在涡轮增压时，压缩输送给内燃机的新鲜空气的新鲜空气压缩机借助布置在内燃机的废气流中的废气涡轮机来驱动。通常在废气涡轮机和压缩机之间的传动连接是纯机械性的。
在涡轮复合系统中，所述的或者附加的废气涡轮机，也称为动力涡轮机的驱动功率在内燃机的废气流中与内燃机的纯机械驱动功率叠加，在这种情况下动力涡轮机至少要间接地驱动内燃机的曲柄轴。在动力涡轮机和曲柄轴之间的传动连接中，通常为了减少扭转振动而布置液力联轴器。
类属的涡轮复合系统由以下申请中公知：
DE3908286C1
DE102009033519A1
DE102009038736B3
DE962764B
JP6248966A。
特别是在迄今为止的类属的涡轮增压器-涡轮复合系统中，传统是将涡轮增压器连接到内燃机的壳体上，并且进而与涡轮复合系统分离开。因为，不仅涡轮增压器还有涡轮复合系统都必须连接到废气流以及新鲜空气流上，并且根据涡轮增压器的构造空间情况通常不能直接布置在涡轮复合系统上，所以需要向两个涡轮机都进行废气流和新鲜空气流的复杂的输送和排放。然而这会助长流动损耗，并且因此对废气的废热利用的总体效率起不利的影响。除了非最佳的构造空间利用，还因为不同的安装位置需要为涡轮机分开供应润滑剂。用于两个分开的涡轮机的维修保养耗费也增加了。例如当替代至少另一个新鲜空气压缩机和/或废气涡轮机的涡轮复合系统而布置驱动系时，也会产生这些缺点。
发明内容
本发明的基本目的是提供一种驱动系，其中避免所述的缺点。特别是优化利用供这种涡轮增压器-涡轮复合系统使用的构造空间，并且改善废气流或新鲜空气流的输送和排放以及还有对这种涡轮增压器-涡轮复合系统的相对运动的部件的润滑剂供给。特别是应该减少这种涡轮增压器-涡轮复合系统的维修保养耗费。
根据本发明的目的通过具有独立权利要求的特征的驱动系得以解决。在从属权利要求中给出了本发明的有利的并且特别符合目的的构造方案。
根据第一实施方式的根据本发明的驱动系，特别是具有产生废气流的内燃机的车辆驱动系，内燃机包括用于将驱动功率馈入驱动系的驱动轴，该驱动系具有至少一个涡轮增压器，其包括在废气流中布置在第一废气涡轮机，该第一废气涡轮机通过第一涡轮机轴驱动至少一个布置在向内燃机导送的新鲜空气流中的第一新鲜空气压缩机，其中，涡轮机轴可旋转地支承在涡轮机壳体内，并且具有至少一个涡轮复合系统，其包括至少一个动力涡轮机，该动力涡轮机布置在废气流中，并且通过动力涡轮机轴与内燃机的驱动轴处于传动连接，或者能够形成传动连接，其中，为涡轮复合系统配属于稳定的、非环绕的、包括传动机构壳体的传动机构，并且该动力涡轮机轴可旋转地支承在传动机构壳体内。其中，涡轮机壳体支撑在传动机构壳体内或其上，或者集成在其中。
根据本发明，驱动系的特征在于，第一涡轮增压器部分地或者完全地布置在涡轮复合系统的轴向内侧，或者涡轮复合系统部分地或完全地布置在第一涡轮增压器的轴向内侧，涡轮机轴和动力涡轮机轴相互平行地延伸，并且第一涡轮增压器布置在涡轮复合系统的径向外侧。
通过将具有用于涡轮机轴的支撑扭矩的轴承的涡轮机壳体配属给涡轮复合系统的传动机构壳体，并且特别是部分地或完全地由它包围，就不用像在现有技术中那样将涡轮增压器额外地装配到内燃机上。
换句话说这意味着，第一涡轮增压器的轴承，也就是用于支承第一涡轮机轴的轴承，和涡轮复合系统的轴承，也就是用于支承动力涡轮机轴和/或涡轮复合系统的压缩机轴的轴承，为了支撑扭矩而支承在该壳体上，也就是传动机构壳体上，并且特别是被它部分地或完全地包围住。
由此除了节约额外的装配成本，因为涡轮增压器的安装位置接近涡轮复合系统，所以还能够最佳地利用构造空间。此外，为了润滑涡轮增压器的相对运动的部件，特别是涡轮机轴，可以使用被引入用来润滑例如涡轮复合系统的动力涡轮机轴的润滑油供给系统。此外，由于通过特别短的路程就将废气流和新鲜空气流导向涡轮增压器-涡轮复合系统的涡轮机，所以减少了流动损耗，由此提高了后者的总体效率。当然可以设置许多单级或多级的涡轮增压器和/或动力涡轮机，它们分别能够像上面已经示出的那样实现，并且布置在新鲜空气流或废气流中。
优选地，第一涡轮增压器和涡轮复合系统布置在传动机构壳体的共同的侧面或不同的并且特别是相互毗邻的或相对置的侧面上。
根据按照本发明的驱动系的第二实施方式，特别是具有产生废气流的内燃机的车辆驱动系，该内燃机包括用于将驱动功率馈入驱动系的驱动轴，设置至少一个第一涡轮增压器，其包括布置在废气流中的第一废气涡轮机，该第一废气涡轮机通过第一涡轮机轴驱动至少一个第一新鲜空气压缩机，该新鲜空气压缩机布置在向内燃机导送的新鲜空气流中，其中，涡轮机轴可旋转地支承在涡轮机壳体内。此外还设置至少一个第二新鲜空气压缩机，它布置在新鲜空气流中，特别是第一新鲜空气压缩机的上游，并且通过压缩机轴与内燃机的驱动轴处于传动连接，或者能够形成传动连接，其中，为第二新鲜空气压缩机配置稳定的、非环绕的、包括传动机构壳体在内的传动机构，并且压缩机轴可旋转地支承在传动机构壳体内。根据本发明，涡轮机壳体支撑在传动机构壳体内或其上，或者集成在其中。
因此，和在第一实施方式中的情况一样，涡轮机壳体也可以完全地或部分地布置在传动机构壳体内，或者被它完全地或部分地包围住。第一涡轮增压器的轴承，也就是用于支承第一涡轮机轴的轴承，和用于支承第二新鲜空气压缩机的压缩机轴的轴承，为了支撑扭矩而支承在该壳体上，也就是传动机构壳体上，并且特别是由它部分地或完全地包围住。
按照根据本发明的驱动系的第三实施方式，特别是具有产生废气流的内燃机的车辆驱动系，该内燃机包括用于将驱动功率馈入驱动系的驱动轴，设置至少一个第一涡轮增压器，其包括布置在废气流中的第一废气涡轮机，该第一废气涡轮机通过第一涡轮机轴驱动至少一个第一新鲜空气压缩机，该新鲜空气压缩机布置在向内燃机导送的新鲜空气流中，其中，涡轮机轴可旋转地支承在涡轮机壳体内，并且具有至少一个第二废气涡轮机，其布置在废气流中，特别是第一废气涡轮机的下游，并且通过第二涡轮机轴与第一涡轮增压器的第一涡轮机轴处于传动连接，或者能够形成传动连接，其中，为第二废气废气涡轮机配置稳定的、非环绕的、包括传动机构壳体在内的传动机构，并且第二涡轮机轴可旋转地支承在传动机构壳体内。作为代替或者作为附加设置至少一个第二新鲜空气压缩机，其布置在新鲜空气流中，特别是第一新鲜空气压缩机的上游，并且通过压缩机轴与第一涡轮机13的第一涡轮机轴10处于传动连接，或者能够形成传动连接，其中，压缩机轴可旋转地支承在传动机构壳体内。根据本发明，涡轮机壳体支撑在传动机构壳体内或其上，或者集成在其中。
正如在前述的实施方式中那样，涡轮机壳体也能够完全地或部分地布置在传动机构壳体内，或有它完全地或部分地包围住。第一涡轮增压器，也就是用于支承第一涡轮机轴的轴承，和用于支承第二新鲜空气压缩机的压缩机轴和/或第二废气涡轮机的第二涡轮机轴的轴承为了支撑扭矩支承在该壳体上，也就是传动机构壳体上，并且特别是由它部分地或完全地包围住。
根据所有三种根据本发明的实施方式，所述的、特别是仅仅布置在传动机构壳体内的轴承为了支撑扭矩直接地或者间接地支撑在涡轮机壳体上。
有利地，第一涡轮增压器的第一废气涡轮机布置在废气流中，在至少一个动力涡轮机的上游。其中，可以为涡轮复合系统配置第二新鲜空气压缩机。涡轮复合系统就通过动力涡轮机轴驱动第二新鲜空气压缩机，其中，第二新鲜空气压缩机优选地在新鲜空气流中布置在第一新鲜空气压缩机的上游。由此能够通过双级的压缩改善压缩新鲜空气的效率，其中，第二新鲜空气压缩机能够机械地通过动力涡轮机驱动，然而或者也能够由内燃机的驱动轴驱动。这种双级的增压也能够通过反向地布置流动机构实现，也就是说将动力涡轮机定位在废气涡轮机的上游和/或将第一新鲜空气压缩机定位在第二新鲜空气压缩机的上游。
优选地，在动力涡轮机和驱动轴之间的传动连接中，和/或在设置了能够通过动力涡轮机轴驱动的第二新鲜空气压缩机时，可以在动力涡轮机和第二新鲜空气压缩机之间布置液力联轴器，或者实施了根据本发明的第二实施方式的驱动系时在第二新鲜空气压缩机和驱动轴之间布置液力联轴器，其包括带叶片的初级轮和带叶片的次级轮，它们相互构成特别是环形的工作区，其能够填充或填充有工作介质，用于将驱动功率通过液力从初级轮传递到次级轮上。其中，初级轮可以与动力涡轮机处于机械传动连接，并且次级轮与驱动轴，或者在设置了第二新鲜空气压缩机的情况下与第二新鲜空气压缩机处于机械传动连接。液力联轴器就布置在传动机构壳体内。如果液力联轴器的工作介质同时也是用于润滑涡轮增压器-涡轮复合系统的润滑剂，就不需要设计额外的液力联轴器的工作介质供给系统。由此可以省去额外的组件，像用于输送工作介质的管路或者用于相对于传动机构壳体或周围环境密封住工作介质组件。于是可以在动力涡轮机和新鲜空气压缩机之间的机械传动连接中，并且作为附加或作为代替在驱动轴（曲柄轴）和动力涡轮机之间布置液力联轴器。
特别有利的是在动力涡轮机轴和驱动轴之间的和/或动力涡轮机轴和第二新鲜空气压缩机之间的传动连接中，或者在实施根据本发明的第二实施方式驱动系时在第二新鲜空气压缩机和驱动轴之间布置齿轮传动机构，如正齿轮传动机构，并且在从动力涡轮机向驱动轴的功率传递方向上看，或者在根据本发明的第二实施方式实现驱动系时从驱动轴向第二新鲜空气压缩机的功率传递方向看，接在液力联轴器的上游或下游，其中，齿轮传动机构布置在传动机构壳体内。在这种情况下，润滑剂供给系统不仅可以用于润滑所述的元件，而且还可以额外地用于将润滑剂如油引到齿轮传动机构上，由此能够减少这种涡轮增压器-涡轮复合系统的组件数量。当然也可以在根据第三实施方式的驱动系中设置这种联轴器和/或这种齿轮传动机构。在那里就可以将液力联轴器布置在第一涡轮增压器的第一涡轮机轴的第二废气涡轮机的第二涡轮机轴之间的和/或第一涡轮机轴和第二新鲜空气压缩机的压缩机轴之间的传动连接中。
优选地，动力涡轮机和第一废气涡轮机具有用于输送废气的废气进气口和用于从相应的涡轮机（动力涡轮机或废气涡轮机）中导走废气的废气排气口。第一和第二新鲜空气压缩机包括用于向相应的新鲜空气压缩机输送新鲜空气的空气进气口以及用于从中导走新鲜空气的空气排气口。其中，废气涡轮机的废气排气口通过废气弯头引流地与动力涡轮机的废气进气口连接，并且第二新鲜空气压缩机的空气排气口通过新鲜空气弯头引流地与第一新鲜空气压缩机的空气进气口连接，其中，新鲜空气弯头和废气弯头是90°的弧。通过特别是仅使用这样实现的废气弯头和新鲜空气弯头能够相对于根据现有技术公知的耗费大得多的空气和废气引导系统明显降低流动损耗，由此提高涡轮增压器-涡轮复合系统的总体效率。
附图说明
下面就借助实施例参照附图举例阐述本发明。
附图示出：
图1是根据本发明的驱动系的不同的部件的示意性布置实例；
图2a和2b是在改进在图1中所示内容的情况下的驱动系的不同的部件的示意性布置实例；
图3是根据本发明的驱动系的不同的部件的其他的布置实例；
图4a至4d是根据本发明的第一、第二和第三实施方式的驱动系的不同的部件的其他的布置实例。
具体实施方式
在图4a中示出根据第一实施方式的根据本发明的驱动系，其包括内燃机1，如柴油机，具有驱动轴1.1，其例如可以是内燃机1的曲柄轴。内燃机1借助已知的冷却回路12（参见图1）散热。内燃机1产生废气流2，其中在此相互串联地布置着两个涡轮机，即涡轮增压器13的第一废气涡轮机3和在这里称作动力涡轮机9的第二涡轮机，并且以如下方式被施加来自废气流2的废气，即，使其将废气能转换成驱动功率。
其中，这里的动力涡轮机9在废气的流动方向上看布置在废气流2中的第一废气涡轮机3的后方。这里的第一新鲜空气压缩机5通过共同的轴，这里是第一涡轮机轴10，与第一废气涡轮机3相连，或者说分别作为涡轮机构实现的第一新鲜空气压缩机5和第一废气涡轮机3的叶轮都由第一涡轮机轴10承载。第一新鲜空气压缩机5还代表高压级，相反地，第一废气涡轮机3代表低压级。当然，废气涡轮机3可以构造成多级的，或者可以设置多个在废气流2中在废气涡轮机3上游或下游布置的附加的废气涡轮机。这里所述的内容类似地适用于新鲜空气压缩机5。
通过动力涡轮机9将从废气流2中提取的驱动能量机械地传递到驱动轴上，正如下面借助图1还要详尽阐述的那样。其中，相同的组件配有相同的附图标记。
在图1中，这里在新鲜空气的流动方向上看，在第一新鲜空气压缩机5前方的新鲜空气流4中布置着第二新鲜空气压缩机8，它代表低压级并且利用动力涡轮机9驱动。所示传动连接还是纯机械的、也就是说非涡轮增压的传动连接。在这里，驱动功率由动力涡轮机9的动力涡轮机轴9.1通过齿轮，特别是正齿轮级传递给液力联轴器6的初级轮6.1。然后通过还是实施为正齿轮级的第二齿轮级，进一步传递给第二新鲜空气流8的压缩机轴8.1，压缩机轴就可旋转地承载着第二新鲜空气压缩机8的相应的叶轮。因此，动力涡轮机9是涡轮复合系统14的用于将驱动功率从动力涡轮机9特别是传递给内燃机1的驱动轴1.1的部分。还可以设计多个特别是按前后次序连接的动力涡轮机9。这类似地适用于对应附加的涡轮增压器所述的内容。
这里的压缩机轴8.1以及动力涡轮机轴9.1实施为单独的组件。当然也可以考虑将它们实施为一体的。如图所示，其中所有示出的轴都相互平行地延伸。然而这并不是强制必须的，因此可以有单个或者也可以是所有的轴都是呈角度的延伸，例如形成1到15°之间的夹角，或者却也可以相互呈直角地延伸。在这之中的变化方案也是可以考虑的。
因此，动力涡轮机9同时通过液力联轴器6与内燃机1的驱动轴1.1处于传动连接，也就是以如下方式，即，传动连接经过由初级轮6.1和次级轮6.2构成的工作腔室6.3，其中可以形成工作介质的流动回路。由此完成从初级轮6.1向次级轮6.2的液力功率传输，这就减弱了在驱动系中出现的扭转振动。
通过有目的地改变液力联轴器6的工作腔室6.3的填充度例如能够利用液力联轴器6控制或调节功率传输情况，也就是不仅在第一工作状态下，调节从驱动轴1.1通过液力联轴器6传递给第一新鲜空气压缩机8的功率，而且还在第二工作状态下调节从动力涡轮机9通过液力联轴器6传递给驱动轴1.1的功率。为了有目的地设置工作腔室6.3内的填充度设置控制装置11，它相应地控制性地或调节性地使用液力联轴器6，例如为此它打开和/或关闭未示出的流入工作腔室6.3工作介质的阀门和/或从工作腔室6.3中流走的工作介质中的阀门（同样未示出），并且特别是控制性地进入预设的中间位置（调节位置），这是用带点的虚线表示的管路表示的。
因此，第一废气涡轮机3以及动力涡轮机9和与这些组件处于传动连接的部件如涡轮机轴10、压缩机轴8.1、动力涡轮机轴9.1和涡轮机壳体13.1被传动机构壳体15包围住，正如下面实施的那样，并且因此能够集中成涡轮增压器-涡轮复合系统的一个共同的传动机构。
在这种情况下，涡轮机轴10的布置在第一新鲜空气压缩机5和第一废气涡轮机3之间的子部段借助未说明的、却示出的轴承支承在涡轮机壳体13.1中。因此，后者仅包围着存在于这个子部段中的涡轮机轴10，在这里是完全地在周向上包围住。涡轮机壳体13.1根据本发明未直接安接在内燃机1上（或其壳体上），而是布置在配属于涡轮复合系统14的传动机构壳体15内。后者也包括所述的轴8.1、9.1、液力联轴器6、正齿轮级以及与这些元件处于传动连接的组件。通过将涡轮机壳体13.1与传动机构壳体15整体的布置能够同时设置共同配属于这个整体的润滑剂供给系统（未示出）。如果额外地还选择通过润滑剂系统输送给传动机构壳体15的润滑剂作为液力联轴器6的工作介质，就可以不必单独地输送工作介质。因此，传动机构在这种情况下包括动力涡轮机轴9.1作为输入轴，它承载着动力涡轮机的叶轮或连接其上，并且与初级轮处于传动连接，以及包括第一输出轴，其在这里是由示出的、却未示出的、为了至少间接地连接到驱动轴1.1上而与次级轮处于传动连接的轴，并且最后还包括压缩机轴8.1作为第二输出轴，它与输入轴处于传动连接，并且用于驱动第二新鲜空气压缩机8。
在图2a和2b中用俯视图示出了在图1中所示的驱动系的不同的部件的两个布置实例。其中，相同的组件配有相同的附图标记。然而，为了简明起见，没有示出所有在图1中所示的构造元件。
图2a示出带有其动力涡轮机9的涡轮复合系统14以及第二新鲜空气压缩机8，和带有其第一废气涡轮机3以及其第一新鲜空气压缩机5的涡轮增压器13。如图1中所示，这里的涡轮机壳体13.1以及液力联轴器6布置在传动机构壳体15内。这里的涡轮机轴10也平行于动力涡轮机轴9.1和压缩机轴8.1延伸。然而也可以不是这样。特别是这些轴也可以相互呈夹角地延伸，正如已经在前面展述过的。涡轮增压器13在此完全地布置在涡轮复合系统14的轴向内侧。这意味着，第一废气涡轮机3以及第一新鲜空气压缩机5在轴向上被动力涡轮机9和第二新鲜空气压缩机8限定，并且不会超过它们向外伸出。为此，在传动机构壳体15的位于这两个元件8、9之间的部分具有突起部，它在轴向上的尺寸小于第二新鲜空气压缩机8和动力涡轮机9之间的相应的壳体间距。通过这种布置就能够在使用实施为径流式压缩机的新鲜空气压缩机5、5.1、8和/或实施为径流式涡轮机的涡轮机3、3.1、9时为了简化流动引导工作在废气流2中或新鲜空气流4中使用四分之一圆弧（90度弧体）作为弯头。因此在第一废气涡轮机3和动力涡轮机9之间设置这样实现的废气弯头16。后者将第一废气涡轮机3的朝着涡轮增压器13的轴向定向的废气排气口与动力涡轮机9的朝着径向（相对于动力涡轮机9的旋转轴线）定向的废气进气口连接，从而将从第一废气涡轮机3中出来的废气输送给动力涡轮机9。
在新鲜空气流4中，在第一新鲜空气压缩机5和第二新鲜空气压缩机8之间类似地布置着一个这样的弯头，在这里实施为新鲜空气弯头7。后者为了双级压缩将第二新鲜空气压缩机8的在这里朝着径向指向的排气口与第一新鲜空气压缩机5的朝着轴向指向的进气口连接。
正如能够从图2a中看出的那样，设置另一个涡轮增压器，其包括第二废气涡轮机3.1以及第三新鲜空气压缩机5.1，其中，第二废气涡轮机3.1以如下方式布置在废气流2中，即，它接在第一涡轮增压器13的第一废气涡轮机3的上游。相应地，布置在新鲜空气流4中的第三新鲜空气压缩机5.1在新鲜空气的流动方向上接在第一新鲜空气压缩机5的下游。附加的涡轮增压器在它那方面布置在第一涡轮增压器13的轴向内侧，其中，传动机构壳体15的在第二废气涡轮机3.1和第三新鲜空气压缩机5.1之间的部分的突起部也相应地小于在第一涡轮增压器13中的情况。对于附加的涡轮增压器的其他的部件，上述内容也同样适用于在图1和2a中相应地示出的内容。
在图2b中，在改进在图2a中所示的驱动系的情况下示出另一个布置实例。其中，图2b所示的内容与图2a所示的区别在于，附加的涡轮增压器在轴向上限定第一涡轮增压器13，却布置在涡轮复合系统14的轴向内侧。
图4b示出根据本发明的驱动系的第二实施方式。相比图1、2a和2b中所示的驱动系，这里省去了动力涡轮机9。该实施方式给出一种具有附加的（机械上与废气涡轮增压器13分隔开的）被内燃机机械地驱动的第二新鲜空气压缩机8的废气涡轮增压器13。因为现在该新鲜空气压缩机通过未示出的驱动轴、液力联轴器6以及压缩机轴8.1机械地驱动，所以在所示情况下-与图4a相反地-初级轮（未示出）与驱动轴处于机械传动连接，而次级轮（同样未示出）与压缩机轴8.1处于传动连接。对于所示驱动系的单个部件的布置和构造特别是适用对应图1、2a、2b和4a所述的内容。
图4c和4d示出根据第三实施方式的驱动系的两个可作为代替的布置实例。其中，相同的组件同样配有相同的附图标记。图4c在此是图4a所示内容的一种转化方案，其中，作为在图4a中所示的动力涡轮机9的代替设置传统的废气涡轮机3.1。后者通过第二涡轮机轴17、齿轮传动机构和液力联轴器6与第一涡轮机轴10处于传动连接。因此，第二废气涡轮机用于驱动第一（共同的）新鲜空气压缩机5。
在图4d中示出根据本发明的驱动系的第三实施方式的另一种布置实例。其相当于对图4b所示内容的改进方案。然而，这里的第二新鲜空气压缩机8不是通过内燃机的（未示出的）驱动轴所驱动，而是由第一涡轮机轴10驱动。此外，液力联轴器6类似于图4c中所示地布置在第一涡轮机轴10和压缩机轴8.1之间。液力联轴器6在此可以像在图中已经描述的的那样实现，特别是像在图4b中描述的那样。
因此，能够特别有利地根据第一、第二和第三实施方式将整个涡轮机构支承在传动机构壳体15内，由此最佳地利用构造空间，简化对运动部件的润滑以及优化废气流和新鲜空气流的流动引导。
在图3中示意性地用观察方向朝着旋转轴线例如图2a和2b中的涡轮机轴10的侧视图示出根据本发明的驱动系的部件的不同的布置实例。当然，也能够按照图3地布置在其他附图中所示的组件。
因此，最靠左边的示图示出，涡轮增压器13和涡轮复合系统14布置在传动机构壳体15的相对置的侧面上。当然，涡轮增压器13以及涡轮复合系统14可以布置在传动机构壳体15的同一侧上，并且特别是相对于其旋转轴线互补地布置，正如在图3左边的第二示图中能够看到的那样。可以理解的是，正如在图3右边的第二示图中所示的那样，涡轮增压器13能够在周向上与涡轮复合系统14错开地布置，特别是涡轮增压器13和涡轮复合系统14布置在传动机构壳体15的相互毗邻的侧面上。额外地还可以在传动机构壳体15的另一个相对的侧面上布置另一个涡轮增压器或者多个这类的涡轮增压器或至少另一个涡轮复合系统，正如在图3的最靠右的示图中为附加的涡轮机构举例示出的那样。
附图标记列表
1 内燃机
1.1 驱动轴
2 废气流
3、3.1 废气涡轮机
4 新鲜空气流
5、5.1 新鲜空气压缩机
6 液力联轴器
6.1 初级轮
6.2 次级轮
6.3 工作腔室
7 新鲜空气弯头
8 新鲜空气压缩机
8.1 压缩机轴
9 动力涡轮机
9.1 动力涡轮机轴
10 第一涡轮机轴
11 控制装置
12 冷却回路
13 涡轮增压器
13.1 涡轮机壳体
14 涡轮复合系统
15 传动机构壳体
16 废气弯头
17 第二涡轮机轴。

Claims (10)

1.一种驱动系，特别是车辆驱动系，
1.1具有产生废气流（2）的内燃机（1），所述内燃机包括用于将驱动功率馈入所述驱动系的驱动轴（1.1）；
1.2具有至少一个涡轮增压器（13），包括布置在所述废气流（2）中的第一废气涡轮机（3，3.1），所述第一废气涡轮机通过第一涡轮机轴（10）驱动至少一个第一新鲜空气压缩机（5，5.1），所述第一新鲜空气压缩机布置在向所述内燃机（1）导送的新鲜空气流（4）中，其中，所述涡轮机轴（10）能够旋转地支承在涡轮机壳体（13.1）内；
1.3具有至少一个涡轮复合系统（14），其包括至少一个动力涡轮机（9），所述动力涡轮机布置在所述废气流（2）中并且通过动力涡轮机轴（9.1）与所述内燃机（1）的所述驱动轴（1.1）处于传动连接或者能够形成这种传动连接，其中稳定的、非环绕的、包括传动机构壳体（15）的传动机构配属于所述涡轮复合系统（14），并且所述动力涡轮机轴（9.1）能够旋转地支承在所述传动机构壳体（15）中；
其中
1.4所述涡轮机壳体（13.1）支撑在所述传动机构壳体（15）内或所述传动机构壳体上或者集成到所述传动机构壳体中；
其特征在于，
1.5所述第一涡轮增压器（13）部分地或者完全地布置在所述涡轮复合系统（14）的轴向外侧或者所述涡轮复合系统（14）部分地或完全地布置在所述第一涡轮增压器（13）的轴向内侧，并且
1.6所述涡轮机轴（10）和动力涡轮机轴（9.1）相互平行地延伸，并且所述第一涡轮增压器（13）布置在所述涡轮复合系统（14）的径向外侧。
2.一种驱动系，特别是车辆驱动系，
2.1具有产生废气流（2）的内燃机（1），所述内燃机包括用于将驱动功率馈入所述驱动系的驱动轴（1.1）；
2.2具有至少一个涡轮增压器（13），包括布置在所述废气流（2）中的第一废气涡轮机（3，3.1），所述第一废气涡轮机通过第一涡轮机轴（10）驱动至少一个第一新鲜空气压缩机（5，5.1），所述第一新鲜空气压缩机布置在向所述内燃机（1）导送的新鲜空气流（4）中，其中，所述涡轮机轴（10）能够旋转地支承在涡轮机壳体（13.1）内；
2.3具有至少一个第二新鲜空气压缩机（8），所述第二新鲜空气压缩机布置在所述新鲜空气流（4）中，特别是在所述第一新鲜空气压缩机（5）的上游，并且通过压缩机轴（8.1）与所述内燃机（1）的所述驱动轴（1.1）处于传动连接或者能够形成这种传动连接，其中稳定的、非环绕的、包括传动机构壳体（15）的传动机构配属于所述第二新鲜空气压缩机（8），并且所述压缩机轴（8.1）能够旋转地支承在传动机构壳体（15）内；
其特征在于，
2.4所述涡轮机壳体（13.1）支撑在所述传动机构壳体（15）内或所述传动机构壳体上或者集成到所述传动机构壳体中。
3.一种驱动系，特别是车辆驱动系，
3.1有产生废气流（2）的内燃机（1），所述内燃机包括用于将驱动功率馈入所述驱动系的驱动轴（1.1）；
3.2具有至少一个涡轮增压器（13），包括布置在所述废气流（2）中的第一废气涡轮机（3，3.1），所述第一废气涡轮机通过第一涡轮机轴（10）驱动至少一个第一新鲜空气压缩机（5，5.1），所述第一新鲜空气压缩机布置在向所述内燃机（1）导送的新鲜空气流（4）中，其中，所述涡轮机轴（10）能够旋转地支承在涡轮机壳体（13.1）内；
3.3具有至少一个第二废气涡轮机（3.1），其布置在所述废气流（2）中，特别是在所述第一废气涡轮机（3）的下游，并且通过第二涡轮机轴（17）与所述第一涡轮增压器（13）的所述第一涡轮机轴（10）处于传动连接或者能够形成这种传动连接，其中稳定的、非环绕的、包括传动机构壳体（15）的传动机构配属于所述第二废气涡轮机（3.1），并且所述第二涡轮机轴（17）能旋转地支承在所述传动机构壳体（15）中；和/或
3.4具有至少一个第二新鲜空气压缩机（8），所述第二新鲜空气压缩机布置在所述新鲜空气流（4）中，特别是在所述第一新鲜空气压缩机（5）的上游，并且通过压缩机轴（8.1）与所述第一涡轮机（13）的所述第一涡轮机轴（10）处于传动连接，或者能够形成这种传动连接，其中所述压缩机轴（8）可旋转地支承在所述传动机构壳体（15）内；
其特征在于，
3.5所述涡轮机壳体（13.1）支撑在所述传动机构壳体（15）内或所述传动机构壳体上或者集成到所述传动机构壳体中。
4.根据权利要求1所述的驱动系，其特征在于，所述第一涡轮增压器（13）的所述第一废气涡轮机（3）在所述废气流（20）中布置在所述至少一个动力涡轮机（9）上游；并且
4.1所述涡轮复合系统（14）通过所述动力涡轮机轴（9.1）驱动至少一个第二新鲜空气压缩机（8），所述第二新鲜空气压缩机在所述新鲜空气流（4）中布置在所述第一新鲜空气压缩机（5、5.1）上游。
5.根据权利要求1或4所述的驱动系，其特征在于，在所述动力涡轮机（9）和所述驱动轴（1.1）之间的所述传动连接中和/或在设置了能够由所述动力涡轮机轴（9.1）驱动的所述第二新鲜空气压缩机（8）时，在所述动力涡轮机（9）和所述第二新鲜空气压缩机（8）之间或在实施根据权利要求2所述的驱动系时在所述第二新鲜空气压缩机（8）和所述驱动轴（1.1）之间布置液力联轴器（6），包括带叶片的初级轮（6.1）和带叶片的次级轮（6.2），所述初级轮和所述次级轮相互构成特别是环形的工作区（6.3），其能够填充或填充有工作介质，以便使驱动功率液力地从所述初级轮（6.1）传递到所述次级轮（6.2），并且所述初级轮（6.1）与所述动力涡轮机（9）处于机械传动连接，并且所述次级轮（6.2）与所述驱动轴（1.1）处于机械传动连接或者在设置了所述第二新鲜空气压缩机（8）的情况下与所述第二新鲜空气压缩机（8）处于机械传动连接，或者在实施根据权利要求2所述的驱动系时，与所述驱动轴（1.1）处于机械传动连接，并且所述次级轮（6.2）与所述压缩机轴（8.1）处于机械传动连接。
6.根据权利要求1所述的驱动系，其特征在于，所述第一涡轮增压器（13）和所述涡轮复合系统（14）布置到所述传动机构壳体（15）的共同的侧面上或者不同的侧面上。
7.根据权利要求1所述的驱动系，其特征在于，所述第一涡轮增压器（13）和所述涡轮复合系统（14）布置到所述传动机构壳体（15）的相互毗邻的或相互对置的侧面上。
8.根据权利要求1或4至7中任一项所述的驱动系，其特征在于，在所述动力涡轮机轴（9.1）和所述驱动轴（1.1）之间的和/或所述动力涡轮机轴（9.1）和所述第二新鲜空气压缩机（8）之间的所述传动连接中或者在实施根据权利要求2所述的驱动系时在所述第二新鲜空气压缩机（8）和所述驱动轴（1.1）之间布置齿轮传动机构，如正齿轮传动机构，并且在从所述动力涡轮机（9）向所述驱动轴（1.1）的功率传递方向上看，或者在根据权利要求2从所述驱动轴（1.1）向所述第二新鲜空气压缩机（8）的功率传递方向看，所述齿轮传动机构连接在所述液力联轴器（6）的上游或下游，其中，所述齿轮传动机构布置在所述传动机构壳体（15）内。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动系，其特征在于，所述至少一个废气涡轮机（3，3.1）和/或所述动力涡轮机是径流式涡轮机或轴流式涡轮机，和/或所述第一和/或第二新鲜空气压缩机（5，5.1、8）是径流式压缩机或轴流式压缩机。
10.根据权利要求1或4至9中任一项所述的驱动系，其特征在于，所述动力涡轮机（9）和所述第一废气涡轮机（3，3.1）具有用于向相应的所述涡轮机（3，3.1、9）输送废气的废气进气口和用于从相应的所述涡轮机（3，3.1、9）中导走废气的废气排气口，并且所述第一和第二新鲜空气压缩机（5，5.1，8）包括用于向相应的新鲜空气压缩机（5，5.1，8）输送新鲜空气的空气进气口以及用于从中导走新鲜空气的空气排气口，其中，所述废气涡轮机（3，3.1）的所述废气排气口通过废气弯头（16）引流地与所述动力涡轮机（8）的所述废气进气口连接，并且所述第二新鲜空气压缩机（8）的所述空气排气口通过新鲜空气弯头（7）引流地与所述第一新鲜空气压缩机（5）的所述空气进气口连接，其中，所述新鲜空气弯头（7）和所述废气弯头（16）是90°的弧。
CN201280043785.XA 2011-07-07 2012-06-23 驱动系，特别是车辆驱动系 Pending CN103782008A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011107436A DE102011107436A1 (de) 2011-07-07 2011-07-07 Antriebsstrang, insbesondere Fahrzeugantriebsstrang
DE102011107436.1 2011-07-07
PCT/EP2012/002663 WO2013004354A2 (de) 2011-07-07 2012-06-23 Antriebsstrang, insbesondere fahrzeugantriebsstrang

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103782008A true CN103782008A (zh) 2014-05-07

Family

ID=46420058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280043785.XA Pending CN103782008A (zh) 2011-07-07 2012-06-23 驱动系，特别是车辆驱动系

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140116043A1 (zh)
EP (1) EP2729683A2 (zh)
JP (1) JP2014520992A (zh)
CN (1) CN103782008A (zh)
BR (1) BR112014000196A2 (zh)
DE (1) DE102011107436A1 (zh)
WO (1) WO2013004354A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109812329A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有集成单向离合器和发动机的电气辅助涡轮增压器和利用其的车辆

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011012861A1 (de) * 2011-03-02 2012-09-06 Voith Patent Gmbh Turbo-Compound-System, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102014211127B4 (de) * 2014-06-11 2022-10-06 Ford Global Technologies, Llc Aufgeladene Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneten Abgasturboladern und Abgasrückführung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
US10428734B2 (en) 2015-02-20 2019-10-01 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with inlet lip anti-icing
US10533500B2 (en) 2015-02-20 2020-01-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with mount cage
US10533492B2 (en) 2015-02-20 2020-01-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with mount cage
US10371060B2 (en) 2015-02-20 2019-08-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with confined fire zone
US20160245162A1 (en) 2015-02-20 2016-08-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with offset turbine shaft, engine shaft and inlet duct
US10408123B2 (en) * 2015-02-20 2019-09-10 Pratt & Whitney Canada Corp. Engine assembly with modular compressor and turbine
US9869240B2 (en) * 2015-02-20 2018-01-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with cantilevered compressor and turbine
US9995206B2 (en) * 2016-04-08 2018-06-12 Southwest Research Institute Intake air boost system for two-cycle engine having turbo-supercharger
US20200011229A1 (en) * 2018-07-05 2020-01-09 Superturbo Technologies, Inc. Driven turbocharger with dual stage compressors

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE962764C (de) * 1954-09-10 1957-04-25 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung
DE3908286C1 (zh) * 1989-03-14 1990-02-22 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
JPH06248966A (ja) * 1993-02-24 1994-09-06 Isuzu Motors Ltd ターボコンパウンドエンジン
US7490594B2 (en) * 2004-08-16 2009-02-17 Woodward Governor Company Super-turbocharger
US7150152B2 (en) * 2004-10-21 2006-12-19 Caterpillar Inc Vibration limiter for coaxial shafts and compound turbocharger using same
DE102005003714B4 (de) * 2005-01-26 2006-12-07 Robert Bosch Gmbh Turbocompound-Aufladesystem mit zuschaltbarem Verdichter
ES2389222T3 (es) * 2007-09-28 2012-10-24 Iveco Motorenforschung Ag Motor turbo hélice sobrealimentado
DE102009033519A1 (de) * 2009-07-15 2010-11-11 Voith Patent Gmbh Antriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine
DE102009038736B3 (de) * 2009-08-27 2011-01-13 Voith Patent Gmbh Turbine und Turboverdichter, insbesondere für ein Turbo-Compound-System

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109812329A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有集成单向离合器和发动机的电气辅助涡轮增压器和利用其的车辆

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014520992A (ja) 2014-08-25
DE102011107436A1 (de) 2013-01-10
BR112014000196A2 (pt) 2017-02-07
US20140116043A1 (en) 2014-05-01
WO2013004354A2 (de) 2013-01-10
EP2729683A2 (de) 2014-05-14
WO2013004354A3 (de) 2013-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103782008A (zh) 驱动系，特别是车辆驱动系
US8793996B2 (en) Internal combustion engine with exhaust gas recirculation
US8911202B2 (en) Turbocharger rotating assembly
CN204003079U (zh) 涡轮增压器系统、发动机系统及用于输送流体流的设备
US10197020B2 (en) Electrically driven compressor-expander for a turbocharged engine system and associated flow control valves
CN107810315B (zh) 内燃发动机系统
CN100381683C (zh) 用于内燃机的涡轮压缩机系统
US20160238013A1 (en) Compressor with Variable Compressor Inlet
CN101910581A (zh) 用于活塞发动机的增压器装置
CN104105884A (zh) 紧凑型多级涡轮泵
CN103261587A (zh) 具有水冷的涡轮机壳体和内置的电的废气门调节器的废气涡轮增压器
US9945287B2 (en) Asymmetric actuator pivot shaft bushing for VTG turbocharger
CN202338390U (zh) 内燃机
CN102889120A (zh) 一体化的压缩机壳体及进口
US9127690B2 (en) Turbocharger support housing having alignment features
CN103958854A (zh) 二级增压装置
US20140003912A1 (en) Bearing support for a turbocharger
CN1851247B (zh) 用于内燃机的废气涡轮增压器
KR20100024983A (ko) 내연기관을 위한 과급 시스템
US10329948B2 (en) Stamped variable geometry turbocharger lever using retention collar
GB2528506A (en) Forced air induction unit
JP5369870B2 (ja) 内燃機関の過給機構造
CN110520598B (zh) 用于内燃发动机的涡轮增压器和涡轮壳体
US20170002729A1 (en) Supercharging Arrangement
US20180179947A1 (en) High pressure rotor seal configuration for supercharger

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140507