CN106168158B - 改进的涡轮增压器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于轻型或重型车辆、海事车辆或建筑用车辆的涡轮增压器系统。涡轮增压器系统包括涡轮增压器装置、排气歧管管道、阀门、用于被压缩气体的容器和用于将气体压缩的气体压缩机。通过在预定的脉冲持续时期期间打开阀门，能从容器提供被压缩气体至排气歧管导管，用于涡轮增压器压缩机的初始压缩机旋转加速。本发明进一步的特征在于：涡轮增压器系统包括被构造为降低由气体压缩机提供的被压缩气体的温度的冷却工具和被构造为增加由打开阀门产生的气体脉冲的温度的加热工具。通过降低阀门上游的容器内产生气体脉冲的被压缩气体的温度并且随后在供至排气歧管管道之前加热所产生的空气脉冲，能够改进涡轮增压器装置的响应时间。

Description

改进的涡轮增压器系统
技术领域
本发明涉及改进的涡轮增压器系统和包括改进的涡轮增压器系统的发动机系统。虽然将针对小客车来描述本发明，但本发明也适于应用于例如轻型和重型车辆、海事车辆和建筑用车辆中。
背景技术
在现代车辆中，通常使用排气驱动的涡轮增压器来将空气压缩至内燃发动机(以下简单称为发动机)的进气歧管。涡轮增压器的加速取决于排气流，排气流又取决于发动机转速和发动机扭矩。因此，涡轮增压器式发动机处于低发动机转速时涡轮增压器响应度是公知的问题。对于减少二氧化碳的新技术，其中涡轮增压器用于降低发动机速度和/或缩小发动机，由于需要更多能量来积聚更高的增速压力的事实，响应度问题变得更迫切了。响应度问题是追求二氧化碳减少的限制因素，也因为此，为了提供车辆的合意驾驶性，要求一定的功率储备来处理瞬时功率需求而不需要换挡。这种瞬时功率需求可能是由于例如增加的道路倾斜度或驾驶员要求加速。
已知使用连接于进气歧管的各种压缩机(例如机械压缩机或电压缩机)从而在涡轮增压器加速之前通过供给空气至进口侧以改进涡轮增压器的响应度。机械压缩机的使用增加了复杂性，增加了成本，可能损害耐用性，并且对NVH(噪音、振动、不平顺性)特性具有负面影响并且很难控制。例如由于复杂性、成本和电压缩机需要有电力提供的事实，电压缩机的使用也具有较多缺点。
EP2749751A1公开了改进的涡轮增压器系统，其中箱体被用于在预定的脉冲持续时期期间推动被压缩气体进入排气歧管管道或排气歧管内，从而获得涡轮增压器压缩机的初始旋转加速，箱体例如通过用于将气体例如空气压缩入箱体的压缩机的使用来再装填。然而，为了使EP2749751A1公开的改进涡轮增压器发挥其全部潜力，需要进一步改进和优化。
因此，仍然有进一步改进的需求和空间。
发明内容
本发明的目的在于特别是通过改进涡轮增压器响应度来提供一种改进的涡轮增压器系统和包括改进的涡轮增压器系统的系统。通过利用理想气体物理特性来实现本发明的目的，理想气体物理特性即如果体积恒定则气体压力与气体温度成正比。该物理特性用于本发明所述的涡轮增压器系统中从而实现本发明的目的。本发明的又一目的在于提供坚固和经济合算的涡轮增压器系统。通过从属权利要求实现本发明的进一步优点。本发明适用于轻型和重型车辆、海事车辆、建筑用车辆和工业机器。本发明还涉及包括改进的涡轮增压器系统的车辆。
响应时间的延迟是涡轮增压发动机最迫切的问题之一。有改进响应时间的各种办法，其中一个有利的办法是添加被压缩气体至排气歧管或排气歧管管道以便使涡轮增压器装置旋转加速。然而该方法有各方面可以被改进并且还期望系统坚固而耐用。
本发明涉及用于车辆的涡轮增压器系统。涡轮增压器系统包括涡轮增压器装置、排气歧管管道、阀门、用于被压缩气体的容器和用于将气体压缩的气体压缩机。涡轮增压器装置包括彼此旋转地耦合且由涡轮增压器罩壳封闭的涡轮增压器压缩机和涡轮增压器涡轮机。在操作期间，来自发动机的排出气体驱动涡轮增压器涡轮机从而驱动耦合的涡轮增压器压缩机。涡轮增压器压缩机为发动机的燃烧室提供额外空气，其中可产生更多动力并且发动机可以更高效率运行。涡轮增压器装置的功能不是本发明的一部分并且被认为属于常识。
排气歧管管道被布置为与涡轮增压器装置的涡轮增压器涡轮机的进口流体连通。排气歧管管道还被布置为与容器流体连通。容器又被布置为与被构造为提供被压缩气体至容器的气体压缩机流体连通。阀门布置在排气歧管管道与容器之间并且被构造为控制从容器至排气歧管管道的气流。阀门使得通过关闭阀门可通过使用气体压缩机在容器内积聚气体压力。通过随后在预定的脉冲持续时期期间打开阀门可将来自容器的被压缩气体供至排气歧管管道。阀门的打开产生了来自容器的气体的气体脉冲，增加了排气歧管管道内的压力，由此增加了排气歧管管道内的气流。
将产生的气体脉冲从容器供至与涡轮增压器装置的输入端流体连通的排气歧管管道，导致涡轮增压器涡轮机的额外旋转并且由此导致涡轮增压器压缩机的初始压缩机旋转加速。这将改进涡轮增压器装置的响应度。
涡轮增压器系统进一步包括冷却工具和加热工具。
冷却工具布置在气体压缩机与阀门之间因此布置在布置容器处，或布置在压缩机处，并且被构造为降低由气体压缩机提供的被压缩气体的温度或使其冷却。
加热工具布置在阀门与涡轮增压器涡轮机的进口之间，例如布置于排气歧管管道。加热工具被构造为在供至涡轮增压器涡轮机的进口之前增加被压缩气体的温度或使其加热，并且布置在阀门与涡轮增压器涡轮机的进口之间。
有很多不同的方式可以提供加热工具和冷却工具，说明书中公开了其中一些。例如可通过被压缩气体在供至排气歧管管道或阀门与涡轮增压器涡轮机的进口之间的其它适宜位置之前与再循环的热排出气体混合来提供加热工具，通过供给气体穿过布置在阀门与排气歧管管道之间的导热管道，气体通过暴露于热排气歧管被加热，来提供加热工具，或通过加热一部分排气歧管管道来提供加热工具。
气体压缩机能够供至容器的气体量受到阀门和容器被设计成能承受的压力和气体压缩机的性能(即气体压缩机的压缩速率和压缩压力)的限制。因此，容器内被压缩气体的再装填时间和最大量受到气体压力的限制。
冷却工具的目的是冷却或降低气体压缩机供至容器的被压缩气体的温度。冷却工具的构型、气体的压缩速率和用于供给压缩机的气体类型决定了气体温度的下降。气体的压缩增加了气体的温度，其常常被称为压缩热。因此，不论供给至压缩机的气体是什么(只要气体不比外界空气的温度低太多)，通过例如使用翅片式换热器作为冷却工具可降低被压缩气体的温度，被压缩气体穿过冷却工具来供给。根据本发明的一个方面，外界空气被供给至气体压缩机并且随后在压缩期间空气温度已经增加之后，被压缩气体的温度降回外界空气的温度。然而，如果热的排出气体用作供给至压缩机的气体，则被压缩气体温度的下降可能更多。被压缩气体的温度越高，冷却工具越有效，被压缩气体温度的潜在降低越多。
通过降低供至容器的被压缩气体的温度，被压缩气体提供的气体压力将减小。这样的效果是在更短的再装填时间期间通过气体压缩机可将更多的气体供至容器。
随后，通过在预定的持续时间期间打开阀门从而产生空气脉冲，被压缩气体经由加热工具从容器直接或间接地供至排气歧管管道。根据本发明，加热工具设置在阀门与排气歧管管道之间。加热工具的目的是增加产生的气体脉冲的温度或使其加热。
产生的气体脉冲的喷射将增加排气歧管管道内的气体压力，但是通过还增加产生的气体脉冲的温度，气体将膨胀并且气体压力的增加将变得更多。增加排气歧管管道内的气体压力具有的效果是涡轮增压器装置的涡轮增压器涡轮机比仅仅通过产生气体脉冲加速的更多。
因此，通过首先使用冷却工具来降低被压缩气体的温度并且在预定的持续时间期间打开阀门从而产生气体脉冲之后，随后通过使用加热工具增加气体温度，添加被压缩气体从而使涡轮增压器压缩机旋转加速由此改进涡轮增压器装置响应度的效果将被显著加强。这就使得能够使用更小的容器，不施加用于形成气体脉冲的气体的冷却和加热是可能的。
取决于车辆发动机的设计和冷却工具所要求的冷却特性，最适宜的可能是要么例如通过为气体压缩机设置冷却翅片来将冷却工具布置在气体压缩机处，要么像随后进一步详细公开的那样将冷却工具设置于可为容器一部分的至少一个管路或箱体。对于某些发动机设计和冷却要求，分布在容器、容器的箱体、容器和/或压缩机管路上的冷却工具可能是最适宜的方式。
应该注意，小箱体的优点在于轻质并且从包装的角度是有益的但需要经常再充填。更大的箱体不那么经常需要再充填，但可能比较沉重并且从包装的角度来看不那么有益。
本发明的涡轮增压器装置可为已知任意类型的涡轮增压器，例如双涡流涡轮增压器、可变喷嘴涡轮涡轮增压器或双级涡轮增压器。根据本发明的一方面，被压缩气体优选经由形式为空气过滤器的气体供应工具供给至压缩机的外界空气。根据另一方面，被压缩气体是排出气体。如果排出气体用作被压缩气体，优选从颗粒过滤器的下游提取排出气体以免污染涡轮增压器构件。
对于使用排出气体但未从颗粒过滤器下游提取排出气体的其它方面来说，在排气泄放高峰期间可完成排出气体至容器的供给。还可能使用来自涡轮增压器装置的增速压力作为供给至气体压缩机的气体。此处的被压缩气体，优选空气、排出气体或来自涡轮增压器的增速空气的气体，将仅称为被压缩气体。还可能使用排出气体或增速压力来驱动气体压缩机。压缩机也可通过电力或其它适宜的工具被驱动。
根据本发明的一个方面，提供了包括之前公开的涡轮增压器系统和排气歧管的用于车辆的系统。排气歧管被构造为与排气歧管管道和容器流体连通。根据本发明的该方面，阀门和容器被布置为在预定脉冲持续时期期间将被压缩气体供至排气歧管，用于涡轮增压器涡轮机的初始旋转加速以及由此旋转耦合的涡轮增压器压缩机的初始旋转加速。
排气歧管连接于排气歧管管道，使得排气歧管和排气歧管管道流体连通，或歧管管道可为排气歧管的一部分。气体脉冲被供至排气歧管还是排气歧管管道并不重要，因为排气歧管和排气歧管管道被设定为流体连通。喷射入排气歧管的气体脉冲将以实质上与气体脉冲被直接喷射入排气歧管管道相同的方式增加气体压力和穿过排气歧管管道的气流。从阀门至排气歧管或排气歧管管道的气体流路还包括至少一个管路。对于本发明获得预期效果重要的是通过控制阀门从而产生来自容器的气体脉冲，并且为了额外的效果随后加热气体脉冲，增加排气歧管管道内的压力以便加强涡轮增压器涡轮机的旋转加速。例如如果加热的气体脉冲被喷射入排气歧管或进入排气歧管管道则获得该效果。
自然，车辆包括至少一个控制单元，其控制包括涡轮增压器系统和所有相关构件(例如阀门和传感器)的系统的功能。控制单元不局限于单个的控制单元。控制单元可包括车辆的多个相互作用的控制单元和局部控制器。这也可称为车辆的计算机。根据本发明，公开了控制单元可连接于用于调节脉冲持续时间周期的独立脉冲调节单元。
根据本发明的另一方面，容器包括箱体和至少一个箱体管路，其中箱体和箱体管路彼此直接流体连通。容器的总体积由布置在气体压缩机与阀门之间的若干构件(例如管路和箱体)限定。该体积越大，能够储存在容器内的被压缩气体越多，添加被压缩气体至排气歧管或排气歧管管道的效果越好，冷却容器的被压缩气体的效果越有效。
应该注意，根据本发明的某些方面，容器的体积可以实质上等于容器的箱体的体积，意味着容器的可能存在的管路的体积相对于箱体的体积来说是可以忽视的。根据其它方面，管路的体积相对于箱体的体积来说更显著。
根据本发明的一个方面，管路可设置在阀门与箱体之间。根据另一方面，管路可设置在箱体与气体压缩机之间。对于本发明的这两个方面，容器的总体积由箱体的体积和各个管路的体积限定。根据第三方面，阀门与箱体之间以及箱体与气体压缩机之间可以都有管路。使用至少一个管路可有利于车辆的例如包括箱体、气体压缩机和涡轮增压器装置的发动机构件的包装。
根据本发明的另一方面，容器形式为连接气体压缩机与阀门的仅一个管路。对于本发明的该方面，容器的体积由管路体积限定。本发明的该方面具有的优点在于不需要考虑提供了额外重量和包装限制的箱体。
根据本发明的一个进一步的方面，冷却工具包括容器的管路，其中管路布置在气体压缩机与容器的箱体之间。对于本发明的该方面，由气体压缩机提供的被压缩气体在供至容器的箱体之前被冷却。气体供至容器之前冷却被压缩气体是有效方式，并且从设计的角度来看是有利的方式，从而提供期望的被压缩气体温度的降低。例如，根据本发明一个这方面的示例，冷却工具形式为翅片式换热器。翅片式换热器可包括形成连接气体压缩机与箱体的容器管路的管道，其设置有以实质上垂直于管道方向的方向从管道延伸出的冷却凸缘。
根据什么对特定实施最有效，可以不同的方式构造冷却凸缘的方向和延伸。例如通过提供最佳冷却和从相对于成本和坚固性的包装角度来看最适宜的构型来确定对于实施最有效的构型。
当内燃发动机运行时，由于燃烧过程产生热量以及由于产生热的排出气体，首要产生热能。燃烧过程和热的排出气体的循环加热了若干发动机构件例如排气歧管。
根据本发明的方面，加热工具形式为如此布置的导热管道从而至少一部分导热管道沿排气歧管的表面引导和接触，或加热工具形式为被布置为形成于排气歧管的制品(goods)内的至少一个通道的导热管道。因此，导热管道要么被布置为平行于排气歧管表面延伸且与其接触的管道要么作为形成于排气歧管的制品内的一个或多个通道。形成于排气歧管内的通道越多，热传递越好，因为形成导热管道的通道的总内表面更大。因此能够传递热能，形式为热量可以从热排气歧管被传递至加热工具的导热管道。加热的导热管道又可以加热流经管道的所产生的气体脉冲。
根据本发明的一个方面，导热管道可为布置于排气歧管外部的管道，使得来自排气歧管的热量加热导热管道，以及由此加热流经管道的产生的气体脉冲。至少一部分导热管道例如可在排气歧管表面上被引导。根据本发明的另一方面，导热管道可为形成为在排气歧管的制品内例如在模压排气歧管期间钻孔或形成的通道的管道，其中来自排气歧管的热量将加热流经所形成管道的所产生的气体脉冲。
根据本发明的方面，加热工具的重要特性是用于增加所产生气体脉冲的气体温度的热能源自于热发动机构件，例如排气歧管的制品或热排放气体再循环(EGR)管路。所产生气体脉冲的气体温度的增加不应当归因于较冷的早先被压缩气体和热排出气体的混合。因此，对于本发明的方面来说，重要的是在喷射至排气歧管或排气歧管管道之前通过加热工具加热产生的气体脉冲，例如通过在热排气歧管处或内的导热管道内传导。
根据本发明的一个实施例，加热工具的形式为，产生的气体脉冲(优选空气脉冲)在喷射至排气歧管或排气歧管管道之前在排气再循环系统(EGR)中混合。在EGR系统内的混合增加了气体脉冲的温度，从而增加了所产生的气体脉冲提供的气体压力。对于本发明的这一方面，通过热EGR管路提供用于增加喷射气体温度的热能，热EGR管路由于其暴露于热的再循环排出气体故连续地被加热。
双层歧管由于其低重量其使用是有利的，双层歧管即被模制为至少部分中空的歧管，其中歧管的至少一部分已被钻出等等。根据本发明的又一方面，其中车辆的排气歧管为双层歧管，通过产生的气体脉冲能够流经双层歧管的空腔来提供加热工具。双层歧管可包括在热排气歧管内形成通道的空腔。通过在进入排气歧管或排气歧管管道之前令产生的气体脉冲流经该通道，所产生的气体脉冲可被有效地加热。这对于带有双层歧管的车辆来说是提供加热工具的有空间和成本效率的方式。
既降低气体温度又增加气体压力促进形成冷凝物。因此，如果被压缩气体含有任何湿度，则在通过气体压缩机将气体压缩和通过冷却工具降低气体温度期间，具有将形成冷凝物的迫切风险。例如外界空气通常含有湿度并且排出气体也含有由于燃料燃烧期间发生化学反应而产生的湿度。
根据本发明的一方面，容器的管路布置在气体压缩机与容器的箱体之间，其中管路使得气体压缩机与箱体彼此流体连通。管路包括管路布置于气体压缩机的第一末端，和第二末端，其中管路的第二末端设置在管路与布置于箱体的第一末端的相反末端处。此外，管路可以相对于车辆纵向成一倾斜角度设置，其中第一末端相对于第二末端升高从而形成于管路和/或压缩机内的冷凝物排出至箱体。
因此，根据本发明的另一方面，箱体设置有排放管。排放管布置在箱体的下部处，优选箱体的最下部处或附近，使得形成于箱体内的冷凝物可被收集在箱体的该下部处并且可穿过排放管从箱体排出。而且，形成于气体压缩机内或连接气体压缩机与箱体的管路内排出至箱体的冷凝物可在箱体的下部处被收集并且随后从箱体排出。
沉淀污物可连同排出的冷凝物被移除。从耐用性的角度来看，排出冷凝物和沉淀污物是优点。此外，排放管的使用消除了为系统添加减湿器的需要。
根据本发明的一个方面，可能包括箱体和/或至少一个管路的容器由金属(例如铝或不锈钢)制成，从而承受所形成冷凝物导致的锈蚀。容器的内表面可做表面处理以便承受锈蚀。
根据本发明的不同方面，气体压缩机和容器可为车辆的气动底盘悬架和/或气压制动器系统的一部分。气体压缩机可布置在发动机舱内。
本发明的阀门可为脉冲宽度调制阀门。所使用的脉冲调制阀门优选被构造为在弱电流下关闭并且当施加强电流时打开。也可使用伺服辅助阀门。阀门优选被安装为尽可能靠近加热工具以便最大化容器的体积。因此，根据来自排气歧管的热量用于提供加热工具的方面，阀门优选直接安装于或至少很靠近排气歧管。
在本发明的方面中，阀门不直接布置于加热工具，管路可布置在阀门与加热工具之间。
根据本发明的一个实施例，具有以下参数的系统是成立的：
阀门(其中阀门为脉冲宽度调制类型的阀门)被构造为具有25-100ms(微秒)的打开响应时间和50-200ms的关闭响应时间。
阀门的直径实质上为5-6mm(毫米)。
阀门进一步被构造为在500ms内排空容器的大约90％。
被布置为将气体压缩机连接于容器的箱体的容器管路(因此气体压缩机被设定为经由穿过该管路的气流与箱体流体连通)被构造为具有实质上4-5mm的内径。
从箱体延伸至阀门的容器管路(其中通过使用阀门可控制从箱体穿过该管路的气流)被构造为具有实质上12-15mm的内径。
容器的总体积实质上为2.0升，其中容器的箱体的体积实质上为1.7升并且容器的存在的管路实质上为0.3升。
压缩机为400W的电压缩机。
根据另一方面，阀门的直径可实质上为10-13mm。根据又一方面，容器具有0.5-8升的体积，优选1-2.5升。
本发明的例证实施例具有如下优点：带有所列尺寸的构件共同工作并且当今这种构件可以合理的价格获得且它们满足坚固和耐用性的要求。
本发明的主要优点在于通过添加气体压缩机、容器和阀门就能够在任何现有的涡轮增压器系统上实施。
本发明还涉及包括根据之前公开的任何方面或其任意组合的系统的车辆。本发明对于海事车辆、建筑用车辆或工业机器例如铲车来说是特别有利的。
附图说明
下面结合若干附图描述本发明，其中：
图1示意性地公开包括系统的车辆，该系统又包括根据本发明一个实施例所述的涡轮增压器系统，
图2示意性地公开包括系统的发动机，该系统又包括根据本发明一个实施例所述的涡轮增压器系统，
图3示意性地公开包括系统的发动机，该系统又包括根据本发明另一实施例所述的涡轮增压器系统。
具体实施方式
图1公开了包括发动机3的车辆1，其中发动机3设置有涡轮增压器20。发动机3和涡轮增压器20以及其它未清楚公开的发动机部件受到发动机控制单元4的控制。
图2示意性地公开了根据本发明用于车辆1的涡轮增压器系统10。涡轮增压器系统10包括涡轮增压器20、用于被压缩气体的容器30、阀门70、排气歧管管道40和气体压缩机80。涡轮增压器系统10是还包括排气歧管60的系统11的一部分。涡轮增压器包括涡轮增压器压缩机21和涡轮增压器涡轮机22。
排气歧管管道40与涡轮增压器20的涡轮增压器进口50流体连通，其中进口50与涡轮增压器涡轮机22流体连通。排气歧管管道40进一步与排气歧管60流体连通。排气歧管60又与容器30流体连通。容器30与气体压缩机80流体连通。
当气体压缩机80运行时产生气流，该气流源自气体压缩机80并可能依次流经：容器30，阀门70(若打开)，排气歧管60，排气歧管管道40至涡轮增压器20。气流由箭头A表示。
在图2公开的实施例中，容器30包括箱体31和第一管路32，其中第一管路32直接连接以与箱体31流体连通并且其中第一管路32布置在箱体31相对于源自气体压缩机80的由箭头A所示的气流的下游。
容器30的第一管路32与排气歧管60流体连通，并且经由排气歧管60到达排气歧管管道40。在容器30与排气歧管60之间，在图2的实施例中容器30的第一管路32与排气歧管60之间，布置有阀门70。阀门70被构造为控制从容器30至排气歧管60的气流。
在图2所示的本发明实施例中，由箱体31和第一管路32的体积形成容器30的总封闭体积。在本发明的其它未示出的实施例中，可仅由直接连接于排气歧管/排气歧管管道的箱体形成容器，其中阀门被布置为控制容器的箱体与排气歧管/排气歧管管道之间的气流，使得箱体和排气歧管/排气歧管管道流体连通。对于这种实施例，容器的总封闭体积是箱体的体积。在本发明其它未示出的实施例中，可仅由管路形成容器，其中在存在阀门的情况下管路使气体压缩机与排气歧管流体连接，其中容器的总封闭体积是管路的体积。
气体压缩机80被构造为当运行时压缩适宜气体，该适宜气体临时储存在容器30中。通过控制控制从容器30至排气歧管60的气流的阀门70，能够在预定的持续时期期间通过打开阀门70形成气体脉冲。通过打开阀门70并由此将气体脉冲喷射至排气歧管60内，排气歧管60内以及由此排气歧管管道40内的气流增加。这样的效果就是涡轮增压器涡轮机22将旋转加速，增加涡轮增压器涡轮机22的转速。增加涡轮增压器涡轮机22的转速将增加旋转耦合的涡轮增压器压缩机21的转速，其中实现发动机1的额外增速。因此，如图2公开的涡轮增压器系统10或包括涡轮增压器系统10的系统11可用于改进涡轮增压器20的响应度。
然而，通过优化系统11，能够进一步改进系统11、进一步减少涡轮增压器的响应时间。
涡轮增压器系统10和包括涡轮增压器系统的系统11的实施例还包括冷却工具90和加热工具100。
如图2所示的本发明实施例的冷却工具90包括容器30设置有冷却翅片91的第二管路33。例如通过将驾驶车辆1时产生的气流引导穿过冷却工具90的冷却翅片91，由气体压缩机80提供的流经第二管路33至箱体31的被压缩气体可被冷却。
如图2所示的本发明实施例的加热工具100包括布置于排气歧管60的导热管道101。燃料燃烧期间产生的热能将加热排气歧管60，其中热排气歧管60将加热加热工具100的导热管道101。导热管道101的加热又将加热流经导热管道101的所产生的气体脉冲。
冷却工具90使得被压缩气体在被供给至容器30之前其温度能够降低。这样的效果是降低了被压缩气体的压力，其中气体压缩机80能够压缩和提供更多待供给至容器的气体。因此，增加了被压缩气体的密度。
加热工具100随后增加所产生的气体脉冲的温度。增加气体例如所产生的气体脉冲的温度将增加气体压力并且因此形成增加的气流。因此，通过增加气体脉冲的气体温度，由气体脉冲所致的压力增加将变得更加显著。
排气歧管60内压力的额外增加增加了穿过排气歧管60的气流，并且由此增加了流体连接的排气歧管管道40内的气流，这就提供了涡轮增压器涡轮机22的额外旋转加速并且由此进一步提高了涡轮增压器20的响应度。
图2中仅公开了一个关于可以如何提供冷却工具的示例和一个关于可以如何提供加热工具的示例。上述说明书中公开了提供冷却工具和加热工具的其它可能的方式。
图2公开了系统10包括与排气歧管管道40流体连通的排气歧管60。在图2中，箱体31被布置为在预定脉冲持续时期期间将气体推入排气歧管60，用于涡轮增压器20内初始压缩机旋转加速。在图2中，容器30包括箱体31和第一管路32，其中箱体31经由第一管路32连接于排气歧管60且与其流体连通。然而箱体可经由管路(未示出)直接连接于排气歧管管道或排气歧管系统与涡轮增压器流体连通的任意其它部分。
图2公开了可通过用于将气体压缩入容器30的气体压缩机80再装填的容器30。被压缩气体优选为空气、排出气体或任意其它适宜的气体。被压缩气体优选由气体供应装置81供至气体压缩机80。如果被压缩气体是空气则气体供应装置81可能形式为空气过滤器等等。
图2公开了涡轮增压器20的基本原理，其中涡轮增压器20被来自发动机3的排出气体所驱动，并且其中涡轮增压器将来自进气口23的空气经由发动机3的发动机进气口24和进气歧管25压缩入发动机3。
当容器30的被压缩气体温度降低并且容器30的压力增加时，具有相关构件内将形成冷凝物的迫切风险。
图2进一步公开了本发明所公开实施例的第二管路33相对于车辆1的纵向成一倾斜角度设置。第二管路33的第一末端被布置于气体压缩机80并且相对于第二管路33的第二末端升高，其中第二管路33的第二末端设置在第二管路33与第一末端的相反末端处。第二管路33的第二末端被如此布置于箱体31以使形成于第二管路33和/或压缩机80内的冷凝物排出至箱体31。箱体31进一步设置有排放管36，其中形成于压缩机80、第二管路33或箱体31内的冷凝物可穿过排放管36排出。
图3公开了本发明与图2实施例相同的另一个实施例，区别仅在于：在图3所示的实施例中，加热工具100a，其在图3公开的实施例中的形式也为导热管道101a，但比图2中加热工具100的导热管道101更短。使用更短的导热管道101a作为加热工具100a可导致加热工具100a的加热效果稍差。
图2和3公开的冷却工具90和加热设备100、100a仅是相应装置的两个示例。例如如说明书公开的其它方式也能够达到冷却工具降低被压缩气体温度使得气体压力减少的预期效果和加热工具增加所产生气体脉冲的温度使得气体压力增加的的预期效果。

Claims (15)

1.一种用于车辆(1)的涡轮增压器系统(10)，其中所述涡轮增压器系统(10)包括：
涡轮增压器装置(20)、排气歧管管道(40、40a)、阀门(70)、用于被压缩气体的容器(30)和用于将气体压缩的气体压缩机(80)，
其中所述涡轮增压器装置(20)包括涡轮增压器压缩机(21)和涡轮增压器涡轮机(22)，
其中所述排气歧管管道(40、40a)：
被布置为与所述涡轮增压器装置(20)的涡轮增压器进口(50)流体连通，并且
被布置为与所述容器(30)流体连通，
其中所述容器(30)进一步被布置为与所述气体压缩机(80)流体连通，
其中所述气体压缩机(80)被构造为提供被压缩气体至所述容器(30)并且
其中所述阀门(70)被布置在所述排气歧管管道(40、40a)与所述容器(30)之间并且其中所述阀门(70)被构造为控制从所述容器(30)至所述排气歧管管道(40、40a)的气流，使得
来自所述容器(30)的被压缩气体能在预定脉冲持续时期期间被供至所述排气歧管管道(40、40a)，用于所述涡轮增压器压缩机(21)的初始压缩机旋转加速，其特征在于：
所述涡轮增压器系统(10)进一步包括被构造为降低由所述气体压缩机(80)提供的所述被压缩气体的温度的冷却工具(90)，其中所述冷却工具(90)被布置在所述气体压缩机(80)与所述阀门(70)之间或在所述气体压缩机(80)处，并且在于：
所述涡轮增压器系统(10)包括被构造为在供至所述排气歧管管道(40、40a)之前增加所述被压缩气体的温度的加热工具(100、100a)，其中所述加热工具(100、100a)被布置在所述阀门(70)与所述涡轮增压器涡轮机(22)的进口(50)之间。
2.一种用于车辆(1)的系统(11)，其中所述系统(11)包括排气歧管(60)和根据权利要求1所述的涡轮增压器系统(10)，其中所述排气歧管(60)与所述排气歧管管道(40、40a)流体连通并且与所述容器(30)流体连通，并且其中所述阀门(70)和所述容器(30)被布置为在预定脉冲持续时期期间提供被压缩气体至所述排气歧管(60)，用于所述涡轮增压器压缩机(21)的初始旋转加速。
3.一种根据前述权利要求任意一项所述的系统(10、11)，其中所述容器(30)包括箱体(31)和至少一个管路(32、33)，其中所述箱体(31)和所述管路(32、33)彼此直接流体连通。
4.根据权利要求3所述的系统(10、11)，其中所述冷却工具(90)包括所述容器(30)的管路(33)，其中所述管路(33)被布置在所述气体压缩机(80)与所述容器(30)的所述箱体(31)之间，使得由所述气体压缩机(80)提供的所述被压缩气体在供至所述箱体(31)之前被冷却。
5.根据权利要求4所述的系统(10、11)，其中所述冷却工具(90)的形式为翅片式换热器，其中所述翅片式换热器包括所述容器(30)的设置有冷却凸缘(91)的管路(33)，所述冷却凸缘(91)沿实质上垂直于所述管路(33)方向的方向从所述管路(33)延伸出。
6.根据权利要求2所述的系统(10、11)，其中所述加热工具(100、100a)的形式为导热管道(101、101a)，所述导热管道(101、101a)被布置为使得所述导热管道(101、101a)的至少一部分沿所述排气歧管(60)的表面引导并与所述排气歧管(60)的表面接触，或者
所述加热工具(100、100a)的形式为导热管道(101、101a)，所述导热管道(101、101a)被布置为形成于所述排气歧管(60)制品内的至少一个通道，
使得热量能从所述排气歧管(60)传递至所述加热工具(100、100a)的所述导热管道(101、101a)。
7.根据权利要求2所述的系统(10、11)，其中所述排气歧管(60)是双层歧管并且其中所述加热工具通过使气体流经所述双层歧管的空腔来提供。
8.一种根据权利要求3所述的系统(10、11)，其中所述容器(30)的管路(33)被布置在所述气体压缩机(80)与所述容器(30)的所述箱体(31)之间，其中所述管路(33)使得所述气体压缩机(80)与所述箱体(31)彼此流体连通，并且其中：
所述管路(33)以一倾斜角度设置，其中所述管路(33)的第一末端被布置于所述气体压缩机(80)并且相对于第二末端升高，其中所述管路(33)的所述第二末端设置在所述管路(33)与所述第一末端相反的末端处，其中所述管路(33)的所述第二末端被布置于所述箱体(31)，使得形成于所述管路(33)内和/或所述压缩机(80)内的冷凝物被排出至所述箱体(31)。
9.根据权利要求3所述的系统(10、11)，其中所述箱体(31)设置有排放管(36)，其中所述排放管(36)被布置在所述箱体(31)的下部处使得形成于所述箱体(31)内的冷凝物能从所述箱体(31)排出。
10.根据权利要求2所述的系统(10、11)，其中所述气体压缩机(80)和所述容器(30)是所述车辆(1)的气动底盘悬架和/或气压制动器系统的一部分。
11.根据权利要求2所述的系统(10、11)，其中所述阀门(70)被构造为具有：
25-100ms的打开响应时间以及
50-200ms的关闭响应时间。
12.根据权利要求2所述的系统(10、11)，其中所述阀门(70)被构造为在500ms内排空所述容器(30)的90％。
13.根据权利要求3所述的系统(10、11)，其中被布置为将所述气体压缩机(80)连接于所述箱体(31)的管路(33)被构造为具有实质上4-5mm的内径，其中所述气体压缩机(80)被设定为经由所述管路(33)与所述箱体(31)流体连通。
14.根据权利要求3所述的系统(10、11)，其中从所述箱体(31)延伸至所述阀门(70)的管路(32)被构造为具有实质上12-15mm的内径，其中从所述箱体(31)穿过所述管路(32)的气流能通过使用所述阀门(70)来控制。
15.一种车辆(1)，包括根据前述权利要求任意一项所述的系统(10，11)。
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