CN117999413A - 增压式内燃机 - Google Patents

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克雷格·N·海山
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Abstract

一种增压式内燃机,与可变排量增压器可驱动连接,所述可变排量增压器经操作能够响应发动机的可变功率要求,向发动机持续供应可变量的空气。可变排量能力消除了固定排量增压器的排气损失,大大减少了对进气节流的需求。所述装置还提供了一种空气电动机驱动模式,当发动机进气歧管低于大气压力时,所述模式可将发动机节流损失的一部分作为正功率返回至发动机曲轴。

Description

增压式内燃机
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年9月10日提交的第63/242984号美国申请的优先权。
技术领域
本发明属于增压式内燃机技术领域。增压器运行的作用是根据内燃机的功率要求,有效地向内燃机供应可变量的空气。
背景技术
当严格控制空气燃料比时,内燃机的效率通常更高,污染更少。非增压自然吸气式内燃机中的空气受发动机气缸在大气压力下可容纳空气量的限制。采用增压器和鼓风机提高进入发动机的空气流量,使发动机能够产生比自然吸气发动机更大的功率,实现发动机控制。已经开发出了现有技术装置,这些装置可从增压器提供可变空气流量,包括用于驱动增压器的变速传动装置、用于驱动增压器的电动机、用于限制进入增压器的空气流量的节流进气系统、用于将已经压缩的过量空气释放回增压器大气进气口的排放旁通阀。这些现有技术装置并未提供效率、可靠性和成本效益的最佳组合。为内燃机提供空气的现有技术增压器包括以下几种。
P.H Roots在第30157号美国专利中公开了一种旋转式鼓风机,其具有置于外壳腔室内的两个转子。每个转子上固定有齿轮,既用于时间传动,也用于动力传输。齿轮传动装置运行时可使每个转子同时旋转,将空气从进气口移动至出气口。转子具有啮合凸角,凸角沿相反方向旋转,迫使气团通过出气口,防止空气流回进气口。转子的转速在很大程度上决定了鼓风机排出的空气的容积。由于缺乏内部压缩和高效的部分增压控制,罗茨鼓风机的热效率较低。在增压压力较高的情况下,这种影响变得更加明显。1930年的宾利汽车就采用了罗茨鼓风机。
H B.Wagenius在第3088658号美国专利中公开了一种正排量空气压缩机,其具有容纳凸形转子和凹形转子的外壳。外壳包括低气压进气口,在凸形转子和角度可调阀门之间的壁上有槽或开口。阀门为可旋转的圆柱形构件,可按顺序关闭开口,使空气先膨胀后压缩,然后空气通过空气高压口逸出。阀门旋转改变了通过压缩机的空气量。
L.B Schibbye在第3108740号美国专利中公开了一种空气压缩机,其具有阀门结构,用于改变压缩机的容量,以产生介于最小部分容量和最大容量之间的压缩空气。该压缩机具有低压端壁,端壁有进气口,可使空气流向置于外壳中的凸形转子和凹形转子。置于端壁附近的旋转滑阀可绕其中一个转子的轴线同心移动,以调节通过进气口流向转子的空气的容积,从而控制压缩机在其产生的空气的全容量和部分容量之间运行。
D.N.Shaw在第4667646号美国专利中公开了一种内燃机,其与正排量装置结合使用,该正排量装置经操作可向发动机进气歧管输入助燃空气,从而在没有节流阀的情况下控制发动机功率的变化。由发动机操作人员所需的最终功率输出要求决定进入该装置的空气量。该装置具有单个滑阀,用于在预定的最小和最大进气量之间改变其进气容积,从而发动机总功率输出控制功能由该装置的膨胀和压缩系统完成。该系统取代了先前由进气节流阀与带闸门和旁通阀的增压器组合完成的所有功能。螺旋螺杆机形式的装置需要在增压器的压缩侧和进气侧均设置低吹风孔。R.A.Ingalls在第4673344号美国专利中公开了一种螺旋螺杆机的示例,其转子剖面具有最小吹风孔。
J.Oscarsson在第4802457号美国专利中公开了一种与增压器连接的内燃机。增压器的进气口上具有空气容量调节器,用于调节发动机的功率输出。空气调节器是一个滑阀,设置该滑阀的作用是通过操作油门踏板,使空气调节器进行相对于转子的轴向运动,从而改变通向转子的空气通路的大小。滑阀相对于进气通路和螺旋螺杆转子的位置可控制导向发动机的空气量,从而控制发动机的功率输出。
K.Rienas在国际专利申请公开WO 2013/152112中公开了一种旋转式鼓风机,其具有两个进气接头,可改变进气口的几何形状,从而根据内燃机的要求优化旋转式鼓风机产生的最大空气量。该鼓风机具有外壳,外壳具有容纳两个相同凸轮转子的内腔。固定至外壳的进气板具有可旋转地支撑转子的轴承,以及可使空气流向转子的开口。包括正时齿轮的动力传输装置将发动机与转子可驱动连接,使转子响应发动机转速而旋转。进气板内侧具有弧形凹进部,该弧形凹进部面向转子,可容纳空气接头。进气板外侧的扇形齿轮通过在进气板中的弧形槽中延伸的销钉与空气接头连接。执行器与其中一个扇形齿轮可驱动连接,该执行器经操作可使空气接头等速反向旋转。空气接头的移动可改变空气开口的几何形状,从而优化停留时间,使正在旋转的相同转子吸入鼓风机的空气量达到最高容积充填量。执行器通过与发动机控制单元相关联的控制装置来实现,执行器根据发动机的空气量要求移动空气接头,以调节鼓风机产生的空气量。
C.N.Hansen和P.C.Cross在第9797299号美国专利中公开了一种内燃机,其与可变排量增压器结合使用,经操作可根据发动机的功率要求向发动机供应可变量的空气,空气量选择性地从低于大气压力到高于大气压力不等。增压器具有置于外壳内的凸形转子和凹形转子,外壳具有进气口、空气旁通开口和空气旁通通路,用于将旁通空气导向增压器的进气口。可移动地安装在增压器上的往复装置组件经操作可改变其在空气旁通通路中的位置,将未压缩的旁通空气导向增压器的进气口。通过控制往复装置组件相对于空气旁通开口的位置,可改变流向发动机的空气流量,而无需使用节流阀或排放旁通阀,这些阀门会在增压阶段释放已压缩的空气。增压器首先吸入全部空气,然后捕获、压缩并仅输送发动机所需的那部分空气,以满足增压时发动机对所需功率的需求。剩余的空气部分不会被压缩,而是输送回增压器的大气进气口。因此,在增压阶段,驱动增压器所需的功率大大降低,提高了燃油经济性。
发明内容
一种增压式内燃机,包括正排量增压器,所述增压器根据可变发动机载荷下对发动机功率输出的可变需求,提供对输送至内燃机的空气的高效瞬时控制。所述增压器具有空气控制装置,在所有增压发动机载荷条件下,最大限度地降低了驱动增压器所需的寄生功率,从而减少了发动机耗油量。在增压器空气控制装置的第二实施例中,在增压和非增压的所有发动机载荷条件下,驱动增压器所需的寄生功率均降至最低水平,进一步减少了发动机耗油量。本发明的增压器通过改变吸入增压器进气口的空气,改变输送至发动机的空气流量,而在发动机进气歧管压力改变期间,即从低于大气压力到高于大气压力期间,几乎没有节流损失。由于在任何给定时间内,仅发动机所需的空气量被吸入增压器,经过处理后再输送至发动机,因此操作增压器所需的功率降低。通过挡板控制吸入增压器的空气,在工作腔的所需内部容积下,挡板经定位可选择性地逐渐切断和截留进入增压器的空气流量。增压器具有进气口,进气口包括穿过进气端板的轴向空气通路。空气通路将凸形转子和凹形转子与挡板隔开。在空气控制装置的第一实施例中,挡板包括第一挡板和第二挡板,所述第一挡板用于控制穿过凸形空气端口的空气流量,所述第二挡板用于在增压操作条件下控制穿过凹形空气端口的空气流量。根据各自受控进气口所需的挡板行程范围以及转子槽的比例,第一挡板和第二挡板同步沿相反方向同时旋转。在旋转定时中,第一挡板与第二挡板同步,使两个挡板同时以协调的方式打开和关闭。凸形转子具有进气端和排气端。凸形转子进气端具有大体径向的通路,可以提供空气进入的通道,以减少进气阶段开始时在凸形转子、凹形转子和进气端构件之间产生的少量暂时截留真空,同时保持腔室隔离。在增压器空气控制装置的第二实施例中,与空气控制装置的第一实施例相比,挡板具有较大的控制范围,从而为增压器内部工作腔的较小容积提供较大的空气变化和空气控制。容积小和相关的空气小与发动机的工作条件相对应,并且在轻部分载荷功率要求期间,当发动机进气歧管中的压力低于增压器进气口的大气压力时,通常会产生节流寄生损失。在这种运行模式下,增压器可作为气动电动机,通过传动皮带或发动机与增压器之间的其他机械传动连接,将正轴功返回至发动机曲轴。空气控制装置的第二实施例由双构件第一挡板和第二挡板组成,双构件第一挡板用于控制穿过凸形空气端口的空气流量,第二挡板用于控制穿过凹形空气端口的空气流量。根据各自受控进气口所需的挡板行程范围以及转子槽的比例,第一挡板的第一构件和第二挡板同步沿相反方向同时旋转。在旋转定时中,第一挡板的第一构件与第二挡板同步,使两个挡板同时以协调的方式打开和关闭。在发动机运行条件下,需要由10%-50%的增压器排量提供空气时,第一挡板的第二构件随着第一挡板的第一构件一起移动。当发动机运行功率需要的空气量大于50%增压器排量提供的空气量时,第一挡板的第一构件旋转,第一挡板的第二构件则不移动,从而使第一构件中的气流窗口逐渐暴露出来,以增加通过选择50%-100%增压器排量提供的空气容量。凸形转子具有进气端和排气端。凸形转子进气端具有大体径向的通路,可以提供空气进入的通道,以减少进气阶段开始时在凸形转子、凹形转子和进气端板之间产生的少量暂时截留真空,同时保持腔室隔离。空气控制装置的两个实施例的增压式内燃机均采用了正排量增压器或鼓风机,其中包括一种向发动机供应与发动机可变功率要求相对应的可变量空气的方法。大气通过旋转转子吸入到增压器的进气腔中。进气腔中的第一路空气通过进气端构件中的一个或多个第一开口转移至与凸形转子相邻的转子腔。进气腔中的第二路空气通过与凹形转子相邻的进气端构件中的一个或多个第二开口转移。旋转的凸形转子和凹形转子同时将空气通过第一开口和第二开口移动至转子腔。挡板通过在所需的内部工作腔容积下切断和捕获空气,同时调节流经一个或多个第一开口的第一路空气量和流经一个或多个第二开口进入转子腔的第二路空气量。凸形转子和凹形转子响应发动机的运行速度,沿相反方向同时旋转,以根据发动机的可变功率要求,将调节量的空气移动至发动机。
附图说明
图1为增压式内燃机的示意图,所述增压式内燃机与增压器可操作连接,所述增压器用于根据发动机的功率要求向发动机供应空气;
图2为图1所示增压器的放大透视图;
图3为图2的增压器的左侧立面图;
图4为图3的俯视平面图;
图5为沿图3的线5-5拍摄的放大剖视图;
图6为沿图3的线6-6拍摄的剖视图;
图7为图6的进气端的放大剖视图;
图8为与增压器外壳连接的进气口构件近侧的放大透视图;
图9-A为进气口构件远侧的透视图;
图9-B为进气口构件近侧的透视图;
图9-C为多孔盘板已安装到位的进气口构件近侧的透视图;
图10为用于控制进入外壳(包含转子)腔室的最大容积的空气流量的进气端构件和挡板的局部剖面透视图;
图11为用于控制进入外壳(包含转子)腔室的最小容积的空气流量的进气口构件和挡板的局部剖面透视图;
图12为沿图7的线12-12拍摄的放大剖视图,为了清楚查看进气口开口,图中未显示齿轮系或转子;
图13为图12的剖视图,图中齿轮系将挡板定位在打开位置,使进入增压器的空气流量达到最大;
图14为图12的剖视图,图中挡板处于部分关闭位置,减少了进入增压器的空气流量;
图15为图12的剖视图,图中挡板处于关闭位置,以尽量减少进入增压器的空气流量;
图16为多孔盘板近侧的透视图;
图17为图10的凸形转子和凹形转子进气端的透视图;
图18-A为图10的凸形转子和凹形转子出气端的透视图;
图18-B为图10的增压器排气端构件的近端视图;
图19为增压器的透视图,显示了用于使凸形转子和凹形转子旋转的动力传输装置;
图20为增压器凸形转子和凹形转子的第二实施例的俯视平面图;
图21为图20的凸形转子的侧视图;
图22为图20的凸形转子和凹形转子进气端的透视图;
图23为沿图21的线23-23拍摄的透视剖视图;
图24为沿图21的线24-24拍摄的放大剖视图;
图25为沿图21的线25-25拍摄的放大剖视图;
图26为图20的凸形转子和凹形转子排气端的透视图;
图27为沿图26的线27-27拍摄的辅助视图;
图28为增压器外壳及外壳内凸形转子和凹形转子的放大俯视图,图中显示了锥形构件;
图29为增压器排气端构件以及凸形转子和凹形转子排气端的分解透视图;
图30为凹形转子和排气端构件之间平截头体远侧的立面图;
图31为沿图30的线31-31拍摄的剖视图;
图32为平截头体近侧的立面图;
图33为增压器凸形转子和凹形转子的第三实施例的俯视平面图;
图34为图33的凸形转子的俯视平面图;
图35为图33的凸形转子和凹形转子进气端的透视图;
图36为沿图34的线36-36拍摄的剖视图;
图37-A为图33的凸形转子和凹形转子出气端的透视图;
图37-B为图10的增压器排气端构件的近端视图;
图38为沿图34的线38-38拍摄的剖视图;
图39为当挡板设置为在100%内腔容积下关闭进气口时的压容图;
图40为当挡板设置为在75%内腔容积下关闭进气口时75%排量的压容图;
图41为当挡板设置为在其最小设置下关闭进气口时最小排量下的压容图;
图42为空气控制装置第二实施例的透视图,挡板用于控制流入增压器腔室和外壳的最大容积的空气;
图43为进气口构件的透视图,挡板用于控制流入图42所示装置的增压器腔室和外壳的最小容积的空气;
图44为进气口构件的透视图,挡板设置为控制流入图42所示装置的增压器腔室和外壳的中间容积的空气;
图45为图42所示装置的进气端构件远端表面的正立面图;
图46为图42所示装置的进气端构件近端的透视图;
图47为图42所示装置的进气端构件近端的透视图,所述进气端构件连接有多孔板;
图48为控制空气流向图42所示装置的凸形转子的两片式挡板的底座构件近端的放大透视图;
图49为控制空气流向图42所示装置的凸形转子的两片式挡板的提升构件近端的放大透视图;
图50为控制空气流向图42所示装置的凸形转子的两片式挡板的提升构件远端的放大透视图;
图51为控制空气流向图42所示装置的凹形转子的挡板近端的放大透视图;
图52为进气控制装置的放大透视图,闭锁元件用于控制两片式挡板的提升件,所述提升件可控制空气流向图42所示装置的凸形转子;
图53为图52所示可旋转闭锁元件的放大透视图;
图54为图52所示可旋转闭锁元件的放大远端图;
图55为图52所示可旋转闭锁元件的放大近端图;
图56为图52所示可旋转闭锁元件安装底座的放大透视图;
图57为挡板设置为在其图42所示装置最大设置下关闭进气口时最小排量下的压容图;
图58为挡板设置为在图42所示装置的中间排量下关闭进气口时的压容图;
图59为挡板设置为在图42所示装置的第二中间排量下关闭进气口时的压容图;
图60为当挡板设置为在相当于图42所示装置无发动机增压的中间排量下关闭进气口时的压容图;
图61为当挡板设置为在提供图42所示装置正功回复的中间排量下关闭进气口时的压容图;
图62为当挡板设置为在图42所示装置的最小设置下关闭进气口时提供正功回复的最小排量下的压容图。
具体实施方式
一种增压式内燃机10,如图1所示,与增压器11可驱动连接,增压器11经操作可响应发动机10的可变功率要求,向内燃机10持续供应可变量的空气。增压器11通过控制增压条件下吸入到增压器11进气口中的空气量,改变输送至发动机10的空气流量。由于在任何给定载荷条件下,仅发动机10所需的空气被吸入、截留、随后再压缩,因此操作增压器11所需的能量减少。内燃机10为传统内燃机,具有缸体,缸体带四个气缸12,能容纳与曲轴(未显示)连接的活塞,以使驱动轴13旋转。发动机气缸数量可多可少,并且发动机与增压器11可驱动连接。驱动轴13与载荷14连接,例如将动力导向机动车驱动轮的变速器。载荷14可以是发电机、液压泵或其他需要机械供电的机械。发动机10具有进气歧管16,用于将大量空气导向每个气缸12。发动机10产生的废气通过排气歧管17排放至废气处理装置,然后释放到大气中。任何液体燃料,如汽油、天然气或氢气等,通过喷油器18或化油器和其他燃料导入结构导入气缸12。与气缸12相关联的火花点火器19经操作可对气缸12中的空气/燃料混合物进行点火。每个点火器19通过电线与处理器21连接,处理器21包括电子信号控制器,经操作可使点火器19产生电弧,使气缸12中的空气/燃料按定时顺序燃烧。与脚踏板23耦合的控制装置22用于向处理器21提供操作人员需求信号,以响应发动机10操作人员对脚踏板23的启动动作,增加或减少发动机10的功率输出。其他类型的控制装置包括操作人员手持装置和自动速度控制装置,可用于向处理器21提供控制信号。与驱动轴13和载荷14相关联的装置24向处理器21提供关于轴1速度和旋转位置以及载荷14功率要求的信号或电子信息。处理器21为电子控制单元,用于接收与发动机控制参数相关的数据,包括发动机转速、进气歧管压力、发动机扭矩以及环境空气温度和空气压力。空气传感器26通常插装在进气通路34中,并通过电线与处理器21连接。空气传感器26生成空气数据或信号,空气数据或信号传输至处理器21,处理器21将空气流量信号纳入控制增压器11运行的程序中。
如图6所示,增压器11具有主体或外壳28,主体或外壳28具有内腔或孔49,用于容纳转子47和48。转子47和48各有进气端和出气端。进气口构件或板29与外壳28的进气端接合。进气歧管或套管31用紧固件或螺栓30固定在进气口构件29上。如图1所示,固定至套管31的管状构件或套筒33具有通路34,可使大气空气流入套管31内腔32。空气过滤器36可释放地固定至套筒33。置于通路34中的蝶阀37可枢转地安装在套筒33上,并与执行器38可操作连接。执行器38可以是可由处理器21操作的电动控制器,用于在打开位置和基本关闭位置之间移动蝶阀37,在发动机进气歧管压力低于大气条件时,调节通路34中的空气流量。使用时,蝶阀37处于打开位置,使空气通过通路34流入套管31的内腔32。当挡板96和97置于最小空气流量位置时,如果操作人员需要的功率小于发动机10产生的功率,则处理器21向执行器38发出信号,以控制蝶阀37,限制流入增压器11的空气流量,从而限制导向发动机10的空气量。作为对向发动机10供应的有限空气的响应,发动机10的功率随之降低。处于基本关闭位置的蝶阀37还具有调节发动机10怠速状态的功能。
发动机10具有前驱动轴39,前驱动轴39在发动机10运行期间旋转。前驱动轴39与动力传输机构41可操作连接,动力传输机构41将发动机10与增压器11可驱动地耦合。动力传输机构41包括固定在前驱动轴39上的驱动皮带轮42和绕皮带轮42转动的无端环链或皮带43,用于将动力传输至与增压器驱动轴46连接的从动皮带轮44。动力传输机构41使与发动机10运行速度直接相关的增压器驱动轴46转动或旋转,并且通常采用简单的固定速比驱动装置。其他动力传输机构包括齿轮系传动装置或磁力耦合器或离合器,可用于将发动机前驱动轴39与增压器驱动轴46可驱动地耦合。也可使用单独的动力单元,如电动机或液压流体操作式电动机,代替动力传输机构41来操作增压器11。
如图6和图7所示,增压器11具有螺旋状凸形转子47和螺旋状凹形转子48,这两个转子可旋转地置于外壳28内孔51包围的腔室49中。孔51具有两个相交的圆柱形壁,圆柱形壁与转子47和48的外脊相邻。凸形转子47的进气端具有第一轴56,第一轴56通过进气口构件29上的轴承53保持固定。凸形转子47的出气端具有与第一轴56轴向对齐的第二轴54。轴承64将第二轴54支撑在出气口构件57上。凹形转子48的进气端具有第一轴58,第一轴58通过进气口构件29上的轴承59保持固定。凹形转子48的另一端具有第二轴61,安装在出气口构件57上的轴承63套在第二轴61上。第二轴61与驱动轴46耦合,从而使凹形转子48通过发动机10旋转。动力传输装置66将驱动轴46和凹形转子的轴61与凸形转子47的轴54可驱动连接,从而使凸形转子47与凹形转子48同时旋转,使空气穿过外壳28的腔室49。凸形转子47和凹形转子48绕平行轴向轴线沿相反方向旋转。动力传输装置66包括固定至凸形转子47的轴54的第一正齿轮65和固定至凹形转子48的轴61的第二正齿轮68。如图10、11和19所示,齿轮68的直径大于齿轮65的直径,由此凸形转子47的旋转速度大于凹形转子48。固定至出气口构件57和轴密封件的盖子67将动力传输装置66限制在封闭腔室74中,以保护动力传输装置66不受外部环境因素的影响。
如图6、图7、图10和图11所示,增压器11的空气控制装置69置于套管31的前室70中。空气控制装置69根据发动机10在可变发动机载荷下对所需功率的可变需求,确定流经进气口构件29进入转子47和48的空气的截止容积。进气口构件29具有平直前表面71A和平直后表面71B。如图7、图8和图9所示,弧形板75固定至进气口构件29。板75的前表面75A与构件29的前表面71A横向间隔开。表面71A和75A为阶梯形偏移表面,可使挡板96在挡板96和97同时全行程旋转时,旋转到板75下方的空间或凹处100。从表面71A延伸出来的第一圆柱形管状凸台73具有开口74,用于容纳凹形转子轴58的轴承59。从表面71A延伸出来的第二圆柱形管状凸台76具有开口77,用于容纳凸形转子轴56的轴承53。继续查看图8和图9,进气口构件29具有相对于凸台73和凹形转子轴58呈半圆形分布的多个第一孔、端口或开口78、79、80、81、82、83和84。开口78-84中的每个开口具有相同的大体呈矩形的向内锥形形状,开口的径向长度与凹形转子48上的径向凹槽相对应。开口78-84与大体径向壁94B周向间隔开,并与凹形转子48凹槽的开口进气端轴向对齐。使用时,开口78-84的数量、大小、形状和周向排列可以变化。开口78-84选择性地允许空气从前室70流入凹形转子48的凹槽。进气口构件29和弧形板75具有相对于开口77和凸形转子轴56呈半圆形分布的多个第二孔或开口86、87、88、89、90、1、92和93。以180度半圆为例,开口86-93呈弧形排列。如图8所示,开口86-93中的每个开口呈逆时针弯曲的矩形。相邻开口之间以径向壁94B隔开,限制了穿过开口86-93的空气流量。相邻开口86-93具有相同的尺寸和形状,并周向间隔开。开口86-93与凸形转子47叶片的进气端轴向对齐。开口86-93的数量、大小、形状和周向排列可以变化。底部开口95位于开口84和93之间。
如图10、11和12所示,空气控制装置69包括第一挡板96和第二挡板97。挡板96具有与套筒99相连的弧形平直叶片98。套筒99可旋转地固定在进气口构件29的管状凸台73上,使叶片98选择性地顺时针和逆时针旋转移动,以选择性地遮盖和打开开口78-84。挡板位置决定了当发生截止和空气被截留时外壳28的腔室49的内部容积。第二挡板97具有与套筒102相连的弧形平直叶片101。套筒102可旋转地固定在凸台76上,使叶片101选择性地沿顺时针和逆时针方向移动,以遮盖和打开开口86-93。挡板97运行的作用是控制通过一个或多个开口86-93流向外壳28的腔室49中的凸形转子47的进气体积。挡板位置决定了当发生截止和空气截留时外壳28腔室49的内部容积。挡板96和97通过齿轮系103同时沿相反方向旋转。如图10所示,齿轮系103具有第一正齿轮104,第一正齿轮104可旋转地安装在与挡板96相邻的凸台73上。齿轮104通过一个或多个紧固件与挡板96连接,由此齿轮104和挡板96可一起旋转。齿轮104和挡板96可采用一体式结构。与正齿轮104可驱动地啮合的第二正齿轮106可旋转地安装在凸台76上。正齿轮106通过一个或多个紧固件与挡板97连接,由此齿轮106和挡板97可一起旋转,以选择性地打开和关闭进气口构件29中的开口86-93。齿轮106和挡板97可采用一体式结构。齿轮106的直径小于齿轮104的直径。如箭头109和111所示,固定在轴108上的驱动正齿轮107与齿轮104啮合,向齿轮104施加扭矩,由此齿轮104在凸台73上旋转,齿轮106在凸台76上旋转。安装在套管31上的执行器112响应处理器21发出的关于发动机10空气要求的操作数据,选择性地使轴108和齿轮107沿相反方向旋转。如图1所示,执行器112位于与处理器21通过电线连接的电动机中。可采用由处理器21控制的其他类型的执行器来操作齿轮系103,以同时旋转挡板96和97,从而控制流入容纳转子47和48的外壳28腔室49并随后截留的空气容积。如图6、图9和图10所示,通过紧固件114和116固定至凸台73和76的杆113可旋转地支撑轴108,并使齿轮107与齿轮104保持驱动啮合。图10、图12和图13显示了挡板96和97处于相对于开口78-84和开口86-93的最大打开位置,可使最大容积的空气在气流切断之前流入增压器11。图11和图15显示了挡板96和97处于相对于开口78-84和开口86-93的关闭位置。图14显示了挡板96和97相对于开口78-84和开口86-93沿相反方向旋转至部分关闭位置,以改变流入增压器11的空气容积。挡板96和97的弧形运动改变了流入增压器11、被增压器11切断并被增压器11截留的空气容积,随后根据发动机10的可变功率要求膨胀、然后压缩并最终输送至发动机10。
继续查看图17和图18,凸形转子47具有多个螺旋凸角或叶片117。从凸形转子47的进气端118到排气端119,叶片117的螺旋角或扭转角可以变化。例如,从转子进气端118到转子出气端119,每个叶片117的扭转角为180度。转子47具有五个周向间隔的螺旋叶片117。轴56从转子47的前端118轴向伸出。轴54与轴56轴向对齐,并从转子47的后端119延伸出来。轴56和轴54可以是单根轴,其穿过转子47轴向延伸并固定在转子47上,凹形转子48具有七个周向间隔的螺旋槽121。相对于凹形转子48上的凹槽121数量,凸形转子47上的叶片117数量可以变化。例如,凸形转子47和凹形转子48的螺旋叶片和螺旋槽数量可以相同。凸形转子47上的每个叶片117都具有凸形外壁122和123,并向外弯曲至螺旋顶脊124。凹形转子48的每个凹槽都具有U形凹壁126,其大小和形状与凸形转子47的凸形外壁122和123互补。叶片117和凹槽121具有对称剖面,在旋转的转子47和48的容积增大阶段和容积减小阶段,对称剖面基本上不会出现空气泄漏。在增压器11的进气阶段、空气膨胀阶段和空气压缩阶段,转子47和48的转子间隙以及外壳28的转子间隙使通过转子47和48从转子47和48进气端移动至排气端的空气的通气孔泄漏最小。
如图9-A、9-B和9-C所示,凸形转子47的进气端118具有平直横向面,该横向面与进气口构件29的平直内壁71B相邻。该面从轴56径向延伸至叶片117顶脊124的外缘。多个径向通路或凹处128A、129A、130A、131A和132A与凸形转子47前端118所在的面相通。每个通路128-132具有位于每个叶片117尾部壁上的外开口端,以从通路133通过通路128-132向转子47、转子48和进气口构件29表面71B之间的容积中提供自由流动的气源,防止在转子47和48端部的初始啮合阶段,暂时产生真空以及与这种真空相关的噪声和损耗。
如图18-A和18-B所示,凸形转子47具有远端或排气端面134,端面134从轴54径向延伸至叶片117的顶脊124。排气端面134上设有多个径向通路136、137、138、139和140。每个叶片117的排气端具有通路,其弯曲外端141与叶片117的前侧相通,用于将空气从转子47、转子48和端构件57之间的空间通过通路149排入凹处145,将空气排出增压器11的空气通路146。
继续查看图19,管状构件或导管144固定至外壳28的顶壁。导管144具有通路146,通路146与转子47和48上方腔室49的远端相通,可使箭头147所示的空气流向热交换器27,再从热交换器27流入进气歧管16。返回图8,外壳28的顶壁具有大体呈V形的开口148,开口148与转子47和48上方外壳28腔室49的远端相通。V形开口148向后分叉至出气口构件57中的竖直通道149。由转子47和48移动的空气通过V形开口148和通道149排入导管144的通路146。
增压器11的转子组件200的第二实施例如图20-图32所示。转子组件200为增压器11提供了高效瞬时控制,即根据发动机在可变发动机转速下的可变功率输出需求,控制向内燃机10输送可变空气量。转子组件200包括螺旋状凸形转子201和螺旋状凹形转子202,两个转子相互啮合,绕平行轴沿相反方向旋转,将可变空气量通过增压器11轴向移动至内燃机10。凸形转子201具有沿转子201主体的长度方向设置的五个螺旋叶片或凸角204、205、206、207和208。如图24所示,叶片204具有与凹形转子202配合的对称剖面,防止在旋转的转子201和202的进气阶段、空气膨胀阶段和空气压缩阶段发生空气泄漏。叶片204具有凸状弯曲的前侧壁256、尾侧壁231和顶点230A。侧壁256和231具有基本相同的凸状弯曲或外部对称剖面,该凸状弯曲或外部对称剖面从叶片206的顶点230A延伸至根部230。凸形转子201具有与第一轴211相连的平面进气端209,以及与第二轴213相连的排气端212。轴211和213可旋转地将凸形转子201支撑在增压器11的进气端构件29和出气端构件257上。凹形转子202具有沿转子202长度方向设置的七个螺旋槽214、215、216、217、218、219和220。每个凹槽具有U形凹状剖面,与螺旋叶片204的凸状剖面相吻合,以限制增压器11进气阶段、空气膨胀阶段和空气压缩阶段的空气泄漏。如图26所示,凹形转子202具有从转子202的相对两端轴向设置的第一轴221和第二轴222。当凸形转子201和凹形转子202相互啮合时,轴221和222与凸形转子201的轴211和213平行。
如图20、图21、图22和图23所示,凸形转子201的进气端209包括导管或通路224-228,可使自由充填气流从进气通路133进入转子201、转子202和进气端构件29之间不断增大的暂时截留容积中。如图25所示,叶片205中的通路225具有叶片205根部230下方的水平第一开口225A和偏移的径向第二开口225。开口225与叶片205的尾侧壁255相通。通过在叶片205上钻取偏移的径向和轴向孔,形成通路225。通路224-227分别具有与通路225相同的孔结构。
继续查看图26和图27,叶片204-208的远端或空气出口叶片端232-236从转子排气端212到叶片204-208的顶端分别向外和向内逐渐变细。叶片端232-236具有大体呈锥形的表面,这些表面相对于转子201的旋转轴线成60度角向外延伸。叶片端232-236可相对于转子201的旋转轴线成其他角度向外伸出。
如图26-32所示,置于外壳28A内的转子201和202的叶片远端锥形端232-236延伸至出气端构件257的凹进处237和238中。凹进处237和238与竖直通道249相通,由此通过旋转转子201和202移动的空气导向外壳28A的V形开口148。端构件257具有锥形壁239,锥形壁239向内逐渐变细,以容纳凸形转子201的锥形或圆锥形叶片端232-236。叶片端232-236的锥面与壁239的锥面相吻合。在凹形转子202的远端和凹进处238之间,插装有圆锥体241的圆盘或平截头体。圆盘241具有圆柱形平直侧壁242和环绕着孔244的锥形侧壁243。孔244可容纳转子轴222。如图26所示,平截头体241与凹形转子202的远端配合,其锥形侧壁243面向凸形转子201的锥形叶片端232-236的锥面并与锥面啮合。啮合的锥形侧壁243和锥形叶片端232和236可防止空气向下流动,并允许空气向上排入通道249和内燃机10,同时最大限度地减少空气回流至转子组的对面。
增压器11的转子组件300的第三实施例如图33-36所示。转子组件300为增压器11提供了高效瞬时控制,即根据发动机在可变发动机转速和载荷下的可变功率输出需求,控制向内燃机10输送可变空气量。转子组件300包括螺旋状凸形转子301和螺旋状凹形转子302,两个转子相互啮合,绕平行轴沿相反方向旋转,将可变空气量通过增压器11轴向移动至内燃机10。凸形转子301具有沿转子301主体的长度方向设置的五个螺旋叶片或凸角303、304、305、306和307。叶片303-307中的每个叶片具有与凹形转子302配合的对称剖面,防止在旋转转子301和302的进气阶段、空气膨胀阶段和空气压缩阶段发生空气泄漏。如图36所示,叶片303具有凸状弯曲的前侧壁308、尾侧壁309、根部310和顶点311。侧壁308和309具有基本相同的凸状弯曲或外部对称剖面,该凸状弯曲或外部对称剖面从顶点311延伸至根部310。叶片304-307具有与叶片303相同的对称剖面。凸形转子301具有与第一轴313相连的平直进气端312,以及与第二轴315相连的平直排气端314。轴313和315可旋转地将凸形转子301支撑在增压器11的进气口构件29和出气口构件357上。凹形转子302具有沿转子302长度方向设置的七个螺旋槽316、317、318、319、320、321和322。每个凹槽具有U形凹状剖面,与螺旋叶片303-307的凸状剖面相吻合,以限制增压器11进气阶段、空气膨胀阶段和空气压缩阶段的空气泄漏。如图33所示,凹形转子302具有从转子302的相对两端轴向设置的第一轴325和第二轴326。当凸形转子301和凹形转子302相互啮合时,轴325和326与凸形转子301的轴313和315平行。
如图35和图36所示,凸形转子301的进气端包括孔、导管或通路327、328、329、330和331,经操作可使自由充填气流从增压器11的通路95和腔室70进入转子301、转子302和进气端构件29之间不断增大的容积中。例如,当凸形转子301的凸角305旋转到与转子302的凹槽321脱离啮合的位置时,该区域中的容积会增大。自由流动的气源通过通路329从通路133进入该容积,防止暂时形成真空以及与真空相关的噪声和损耗。叶片303中的通路327具有从叶片303根部310向内的第一开口,以及与叶片303尾侧壁309相通的第二开口。通过在叶片303上钻取垂直和轴向孔,形成通路327。通路327从根部310向内,与凸形转子301的进气端312相通。通路328和331分别具有与通路327相同的孔结构,其作用是提供空气进入的通道,以减少进气阶段开始时在凸形转子301、凹形转子302和进气端构件329之间产生的少量暂时截留真空,同时保持腔室隔离。
继续查看图37-A、37-B和38,凸形转子301的排气端314具有多个通路325D、326D、327D、328D和329D,用于排出凸形转子301、凹形转子302和增压器11的出气端构件357之间截留的空气。通路325D、326D、327D、328D和329D显示为叶片303-308排气端的孔。每个通路325D、326D、327D、328D和329D具有与叶片303-307的前壁相通的径向孔部分,以及与凸形转子301的排气端314相通的轴向孔部分。轴向孔部分与叶片303-307根部330向内的排气端314相通。在凸形转子301的排气端314附近截留的空气通过通路325D、326D、327D、328D和329D流入凹处345,通过通路349与受到旋转凸形转子301和凹形转子302压缩的空气一起流出增压器11的空气通路146,流向内燃机10。
图39-41为压容图,显示了增压器11在不同挡板位置下运行,从而对导向内燃机10的空气进行增压的情况。压容图环路内的封闭区域直观地表示了在增压运行情况下操作增压器11所需的每个增压器循环的皮带传动41功。如图12和13所示,当挡板96和97处于打开位置时,增压最大。图39显示了进气阶段、空气膨胀阶段、空气压缩阶段以及将压缩空气输送至内燃机10的输送阶段。如图14和图40所示,当挡板96和97处于75%打开位置时,空气增压较小,即利用了75%的增压器腔室容积。如图41所示,当挡板96和97处于关闭位置时,达到最小增压,如图15所示。空气的增压随挡板96和97相对于进气开口78-84和86-93的可变关闭位置而变化。增压器11根据内燃机10的功率要求运行,向内燃机10供应可变量的空气。
增压器11的空气控制装置469的第二实施例如图42-图62所示。在增压器11的空气控制装置469的第二实施例中,在增压和非增压的所有重要发动机10载荷条件下,驱动增压器11所需的寄生功率均降至最低水平,进一步改进了发动机耗油量。增压器11通过改变吸入增压器11进气口的空气,改变输送至发动机10的空气流量,而在发动机10进气歧管压力改变期间,即从低于大气压力到高于大气压力期间,几乎没有节流损失。由于在任何给定时间内,仅发动机10所需的空气被吸入增压器11,经过处理后再输送至发动机10,因此操作增压器11所需的功率降低。通过挡板496和497控制吸入增压器11的空气,在工作腔的所需内部容积下,挡板496和497经定位可选择性地逐渐切断和截留进入增压器11的空气流量。对于增压器11的空气控制装置469,挡板496和497比空气控制装置469有更大的控制范围,从而为增压器11内部工作腔的较小容积提供了更大的空气变化和空气控制。体积小和相关的空气小与发动机10的工作条件相对应,并且在轻部分载荷功率要求期间,当发动机10的进气歧管16中的压力低于增压器11进气口的大气压力时,通常会产生节流寄生损失。在这种运行模式下,增压器作为气动电动机,通过皮带传动41或发动机10与增压器11之间的其他机械传动连接,将正轴功返回至发动机曲轴39。增压器11是一种正排量装置,该装置可在很大范围内改变其有效排量,还可作为空气计量装置,用于发动机控制系统和高精度空气/燃料混合比控制。发动机10空气/燃料混合比精确瞬态控制的好处在于,提高了驾驶员的油门响应性,减少了发动机废气排放。空气控制装置469位于增压器11套管31的前室70内。空气控制装置469根据发动机10在可变发动机载荷下对所需功率的可变需求,确定流经进气口构件429进入转子47和48的空气的截止容积。进气口构件429具有平直前表面471A和平直后表面471B。如图42、图44和图47所示,弧形板475固定在进气口构件429上。板475的前表面475A与构件429的横向表面471A横向间隔开。表面471A和475A为阶梯形偏移表面,可使挡板496在挡板496和497同时旋转时,旋转到弧形板475下方的空间或凹处400中。从表面471A延伸出来的第一圆柱形管状凸台473具有开口474,用于容纳凹形转子轴58的轴承59。从表面471A延伸出来的第二圆柱形管状凸台476具有开口477,用于容纳凸形转子轴56的轴承53。继续查看图45、图46和图47,进气口构件429具有相对于凸台473和凹形转子轴58呈半圆形分布的多个第一孔、端口或开口478-494。开口478-494中的每个开口具有相同的大体呈矩形的向内锥形形状,开口的径向长度与凹形转子48上的径向凹槽相对应。开口478-494与大体径向壁495周向间隔开,并与凹形转子48凹槽的开口进气端轴向对齐,每个开口478-494优选比凹形转子48叶片端的宽度窄。开口478-494的数量、大小、形状和周向排列可以变化。开口478-494选择性地允许空气从前室70流入凹形转子48的凹槽。进气口构件429和弧形板475具有相对于开口477和转子轴56呈半圆形分布的多个第二对齐孔或开口586-596。以260度半圆为例,开口586-596呈弧形排列。如图46所示,开口586-596中的每个开口呈逆时针弯曲的矩形。相邻开口之间以径向壁597隔开,限制了穿过开口586-596的空气流量。相邻开口586-596具有相同的尺寸和形状,并周向间隔开。开口586-596与凸形转子47叶片的进气端轴向对齐。开口586-596的数量、大小、形状和周向排列可以变化。穿过与开口596相邻的进气口构件429且大体呈矩形的开口599穿过弧形板475,通向板475与进气口构件429表面471A之间的空间。穿过进气口构件429的通路598还通向弧形板475和进气口构件429之间的空间,以便在发动机怠速和低功率运行期间为发动机10提供气源。通路598的作用还有提供空气进入的通道,以减少进气阶段开始时在凸形转子47、凹形转子48和进气端构件529之间产生的少量暂时截留真空,同时保持腔室隔离。图46所示的凸起表面601用于以机械方式限制挡板496在每个旋转行程极限下的行程范围。
如图42、43、44和51所示,空气控制装置469包括第一挡板496和第二挡板497。挡板496具有与套筒499相连的弧形平直叶片498。套筒499可旋转地固定在进气口构件429的管状凸台473上,使叶片498选择性地顺时针和逆时针旋转移动,以选择性地遮盖和打开开口478-494。挡板位置决定了当发生截止和空气截留时外壳28腔室49的内部容积。第二挡板497为两片式组件,由挡板底座构件497A和挡板提升叶片或提升构件497B组成,前者可旋转,但不沿轴向提升,后者在部分旋转过程中与挡板底座叶片或底座构件497A一起移动,然后提升并与底座构件497A脱离啮合后保持静止。挡板底座构件96具有与套筒502相连的弧形平直叶片501。平直叶片501的远侧具有与弧形板475表面475A相邻的密封面505。延伸穿过叶片501的挡板窗口506可受到挡板提升构件497B的阻挡。当挡板底座构件497A在没有挡板提升构件497B的情况下旋转时,挡板窗口506逐渐打开,使空气通过一个或多个开口586-596流向凸形转子47。套筒502可旋转地固定在凸台476上,使叶片501选择性地沿顺时针和逆时针方向移动,以遮盖和打开开口586-596。如图44、48、49、50和53所示,闭锁构件520可旋转地固定在销钉521上。闭锁构件520的销槽523与挡板提升构件497B的销钉517啮合,以阻止挡板提升构件497B的旋转运动。当销钉517在销槽523中啮合时,闭锁构件520的耳形部514与挡板496的表面500接触,使闭锁构件520保持在旋转位置,闭锁底座530的表面532与闭锁构件520的耳形部526接触,以限制闭锁构件520沿相反方向的行程。当销钉517未在销槽523中啮合时,闭锁构件520的耳形部525与挡板底座构件497A的表面515接触,使闭锁构件520保持在旋转位置,闭锁底座530的表面531与闭锁构件520的耳形部526接触,以限制闭锁构件520沿相反方向的行程。挡板底座构件497A的多个提升斜面510与挡板提升构件497B的多个提升斜面513啮合。挡板底座构件497A的多个支撑面511与挡板提升构件497B的多个支撑面533滑动接触,在挡板底座构件497A进一步旋转期间保持提升后的轴向高度,同时挡板提升构件497B保持静止。反向旋转使挡板提升构件497B返回到降落斜坡位置,在该位置,挡板底座构件497A的多个下降斜面512与挡板提升构件497B的多个下降斜面514啮合,使挡板提升构件497B发生轴向下降。安装到挡板提升构件497B中的多个孔518中的弹簧构件(未显示)抵住齿轮106的远侧,使下降斜面512与下降斜面514在初始啮合时发生偏斜。当挡板提升构件497B的叶片516旋转并下降到窗口506中时,挡板底座构件497A叶片501的窗口506逐渐关闭。两片式挡板组件497运行的作用是控制通过一个或多个开口586-596流向外壳28腔室49中的凸形转子47的进气体积。挡板位置决定了当发生截止和空气截留时,外壳28腔室49的内部容积。挡板496和497通过齿轮系103同时沿相反方向旋转。图42显示了挡板496和497处于相对于开口478-494和开口586-596的最大打开位置,可使最大体积的空气流入增压器11。图43显示了挡板496和497处于相对于开口478-494和开口586-596的关闭位置。图44显示了挡板496和497相对于开口478-494和开口586-596沿相反方向旋转至部分关闭位置,以改变流入增压器11的空气容积。挡板496和497的弧形运动改变了增压器11工作腔的内部容积,在该容积下空气被增压器11截留,随后根据发动机10的可变功率要求膨胀、然后压缩并输送至发动机10。图57-图62为压容图,显示了增压器11和空气控制装置469在不同挡板位置下运行,从而对导向内燃机10的空气进行增压的情况。压容图环路内的封闭区域直观地表示了在增压运行情况下操作增压器11所需的每个增压器循环的皮带传动41功,或者当发动机10在发动机进气歧管16中为真空的情况下运行时,增压器11空气电动机运行模式所产生的每个增压器循环的轴功。如图42和图57所示,当挡板496和497处于打开位置时,增压最大。图57显示了进气阶段、空气膨胀阶段、空气压缩阶段以及将压缩空气输送至内燃机10的输送阶段。如图58所示,当挡板496和497处于75%打开位置时,空气增压较小,即利用了75%的增压器腔室容积。当挡板496和497处于关闭位置时,达到最小空气量传输,如图43和图62所示。在此载荷条件下,发动机10的发动机进气歧管16的绝对压力将低于大气压力。大气空气通过旋转的转子47和48吸入到增压器11的进气前室70中,其绝对压力高于发动机进气歧管16的最终输送压力,然后大气空气将作为空气电动机产生正功,通过发动机10和增压器11之间的传动皮带43或其他机械传动连接返回至发动机10的曲轴。空气量随挡板496和497相对于进气开口478-494和开口586-596的可变关闭位置而变化。增压器11根据内燃机10的功率要求运行向内燃机10供应可变量的空气。
已经显示了根据内燃机和转子组件的功率要求向内燃机供应可变量空气的增压器和方法,并参照其优选实施例进行了描述。本领域技术人员将理解,在不脱离本发明范围的情况下,可以对其形式和细节做出各种变更。

Claims (87)

1.一种增压式内燃机,其中,
包括:
内燃机,具有至少一个容纳空气和燃料的燃烧室;
增压器,经操作能够响应内燃机的可变功率要求,向内燃机的燃烧室供应可变量的空气;以及
第一动力传输装置,以能够驱动的方式将所述内燃机和增压器连接,
所述增压器包括:
外壳,具有第一端、与第一端相对的第二端以及置于第一端和第二端之间的腔室;
凸形转子,置于外壳的腔室;
凹形转子,置于外壳的腔室,其中,所述凸形转子和凹形转子具有相互配合的螺旋叶片和螺旋槽,因此,所述凸形转子和凹形转子同时旋转能够将空气通过增压器移动至内燃机的燃烧室;
第一端构件,与所述外壳的第一端连接;
第二端构件,与所述外壳的第二端连接,其中,所述凸形转子和凹形转子具有轴,所述轴以能够旋转的方式安装在第一端构件和第二端构件上,使所述凸形转子和凹形转子在外壳的腔室中以能够旋转的方式保持固定,其中,所述第一端构件具有多个第一开口和多个第二开口,所述第一开口使空气流入与凸形转子相邻的外壳的腔室,所述第二开口使空气流入与凹形转子相邻的外壳的腔室;
第一挡板,以能够移动的方式安装在所述第一端构件上,经操作能够选择性地打开或关闭所述多个第一开口中的一个或多个,以调节流入外壳的腔室的空气量;
第二挡板,以能够移动的方式安装在第一端构件上,经操作能够选择性地打开或关闭所述多个第二开口中的一个或多个,以调节流入外壳的腔室的空气量;
第二动力传输装置,以能够操作的方式将所述第一挡板与第二挡板连接,经操作能够使所述第一挡板和第二挡板同时沿相反方向旋转,以同时打开或关闭所述多个第一开口中的一个或多个以及所述多个第二开口中的一个或多个,从而调节通过旋转的凸形转子和凹形转子移动至外壳的腔室中并进入内燃机燃烧室的空气量;
驱动装置,用于操作所述第二动力传输装置,使所述第一挡板和第二挡板同时沿相反方向旋转;以及
电子处理器,与所述驱动装置以能够操作的方式连接,用于提供与内燃机的可变功率要求相关的命令信号,操作所述驱动装置,以操作所述第二动力传输装置,使所述第一挡板和第二挡板同时沿相反方向旋转,从而根据内燃机的可变功率要求,改变进入外壳的腔室并经凸形转子和凹形转子压缩的空气量。
2.根据权利要求1所述的增压式内燃机,其中,
所述第一端构件包括第一近端面和第二近端面,
所述第一挡板包括与第一近端面相邻的第一叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第一开口中的一个或多个,
所述第二挡板包括与第二近端面相邻的第二叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第二开口中的一个或多个。
3.根据权利要求2所述的增压式内燃机,其中,
所述第一端构件包括与第一叶片相邻的第一管状凸台,
所述第一挡板包括以能够旋转的方式安装在第一管状凸台上的第一圆柱形套筒,
所述第二端构件包括与第二叶片相邻的第二管状凸台,
所述第二挡板包括以能够旋转的方式安装在第二管状凸台上的第二圆柱形套筒。
4.根据权利要求1所述的增压式内燃机,其中,
所述第一端板上的多个第一开口相对于第一挡板呈半圆形,
所述第一端板上的多个第二开口相对于第二挡板呈半圆形。
5.根据权利要求4所述的增压式内燃机,其中,
所述多个第一开口中的每个开口为弧形且大体呈矩形,
所述多个第二开口中的每个开口大体呈矩形。
6.根据权利要求1所述的增压式内燃机,其中,
所述凸形转子包括第一横向端、与第一横向端相对的第二横向端以及在第一横向端和第二横向端之间延伸的多个螺旋叶片,
第一横向端具有多个通路,用于将空气从第一端构件和凸形转子第一横向端之间排放至相邻螺旋叶片之间的空间。
7.根据权利要求6所述的增压式内燃机,其中,所述第二横向端包括多个通路,用于将空气排放至内燃机。
8.根据权利要求1所述的增压式内燃机,其中,
所述凸形转子包括近端横向端和远端横向端,
凸形转子的近端横向端具有多个第一通路,用于将空气从凸形转子的近端横向端附近排出,
凸形转子的远端横向端具有多个第二通路,用于将空气从凸形转子远端附近排出。
9.根据权利要求8所述的增压式内燃机,其中,所述凸形转子的近端横向端中的多个第一通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子的叶片尾侧相通。
10.根据权利要求8所述的增压式内燃机,其中,
所述多个第一通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子的叶片尾侧相通,
所述多个第二通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子的叶片前侧相通。
11.根据权利要求1所述的增压式内燃机,其中,
包括与增压器外壳连接的导管,用于使空气从增压器流向内燃机,
所述第二端构件包括通道,用于容纳来自旋转的凸形转子和凹形转子的空气,并将空气导入导管,导管将空气导向内燃机。
12.一种增压式内燃机,其中,
包括:
内燃机,具有至少一个容纳空气和燃料的燃烧室;
增压器,经操作能够响应内燃机的可变功率要求,向内燃机的燃烧室供应可变量的空气;以及
第一动力传输装置,以能够驱动的方式将所述内燃机和增压器连接,
所述增压器包括:
外壳,具有第一端、与第一端相对的第二端以及置于第一端和第二端之间的腔室;
凸形转子,置于外壳的腔室;
凹形转子,置于外壳的腔室,其中,所述凸形转子和凹形转子具有相互配合的螺旋叶片和螺旋槽,因此,所述凸形转子和凹形转子同时沿相反方向旋转能够将空气通过增压器移动至内燃机的燃烧室;
第一端构件,与所述外壳的第一端连接;
第二端构件,与所述外壳的第二端连接,其中,所述凸形转子和凹形转子具有轴,所述轴以能够旋转的方式安装在第一端构件和第二端构件上,使所述凸形转子和凹形转子在外壳的腔室中以能够旋转的方式保持固定,其中,所述第一端构件具有多个第一开口和多个第二开口,所述第一开口使空气流入与凸形转子相邻的外壳的腔室,所述第二开口使空气流入与凹形转子相邻的外壳的腔室,所述第一端构件具有与外壳的腔室间隔开的第一表面;
安装在第一端构件上的板,所述板具有与第一表面横向间隔并与第一表面平行的第二表面,以及与第一开口对齐的第三开口,使空气流入多个第一开口并流向外壳的腔室;
第一挡板,以能够移动的方式安装在第一端构件上,经操作能够选择性地打开或关闭所述第三开口中的一个或多个,以调节流入与凸形转子相邻的外壳的腔室的空气量;
第二挡板,以能够移动的方式安装在第一端构件上,经操作能够选择性地打开或关闭所述多个第二开口中的一个或多个,以调节流入与凹形转子相邻的外壳的腔室的空气量;
第二动力传输装置,以能够操作的方式将所述第一挡板与第二挡板连接,经操作能够使所述第一挡板和第二挡板同时沿相反方向旋转,以同时打开或关闭所述第三开口中的一个或多个以及所述多个第二开口中的一个或多个,从而调节通过旋转的凸形转子和凹形转子移动至外壳的腔室中并进入内燃机燃烧室的空气量;
驱动装置,用于操作所述第二动力传输装置,使所述第一挡板和第二挡板同时沿相反方向旋转;以及
电子处理器,与所述驱动装置以能够操作的方式连接,用于提供与内燃机的可变功率要求相关的命令信号,操作驱动装置,以操作所述第二动力传输装置,使所述第一挡板和第二挡板同时旋转,从而根据内燃机的可变功率要求,改变进入外壳的腔室并经凸形转子和凹形转子压缩的空气量。
13.根据权利要求12所述的增压式内燃机,其中,
所述第一挡板包括与板第二表面相邻的第一叶片,经操作能够选择性地关闭所述第三开口中的一个或多个,
所述第二挡板包括与第一表面相邻的第二叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第二开口中的一个或多个。
14.根据权利要求12所述的增压式内燃机,其中,
所述第一挡板包括与板第二表面相邻的第一叶片,经操作能够选择性地关闭所述一个或多个第三开口,
所述第一挡板包括第二叶片,经操作能够与第一叶片分离,使第一叶片独立旋转,
所述第二挡板包括与第一表面相邻的第三叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第二开口中的一个或多个。
15.根据权利要求14所述的增压式内燃机,其中,包括:闭锁机构,与板的第二表面相邻,经操作能够控制第一挡板的第二叶片相对于第一挡板的第一叶片的运动,以选择性地关闭所述一个或多个第三开口。
16.根据权利要求14所述的增压式内燃机,其中,包括:提升机构,置于第一挡板的第一叶片和第二叶片之间,能够提供第一挡板的第二叶片相对于第一挡板的第一叶片的轴向提升运动,以选择性地增加第一叶片和第二叶片在一个或多个第三开口上方的行程范围。
17.根据权利要求13所述的增压式内燃机,其中,
所述第一端构件包括与第一叶片相邻的第一管状凸台,
所述第一挡板包括以能够旋转的方式安装在第一管状凸台上的第一圆柱形套筒,
所述第二端构件包括与第二叶片相邻的第二管状凸台,
所述第二挡板包括以能够旋转的方式安装在第二管状凸台上的第二圆柱形套筒。
18.根据权利要求12所述的增压式内燃机,其中,
所述构件中的第三开口相对于第一挡板呈半圆形,
所述第一端构件中的多个第二开口相对于第二挡板呈半圆形。
19.根据权利要求18所述的增压式内燃机,其中,
所述第三开口中的每个开口为弧形且大体呈矩形,
所述多个第二开口中的每个开口大体呈矩形。
20.根据权利要求12所述的增压式内燃机,其中,
所述凸形转子包括第一横向端、与第一横向端相对的第二横向端以及在第一横向端和第二横向端之间延伸的多个螺旋叶片,
凸形转子的第一横向端具有多个第一通路,用于将空气从第一端构件和凸形转子的第一横向端之间排放至相邻螺旋叶片之间的空间。
21.根据权利要求20所述的增压式内燃机,其中,所述凸形转子的第二横向端包括多个第二通路,用于将空气排放至内燃机。
22.根据权利要求20所述的增压式内燃机,其中,所述多个第一通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子叶片尾侧相通。
23.根据权利要求20所述的增压式内燃机,其中,所述多个第二通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子叶片前侧相通。
24.根据权利要求12所述的增压式内燃机,其中,
包括与增压器外壳连接的导管,用于使空气从增压器流向内燃机,
所述第二端构件包括通道,用于容纳来自旋转的凸形转子和凹形转子的空气,并将空气导入导管,导管将空气导向内燃机。
25.一种增压式内燃机,其中,
包括:
内燃机,具有至少一个容纳空气和燃料的燃烧室;
增压器,经操作能够响应内燃机的可变运行功率要求,向内燃机的燃烧室供应可变量的空气;以及
动力单元,用于根据内燃机的可变运行功率要求操作增压器,
所述增压器包括:
外壳,具有第一端、与第一端相对的第二端以及置于第一端和第二端之间的第一腔室;
第一端构件,与所述外壳的第一端连接;
第二端构件,与所述外壳的第二端连接;
第一转子,以能够旋转的方式安装在第一端构件和第二端构件上,并置于第一腔室中;
第二转子,以能够旋转的方式安装在第一端构件和第二端构件上,并置于与第一转子相邻的第一腔室中,其中,所述第一转子具有螺旋叶片,所述第二转子具有与螺旋叶片配合的螺旋槽,因此,所述第一转子和第二转子同时沿相反方向旋转,能够将空气通过增压器移动至内燃机的燃烧室;
套管,固定至第一端构件,所述套管具有第二腔室和进气口通路,使大气空气流入第二腔室,所述第一端构件具有多个第一开口和多个第二开口,使空气从第二腔室流向第一腔室;
第一挡板,在所述第一端构件上以能够移动的方式保持固定,用于选择性地打开或关闭所述多个第一开口中的一个或多个;
第二挡板,在所述第一端构件上以能够移动的方式保持固定,用于选择性地打开或关闭所述多个第二开口中的一个或多个;
动力传输装置,置于第二腔室中,经操作能够使所述第一挡板和第二挡板同时沿相反方向移动,以同时打开或关闭所述多个第一开口中的一个或多个以及所述多个第二开口中的一个或多个,从而调节从第一腔室流向第二腔室的空气量;
驱动装置,与所述动力传输装置以能够操作的方式连接,用于驱动所述动力传输装置,以同时移动第一挡板和第二挡板;以及
电子处理器,与所述驱动装置以能够操作的方式连接,用于提供与内燃机的可变运行功率要求相关的命令信号,操作驱动装置,以操作所述动力传输装置,使所述第一挡板和第二挡板同时移动,从而根据内燃机的运行功率要求,改变从第二腔室移动至第一腔室的空气量,第一腔室中的所述空气在旋转的第一转子和第二转子作用下移动并压缩,然后导向内燃机燃烧室。
26.根据权利要求25所述的增压式内燃机,其中,
所述第一端构件包括第一近端面和第二近端面,
所述第一挡板包括与第一近端面相邻的第一叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第一开口中的一个或多个,
所述第二挡板包括与第二近端面相邻的第二叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第二开口中的一个或多个。
27.根据权利要求26所述的增压式内燃机,其中,
所述第一端构件包括与第一叶片相邻的第一管状凸台,
所述第一挡板包括以能够旋转的方式安装在第一管状凸台上的第一圆柱形套筒,
所述第二端构件包括与第二叶片相邻的第二管状凸台,
所述第二挡板包括以能够旋转的方式安装在第二管状凸台上的第二圆柱形套筒。
28.根据权利要求25所述的增压式内燃机,其中,
所述第一端构件包括第一管状凸台,
所述第一挡板包括以能够旋转的方式安装在第一管状凸台上的第一圆柱形套筒,
所述第二端构件包括第二管状凸台,
所述第二挡板包括以能够旋转的方式安装在第二管状凸台上的第二圆柱形套筒。
29.根据权利要求25所述的增压式内燃机,其中,
所述第一端构件中的多个第一开口相对于第一挡板呈半圆形,
所述第一端构件中的多个第二开口相对于第二挡板呈半圆形。
30.根据权利要求29所述的增压式内燃机,其中,
所述多个第一开口中的每个开口为弧形且大体呈矩形,
所述多个第二开口中的每个开口大体呈矩形。
31.根据权利要求25所述的增压式内燃机,其中,
所述第一转子包括第一横向端、与第一横向端相对的第二横向端以及在第一横向端和第二横向端之间延伸的多个螺旋叶片,
第一横向端具有多个第一通路,用于将空气从第一端板和第一转子第一横向端之间排放至相邻螺旋叶片之间的空间。
32.根据权利要求31所述的增压式内燃机,其中,所述第二横向端包括多个第二通路,用于将空气排放至内燃机。
33.根据权利要求25所述的增压式内燃机,其中,
所述第一转子包括近端横向端和远端横向端,
第一转子的近端横向端具有多个第一通路,用于将空气从第一转子近端横向端附近排出,
第一转子的远端横向端具有多个第二通路,用于将空气从第一转子远端附近排出。
34.根据权利要求33所述的增压式内燃机,其中,所述多个第一通路沿大体径向方向延伸,其外端与第一转子的尾侧相通。
35.根据权利要求33所述的增压式内燃机,其中,
所述多个第一通路沿大体径向方向延伸,其外端与第一转子的尾侧相通,
所述多个第二通路沿大体径向方向延伸,其外端与第一转子叶片前侧相通。
36.根据权利要求25所述的增压式内燃机,其中,
包括与增压器外壳连接的导管,用于使空气从增压器流向内燃机,
所述第二端构件包括通道,用于容纳来自旋转的第一转子和第二转子的空气,并将空气导入导管,导管将空气导向内燃机。
37.一种根据内燃机的可变功率要求采用增压器向内燃机供应空气的方法,所述增压器具有大气进气腔、在外壳腔室中相互啮合的凸形转子和凹形转子、进气端构件,所述进气端构件具有至少一个与进气腔和外壳腔室相通的第一开口以及至少一个与进气腔和外壳腔室相通的第二开口,其中,所述方法包括:
将大气空气引入增压器的进气腔;
通过进气端构件中的至少一个第一开口,将第一路空气从进气腔转移至具有凸形转子的外壳腔室;
通过进气端构件中的至少一个第二开口,将第二路空气从进气腔转移至具有凹形转子的外壳腔室;
同时调节通过至少一个第一开口流向凸形转子的第一路空气量和通过至少一个第二开口流向凹形转子的第二路空气量;以及
同时沿相反方向旋转凸形转子和凹形转子,将调节后的空气量移动至内燃机,以满足内燃机的可变功率要求。
38.根据权利要求37所述的方法,其中,包括:
提供第一挡板;
将第一挡板置于至少一个第一开口附近;
将第一挡板安装在进气端构件上,以便相对于至少一个第一开口在打开和关闭位置之间选择性移动;
提供第二挡板;
将第二挡板置于至少一个第二开口附近;
将第二挡板安装在进气端构件上,以便相对于至少一个第二开口在打开和关闭位置之间选择性移动;以及
同时沿相反方向移动第一挡板和第二挡板,以选择性地打开和关闭至少一个第一开口和至少一个第二开口,从而调节空气量,以满足内燃机的可变功率要求。
39.根据权利要求38所述的方法,其中,所述第一挡板包括与至少一个第一开口相邻的第一叶片以及与进气端构件的至少一个第一开口相邻的第二叶片,所述第二叶片经操作能够与第一叶片分离,使第一叶片独立旋转,并且便于相对于至少一个第一开口在打开和关闭位置之间选择性移动。
40.根据权利要求37所述的方法,其中,包括对引入增压器进气腔的大气空气量进行调节。
41.根据权利要求40所述的方法,其中,发动机控制处理器向执行器发送命令信号,控制第一挡板和第二挡板移动至编程到处理器中的进气口定时位置,以提供引入增压器工作腔的已知并经计量的大气空气量,以便输送至发动机进气歧管,以满足内燃机的可变功率要求。
42.根据权利要求37所述的方法,其中,包括:
提供具有近端、远端、近端第一通路和远端第二通路的凸形转子;
从凸形转子近端附近,通过第一通路排出第一路空气;以及
从凸形转子远端附近,通过第二通路排出第二路空气。
43.一种根据内燃机的可变功率要求采用增压器向内燃机供应空气的方法,所述增压器具有大气进气腔、在外壳腔室中相互啮合的凸形转子和凹形转子、进气端构件,所述进气端构件具有与进气腔和外壳腔室相通的第一开口以及与进气腔和外壳腔室相通的第二开口,其中,所述方法包括:
将大气空气引入增压器的进气腔;
通过进气端构件中的第一开口,将第一路空气从进气腔转移至具有凸形转子的外壳腔室;
通过进气端构件中的第二开口,将第二路空气从进气腔转移至具有凹形转子的外壳腔室;
同时调节通过第一开口流向凸形转子的第一路空气量和通过第二开口流向凹形转子的第二路空气量,以满足内燃机的可变功率要求;以及
同时沿相反方向旋转凸形转子和凹形转子,将调节后的空气量移动至内燃机,以满足内燃机的可变功率要求。
44.根据权利要求43所述的方法,其中,包括:
提供第一挡板;
将第一挡板置于第一开口附近;
将第一挡板安装在进气端构件上,以便相对于第一开口在打开和关闭位置之间选择性移动;
提供第二挡板;
将第二挡板置于第二开口附近;
将第二挡板安装在进气端构件上,以便相对于第二开口在打开和关闭位置之间选择性移动;以及
同时沿相反方向移动第一挡板和第二挡板,以选择性地打开和关闭第一开口和第二开口,从而调节空气量,以满足内燃机的可变功率要求。
45.根据权利要求43所述的方法,其中,包括对引入增压器进气腔的大气空气量进行调节。
46.根据权利要求43所述的方法,其中,包括:
提供具有近端、远端、近端第一通路和远端第二凹槽的凸形转子;
从凸形转子近端附近,通过第一通路排出第一路空气;以及
从凸形转子远端附近,通过第二凹槽排出第二路空气。
47.一种增压式内燃机,其中,
包括:
内燃机,具有至少一个容纳空气和燃料的燃烧室;
增压器,经操作能够响应内燃机的可变功率要求,向内燃机供应可变量的空气;以及
动力传输装置,以能够驱动的方式将所述内燃机连接至增压器,用于响应内燃机的可变转速,操作增压器,
所述增压器包括:
外壳,具有内腔;
凸形转子,以能够旋转的方式置于外壳的内腔中;
凹形转子,以能够旋转的方式置于外壳的内腔中,其中,所述凸形转子具有螺旋叶片,所述螺旋叶片具有近端横向端和远端横向端;以及
凸形转子的近端横向端中的至少一个第一通路,用于将空气从凸形转子近端横向端附近排出,
所述凹形转子具有与凸形转子的螺旋叶片存在配合关系的螺旋槽,因此,所述凸形转子和凹形转子同时沿相反方向旋转能够将空气通过增压器移动至内燃机。
48.根据权利要求47所述的增压式内燃机,其中,包括:凸形转子的远端横向端中的至少一个第二通路,用于将空气从凸形转子远端横向端附近排出。
49.根据权利要求47所述的增压式内燃机,其中,所述至少一个第一通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子的尾侧相通。
50.根据权利要求48所述的增压式内燃机,其中,所述至少一个第二通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子的叶片前侧相通。
51.根据权利要求47所述的增压式内燃机,其中,所述凸形转子的近端横向端具有多个第一通路,用于将空气从凸形转子的近端横向端附近排出。
52.根据权利要求51所述的增压式内燃机,其中,所述多个第一通路中的每个通路沿径向方向延伸,其外端与凸形转子的尾侧相通。
53.根据权利要求47所述的增压式内燃机,其中,所述凸形转子远端横向端具有多个第二通路,用于将空气从凸形转子的远端横向端附近排出。
54.根据权利要求53所述的增压式内燃机,其中,所述多个第二通路中的每个通路沿径向方向延伸,其外端与凸形转子的叶片前侧相通。
55.一种用于移动可变量空气的装置,其中,
包括:
外壳,具有第一端、与第一端相对的第二端以及位于第一端和第二端之间的腔室;
凸形转子,置于外壳的腔室;
凹形转子,置于腔室中,所述凸形转子具有螺旋叶片,所述凹形转子具有与螺旋叶片配合的螺旋槽,因此,所述凸形转子和凹形转子同时旋转,能够将空气通过外壳的腔室移动至远处;
第一端构件,固定至所述外壳的第一端;
第二端构件,固定至所述外壳的第二端,其中,所述凸形转子和凹形转子具有轴,所述轴以能够旋转的方式安装在第一端构件和第二端构件上,使所述凸形转子和凹形转子在外壳的腔室中以能够旋转的方式保持固定,所述第一端构件具有多个第一开口,使空气流入与凸形转子相邻的外壳的腔室,所述第二端构件具有多个第二开口,使空气流入与凹形转子相邻的外壳的腔室;
第一挡板,以能够移动的方式安装在所述第一端构件上,能够选择性地打开或关闭所述多个第一开口中的一个或多个,以调节流入外壳的腔室的空气量;
第二挡板,以能够移动的方式安装在所述第一端构件上,经操作能够选择性地打开或关闭所述多个第二开口中的一个或多个,以调节流入外壳的腔室的空气量;以及
动力传输装置,与所述第一挡板和第二挡板以能够操作的方式连接,以同时打开或关闭所述多个第一开口中的一个或多个以及所述多个第二开口中的一个或多个,从而所述第一挡板和第二挡板能够调节进入外壳的腔室的空气量。
56.根据权利要求55所述的装置,其中,
第一端构件包括第一近端面和第二近端面,
所述第一挡板包括与第一近端面相邻的第一叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第一开口中的一个或多个,
所述第二挡板包括与第二近端面相邻的第二叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第二开口中的一个或多个。
57.根据权利要求56所述的装置,其中,
所述第一端构件包括与第一叶片相邻的第一管状凸台,
所述第一挡板包括以能够旋转的方式安装在第一管状凸台上的第一圆柱形套筒,
所述第二端构件包括与第二叶片相邻的第二管状凸台,
所述第二挡板包括以能够旋转的方式安装在第二管状凸台上的第二圆柱形套筒。
58.根据权利要求55所述的装置,其中,
所述第一端构件中的多个第一开口相对于第一挡板呈半圆形,
所述第一端构件中的多个第二开口相对于第二挡板呈半圆形。
59.根据权利要求58所述的装置,其中,
所述多个第一开口中的每个开口为弧形且大体呈矩形,
所述多个第二开口中的每个开口大体呈矩形。
60.根据权利要求55所述的装置,其中,
所述凸形转子包括第一横向端、与第一横向端相对的第二横向端以及在第一横向端和第二横向端之间延伸的多个螺旋叶片,
第一横向端具有多个第一通路,用于将空气从第一端板和凸形转子第一横向端之间排放至相邻螺旋叶片之间的空间。
61.根据权利要求60所述的装置,其中,所述第二横向端包括多个第二通路,用于将空气从凸形转子的第二横向端排出。
62.根据权利要求55所述的装置,其中,
所述凸形转子包括近端横向端和远端横向端,
凸形转子的近端横向端具有多个第一通路,用于将空气从凸形转子近端横向端附近排出,
凸形转子的远端横向端具有多个第二通路,用于将空气从凸形转子远端附近排出。
63.根据权利要求62所述的装置,其中,所述多个第一通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子的尾侧相通。
64.根据权利要求62所述的装置,其中,
所述多个第一通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子的尾侧相通,
所述多个第二通路沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子叶片前侧相通。
65.一种用于移动可变量空气的装置,其中,包括:
外壳,具有第一端、与第一端相对的第二端以及置于第一端和第二端之间的第一腔室;
第一端构件,与所述外壳的第一端连接;
第二端构件,与所述外壳的第二端连接;
第一转子,以能够旋转的方式安装在第一端构件和第二端构件上,并置于第一腔室中;
第二转子,以能够旋转的方式安装在第一端构件和第二端构件上,并置于与第一转子相邻的第一腔室中,其中,所述第一转子具有螺旋叶片,所述第二转子具有与螺旋叶片配合的螺旋槽,因此,所述第一转子和第二转子同时旋转,能够通过外壳的第一腔室移动空气;
套管,固定至第一端构件,所述套管具有第二腔室和进气口通路,使大气空气流入第二腔室,其中,所述第一端构件具有至少一个第一开口和至少一个第二开口,使空气从第二腔室流向第一腔室;
第一挡板,在所述第一端构件上以能够移动的方式保持固定,用于选择性地打开或关闭所述至少一个第一开口;
第二挡板,在所述第一端构件上以能够移动的方式保持固定,用于选择性地打开或关闭所述至少一个第二开口;
动力传输装置,置于第二腔室中,经操作能够使所述第一挡板和第二挡板同时移动,以同时打开或关闭所述至少一个第一开口以及至所述少一个第二开口,从而调节从第一腔室流向第二腔室的空气量;以及
驱动装置,与所述动力传输装置以能够操作的方式连接,用于驱动所述动力传输装置,以同时移动第一挡板和第二挡板。
66.根据权利要求65所述的装置,其中,
所述第一端构件包括第一近端面和第二近端面,
所述第一挡板包括与第一近端面相邻的第一叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第一开口中的一个或多个,
所述第二挡板包括与第二近端面相邻的第二叶片,经操作能够选择性地关闭所述多个第二开口中的一个或多个。
67.根据权利要求66所述的装置,其中,
所述第一端构件包括与第一叶片相邻的第一管状凸台,
所述第一挡板包括以能够旋转的方式安装在第一管状凸台上的第一圆柱形套筒,
所述第二端构件包括与第二叶片相邻的第二管状凸台,
所述第二挡板包括以能够旋转的方式安装在第二管状凸台上的第二圆柱形套筒。
68.根据权利要求65所述的装置,其中,
所述第一端构件包括第一管状凸台,
所述第一挡板包括以能够旋转的方式安装在第一管状凸台上的第一圆柱形套筒,
所述第二端构件包括第二管状凸台,
所述第二挡板包括以能够旋转的方式安装在第二管状凸台上的第二圆柱形套筒。
69.根据权利要求65所述的装置,其中,
所述第一端构件中的多个第一开口相对于第一挡板呈半圆形,
所述第一端构件中的多个第二开口相对于第二挡板呈半圆形。
70.根据权利要求69所述的装置,其中,
所述多个第一开口中的每个开口为弧形且大体呈矩形,
所述多个第二开口中的每个开口大体呈矩形。
71.根据权利要求65所述的装置,其中,
所述凸形转子包括第一横向端、与第一横向端相对的第二横向端以及在第一横向端和第二横向端之间延伸的多个螺旋叶片,
第一横向端具有多个开口,用于将空气从第一端构件和凸形转子第一横向端之间排放至相邻螺旋叶片之间的空间。
72.根据权利要求71所述的装置,其中,所述第二横向端包括多个开口,用于将空气排放至内燃机。
73.根据权利要求65所述的装置,其中,
所述凸形转子包括近端横向端和远端横向端,
凸形转子的近端横向端具有多个第一开口,用于将空气从凸形转子近端横向端附近排出,
凸形转子的远端横向端具有多个第二开口,用于将空气从凸形转子远端附近排出。
74.根据权利要求73所述的装置,其中,所述多个第一开口沿大体径向方向延伸,其外端与凸形转子的尾侧相通。
75.一种增压式内燃机,其中,
包括:
内燃机,具有至少一个容纳空气和燃料的燃烧室;
增压器,经操作能够响应内燃机的可变功率要求,向内燃机供应可变量的空气;以及
动力传输装置,将增压器与内燃机以能够驱动的方式连接,用于响应内燃机的可变转速,操作增压器,
所述增压器包括:
外壳,具有内腔;
凸形转子,以能够旋转的方式置于外壳的内腔中;以及
凹形转子,以能够旋转的方式置于外壳的内腔中,
所述凸形转子具有螺旋叶片,所述螺旋叶片具有近端和远端,
凸形转子的叶片近端具有通路,用于将空气从凸形转子附近排出。
76.根据权利要求75所述的增压式内燃机,其中,所述凸形转子的叶片近端中的通路是叶片中的孔,能够使空气从凸形转子附近排出。
77.根据权利要求76所述的增压式内燃机,其中,在叶片近端中,叶片中的每个孔具有径向孔和与径向孔相通的轴向孔。
78.根据权利要求77所述的增压式内燃机,其中,
每个叶片具有前侧壁和尾侧壁,
所述径向孔的一端与叶片的尾侧壁相通。
79.根据权利要求75所述的增压式内燃机,其中,所述叶片的远端具有向外延伸并向叶片近端倾斜的锥形尖端。
80.根据权利要求75所述的增压式内燃机,其中,
所述螺旋叶片的远端具有向外和向内的锥形表面,
所述凹形转子具有远端,
所述凹形转子的远端内指向锥形凹进部,
在凹形转子远端的凹进部形成有具有锥形侧壁的圆盘,所述圆盘的锥形侧壁与凸形转子的螺旋叶片的锥形表面啮合,将空气从凸形转子和凹形转子中排出。
81.一种增压器转子,其中,
包括:
转子体,具有第一端壁和与第一端壁相对的第二端壁;以及
螺旋叶片,与转子体连接并置于转子体第一端壁至第二端壁之间,
每个螺旋叶片具有进气端和出气端,
每个螺旋叶片的进气端中的通路,用于将空气从转子体的第一端壁附近排出。
82.根据权利要求81所述的增压器转子,其中,每个螺旋叶片具有对称剖面。
83.根据权利要求81所述的增压器转子,其中,
每个螺旋叶片具有前侧壁和尾侧壁,
所述前侧壁的轮廓与尾侧壁的轮廓基本相同。
84.根据权利要求83所述的增压器转子,其中,所述叶片每个入口端中的通路与每个叶片的尾侧壁相通。
85.根据权利要求81所述的增压器转子,其中,所述螺旋叶片进气端中的通路是叶片中的孔,能够使空气从转子体的第一端壁附近排出。
86.根据权利要求81所述的增压器转子,其中,
所述螺旋叶片具有前侧壁和尾侧壁,
所述螺旋叶片中的孔与叶片的尾侧壁相通。
87.根据权利要求81所述的增压器转子,其中,所述螺旋叶片的出气端具有向外延伸并向螺旋叶片进气端倾斜的锥形尖端。
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