[发明专利]具有发动机的机动车以及发动机运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种权利要求1的前序部分所述类型的、具有发动机的机动车以及权利要求8的前序部分所述类型的发动机运行方法。

背景技术

JP 06200770 A公开了一种具有进气系的发动机，在该进气系中设置进气接管。在进气接管的上游设置压缩机，经由一轴能由发动机的输出轴驱动该压缩机。

JP 06081669 A公开了一种发动机，该发动机通过一输出轴和另一轴驱动一空气马达(Luftmotor)。

JP 06288250 A1公开了一种具有进气系的发动机，在该发动机中设置一包括涡轮的空气马达。该涡轮可以将流入进气系中的空气所含的能量转化成转动能，该转动能可以由一发电机转化成电能。

JP 63289219 A公开了一种具有排气涡轮增压器的柴油机，该排气涡轮增压器包括一可由柴油机的排气驱动的涡轮。通过该涡轮可驱动排气涡轮增压器的压缩机，该压缩机将用于柴油机的空气进行压缩。一气动马达与柴油机的输出轴相连接，该气动马达也可以被供给经压缩机压缩的空气的一部分。

WO2009/014488A2公开了一种具有排气涡轮增压器的发动机，该排气涡轮增压器包括可以由发动机的排气驱动的涡轮。涡轮可以驱动排气涡轮增压器的压缩机，该压缩机将用于柴油机的空气进行压缩。在此压缩机也可以由发动机的曲轴驱动。此外压缩机还通过带传动机构与一可以由该压缩机驱动的电机相连接。

这些已知的发动机还具有降低发动机运行能耗的潜力。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有发动机的机动车以及运行这种发动机的方法，以实现发动机的特别高效的运行。

所述目的通过根据本发明的、具有发动机的机动车以及根据本发明的发动机运行方法来实现。

本发明的第一方面涉及一种具有发动机和进气系的机动车，通过进气系给发动机输入空气，在进气系中设有用于压缩空气的压缩机。按照本发明提出，(沿空气穿过进气系的流动方向)在所述压缩机的下游在进气系中设有涡轮，该涡轮能由经压缩机压缩的空气来驱动。通过该涡轮提供一所谓的冷空气涡轮(Kaltluftturbine)，该冷空气涡轮能够在发动机运行期间回收在经压缩机压缩的空气中所含的能量，并将该能量用于驱动至少一个另外的装置和/或将其转化成电能或者用于其它用途。由此实现了发动机、进而是整车的非常高效的运行，从而降低能量需求、进而降低机动车运行的燃料消耗。这样，尤其是还使CO₂排放保持很低。之所以能够如此，是因为能够或者必然利用压缩空气的能量并且不利用额外的燃料来例如驱动机动车和/或为至少一个另外的负载、例如发动机提供能量。

压缩机例如是排气涡轮增压器的组成部分，该排气涡轮增压器还包括涡轮，该涡轮可以由发动机的排气来驱动，通过该涡轮可驱动压缩机以对发动机的空气进行压缩。由此能利用排气所含能量，来通过涡轮驱动用于压缩空气的压缩机。由此可以回收另外的、否则便在不被利用的情况下作为热量排放到环境中的能量。

利用压缩机尤其能够在特别有效地利用排气所含能量的情况下将空气压缩到高于为使发动机在燃料消耗方面优化运行所需的压力水平的压力水平。换句话说，排气提供足够高的能量，从而通过涡轮和压缩机将空气压缩到这样高的压力水平。由此能特别是从排气回收很多能量。利用布置在压缩机下游的涡轮将被压缩到非常高的压力水平——也称作增压压力——的空气松驰/卸压、进而降低到相对较低的压力水平，该压力水平对于发动机特别是在燃料消耗方面的优化运行是有利的并且是希望的。然后可以利用借助涡轮进行的松驰和降压所获得的能量，从而使发动机以非常高效并且节省燃料的方式运行。

按照本发明的一种有利实施方式，所述涡轮与发电机相联接，从而可以将利用涡轮回收的能量转化成电能。因此不规定而且不需要，由发动机燃烧额外的燃料以例如通过发动机的曲轴将其转化成电能。而是可以利用为使发动机和机动车运行而本来就要提供并且燃烧的燃料，通过排气所含能量来提供电能。