本發(fā)明既屬于內(nèi)燃機尾氣余能回收利用領(lǐng)域，也屬于內(nèi)燃機進氣渦輪增壓領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著社會的不斷進步和經(jīng)濟的持續(xù)增長，能源短缺問題也愈來愈嚴峻，節(jié)能這一世界共同關(guān)注的主題也顯得越來越重要，內(nèi)燃機作為一種熱效率較高的耗能機械，其熱效率也只有百分之四十左右，即有百分之六十左右的熱量以不同的形式耗散掉，其中被廢氣帶走的能量占主要部分，基本與輸出功相當(dāng)，所以內(nèi)燃機廢氣余能的充分回收利用對于節(jié)能減排這一全球重大需求意義重大。

廢氣渦輪增壓系統(tǒng)有效的提高了內(nèi)燃機的升功率，明顯提高了內(nèi)燃機的動力性和燃油經(jīng)濟性，因此其在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，但是傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)也存在一些缺點:低速時廢氣流速低，此時渦輪轉(zhuǎn)速較低，不僅起不到增壓作用，甚至?xí)璧K排氣，從而導(dǎo)致扭矩不足，高速時排氣背壓過大，泵氣損失加劇，即高速時廢氣能量過剩，低速時廢氣能量不足；瞬態(tài)工況時渦輪遲滯，響應(yīng)性不足。本發(fā)明針對這些不足，提出了蓄熱式復(fù)合渦輪增壓裝置，該裝置可以將內(nèi)燃機高速工況下過剩的能量加以蓄存，并將蓄存的能量應(yīng)用到低速和瞬態(tài)工況，充分改善了傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的上述問題，同時達到了廢氣余能回收的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種蓄熱式復(fù)合渦輪增壓裝置，該裝置由廢氣渦輪增壓系統(tǒng)和工質(zhì)渦輪增壓系統(tǒng)并聯(lián)而成，高速工況下，該系統(tǒng)利用蓄熱器蓄存廢氣渦輪在滿足工作需求后剩余的那部分廢氣能量(高速工況下廢氣能量過剩)，并用此部分能量在低速和瞬態(tài)工況下以工質(zhì)動能的形式帶動工質(zhì)渦輪壓氣，從而改善傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)低速扭矩不足，高速排氣背壓過大，瞬態(tài)響應(yīng)性慢的缺點。

本發(fā)明由發(fā)動機1、進氣總管2、控制單元3、排氣總管4、廢氣比例電磁閥5、廢氣渦輪6、進氣管I7、廢氣三通電磁閥8、壓氣機I9、進氣控制閥10、后處理器11、溫度傳感器I12、壓力傳感器I13、蓄熱器I14、保溫散熱片I15、液位傳感器I16、調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18、工質(zhì)出管II19、工質(zhì)進管I20、工質(zhì)渦輪21、壓氣機II22、工質(zhì)流向控制閥II23、進氣管II24、工質(zhì)進管II25、工質(zhì)出管I26、工質(zhì)流向控制閥III27、調(diào)壓閥II28、液位傳感器II29、溫度傳感器II30、壓力傳感器II31、蓄熱器II32、保溫散熱片II33構(gòu)成。

其中排氣總管4與廢氣比例電磁閥5的入口端相連，廢氣比例電磁閥5的兩個出口端通過管道分別與廢氣渦輪6的進氣端和廢氣三通電磁閥8的進口端相連，廢氣渦輪6與壓氣機I9同軸連接，壓氣機I9的出氣口與進氣管I7相連，進氣管I7與進氣總管2串聯(lián)連接，廢氣渦輪6的出氣端通過管道與后處理器11相連，廢氣三通電磁閥8的兩個出口端通過管道分別與蓄熱器I14和蓄熱器II32的廢氣入口端相連，蓄熱器I14和蓄熱器II32的廢氣出口端通過管道與后處理器11相連，蓄熱器I14和蓄熱器II32內(nèi)裝有定量的低沸點工質(zhì)，并且在它們的出口端分別連有調(diào)壓閥I17和調(diào)壓閥II28，工質(zhì)渦輪21的進口端同時與工質(zhì)進管I20和工質(zhì)進管II25相連，工質(zhì)渦輪21的出口端同時與工質(zhì)出管I26和工質(zhì)出管II19相連，工質(zhì)出管II19、工質(zhì)進管I20、工質(zhì)出管I26上分別裝有工質(zhì)流向控制閥I18、工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27，當(dāng)工質(zhì)流向控制閥III27、工質(zhì)流向控制閥II23關(guān)閉，調(diào)壓閥II28、調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18打開時，蓄熱器II32內(nèi)的工質(zhì)可以經(jīng)過工質(zhì)進管II25流向工質(zhì)渦輪，從工質(zhì)渦輪的渦殼流出后可以經(jīng)過工質(zhì)出管II19流入蓄熱器I14，同理，當(dāng)控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥II23和工質(zhì)流向控制閥III27打開，工質(zhì)流向控制閥I18和調(diào)壓閥II28關(guān)閉時，蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)可依次經(jīng)過工質(zhì)進管I20、工質(zhì)渦輪21、質(zhì)出管I26后流入蓄熱器II32。蓄熱器I14和蓄熱器II32上利用鉸鏈分別裝有保溫散熱片I15和保溫散熱片II33，并且分別裝有溫度傳感器I12、壓力傳感器I13、液位傳感器I16和溫度傳感器II30、壓力傳感器II31、液位傳感器II29，保溫散熱片I15和保溫散熱片II33的材料為隔熱陶瓷，其上連接有可以搖擺的擺臂，擺臂鉸接在蓄熱器的殼體上，在擺臂的帶動下保溫散熱片可以上下翻動，工質(zhì)渦輪21與壓氣機II22同軸連接，壓氣機II22的出氣口與進氣管II24連接，進氣管II24上裝有進氣控制閥10，并且與進氣總管2串聯(lián)。

本發(fā)明的原理是：控制單元3根據(jù)發(fā)動機的工作狀況可以控制廢氣比例電磁閥5的開度，進而控制流入廢氣渦輪6和廢氣三通電磁閥8的廢氣流量，在滿足廢氣渦輪6對廢氣流量的要求前提下，使剩余廢氣流入廢氣三通電磁閥8。廢氣渦輪6在廢氣的沖擊下高速旋轉(zhuǎn)并帶動與其同軸連接的壓氣機I9高速旋轉(zhuǎn)壓氣，被壓縮的空氣經(jīng)過進氣管I7和進氣總管2流進發(fā)動機，從而達到進氣增壓的目的。蓄熱器I14和蓄熱器II32實際為內(nèi)部預(yù)存有低沸點工質(zhì)的特殊換熱器，其作用是蓄存高溫廢氣的能量，將高溫廢氣的熱能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的壓力能。廢氣三通電磁閥8可以控制來自于廢氣比例電磁閥5的廢氣的流向，使廢氣交替流入蓄熱器I14和蓄熱器II32，當(dāng)高溫廢氣流入蓄熱器I14時，高溫廢氣會向低沸點工質(zhì)傳熱，在高溫廢氣持續(xù)的加熱作用下，工質(zhì)逐步吸熱蒸發(fā)，壓力和溫度會逐漸升高，并且此時保溫散熱片I15不翻起，由于保溫散熱片I15的材料為隔熱陶瓷，其傳熱系數(shù)很低，可以削弱蓄熱器向大氣的傳熱，從而保證蓄熱器的蓄熱能力，蓄熱器I14此時的作用是蓄熱，與此同時，蓄熱器II32內(nèi)的工質(zhì)為低溫液態(tài)，保溫散熱片II33向上翻起90度，加快蓄熱器II32向外界散熱，蓄熱器II32做冷凝器用。溫度傳感器I12和壓力傳感器I13時刻檢測蓄熱器I14內(nèi)工質(zhì)的溫度和壓力，當(dāng)超過預(yù)設(shè)值時，為安全起見，控制單元3控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27打開，調(diào)壓閥II28、工質(zhì)流向控制閥I18關(guān)閉，高壓氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)進管I20、工質(zhì)渦輪21、工質(zhì)出管I26流進蓄熱器II32后冷凝為液態(tài)，實現(xiàn)泄壓的目的，從而使蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)壓力始終保持在某一目標壓力值附近，并且當(dāng)工質(zhì)經(jīng)過工質(zhì)渦輪21時會帶動其旋轉(zhuǎn)，進而帶動壓氣機II22旋轉(zhuǎn)壓氣，進氣控制閥10打開，壓縮空氣經(jīng)進氣管II24和進氣總管2后流進發(fā)動機，高溫廢氣流經(jīng)蓄熱器I14并把熱量傳遞給工質(zhì)后會流入后處理器。蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)達到目標壓力值后，控制單元3根據(jù)發(fā)動機工作狀態(tài)，隨時控制工質(zhì)渦輪進入做功模式，進入做功模式后，控制單元3控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27、進氣控制閥10打開，調(diào)壓閥II28、工質(zhì)流向控制閥I18關(guān)閉，蓄熱器I14內(nèi)的高壓氣態(tài)工質(zhì)會以很高的流速流出，經(jīng)工質(zhì)進管I20高速流向工質(zhì)渦輪21并帶動其旋轉(zhuǎn)，然后經(jīng)過工質(zhì)出管I26進入蓄熱器II32后冷凝為液態(tài)，工質(zhì)渦輪21會帶動與其同軸連接的壓氣機II22旋轉(zhuǎn)壓氣，被壓縮的空氣經(jīng)過進氣管II24和進氣總管2后流進發(fā)動機，從而達到進氣增壓的目的。液位傳感器II29時刻檢測蓄熱器II32內(nèi)工質(zhì)的液位，當(dāng)液位達到某一預(yù)設(shè)數(shù)值后，控制單元通過廢氣三通電磁閥8改變廢氣流向，使廢氣流進蓄熱器II32，保溫散熱片I15翻起90度，保溫散熱片II33落下，蓄熱器I14和蓄熱器II32的角色互換，蓄熱器II32承擔(dān)蓄熱任務(wù)，蓄熱器I14做冷凝器用，蓄熱器II32內(nèi)的工質(zhì)逐漸蒸發(fā)且壓力逐步增大，當(dāng)壓力值超過安全上限需要泄壓或工質(zhì)渦輪21需要進入做功模式時，控制單元3控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18、調(diào)壓閥II28、進氣控制閥10打開，工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27關(guān)閉，蓄熱器II32內(nèi)的高壓氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)進管II25后沖擊工質(zhì)渦輪21使其高速旋轉(zhuǎn)，進而帶動壓氣機II22旋轉(zhuǎn)壓氣，被壓縮的空氣經(jīng)過進氣管II24和進氣總管2后流進發(fā)動機，做功后的工質(zhì)乏氣經(jīng)工質(zhì)出管II19流進蓄熱器I14后冷凝為液態(tài)，此時液位傳感器I16時刻檢測蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)液位，當(dāng)液位達到預(yù)設(shè)值后控制單元3控制廢氣三通電磁閥8改變廢氣流向，使廢氣流進蓄熱器I14，保溫散熱片I15落下，保溫散熱片II33翻起90度，蓄熱器I14和蓄熱器II32的角色互換，蓄熱器I14承擔(dān)蓄熱任務(wù)，蓄熱器II32做冷凝器用，當(dāng)蓄熱器II32內(nèi)的工質(zhì)液位達到預(yù)設(shè)數(shù)值后，蓄熱器I14和蓄熱器II32的角色又會互換，如此循環(huán)往復(fù)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明針對傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)低速扭矩不足，高速排氣背壓大，能量過剩，泵氣損失大，瞬態(tài)響應(yīng)性不好的缺點，提出了蓄熱式復(fù)合渦輪增壓裝置，該裝置可以將內(nèi)燃機高速工況下過剩的廢氣能量加以蓄存，并在低速和瞬態(tài)工況時用蓄存的能量以工質(zhì)動能的形式帶動工質(zhì)渦輪旋轉(zhuǎn)，進而壓氣，充分解決了傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)廢氣能量運用不均勻的問題，同時達到了廢氣余能回收的目的。

附圖說明

圖1為蓄熱式復(fù)合渦輪增壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標記：發(fā)動機1、進氣總管2、控制單元3、排氣總管4、廢氣比例電磁閥5、廢氣渦輪6、進氣管I7、廢氣三通電磁閥8、壓氣機I9、進氣控制閥10、后處理器11、溫度傳感器I12、壓力傳感器I13、蓄熱器I14、保溫散熱片I15、液位傳感器I16、調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18、工質(zhì)出管II19、工質(zhì)進管I20、工質(zhì)渦輪21、壓氣機II22、工質(zhì)流向控制閥II23、進氣管II24、工質(zhì)進管II25、工質(zhì)出管I26、工質(zhì)流向控制閥III27、調(diào)壓閥II28、液位傳感器II29、溫度傳感器II30、壓力傳感器II31、蓄熱器II32、保溫散熱片II33。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖1對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步詳細闡述：

本發(fā)明由發(fā)動機1、進氣總管2、控制單元3、排氣總管4、廢氣比例電磁閥5、廢氣渦輪6、進氣管I7、廢氣三通電磁閥8、壓氣機I9、進氣控制閥10、后處理器11、溫度傳感器I12、壓力傳感器I13、蓄熱器I14、保溫散熱片I15、液位傳感器I16、調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18、工質(zhì)出管II19、工質(zhì)進管I20、工質(zhì)渦輪21、壓氣機II22、工質(zhì)流向控制閥II23、進氣管II24、工質(zhì)進管II25、工質(zhì)出管I26、工質(zhì)流向控制閥III27、調(diào)壓閥II28、液位傳感器II29、溫度傳感器II30、壓力傳感器II31、蓄熱器II32、保溫散熱片II33構(gòu)成。

其中排氣總管4與廢氣比例電磁閥5的入口端相連，廢氣比例電磁閥5的兩個出口端通過管道分別與廢氣渦輪6的進氣端和廢氣三通電磁閥8的進口端相連，廢氣渦輪6與壓氣機I9同軸連接，壓氣機I9的出氣口與進氣管I7相連，進氣管I7與進氣總管2串聯(lián)連接，廢氣渦輪6的出氣端通過管道與后處理器11相連，廢氣三通電磁閥8的兩個出口端通過管道分別與蓄熱器I14和蓄熱器II32的廢氣入口端相連，蓄熱器I14和蓄熱器II32的廢氣出口端通過管道與后處理器11相連，蓄熱器I14和蓄熱器II32內(nèi)裝有定量的低沸點工質(zhì)，并且在它們的出口端分別連有調(diào)壓閥I17和調(diào)壓閥II28，工質(zhì)渦輪21的進口端同時與工質(zhì)進管I20和工質(zhì)進管II25相連，工質(zhì)渦輪21的出口端同時與工質(zhì)出管I26和工質(zhì)出管II19相連，工質(zhì)出管II19、工質(zhì)進管I20、工質(zhì)出管I26上分別裝有工質(zhì)流向控制閥I18、工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27，當(dāng)工質(zhì)流向控制閥III27、工質(zhì)流向控制閥II23關(guān)閉，調(diào)壓閥II28、調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18打開時，蓄熱器II32內(nèi)的工質(zhì)可以經(jīng)過工質(zhì)進管II25流向工質(zhì)渦輪，從工質(zhì)渦輪的渦殼流出后可以經(jīng)過工質(zhì)出管II19流入蓄熱器I14，同理，當(dāng)控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥II23和工質(zhì)流向控制閥III27打開，工質(zhì)流向控制閥I18和調(diào)壓閥II28關(guān)閉時，蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)可依次經(jīng)過工質(zhì)進管I20、工質(zhì)渦輪21、質(zhì)出管I26后流入蓄熱器II32。蓄熱器I14和蓄熱器II32上利用鉸鏈分別裝有保溫散熱片I15和保溫散熱片II33，并且分別裝有溫度傳感器I12、壓力傳感器I13、液位傳感器I16和溫度傳感器II30、壓力傳感器II31、液位傳感器II29，保溫散熱片I15和保溫散熱片II33的材料為隔熱陶瓷，其上連接有可以搖擺的擺臂，擺臂鉸接在蓄熱器的殼體上，在擺臂的帶動下保溫散熱片可以上下翻動，工質(zhì)渦輪21與壓氣機II22同軸連接，壓氣機II22的出氣口與進氣管II24連接，進氣管II24上裝有進氣控制閥10，并且與進氣總管2串聯(lián)。

具體工作過程如下：

發(fā)動機高速工況時，廢氣流量和流速很大，如果像傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓那樣將廢氣全部引向廢氣渦輪，會導(dǎo)致發(fā)動機排氣背壓過大，加劇泵氣損失，即廢氣能量過剩，所以此時控制單元3會根據(jù)具體工況點調(diào)節(jié)廢氣比例電磁閥5的開度，滿足廢氣渦輪對廢氣的流量需求后，將多余的高溫廢氣旁通到廢氣三通電磁閥8，控制單元3首先控制廢氣三通電磁閥8使高溫廢氣流進蓄熱器I14，并且此時蓄熱器I14表層的保溫散熱片I15不會翻起，將蓄熱器包絡(luò)起來，起到保溫的作用，高溫廢氣持續(xù)通過蓄熱器，并將熱量傳遞給蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)，工質(zhì)持續(xù)受熱后蒸發(fā)且壓力逐步增大，當(dāng)壓力超過某一預(yù)設(shè)值時，為安全起見，控制單元3控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27打開，調(diào)壓閥II28、工質(zhì)流向控制閥I18關(guān)閉，高壓氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)進管I20、工質(zhì)渦輪21、工質(zhì)出管I26流進蓄熱器II32后冷凝為液態(tài)，實現(xiàn)泄壓的目的，從而使蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)壓力始終保持在某一目標壓力值附近，并且當(dāng)工質(zhì)經(jīng)過工質(zhì)渦輪21時會帶動其旋轉(zhuǎn)，進而帶動壓氣機II22旋轉(zhuǎn)壓氣，進氣控制閥10打開，壓縮空氣經(jīng)進氣管II24和進氣總管2后流進發(fā)動機，高溫廢氣流經(jīng)蓄熱器I14并把熱量傳遞給工質(zhì)后會流入后處理器，此過程是蓄熱器I14的蓄熱過程，即將多余高溫廢氣的能量吸收并蓄存，液位傳感器II29時刻檢測蓄熱器II32內(nèi)工質(zhì)的液位，當(dāng)液位達到某一預(yù)設(shè)數(shù)值后(兩蓄熱器內(nèi)的工質(zhì)總量一定，經(jīng)過標定，蓄熱器II32內(nèi)工質(zhì)液位達到此數(shù)值后則蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)基本耗盡，將不能推動工質(zhì)渦輪旋轉(zhuǎn))，控制單元通過廢氣三通電磁閥8改變廢氣流向，使廢氣流進蓄熱器II32，保溫散熱片I15翻起90度，保溫散熱片II33落下，蓄熱器I14和蓄熱器II32的角色互換，蓄熱器II32承擔(dān)蓄熱任務(wù)，蓄熱器I14做冷凝器用，蓄熱器II32內(nèi)的工質(zhì)逐漸蒸發(fā)且壓力逐步增大，當(dāng)壓力值超過安全上限需要泄壓時，控制單元3控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18、調(diào)壓閥II28、進氣控制閥10打開，工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27關(guān)閉，蓄熱器II32內(nèi)的高壓氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)進管II25后沖擊工質(zhì)渦輪21使其高速旋轉(zhuǎn)，進而帶動壓氣機II22旋轉(zhuǎn)壓氣，被壓縮的空氣經(jīng)過進氣管II24和進氣總管2后流進發(fā)動機，做功后的工質(zhì)乏氣經(jīng)工質(zhì)出管II19流進蓄熱器I14后冷凝為液態(tài)，此時液位傳感器I16時刻檢測蓄熱器I14內(nèi)的工質(zhì)液位，當(dāng)液位達到預(yù)設(shè)值后控制單元3控制廢氣三通電磁閥8改變廢氣流向，使廢氣流進蓄熱器I14，蓄熱器I14和蓄熱器II32的角色互換，如此循環(huán)往復(fù)，此種情況下廢氣渦輪持續(xù)工作，工質(zhì)渦輪僅在蓄熱器泄壓時工作。

發(fā)動機由高速轉(zhuǎn)向某些低速工況區(qū)域(定義為區(qū)域1)時，發(fā)動機的廢氣流量和流速相對較小，對于傳統(tǒng)渦輪增壓系統(tǒng)，廢氣不僅不能有效帶動渦輪旋轉(zhuǎn)甚至?xí)璧K發(fā)動機廢氣的排出，導(dǎo)致排氣不暢，所以在這些工況區(qū)域時需要利用控制單元3控制廢氣比例電磁閥5，使廢氣全部流入廢氣三通電磁閥8，然后流入蓄熱器I14(假設(shè)在高速工況時是蓄熱器I14蓄存了能量)，此時廢氣渦輪不工作，增壓任務(wù)完全由工質(zhì)渦輪完成，此時控制單元3控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27和進氣控制閥10打開，工質(zhì)流向控制閥I18和調(diào)壓閥II28關(guān)閉，蓄熱器I14內(nèi)的高壓氣態(tài)工質(zhì)依次經(jīng)過調(diào)壓閥I17、工質(zhì)進管I20、工質(zhì)流向控制閥II23后沖擊工質(zhì)渦輪21，工質(zhì)渦輪21旋轉(zhuǎn)帶動壓氣機II22旋轉(zhuǎn)壓氣，增壓后的空氣經(jīng)過進氣管II24和進氣總管2后流進發(fā)動機，從而達到進氣增壓的目的，做功后的工質(zhì)乏氣經(jīng)工質(zhì)出管I26和工質(zhì)流向控制閥III27后流進蓄熱器II32，此時保溫散熱片II33在搖臂的帶動下翻起，使蓄熱器II32的殼體暴露在空氣中，有利于向外界散熱，因為此時蓄熱器II32內(nèi)的工質(zhì)為冷態(tài)的，且沒有外來熱源，所以當(dāng)工質(zhì)乏氣流進蓄熱器II32后會立即冷凝為液態(tài)，液位傳感器II29會始終檢測蓄熱器II32內(nèi)液態(tài)工質(zhì)的液位，待液位達到某一預(yù)設(shè)數(shù)值時，控制單元3控制廢氣三通電磁閥8變更廢氣流向，使廢氣流入蓄熱器II32，蓄熱器I14和蓄熱器II32角色互換，利用蓄熱器II32蓄存高溫廢氣的熱量，待蓄熱器II32蓄滿能量后(工質(zhì)壓力在目標值附近持續(xù)某一預(yù)定時間)，控制單元3控制工質(zhì)流向控制閥III27、工質(zhì)流向控制閥II23關(guān)閉，調(diào)壓閥II28、調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18、進氣控制閥10打開，高壓氣態(tài)工質(zhì)由蓄熱器II32經(jīng)工質(zhì)進管II25后帶動工質(zhì)渦輪21旋轉(zhuǎn)，進而帶動壓氣機22旋轉(zhuǎn)壓氣，做功后的乏氣經(jīng)工質(zhì)出管II19進入蓄熱器I14，然后冷凝，液位傳感器I16始終檢測蓄熱器I14內(nèi)的液位，待液位達到某一預(yù)設(shè)數(shù)值后，控制單元3控制廢氣三通電磁閥8變更廢氣流向，使廢氣流入蓄熱器I14，蓄熱器I14和蓄熱器II32的角色互換，蓄熱器I14承擔(dān)蓄熱任務(wù)，蓄熱器II32做冷凝器用，如此循環(huán)往復(fù)。

發(fā)動機由高速工況轉(zhuǎn)向另外一些低速工況區(qū)域(定義為區(qū)域2)時，發(fā)動機的廢氣流量比區(qū)域1時的大，但也不能完全滿足廢氣渦輪對廢氣流量的需求，此時控制單元3控制廢氣比例電磁閥5使廢氣全部流向廢氣渦輪6，此種工況下，廢氣渦輪和工質(zhì)渦輪同時介入工作，工質(zhì)渦輪和蓄熱器的工作方式與工況區(qū)域1時的方式相同，但是此種情況下工質(zhì)渦輪工作的時間是有限的，因為此時高溫廢氣不會流進蓄熱器I14或蓄熱器II32加熱工質(zhì)，做完功后冷凝的工質(zhì)不會再吸熱蒸發(fā)，所以此種情況下工質(zhì)渦輪能利用的能量僅是高速工況下蓄熱器蓄存的那部分能量，當(dāng)蓄熱器I14或蓄熱器II32內(nèi)的工質(zhì)持續(xù)排出做功至耗盡或壓力過低不能帶動工質(zhì)渦輪后，工質(zhì)渦輪將停止工作。

加速工況時，發(fā)動機需要立即增加進氣量，此時需要工質(zhì)渦輪立即反應(yīng)，快速介入工作，以改善瞬態(tài)響應(yīng)性，控制模塊3控制廢氣流向維持不變，假設(shè)此時是蓄熱器I14蓄存了能量，此時控制單元3控制調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)流向控制閥III27和進氣控制閥10打開，工質(zhì)流向控制閥I18和調(diào)壓閥II28關(guān)閉，蓄熱器I14內(nèi)的高壓氣態(tài)工質(zhì)依次經(jīng)過調(diào)壓閥I17、工質(zhì)進管I20、工質(zhì)流向控制閥II23、工質(zhì)渦輪21、工質(zhì)出管I26后流進蓄熱器II32，然后冷凝，高速工質(zhì)流經(jīng)工質(zhì)渦輪21時會帶動其旋轉(zhuǎn)進而帶動壓氣機II22旋轉(zhuǎn)壓氣，增壓后的空氣經(jīng)過進氣管II24和進氣總管2后流進發(fā)動機，從而達到立即增加進氣量的目的。如果此時是蓄熱器II32蓄存了能量，則控制單元3控制工質(zhì)流向控制閥III27、工質(zhì)流向控制閥II23關(guān)閉，調(diào)壓閥II28、調(diào)壓閥I17、工質(zhì)流向控制閥I18、進氣控制閥10打開，工質(zhì)依次經(jīng)過工質(zhì)進管II25、工質(zhì)渦輪21、工質(zhì)出管II19后進入蓄熱器I14冷凝，且經(jīng)過工質(zhì)渦輪21時帶動其旋轉(zhuǎn)進而帶動壓氣機II22旋轉(zhuǎn)壓氣。因為工質(zhì)渦輪的設(shè)計直徑和質(zhì)量均小于廢氣渦輪，即工質(zhì)渦輪的轉(zhuǎn)動慣量小，所以在高壓工質(zhì)的沖擊下，工質(zhì)渦輪基本不會發(fā)生遲滯現(xiàn)象，并且各個閥的打開為電子控制，與廢氣無直接關(guān)系，所以響應(yīng)性較快，可以較好的改善瞬態(tài)響應(yīng)性。

本發(fā)明中利用低沸點工質(zhì)吸收高溫廢氣的熱量，在實際操作中，所有沸點較低的工質(zhì)均能實現(xiàn)上述功能；本發(fā)明中利用蓄熱器實現(xiàn)了能量交換，實際操作中，板式換熱器、螺旋板式換熱器等均能實現(xiàn)上述功能。