發動機渦輪增壓技術的專利分析石科峰

王鋒　朱利明

摘 要：目前，隨著我國汽車工業的發展，發動機渦輪增壓作為一種提高發動機動力性、降低排放的手段，越來越多地應用到了汽車上，針對渦輪增壓技術的研究和專利申請也是一個熱點。文章以中國專利文摘（CNABS）數據庫中的檢索結果為樣本，從專利角度出發，對涉及渦輪增壓的專利申請進行了分析，通過申請量、主要申請人、申請熱點的分析，展示涉及渦輪增壓的排氣再循環技術的發展概況和技術概貌，為渦輪增壓研究和發展提供借鑒。

關鍵詞：發動機；渦輪增壓；專利分析 1 渦輪增壓的提出及原理

近年來，隨著我國經濟和人民生活水平的不斷提高，越來越多的家庭購買了汽車作為代步工具，從而也促進了我國汽車工業的快速發展。隨著汽車擁有量迅猛增長，對發動機的排放和小排量汽車的動力性的要求也日益凸顯出來。目前，采用渦輪增壓的轎車愈來愈受到人們的追捧，轎車尾部經常看到的Turbo、T或TSI，就表明該車采用的發動機是渦輪增壓發動機。

渦輪增壓屬于進氣增壓的一種形式，進氣增壓是增加發動機的轉矩和功率的常見方法，也是控制排放的必然選擇。目前發動機上普遍采用的是渦輪增壓，雖然渦輪增壓在近些年才被廣大汽車消費者認識并備受關注，但事實上發動機的增壓技術早在19世紀就已經萌生，并且在20世紀初期就得到初步應用，且隨著材料科學及制造技術的進步，渦輪增壓技術在20世紀中葉就在柴油機中走向大規模商業應用，并逐步推廣到汽油機中。

渦輪增壓的主要原理很簡單，就是壓氣機與渦輪機同軸相連，構成渦輪增壓器，渦輪機受到排氣管中廢氣的驅動，將內燃機排氣管排出的高速廢氣的動能和壓力能轉變為機械能，從而帶動壓氣機，壓氣機則利用渦輪機輸出的機械能把空氣的壓力提高，然后送至汽缸內。

雖然渦輪增壓技術早就已經成熟，但各國研究人員對其改進的步伐卻從未停止，并不斷針對該技術作出創新。當前，隨著我國專利制度的逐步完善和經濟的飛速發展，廣大企業和個人也逐步認識到專利保護的重要性，通過渦輪增壓技術的專利分析，將有助于更全面地了解關于渦輪增壓技術以及確定今后廢氣渦輪增壓的研究方向。

2 渦輪增壓的專利分析

下面以中國專利文摘數據庫中的數據為基礎對渦輪增壓技術進行專利分析。中國專利文摘數據庫是對中國專利初加工文摘數據庫、中國專利深加工文摘數據庫、中國專利檢索系統文摘數據庫、中國專利英文文摘數據庫、DWPI數據庫中的中國數據、SIPOABS數據庫中的中國數據進行錯誤清理、格式規范、數據整合后形成的一套完整的、標準的中國專利數據集合，數據覆蓋全面，數據格式規范，數據質量高，數據涵蓋自1985年至今所有中國專利文摘數據。

由于僅采用渦輪增壓這一關鍵詞時，會引入部分檢索噪音，為了在數據庫中準確尋找關于發動機渦輪增壓方面的專利，可以采用專利分類進行進一步限定，在國際專利分類表中，針對發動機渦輪增壓的技術的專利申請主要被分在F部的F02B37/00（帶有至少一部分時間由排氣驅動的泵的發動機）大組下。在中國專利文摘數據庫中，通過用分類號“F02B37”和關鍵詞“渦輪增壓”進行限定，就能夠較為精確地檢索出涉及發動機渦輪增壓的專利文獻，檢索結果一共是2025篇專利申請，文章主要針對這2025篇專利申請進行專利分析，展示目前我國關于渦輪增壓技術的專利的申請狀況。

2.1 申請量趨勢分析

通過檢索發現，2000年之前該類專利的申請量較少，基本上都在個位數以下。從圖1關于申請量的趨勢圖中可以看出，從2000年開始，伴隨著國內經濟、汽車工業和市場的快速發展，以及國內對于科技創新的重視，可以看到，申請量是逐步上升的，由此可見，盡管渦輪增壓技術已經是一項較為成熟的技術，但由于其能帶來巨大效益，對其的完善和改進仍然是目前研究的熱點。至于2012年和2013年申請量沒有增長甚至下降，分析認為，這是與專利申請公開制度有關，這是因為2012年和2013年的申請有部分尚未公開，因此沒有被收錄到數據庫中所導致的。

2.2 申請人分析

表1給出了目前關于渦輪增壓的專利申請量前10位的申請人，從表中可以看出，申請量較多的申請人以國外大公司為主，前5位中只有一位是國內申請人，為上海交通大學，剩余四位全部為國外大型企業，由此可以看出，一方面，在發動機渦輪增壓領域，國外申請人還是占據主導地位，顯示了國外公司對這方面技術的重視，這與目前的發動機技術的壟斷情況是符合的；另一方面，也反映了我國企業在發動機領域技術的發展還任重道遠，需要加大投入和研究力度。

表1 申請量前10位的申請人

2.3 主要申請人申請分析

由于國內上海交通大學目前的申請量已經占據第1位，因此下面將主要針對申請量第一位的上海交通大學和比較知名的福特全球技術公司、豐田自動車株式會社進行分析。數據表明，上海交通大學關于發動機渦輪增壓的專利申請主要集中在2011-2013這幾年中，這三年的申請量占其申請總量的84%，且其申請中系列申請較多，一個系列申請就涉及十幾甚至幾十個，總體來說涉及的方面較少。而福特環球技術公司從2008年申請量就已經較多，至于豐田自動車株式會社，更是從2005年開始申請量就處于一個穩定狀況，這兩個申請人的專利申請涉及的面也比較廣。這從另一個側面體現了國外汽車公司針對發動機技術的領先與壟斷，同時也反映了國外企業對于技術創新的持續性。

2.4 申請熱點分析

由于渦輪增壓的基本原理已經為廣大技術人員所熟知，因此針對這項技術的改進主要集中在使渦輪增壓與發動機的性能參數和工況相匹配。針對檢索得到的涉及渦輪增壓的專利申請進行閱讀和分析，發現目前關于渦輪增壓技術的專利申請主要集中在以下幾個方面：渦輪增壓的控制、可變渦輪增壓和多級渦輪增壓。其中在檢索的結果中，有接近一半的渦輪增壓專利申請都涉及到控制，設計到兩級渦輪增壓的占比接近四分之一，而涉及到可變幾何結構的僅接近十分之一。

3 結束語

通過前面對于渦輪增壓的專利的具體分析，可以看出，目前關于渦輪增壓的先進的核心專利技術基本被歐美日的一些大公司所控制，這與我國汽車工業的現狀是存在對應的。國外企業針對渦輪增壓技術的研究和專利申請具有一定的連續性的，他們的研究是不斷深入并不斷提高的，涉及面較廣，這是值得我們學習的。隨著我國國內汽車行業的成熟與發展，國內申請人在渦輪增壓技術領域的專利申請量也逐年增多，但由于前期發展所限以及相應的技術壟斷，這方面的專利申請主要還是集中在國外大型企業，因此，無論是進行技術研究還是進行專利風險評估，都應注重國外申請人的專利分析，從而在企業技術研發中具有前瞻性。

（本文所有作者貢獻相同）

參考文獻

[1]周龍保，劉巽俊，高宗英.內燃機學[M].機械工業出版社，1996.

[2]國際專利分類表（第8版）F分冊[M].知識產權出版社，2006.

[3]中國專利文摘數據庫[Z].endprint

摘 要：目前，隨著我國汽車工業的發展，發動機渦輪增壓作為一種提高發動機動力性、降低排放的手段，越來越多地應用到了汽車上，針對渦輪增壓技術的研究和專利申請也是一個熱點。文章以中國專利文摘（CNABS）數據庫中的檢索結果為樣本，從專利角度出發，對涉及渦輪增壓的專利申請進行了分析，通過申請量、主要申請人、申請熱點的分析，展示涉及渦輪增壓的排氣再循環技術的發展概況和技術概貌，為渦輪增壓研究和發展提供借鑒。

關鍵詞：發動機；渦輪增壓；專利分析 1 渦輪增壓的提出及原理

近年來，隨著我國經濟和人民生活水平的不斷提高，越來越多的家庭購買了汽車作為代步工具，從而也促進了我國汽車工業的快速發展。隨著汽車擁有量迅猛增長，對發動機的排放和小排量汽車的動力性的要求也日益凸顯出來。目前，采用渦輪增壓的轎車愈來愈受到人們的追捧，轎車尾部經常看到的Turbo、T或TSI，就表明該車采用的發動機是渦輪增壓發動機。

渦輪增壓屬于進氣增壓的一種形式，進氣增壓是增加發動機的轉矩和功率的常見方法，也是控制排放的必然選擇。目前發動機上普遍采用的是渦輪增壓，雖然渦輪增壓在近些年才被廣大汽車消費者認識并備受關注，但事實上發動機的增壓技術早在19世紀就已經萌生，并且在20世紀初期就得到初步應用，且隨著材料科學及制造技術的進步，渦輪增壓技術在20世紀中葉就在柴油機中走向大規模商業應用，并逐步推廣到汽油機中。

渦輪增壓的主要原理很簡單，就是壓氣機與渦輪機同軸相連，構成渦輪增壓器，渦輪機受到排氣管中廢氣的驅動，將內燃機排氣管排出的高速廢氣的動能和壓力能轉變為機械能，從而帶動壓氣機，壓氣機則利用渦輪機輸出的機械能把空氣的壓力提高，然后送至汽缸內。

雖然渦輪增壓技術早就已經成熟，但各國研究人員對其改進的步伐卻從未停止，并不斷針對該技術作出創新。當前，隨著我國專利制度的逐步完善和經濟的飛速發展，廣大企業和個人也逐步認識到專利保護的重要性，通過渦輪增壓技術的專利分析，將有助于更全面地了解關于渦輪增壓技術以及確定今后廢氣渦輪增壓的研究方向。

2 渦輪增壓的專利分析

下面以中國專利文摘數據庫中的數據為基礎對渦輪增壓技術進行專利分析。中國專利文摘數據庫是對中國專利初加工文摘數據庫、中國專利深加工文摘數據庫、中國專利檢索系統文摘數據庫、中國專利英文文摘數據庫、DWPI數據庫中的中國數據、SIPOABS數據庫中的中國數據進行錯誤清理、格式規范、數據整合后形成的一套完整的、標準的中國專利數據集合，數據覆蓋全面，數據格式規范，數據質量高，數據涵蓋自1985年至今所有中國專利文摘數據。

由于僅采用渦輪增壓這一關鍵詞時，會引入部分檢索噪音，為了在數據庫中準確尋找關于發動機渦輪增壓方面的專利，可以采用專利分類進行進一步限定，在國際專利分類表中，針對發動機渦輪增壓的技術的專利申請主要被分在F部的F02B37/00（帶有至少一部分時間由排氣驅動的泵的發動機）大組下。在中國專利文摘數據庫中，通過用分類號“F02B37”和關鍵詞“渦輪增壓”進行限定，就能夠較為精確地檢索出涉及發動機渦輪增壓的專利文獻，檢索結果一共是2025篇專利申請，文章主要針對這2025篇專利申請進行專利分析，展示目前我國關于渦輪增壓技術的專利的申請狀況。

2.1 申請量趨勢分析

通過檢索發現，2000年之前該類專利的申請量較少，基本上都在個位數以下。從圖1關于申請量的趨勢圖中可以看出，從2000年開始，伴隨著國內經濟、汽車工業和市場的快速發展，以及國內對于科技創新的重視，可以看到，申請量是逐步上升的，由此可見，盡管渦輪增壓技術已經是一項較為成熟的技術，但由于其能帶來巨大效益，對其的完善和改進仍然是目前研究的熱點。至于2012年和2013年申請量沒有增長甚至下降，分析認為，這是與專利申請公開制度有關，這是因為2012年和2013年的申請有部分尚未公開，因此沒有被收錄到數據庫中所導致的。

2.2 申請人分析

表1給出了目前關于渦輪增壓的專利申請量前10位的申請人，從表中可以看出，申請量較多的申請人以國外大公司為主，前5位中只有一位是國內申請人，為上海交通大學，剩余四位全部為國外大型企業，由此可以看出，一方面，在發動機渦輪增壓領域，國外申請人還是占據主導地位，顯示了國外公司對這方面技術的重視，這與目前的發動機技術的壟斷情況是符合的；另一方面，也反映了我國企業在發動機領域技術的發展還任重道遠，需要加大投入和研究力度。

表1 申請量前10位的申請人

2.3 主要申請人申請分析

由于國內上海交通大學目前的申請量已經占據第1位，因此下面將主要針對申請量第一位的上海交通大學和比較知名的福特全球技術公司、豐田自動車株式會社進行分析。數據表明，上海交通大學關于發動機渦輪增壓的專利申請主要集中在2011-2013這幾年中，這三年的申請量占其申請總量的84%，且其申請中系列申請較多，一個系列申請就涉及十幾甚至幾十個，總體來說涉及的方面較少。而福特環球技術公司從2008年申請量就已經較多，至于豐田自動車株式會社，更是從2005年開始申請量就處于一個穩定狀況，這兩個申請人的專利申請涉及的面也比較廣。這從另一個側面體現了國外汽車公司針對發動機技術的領先與壟斷，同時也反映了國外企業對于技術創新的持續性。

2.4 申請熱點分析

由于渦輪增壓的基本原理已經為廣大技術人員所熟知，因此針對這項技術的改進主要集中在使渦輪增壓與發動機的性能參數和工況相匹配。針對檢索得到的涉及渦輪增壓的專利申請進行閱讀和分析，發現目前關于渦輪增壓技術的專利申請主要集中在以下幾個方面：渦輪增壓的控制、可變渦輪增壓和多級渦輪增壓。其中在檢索的結果中，有接近一半的渦輪增壓專利申請都涉及到控制，設計到兩級渦輪增壓的占比接近四分之一，而涉及到可變幾何結構的僅接近十分之一。

3 結束語

通過前面對于渦輪增壓的專利的具體分析，可以看出，目前關于渦輪增壓的先進的核心專利技術基本被歐美日的一些大公司所控制，這與我國汽車工業的現狀是存在對應的。國外企業針對渦輪增壓技術的研究和專利申請具有一定的連續性的，他們的研究是不斷深入并不斷提高的，涉及面較廣，這是值得我們學習的。隨著我國國內汽車行業的成熟與發展，國內申請人在渦輪增壓技術領域的專利申請量也逐年增多，但由于前期發展所限以及相應的技術壟斷，這方面的專利申請主要還是集中在國外大型企業，因此，無論是進行技術研究還是進行專利風險評估，都應注重國外申請人的專利分析，從而在企業技術研發中具有前瞻性。

（本文所有作者貢獻相同）

參考文獻

[1]周龍保，劉巽俊，高宗英.內燃機學[M].機械工業出版社，1996.

[2]國際專利分類表（第8版）F分冊[M].知識產權出版社，2006.

[3]中國專利文摘數據庫[Z].endprint

摘 要：目前，隨著我國汽車工業的發展，發動機渦輪增壓作為一種提高發動機動力性、降低排放的手段，越來越多地應用到了汽車上，針對渦輪增壓技術的研究和專利申請也是一個熱點。文章以中國專利文摘（CNABS）數據庫中的檢索結果為樣本，從專利角度出發，對涉及渦輪增壓的專利申請進行了分析，通過申請量、主要申請人、申請熱點的分析，展示涉及渦輪增壓的排氣再循環技術的發展概況和技術概貌，為渦輪增壓研究和發展提供借鑒。

關鍵詞：發動機；渦輪增壓；專利分析 1 渦輪增壓的提出及原理

近年來，隨著我國經濟和人民生活水平的不斷提高，越來越多的家庭購買了汽車作為代步工具，從而也促進了我國汽車工業的快速發展。隨著汽車擁有量迅猛增長，對發動機的排放和小排量汽車的動力性的要求也日益凸顯出來。目前，采用渦輪增壓的轎車愈來愈受到人們的追捧，轎車尾部經常看到的Turbo、T或TSI，就表明該車采用的發動機是渦輪增壓發動機。

渦輪增壓屬于進氣增壓的一種形式，進氣增壓是增加發動機的轉矩和功率的常見方法，也是控制排放的必然選擇。目前發動機上普遍采用的是渦輪增壓，雖然渦輪增壓在近些年才被廣大汽車消費者認識并備受關注，但事實上發動機的增壓技術早在19世紀就已經萌生，并且在20世紀初期就得到初步應用，且隨著材料科學及制造技術的進步，渦輪增壓技術在20世紀中葉就在柴油機中走向大規模商業應用，并逐步推廣到汽油機中。

渦輪增壓的主要原理很簡單，就是壓氣機與渦輪機同軸相連，構成渦輪增壓器，渦輪機受到排氣管中廢氣的驅動，將內燃機排氣管排出的高速廢氣的動能和壓力能轉變為機械能，從而帶動壓氣機，壓氣機則利用渦輪機輸出的機械能把空氣的壓力提高，然后送至汽缸內。

雖然渦輪增壓技術早就已經成熟，但各國研究人員對其改進的步伐卻從未停止，并不斷針對該技術作出創新。當前，隨著我國專利制度的逐步完善和經濟的飛速發展，廣大企業和個人也逐步認識到專利保護的重要性，通過渦輪增壓技術的專利分析，將有助于更全面地了解關于渦輪增壓技術以及確定今后廢氣渦輪增壓的研究方向。

2 渦輪增壓的專利分析

下面以中國專利文摘數據庫中的數據為基礎對渦輪增壓技術進行專利分析。中國專利文摘數據庫是對中國專利初加工文摘數據庫、中國專利深加工文摘數據庫、中國專利檢索系統文摘數據庫、中國專利英文文摘數據庫、DWPI數據庫中的中國數據、SIPOABS數據庫中的中國數據進行錯誤清理、格式規范、數據整合后形成的一套完整的、標準的中國專利數據集合，數據覆蓋全面，數據格式規范，數據質量高，數據涵蓋自1985年至今所有中國專利文摘數據。

由于僅采用渦輪增壓這一關鍵詞時，會引入部分檢索噪音，為了在數據庫中準確尋找關于發動機渦輪增壓方面的專利，可以采用專利分類進行進一步限定，在國際專利分類表中，針對發動機渦輪增壓的技術的專利申請主要被分在F部的F02B37/00（帶有至少一部分時間由排氣驅動的泵的發動機）大組下。在中國專利文摘數據庫中，通過用分類號“F02B37”和關鍵詞“渦輪增壓”進行限定，就能夠較為精確地檢索出涉及發動機渦輪增壓的專利文獻，檢索結果一共是2025篇專利申請，文章主要針對這2025篇專利申請進行專利分析，展示目前我國關于渦輪增壓技術的專利的申請狀況。

2.1 申請量趨勢分析

通過檢索發現，2000年之前該類專利的申請量較少，基本上都在個位數以下。從圖1關于申請量的趨勢圖中可以看出，從2000年開始，伴隨著國內經濟、汽車工業和市場的快速發展，以及國內對于科技創新的重視，可以看到，申請量是逐步上升的，由此可見，盡管渦輪增壓技術已經是一項較為成熟的技術，但由于其能帶來巨大效益，對其的完善和改進仍然是目前研究的熱點。至于2012年和2013年申請量沒有增長甚至下降，分析認為，這是與專利申請公開制度有關，這是因為2012年和2013年的申請有部分尚未公開，因此沒有被收錄到數據庫中所導致的。

2.2 申請人分析

表1給出了目前關于渦輪增壓的專利申請量前10位的申請人，從表中可以看出，申請量較多的申請人以國外大公司為主，前5位中只有一位是國內申請人，為上海交通大學，剩余四位全部為國外大型企業，由此可以看出，一方面，在發動機渦輪增壓領域，國外申請人還是占據主導地位，顯示了國外公司對這方面技術的重視，這與目前的發動機技術的壟斷情況是符合的；另一方面，也反映了我國企業在發動機領域技術的發展還任重道遠，需要加大投入和研究力度。

表1 申請量前10位的申請人

2.3 主要申請人申請分析

由于國內上海交通大學目前的申請量已經占據第1位，因此下面將主要針對申請量第一位的上海交通大學和比較知名的福特全球技術公司、豐田自動車株式會社進行分析。數據表明，上海交通大學關于發動機渦輪增壓的專利申請主要集中在2011-2013這幾年中，這三年的申請量占其申請總量的84%，且其申請中系列申請較多，一個系列申請就涉及十幾甚至幾十個，總體來說涉及的方面較少。而福特環球技術公司從2008年申請量就已經較多，至于豐田自動車株式會社，更是從2005年開始申請量就處于一個穩定狀況，這兩個申請人的專利申請涉及的面也比較廣。這從另一個側面體現了國外汽車公司針對發動機技術的領先與壟斷，同時也反映了國外企業對于技術創新的持續性。

2.4 申請熱點分析

由于渦輪增壓的基本原理已經為廣大技術人員所熟知，因此針對這項技術的改進主要集中在使渦輪增壓與發動機的性能參數和工況相匹配。針對檢索得到的涉及渦輪增壓的專利申請進行閱讀和分析，發現目前關于渦輪增壓技術的專利申請主要集中在以下幾個方面：渦輪增壓的控制、可變渦輪增壓和多級渦輪增壓。其中在檢索的結果中，有接近一半的渦輪增壓專利申請都涉及到控制，設計到兩級渦輪增壓的占比接近四分之一，而涉及到可變幾何結構的僅接近十分之一。

3 結束語

通過前面對于渦輪增壓的專利的具體分析，可以看出，目前關于渦輪增壓的先進的核心專利技術基本被歐美日的一些大公司所控制，這與我國汽車工業的現狀是存在對應的。國外企業針對渦輪增壓技術的研究和專利申請具有一定的連續性的，他們的研究是不斷深入并不斷提高的，涉及面較廣，這是值得我們學習的。隨著我國國內汽車行業的成熟與發展，國內申請人在渦輪增壓技術領域的專利申請量也逐年增多，但由于前期發展所限以及相應的技術壟斷，這方面的專利申請主要還是集中在國外大型企業，因此，無論是進行技術研究還是進行專利風險評估，都應注重國外申請人的專利分析，從而在企業技術研發中具有前瞻性。

（本文所有作者貢獻相同）

參考文獻

[1]周龍保，劉巽俊，高宗英.內燃機學[M].機械工業出版社，1996.

[2]國際專利分類表（第8版）F分冊[M].知識產權出版社，2006.

[3]中國專利文摘數據庫[Z].endprint