发动机涡轮增压技术的专利分析石科峰

王锋　朱利明

摘 要：目前，随着我国汽车工业的发展，发动机涡轮增压作为一种提高发动机动力性、降低排放的手段，越来越多地应用到了汽车上，针对涡轮增压技术的研究和专利申请也是一个热点。文章以中国专利文摘（CNABS）数据库中的检索结果为样本，从专利角度出发，对涉及涡轮增压的专利申请进行了分析，通过申请量、主要申请人、申请热点的分析，展示涉及涡轮增压的排气再循环技术的发展概况和技术概貌，为涡轮增压研究和发展提供借鉴。

关键词：发动机；涡轮增压；专利分析 1 涡轮增压的提出及原理

近年来，随着我国经济和人民生活水平的不断提高，越来越多的家庭购买了汽车作为代步工具，从而也促进了我国汽车工业的快速发展。随着汽车拥有量迅猛增长，对发动机的排放和小排量汽车的动力性的要求也日益凸显出来。目前，采用涡轮增压的轿车愈来愈受到人们的追捧，轿车尾部经常看到的Turbo、T或TSI，就表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。

涡轮增压属于进气增压的一种形式，进气增压是增加发动机的转矩和功率的常见方法，也是控制排放的必然选择。目前发动机上普遍采用的是涡轮增压，虽然涡轮增压在近些年才被广大汽车消费者认识并备受关注，但事实上发动机的增压技术早在19世纪就已经萌生，并且在20世纪初期就得到初步应用，且随着材料科学及制造技术的进步，涡轮增压技术在20世纪中叶就在柴油机中走向大规模商业应用，并逐步推广到汽油机中。

涡轮增压的主要原理很简单，就是压气机与涡轮机同轴相连，构成涡轮增压器，涡轮机受到排气管中废气的驱动，将内燃机排气管排出的高速废气的动能和压力能转变为机械能，从而带动压气机，压气机则利用涡轮机输出的机械能把空气的压力提高，然后送至汽缸内。

虽然涡轮增压技术早就已经成熟，但各国研究人员对其改进的步伐却从未停止，并不断针对该技术作出创新。当前，随着我国专利制度的逐步完善和经济的飞速发展，广大企业和个人也逐步认识到专利保护的重要性，通过涡轮增压技术的专利分析，将有助于更全面地了解关于涡轮增压技术以及确定今后废气涡轮增压的研究方向。

2 涡轮增压的专利分析

下面以中国专利文摘数据库中的数据为基础对涡轮增压技术进行专利分析。中国专利文摘数据库是对中国专利初加工文摘数据库、中国专利深加工文摘数据库、中国专利检索系统文摘数据库、中国专利英文文摘数据库、DWPI数据库中的中国数据、SIPOABS数据库中的中国数据进行错误清理、格式规范、数据整合后形成的一套完整的、标准的中国专利数据集合，数据覆盖全面，数据格式规范，数据质量高，数据涵盖自1985年至今所有中国专利文摘数据。

由于仅采用涡轮增压这一关键词时，会引入部分检索噪音，为了在数据库中准确寻找关于发动机涡轮增压方面的专利，可以采用专利分类进行进一步限定，在国际专利分类表中，针对发动机涡轮增压的技术的专利申请主要被分在F部的F02B37/00（带有至少一部分时间由排气驱动的泵的发动机）大组下。在中国专利文摘数据库中，通过用分类号“F02B37”和关键词“涡轮增压”进行限定，就能够较为精确地检索出涉及发动机涡轮增压的专利文献，检索结果一共是2025篇专利申请，文章主要针对这2025篇专利申请进行专利分析，展示目前我国关于涡轮增压技术的专利的申请状况。

2.1 申请量趋势分析

通过检索发现，2000年之前该类专利的申请量较少，基本上都在个位数以下。从图1关于申请量的趋势图中可以看出，从2000年开始，伴随着国内经济、汽车工业和市场的快速发展，以及国内对于科技创新的重视，可以看到，申请量是逐步上升的，由此可见，尽管涡轮增压技术已经是一项较为成熟的技术，但由于其能带来巨大效益，对其的完善和改进仍然是目前研究的热点。至于2012年和2013年申请量没有增长甚至下降，分析认为，这是与专利申请公开制度有关，这是因为2012年和2013年的申请有部分尚未公开，因此没有被收录到数据库中所导致的。

2.2 申请人分析

表1给出了目前关于涡轮增压的专利申请量前10位的申请人，从表中可以看出，申请量较多的申请人以国外大公司为主，前5位中只有一位是国内申请人，为上海交通大学，剩余四位全部为国外大型企业，由此可以看出，一方面，在发动机涡轮增压领域，国外申请人还是占据主导地位，显示了国外公司对这方面技术的重视，这与目前的发动机技术的垄断情况是符合的；另一方面，也反映了我国企业在发动机领域技术的发展还任重道远，需要加大投入和研究力度。

表1 申请量前10位的申请人

2.3 主要申请人申请分析

由于国内上海交通大学目前的申请量已经占据第1位，因此下面将主要针对申请量第一位的上海交通大学和比较知名的福特全球技术公司、丰田自动车株式会社进行分析。数据表明，上海交通大学关于发动机涡轮增压的专利申请主要集中在2011-2013这几年中，这三年的申请量占其申请总量的84%，且其申请中系列申请较多，一个系列申请就涉及十几甚至几十个，总体来说涉及的方面较少。而福特环球技术公司从2008年申请量就已经较多，至于丰田自动车株式会社，更是从2005年开始申请量就处于一个稳定状况，这两个申请人的专利申请涉及的面也比较广。这从另一个侧面体现了国外汽车公司针对发动机技术的领先与垄断，同时也反映了国外企业对于技术创新的持续性。

2.4 申请热点分析

由于涡轮增压的基本原理已经为广大技术人员所熟知，因此针对这项技术的改进主要集中在使涡轮增压与发动机的性能参数和工况相匹配。针对检索得到的涉及涡轮增压的专利申请进行阅读和分析，发现目前关于涡轮增压技术的专利申请主要集中在以下几个方面：涡轮增压的控制、可变涡轮增压和多级涡轮增压。其中在检索的结果中，有接近一半的涡轮增压专利申请都涉及到控制，设计到两级涡轮增压的占比接近四分之一，而涉及到可变几何结构的仅接近十分之一。

3 结束语

通过前面对于涡轮增压的专利的具体分析，可以看出，目前关于涡轮增压的先进的核心专利技术基本被欧美日的一些大公司所控制，这与我国汽车工业的现状是存在对应的。国外企业针对涡轮增压技术的研究和专利申请具有一定的连续性的，他们的研究是不断深入并不断提高的，涉及面较广，这是值得我们学习的。随着我国国内汽车行业的成熟与发展，国内申请人在涡轮增压技术领域的专利申请量也逐年增多，但由于前期发展所限以及相应的技术垄断，这方面的专利申请主要还是集中在国外大型企业，因此，无论是进行技术研究还是进行专利风险评估，都应注重国外申请人的专利分析，从而在企业技术研发中具有前瞻性。

（本文所有作者贡献相同）

参考文献

[1]周龙保，刘巽俊，高宗英.内燃机学[M].机械工业出版社，1996.

[2]国际专利分类表（第8版）F分册[M].知识产权出版社，2006.

[3]中国专利文摘数据库[Z].endprint

摘 要：目前，随着我国汽车工业的发展，发动机涡轮增压作为一种提高发动机动力性、降低排放的手段，越来越多地应用到了汽车上，针对涡轮增压技术的研究和专利申请也是一个热点。文章以中国专利文摘（CNABS）数据库中的检索结果为样本，从专利角度出发，对涉及涡轮增压的专利申请进行了分析，通过申请量、主要申请人、申请热点的分析，展示涉及涡轮增压的排气再循环技术的发展概况和技术概貌，为涡轮增压研究和发展提供借鉴。

关键词：发动机；涡轮增压；专利分析 1 涡轮增压的提出及原理

近年来，随着我国经济和人民生活水平的不断提高，越来越多的家庭购买了汽车作为代步工具，从而也促进了我国汽车工业的快速发展。随着汽车拥有量迅猛增长，对发动机的排放和小排量汽车的动力性的要求也日益凸显出来。目前，采用涡轮增压的轿车愈来愈受到人们的追捧，轿车尾部经常看到的Turbo、T或TSI，就表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。

涡轮增压属于进气增压的一种形式，进气增压是增加发动机的转矩和功率的常见方法，也是控制排放的必然选择。目前发动机上普遍采用的是涡轮增压，虽然涡轮增压在近些年才被广大汽车消费者认识并备受关注，但事实上发动机的增压技术早在19世纪就已经萌生，并且在20世纪初期就得到初步应用，且随着材料科学及制造技术的进步，涡轮增压技术在20世纪中叶就在柴油机中走向大规模商业应用，并逐步推广到汽油机中。

涡轮增压的主要原理很简单，就是压气机与涡轮机同轴相连，构成涡轮增压器，涡轮机受到排气管中废气的驱动，将内燃机排气管排出的高速废气的动能和压力能转变为机械能，从而带动压气机，压气机则利用涡轮机输出的机械能把空气的压力提高，然后送至汽缸内。

虽然涡轮增压技术早就已经成熟，但各国研究人员对其改进的步伐却从未停止，并不断针对该技术作出创新。当前，随着我国专利制度的逐步完善和经济的飞速发展，广大企业和个人也逐步认识到专利保护的重要性，通过涡轮增压技术的专利分析，将有助于更全面地了解关于涡轮增压技术以及确定今后废气涡轮增压的研究方向。

2 涡轮增压的专利分析

下面以中国专利文摘数据库中的数据为基础对涡轮增压技术进行专利分析。中国专利文摘数据库是对中国专利初加工文摘数据库、中国专利深加工文摘数据库、中国专利检索系统文摘数据库、中国专利英文文摘数据库、DWPI数据库中的中国数据、SIPOABS数据库中的中国数据进行错误清理、格式规范、数据整合后形成的一套完整的、标准的中国专利数据集合，数据覆盖全面，数据格式规范，数据质量高，数据涵盖自1985年至今所有中国专利文摘数据。

由于仅采用涡轮增压这一关键词时，会引入部分检索噪音，为了在数据库中准确寻找关于发动机涡轮增压方面的专利，可以采用专利分类进行进一步限定，在国际专利分类表中，针对发动机涡轮增压的技术的专利申请主要被分在F部的F02B37/00（带有至少一部分时间由排气驱动的泵的发动机）大组下。在中国专利文摘数据库中，通过用分类号“F02B37”和关键词“涡轮增压”进行限定，就能够较为精确地检索出涉及发动机涡轮增压的专利文献，检索结果一共是2025篇专利申请，文章主要针对这2025篇专利申请进行专利分析，展示目前我国关于涡轮增压技术的专利的申请状况。

2.1 申请量趋势分析

通过检索发现，2000年之前该类专利的申请量较少，基本上都在个位数以下。从图1关于申请量的趋势图中可以看出，从2000年开始，伴随着国内经济、汽车工业和市场的快速发展，以及国内对于科技创新的重视，可以看到，申请量是逐步上升的，由此可见，尽管涡轮增压技术已经是一项较为成熟的技术，但由于其能带来巨大效益，对其的完善和改进仍然是目前研究的热点。至于2012年和2013年申请量没有增长甚至下降，分析认为，这是与专利申请公开制度有关，这是因为2012年和2013年的申请有部分尚未公开，因此没有被收录到数据库中所导致的。

2.2 申请人分析

表1给出了目前关于涡轮增压的专利申请量前10位的申请人，从表中可以看出，申请量较多的申请人以国外大公司为主，前5位中只有一位是国内申请人，为上海交通大学，剩余四位全部为国外大型企业，由此可以看出，一方面，在发动机涡轮增压领域，国外申请人还是占据主导地位，显示了国外公司对这方面技术的重视，这与目前的发动机技术的垄断情况是符合的；另一方面，也反映了我国企业在发动机领域技术的发展还任重道远，需要加大投入和研究力度。

表1 申请量前10位的申请人

2.3 主要申请人申请分析

由于国内上海交通大学目前的申请量已经占据第1位，因此下面将主要针对申请量第一位的上海交通大学和比较知名的福特全球技术公司、丰田自动车株式会社进行分析。数据表明，上海交通大学关于发动机涡轮增压的专利申请主要集中在2011-2013这几年中，这三年的申请量占其申请总量的84%，且其申请中系列申请较多，一个系列申请就涉及十几甚至几十个，总体来说涉及的方面较少。而福特环球技术公司从2008年申请量就已经较多，至于丰田自动车株式会社，更是从2005年开始申请量就处于一个稳定状况，这两个申请人的专利申请涉及的面也比较广。这从另一个侧面体现了国外汽车公司针对发动机技术的领先与垄断，同时也反映了国外企业对于技术创新的持续性。

2.4 申请热点分析

由于涡轮增压的基本原理已经为广大技术人员所熟知，因此针对这项技术的改进主要集中在使涡轮增压与发动机的性能参数和工况相匹配。针对检索得到的涉及涡轮增压的专利申请进行阅读和分析，发现目前关于涡轮增压技术的专利申请主要集中在以下几个方面：涡轮增压的控制、可变涡轮增压和多级涡轮增压。其中在检索的结果中，有接近一半的涡轮增压专利申请都涉及到控制，设计到两级涡轮增压的占比接近四分之一，而涉及到可变几何结构的仅接近十分之一。

3 结束语

通过前面对于涡轮增压的专利的具体分析，可以看出，目前关于涡轮增压的先进的核心专利技术基本被欧美日的一些大公司所控制，这与我国汽车工业的现状是存在对应的。国外企业针对涡轮增压技术的研究和专利申请具有一定的连续性的，他们的研究是不断深入并不断提高的，涉及面较广，这是值得我们学习的。随着我国国内汽车行业的成熟与发展，国内申请人在涡轮增压技术领域的专利申请量也逐年增多，但由于前期发展所限以及相应的技术垄断，这方面的专利申请主要还是集中在国外大型企业，因此，无论是进行技术研究还是进行专利风险评估，都应注重国外申请人的专利分析，从而在企业技术研发中具有前瞻性。

（本文所有作者贡献相同）

参考文献

[1]周龙保，刘巽俊，高宗英.内燃机学[M].机械工业出版社，1996.

[2]国际专利分类表（第8版）F分册[M].知识产权出版社，2006.

[3]中国专利文摘数据库[Z].endprint

摘 要：目前，随着我国汽车工业的发展，发动机涡轮增压作为一种提高发动机动力性、降低排放的手段，越来越多地应用到了汽车上，针对涡轮增压技术的研究和专利申请也是一个热点。文章以中国专利文摘（CNABS）数据库中的检索结果为样本，从专利角度出发，对涉及涡轮增压的专利申请进行了分析，通过申请量、主要申请人、申请热点的分析，展示涉及涡轮增压的排气再循环技术的发展概况和技术概貌，为涡轮增压研究和发展提供借鉴。

关键词：发动机；涡轮增压；专利分析 1 涡轮增压的提出及原理

近年来，随着我国经济和人民生活水平的不断提高，越来越多的家庭购买了汽车作为代步工具，从而也促进了我国汽车工业的快速发展。随着汽车拥有量迅猛增长，对发动机的排放和小排量汽车的动力性的要求也日益凸显出来。目前，采用涡轮增压的轿车愈来愈受到人们的追捧，轿车尾部经常看到的Turbo、T或TSI，就表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。

涡轮增压属于进气增压的一种形式，进气增压是增加发动机的转矩和功率的常见方法，也是控制排放的必然选择。目前发动机上普遍采用的是涡轮增压，虽然涡轮增压在近些年才被广大汽车消费者认识并备受关注，但事实上发动机的增压技术早在19世纪就已经萌生，并且在20世纪初期就得到初步应用，且随着材料科学及制造技术的进步，涡轮增压技术在20世纪中叶就在柴油机中走向大规模商业应用，并逐步推广到汽油机中。

涡轮增压的主要原理很简单，就是压气机与涡轮机同轴相连，构成涡轮增压器，涡轮机受到排气管中废气的驱动，将内燃机排气管排出的高速废气的动能和压力能转变为机械能，从而带动压气机，压气机则利用涡轮机输出的机械能把空气的压力提高，然后送至汽缸内。

虽然涡轮增压技术早就已经成熟，但各国研究人员对其改进的步伐却从未停止，并不断针对该技术作出创新。当前，随着我国专利制度的逐步完善和经济的飞速发展，广大企业和个人也逐步认识到专利保护的重要性，通过涡轮增压技术的专利分析，将有助于更全面地了解关于涡轮增压技术以及确定今后废气涡轮增压的研究方向。

2 涡轮增压的专利分析

下面以中国专利文摘数据库中的数据为基础对涡轮增压技术进行专利分析。中国专利文摘数据库是对中国专利初加工文摘数据库、中国专利深加工文摘数据库、中国专利检索系统文摘数据库、中国专利英文文摘数据库、DWPI数据库中的中国数据、SIPOABS数据库中的中国数据进行错误清理、格式规范、数据整合后形成的一套完整的、标准的中国专利数据集合，数据覆盖全面，数据格式规范，数据质量高，数据涵盖自1985年至今所有中国专利文摘数据。

由于仅采用涡轮增压这一关键词时，会引入部分检索噪音，为了在数据库中准确寻找关于发动机涡轮增压方面的专利，可以采用专利分类进行进一步限定，在国际专利分类表中，针对发动机涡轮增压的技术的专利申请主要被分在F部的F02B37/00（带有至少一部分时间由排气驱动的泵的发动机）大组下。在中国专利文摘数据库中，通过用分类号“F02B37”和关键词“涡轮增压”进行限定，就能够较为精确地检索出涉及发动机涡轮增压的专利文献，检索结果一共是2025篇专利申请，文章主要针对这2025篇专利申请进行专利分析，展示目前我国关于涡轮增压技术的专利的申请状况。

2.1 申请量趋势分析

通过检索发现，2000年之前该类专利的申请量较少，基本上都在个位数以下。从图1关于申请量的趋势图中可以看出，从2000年开始，伴随着国内经济、汽车工业和市场的快速发展，以及国内对于科技创新的重视，可以看到，申请量是逐步上升的，由此可见，尽管涡轮增压技术已经是一项较为成熟的技术，但由于其能带来巨大效益，对其的完善和改进仍然是目前研究的热点。至于2012年和2013年申请量没有增长甚至下降，分析认为，这是与专利申请公开制度有关，这是因为2012年和2013年的申请有部分尚未公开，因此没有被收录到数据库中所导致的。

2.2 申请人分析

表1给出了目前关于涡轮增压的专利申请量前10位的申请人，从表中可以看出，申请量较多的申请人以国外大公司为主，前5位中只有一位是国内申请人，为上海交通大学，剩余四位全部为国外大型企业，由此可以看出，一方面，在发动机涡轮增压领域，国外申请人还是占据主导地位，显示了国外公司对这方面技术的重视，这与目前的发动机技术的垄断情况是符合的；另一方面，也反映了我国企业在发动机领域技术的发展还任重道远，需要加大投入和研究力度。

表1 申请量前10位的申请人

2.3 主要申请人申请分析

由于国内上海交通大学目前的申请量已经占据第1位，因此下面将主要针对申请量第一位的上海交通大学和比较知名的福特全球技术公司、丰田自动车株式会社进行分析。数据表明，上海交通大学关于发动机涡轮增压的专利申请主要集中在2011-2013这几年中，这三年的申请量占其申请总量的84%，且其申请中系列申请较多，一个系列申请就涉及十几甚至几十个，总体来说涉及的方面较少。而福特环球技术公司从2008年申请量就已经较多，至于丰田自动车株式会社，更是从2005年开始申请量就处于一个稳定状况，这两个申请人的专利申请涉及的面也比较广。这从另一个侧面体现了国外汽车公司针对发动机技术的领先与垄断，同时也反映了国外企业对于技术创新的持续性。

2.4 申请热点分析

由于涡轮增压的基本原理已经为广大技术人员所熟知，因此针对这项技术的改进主要集中在使涡轮增压与发动机的性能参数和工况相匹配。针对检索得到的涉及涡轮增压的专利申请进行阅读和分析，发现目前关于涡轮增压技术的专利申请主要集中在以下几个方面：涡轮增压的控制、可变涡轮增压和多级涡轮增压。其中在检索的结果中，有接近一半的涡轮增压专利申请都涉及到控制，设计到两级涡轮增压的占比接近四分之一，而涉及到可变几何结构的仅接近十分之一。

3 结束语

通过前面对于涡轮增压的专利的具体分析，可以看出，目前关于涡轮增压的先进的核心专利技术基本被欧美日的一些大公司所控制，这与我国汽车工业的现状是存在对应的。国外企业针对涡轮增压技术的研究和专利申请具有一定的连续性的，他们的研究是不断深入并不断提高的，涉及面较广，这是值得我们学习的。随着我国国内汽车行业的成熟与发展，国内申请人在涡轮增压技术领域的专利申请量也逐年增多，但由于前期发展所限以及相应的技术垄断，这方面的专利申请主要还是集中在国外大型企业，因此，无论是进行技术研究还是进行专利风险评估，都应注重国外申请人的专利分析，从而在企业技术研发中具有前瞻性。

（本文所有作者贡献相同）

参考文献

[1]周龙保，刘巽俊，高宗英.内燃机学[M].机械工业出版社，1996.

[2]国际专利分类表（第8版）F分册[M].知识产权出版社，2006.

[3]中国专利文摘数据库[Z].endprint