內(nèi)燃機增壓旁通回熱裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用渦輪增壓器給內(nèi)熱機增壓進氣的裝置和方法，其包括：發(fā)動機①通過變速器②連接渦輪增壓器③，在發(fā)動機低速時也能提供渦輪更高的轉速，渦輪把未經(jīng)過過濾的空氣加壓通過管道到達分壓裝置⑤中，分壓裝置把增壓空氣分為兩路：一路通過管道連接空氣濾清器⑥，濾清器中有冷卻管道，把渦輪增壓產(chǎn)生的熱吸收排除，經(jīng)過過濾和冷卻的新鮮空氣通過進氣門口管道⑦進入發(fā)動機①。另一路通過管道⑧連接熱交換器⑨，吸收渦輪排除廢氣的高溫后通過管道⑩進入發(fā)動機氣缸排氣口管道發(fā)動機高速時大量熱量讓廢氣渦輪產(chǎn)生超過進氣渦輪所需用功，多余的功通過變速器②回饋給發(fā)動機，增加發(fā)動機功率。
【專利說明】內(nèi)燃機增壓旁通回熱裝置和方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用渦輪增壓器給內(nèi)熱機增壓進氣的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]渦輪增壓器效果隨發(fā)動機轉速快慢而變化，低于一定轉速渦輪就沒有增壓效果。發(fā)動機轉速高時渦輪產(chǎn)生壓力超過發(fā)動機進氣最佳壓力區(qū)，還要向外泄壓。
[0003]做功渦輪排除的高溫廢氣是一種浪費能源。
[0004]空氣濾芯器在渦輪增壓器前是負壓工作，影響進氣效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本發(fā)明解決以上問題的方法是渦輪增壓進氣裝置和有效方法。不增加能源消耗，還能增加發(fā)動機動力方法。
[0006]本發(fā)明分為機械渦輪增壓和直接渦輪增壓進氣方法和裝置，其中機械渦輪增壓進氣方法和裝置可以實現(xiàn)動力回饋。機械渦輪增壓方法和裝置比渦輪直接進氣多了個和發(fā)動機相連的變速器。本發(fā)明裝置包括變速器②、渦輪③、分壓裝置⑤、空氣冷卻濾清器⑥、熱交換器⑨。
[0007]本發(fā)明流程為:發(fā)動機①曲軸通過變速器②連接渦輪增壓器③，在曲軸低速時也能提供渦輪更高的轉速，渦輪把未經(jīng)過過濾的空氣加壓通過管道到達分壓裝置⑤中，分壓裝置⑤把增壓空氣分為兩路:一路通過管道連接空氣濾清器⑥，濾清器中有冷卻管道，把渦輪增壓產(chǎn)生的熱吸收排除，經(jīng)過過濾和冷卻的新鮮空氣通過進氣門口管道⑦進入發(fā)動機①。另一路通過管道⑧連接熱交換器⑨，吸收渦輪排除廢氣的高溫后通過管道⑩進入發(fā)動機氣缸排氣口管道O。發(fā)動機高速時大量熱量讓廢氣渦輪產(chǎn)生超過進氣渦輪所需用功，多余的功通過變速器②回饋給曲軸,增加發(fā)動機功率。
[0008]本發(fā)明設計思想時發(fā)動機在轉速低時渦輪轉速也低，吸入空氣量少。為了使發(fā)動機更早達到進氣壓力，在轉速一定情況下只能加大渦輪尺寸。大渦輪在高速時產(chǎn)生會超過發(fā)動機需要最佳進氣壓力，用分壓裝置解決此問題，把多余的空氣壓力分到另外一路去熱交換器的管道中。去發(fā)動機增壓空氣通過空氣冷卻濾清器(象吸塵器可拆洗)，冷卻和干凈增壓空氣進入發(fā)動機。這樣可以發(fā)動機進氣口壓力穩(wěn)定，保證發(fā)動機更穩(wěn)定得工作。另外一路增壓空氣通過熱交換器吸收發(fā)動機排除的熱量，經(jīng)過加熱的增壓空氣進入氣缸排氣門附近，作用是吹出排氣口附近的廢氣。和廢氣混合后進入廢氣渦輪做功，發(fā)動機高速時大量熱量讓廢氣渦輪產(chǎn)生超過進氣渦輪所需用功，多余的功通過變速器回饋給曲軸，增加發(fā)動機功率。
[0009]本發(fā)明的關鍵裝置是分壓裝置⑤。分壓裝置工作原理為:測取發(fā)動機氣缸附近壓力控制分壓器去濾清器管道的電動閥門，氣缸附近壓力小、閥門就開啟得大，氣缸附近壓力大、閥門就開啟得小，如遇渦輪口進水可以立即關閉閥門。另一路去熱交換去的電動閥門，氣缸附近壓力小、閥門就開啟得小，氣缸附近壓力大、閥門就開啟得大，如遇渦輪口進水可以立即關閉閥門。這樣就可以穩(wěn)定發(fā)動機氣缸進氣口附近壓力，為發(fā)動機穩(wěn)定工作通過更好的條件。增壓吸熱的空氣和發(fā)動機氣缸排除廢氣混合一起渦輪增壓器③做功。
[0010]本發(fā)明的空氣冷卻濾清器⑥可以放在渦輪增壓器前，最好的是放在分壓裝置⑤后?，F(xiàn)主要分析空氣冷卻濾清器放在分壓裝置后的情況。增壓空氣通過分壓裝置后到達濾清器，這是一種在壓力下過濾，可減小過濾器體積。濾清器做法象可拆卸清理吸塵器過濾器集灰桶，當然應該是密封不漏氣的。過濾器有探測裝置，反映灰層多少和要清理情況。過濾后增壓空氣水冷交換器，把增壓產(chǎn)生的加溫吸收。過濾裝置和水冷交換器集成在一起，可以節(jié)省空間。
[0011]本發(fā)明的熱交換器是把廢氣渦輪排除的高溫廢氣和分壓裝置來的增壓空氣進行熱交換，使增壓空氣吸收高溫廢氣中的部分熱能，和發(fā)動機廢氣混合后讓廢氣渦輪產(chǎn)生更大功率。
[0012]本發(fā)明適用于汽油和柴油發(fā)動機，能讓發(fā)動機渦輪提早進入狀態(tài)，擁有更好的加速性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是機械渦輪增壓旁通回熱裝置和方法示意圖。
[0014]圖2是直接渦輪增壓旁通回熱裝置和方法示意圖。
【具體實施方式】
[0015]相同的部件在兩個圖中用相同的附圖標記標注。
[0016]渦輪增壓器③把未經(jīng)過過濾的空氣加壓通過管道到達分壓裝置⑤中，分壓裝置把增壓空氣分為兩路:一路通過管道連接空氣濾清器⑥，濾清器中有冷卻管道，把渦輪增壓產(chǎn)生的熱吸收排除，經(jīng)過過濾和冷卻的新鮮空氣通過管道⑦進入發(fā)動機①。另一路通過去熱交換器管道⑧連接熱交換器⑨，吸收渦輪排除廢氣的高溫后通過去氣缸排氣口管道⑩進入發(fā)動機氣缸排氣口管道O。增壓吸熱的空氣和發(fā)動機氣缸排除廢氣混合一起渦輪增壓器③做功。
[0017]圖1比圖2多了一個變速器②裝置，圖1是實現(xiàn)發(fā)動機在轉速低時強制進氣，在發(fā)動機在轉速高時渦輪動力回饋。
[0018]圖1是機械渦輪增壓旁通回熱裝置和方法實施方式，發(fā)動機①曲軸通過變速器②連接渦輪增壓器③(渦輪增壓器是有空氣增壓渦輪和廢氣做功渦輪組成)，在曲軸低速時也能提供渦輪更高的轉速，渦輪把未經(jīng)過過濾的空氣加壓通過管道到達分壓裝置⑤中，分壓裝置把增壓空氣分為兩路:一路通過管道連接空氣濾清器⑥，濾清器中有冷卻管道，把渦輪增壓產(chǎn)生的熱吸收排除，經(jīng)過過濾和冷卻的新鮮空氣通過管道⑦進入發(fā)動機①。另一路通過去熱交換器管道⑧連接熱交換器⑨，吸收渦輪排除廢氣的高溫后通過去氣缸排氣口管道⑩進入發(fā)動機氣缸排氣口管道O。增壓吸熱的空氣和發(fā)動機氣缸排除廢氣混合一起渦輪增壓器③做功。發(fā)動機高速時大量熱量讓廢氣渦輪產(chǎn)生超過進氣渦輪所需用功，多余的功通過變速器②回饋給發(fā)動機,增加發(fā)動機功率。
[0019]圖2是渦輪增壓旁通回熱裝置和方法實施方式，渦輪增壓器③把未經(jīng)過過濾的空氣加壓通過管道到達分壓裝置⑤中，分壓裝置把增壓空氣分為兩路:一路通過管道連接空氣濾清器⑥，濾清器中有冷卻管道，把渦輪增壓產(chǎn)生的熱吸收排除，經(jīng)過過濾和冷卻的新鮮空氣通過進氣門口管道⑦進入發(fā)動機①。另一路通過去熱交換器管道⑧連接熱交換器⑨，吸收渦輪排除廢氣的高溫后通過去氣缸排氣口管道⑩進入發(fā)動機氣缸排氣口管道O。增壓吸熱的空氣和發(fā)動機氣缸排除廢氣混合一起渦輪增壓器③做功，驅動增壓渦輪對空氣④進行增壓。
[0020]附圖標記清單
[0021]①發(fā)動機
[0022]②變速器
[0023]③渦輪增壓器
[0024]④空氣
[0025]⑤分壓裝置
[0026]⑥空氣冷卻濾清器
[0027]⑦進氣門口管道
[0028]⑧去熱交換器管道
[0029]⑨熱交換器
[0030]⑩去氣缸排氣口管道
[0031]O氣缸排氣口管道。
【權利要求】
1.發(fā)動機通過變速器②連接渦輪增壓器③，其特征在于:在發(fā)動機轉速低時渦輪可以有較高的轉速，渦輪多余的功通過變速器②回饋給發(fā)動機。
2.渦輪增壓器③有空氣增壓渦輪和廢氣做功渦輪組成，其特征在于:發(fā)動機高速時大量熱量讓廢氣渦輪產(chǎn)生超過進氣渦輪所需用功，多余的功通過變速器②回饋給發(fā)動機，增加發(fā)動機功率。
3.分壓裝置⑤把渦輪增壓器③過來增壓空氣分為兩路，其特征在于:一路通過管道連接空氣濾清器⑥，另一路通過管道⑧連接熱交換器⑨。分壓裝置⑤測取發(fā)動機氣缸附近壓力控制分壓器去濾清器管道的電動閥門，氣缸附近壓力小、閥門就開啟得大，氣缸附近壓力大、閥門就開啟得小，如遇渦輪口進水可以立即關閉閥門。另一路去熱交換去的電動閥門，氣缸附近壓力小、閥門就開啟得小，氣缸附近壓力大、閥門就開啟得大，如遇渦輪口進水可以立即關閉閥門。這樣就可以穩(wěn)定發(fā)動機氣缸進氣口附近壓力，為發(fā)動機穩(wěn)定工作通過更好的條件。增壓吸熱的空氣和發(fā)動機氣缸排除廢氣混合一起渦輪增壓器③做功。
4.空氣冷卻濾清器⑥在分壓裝置⑤后，其特征在于:增壓空氣通過分壓裝置后到達濾清器，這是一種在壓力下過濾，可減小過濾器體積。濾清器做法象可拆卸清理吸塵器過濾器集灰桶，當然應該是密封不漏氣的。過濾器有探測裝置，反映灰層多少和要清理情況。過濾后增壓空氣水冷交換器，把增壓產(chǎn)生的加溫吸收。過濾裝置和水冷交換器集成在一起，可以節(jié)省空間。
5.熱交換器⑨在分壓裝置⑤后，其特征在于:增壓空氣通過熱交換器吸收發(fā)動機排除的熱量，經(jīng)過加熱的增壓空氣進入氣缸排氣門附近，吸收發(fā)動機廢熱，增加了渦輪回饋的發(fā)動機功率。
6.大尺寸渦輪增壓器③,其特征在于:發(fā)動機在轉速低時渦輪轉速也低，為了使發(fā)動機更早達到進氣壓力，在轉速一定情況下只能加大渦輪尺寸。大渦輪在高速時產(chǎn)生會超過發(fā)動機需要最佳進氣壓力，用分壓裝置解決此問題，把多余的空氣壓力分到另外一路去熱交換器的管道中。高速不外排增壓空氣，沒有浪費能源。
【文檔編號】F02B37/00GK103967589SQ201310045527
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月4日 優(yōu)先權日:2013年2月4日
【發(fā)明者】卞永平 申請人:卞永平