本發(fā)明涉及增壓器領(lǐng)域，特別涉及一種排量可調(diào)節(jié)的壓力波增壓器。

背景技術(shù)：

廢氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculation，EGR)是一種使用于汽油引擎和柴油引擎的氧化氮減排技術(shù)。利用廢氣再循環(huán)技術(shù)，引擎排出的部分廢氣將回到引擎氣缸進(jìn)行循環(huán)利用。對(duì)于汽油引擎，這部分循環(huán)再利用的廢氣可以代替在氣缸中的一定量的燃燒物質(zhì)。對(duì)于柴油引擎，這部分廢氣代替了預(yù)燃混合物中部分額外的氧氣。

汽油引擎和柴油引擎通過增壓來助推加速，從而提升引擎的工作效率和工作表現(xiàn)。壓力波增壓器(Pressure Wave Charger)被廣泛運(yùn)用于內(nèi)燃機(jī)的助推加速。壓力波增壓器利用內(nèi)燃機(jī)活塞排出的廢氣脈沖產(chǎn)生的壓力波來壓縮將要進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)氣缸中的新鮮空氣。

現(xiàn)有技術(shù)中的壓力波增壓器的設(shè)計(jì)要求是廢氣脈沖只將空氣壓入內(nèi)燃機(jī)氣缸，然后廢氣將被完全排出所述壓力波增壓器。在沒有額外廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的情況下，不能形成廢氣再循環(huán)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是，現(xiàn)有技術(shù)中的壓力波增壓器不能形成廢氣再循環(huán)。

本發(fā)明提供一種排量可調(diào)節(jié)的壓力波增壓器，其特征在于，包括：轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子連接內(nèi)燃機(jī)，接收所述內(nèi)燃機(jī)的活塞排出的廢氣，所述廢氣壓縮所述轉(zhuǎn)子中的氣體，從而向所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸排出氣體；以及調(diào)節(jié)部件，所述調(diào)節(jié)部件用于調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子向內(nèi)燃機(jī)排出氣體的排放量。

在一些實(shí)施例中，所述壓力波增壓器包括第一出氣口，向所述內(nèi)燃機(jī)排出的氣體通過所述第一出氣口流出所述轉(zhuǎn)子，所述調(diào)節(jié)部件用于調(diào)節(jié)所述第一出氣口的大小。

可選地，所述調(diào)節(jié)部件包括覆蓋板，所述覆蓋板適用于全部或部分地覆 蓋所述第一出氣口，從而調(diào)節(jié)所述第一出氣口的大小。

在另一些實(shí)施例中，所述壓力波增壓器包括第一出氣口，所述第一出氣口位置固定，所述轉(zhuǎn)子包括多個(gè)氣道，在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的過程中，每個(gè)所述氣道經(jīng)過所述第一出氣口時(shí)進(jìn)行排氣，所述調(diào)節(jié)部件用于調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)每個(gè)所述氣道經(jīng)過所述第一出氣口的時(shí)間，所述時(shí)間為每個(gè)所述氣道經(jīng)過所述第一出氣口可排氣的時(shí)間。所述調(diào)節(jié)部件的輸入端為汽車的曲軸，所述調(diào)節(jié)部件的輸出端為所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸，所述調(diào)節(jié)部件將所述曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳送至所述轉(zhuǎn)軸，所述調(diào)節(jié)部件的輸入輸出比可調(diào)。

可選地，所述調(diào)節(jié)部件包括可變比例滑輪系統(tǒng)，所述可變比例滑輪系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)部件的輸入輸出比。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過調(diào)節(jié)壓力波增壓器的排氣量，可以控制其向內(nèi)燃機(jī)排放的氣體類型，即單純的空氣，或空氣與廢氣的混合。而且可以調(diào)節(jié)空氣與廢氣的比例。在沒有額外廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的情況下，實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)，實(shí)現(xiàn)快速控制廢氣再循環(huán)稀釋率(EGR dilution rate)的變化。再循環(huán)的廢氣和空氣的合理混合能使內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、持續(xù)和完全的燃燒。

進(jìn)一步地，將實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)的部件結(jié)合在壓力波增壓器上，可以不需要為實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)而安裝額外的氣管和連接器，也可以避免額外廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中發(fā)生凝結(jié)和后續(xù)腐蝕的可能，還可以減少當(dāng)前已經(jīng)很高的零件數(shù)并有助于熱部件的整合。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的壓力波增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的排量可調(diào)節(jié)的壓力波增壓器的調(diào)節(jié)部件處在一種工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖3是圖2所示的調(diào)節(jié)部件處在另一種工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)的壓力波增壓器在沒有額外廢氣再循環(huán)系統(tǒng) 的情況下不能形成廢氣再循環(huán)。發(fā)明人分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中，由于考慮到引擎能耗效率和表現(xiàn)的問題，壓力波增壓器的設(shè)計(jì)要求是僅通過廢氣脈沖將壓力波增壓器中的新鮮空氣壓入內(nèi)燃機(jī)。也就是說，現(xiàn)有的壓力波增壓器的轉(zhuǎn)子在單位廢氣脈沖中向內(nèi)燃機(jī)排出的氣體的量是固定不變的，以實(shí)現(xiàn)正好將轉(zhuǎn)子中的空氣排出的目的。然而，在內(nèi)燃機(jī)的有些工作狀態(tài)下，更加適宜將部分廢氣也壓入內(nèi)燃機(jī)中。因此，本發(fā)明提供排氣量可調(diào)節(jié)的壓力波增壓器，當(dāng)排氣量少時(shí)，僅向內(nèi)燃機(jī)壓入空氣，當(dāng)排氣量多時(shí)，除了空氣以外還向內(nèi)燃機(jī)壓入一部分廢氣。通過上述手段，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)不同狀態(tài)，可控地進(jìn)行廢氣再循環(huán)的目的。

下面通過具體實(shí)施例說明如何調(diào)節(jié)壓力波增壓器的排氣量。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。需要說明的是，提供這些附圖的目的是有助于理解本發(fā)明的實(shí)施例，而不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)?shù)南拗啤?/p>

參考圖1，圖1示出了現(xiàn)有的壓力波增壓器100的結(jié)構(gòu)示意圖，所述壓力波增壓器100包括轉(zhuǎn)子110，第一盤101，第二盤103，內(nèi)燃機(jī)150；其中，所述轉(zhuǎn)子110包括多個(gè)氣道1102；所述第一盤101連接有空氣進(jìn)氣道104和空氣出氣道102，所述第二盤103連接有廢氣進(jìn)氣道106和廢氣出氣道108。所述內(nèi)燃機(jī)150在廢氣脈沖中通過所述廢氣進(jìn)氣道106向所述轉(zhuǎn)子110的氣道1102中排入廢氣。所述廢氣壓縮在所述轉(zhuǎn)子110中通過所述空氣進(jìn)氣道104吸入的空氣。被壓縮的空氣通過所述空氣出氣道102進(jìn)入所述內(nèi)燃機(jī)150的氣缸。而滯留在所述轉(zhuǎn)子110中的廢氣隨后通過所述廢氣出氣道108排出所述轉(zhuǎn)子110。

如圖1所示，所述第一盤101連接所述空氣出氣道102的部分開有出氣口1011，所述出氣口1011的大小、所述轉(zhuǎn)子氣道1102的數(shù)量、所述轉(zhuǎn)子110的轉(zhuǎn)速，都會(huì)影響在一個(gè)廢氣脈沖中向內(nèi)燃機(jī)的排氣量。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，這些參數(shù)都是固定不變的，以實(shí)現(xiàn)僅向所述內(nèi)燃機(jī)排出空氣的目的。

需要說明的，上述壓力波加壓器的轉(zhuǎn)子110只向所述內(nèi)燃機(jī)150排出空氣，因此沒有形成廢氣再循環(huán)，而且所述轉(zhuǎn)子110在每個(gè)排氣周期對(duì)于所述內(nèi)燃機(jī)150的排氣量是不可調(diào)節(jié)的，其中一個(gè)排氣周期為所有所述氣道1102經(jīng)過所述出氣口1101所用的時(shí)間。經(jīng)過研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)不需要額外的廢氣再循環(huán)系 統(tǒng)，在上述壓力波增壓器進(jìn)的基礎(chǔ)上，加入調(diào)節(jié)部件，便可以調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子110的向內(nèi)燃機(jī)150排出氣體的排放量，從而實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)。

配合現(xiàn)有技術(shù)的壓力波增壓器的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供的排氣量可調(diào)節(jié)的壓力波增壓器，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)部件，用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子向內(nèi)燃機(jī)排出氣體的排放量。在本發(fā)明的實(shí)施例中，有些調(diào)節(jié)部件通過調(diào)整出氣口的大小實(shí)現(xiàn)排量可調(diào)的功能，有些調(diào)節(jié)部件通過調(diào)整轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)排量可調(diào)的功能。

圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例的排量可調(diào)節(jié)的壓力波增壓器200的調(diào)節(jié)部件處在一種工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了所述壓力波增壓器中與所述調(diào)節(jié)部件的結(jié)構(gòu)和效果相關(guān)的一部分結(jié)構(gòu)，所述壓力波增壓器的其余未示出部分可以參考圖1或本領(lǐng)域其他常用的壓力波增壓器設(shè)置。

在這一實(shí)施例中，如圖2所示，在排量可調(diào)節(jié)的壓力波增壓器200中，調(diào)節(jié)部件包括覆蓋板220，所述覆蓋板220適用于全部或部分地覆蓋所述壓力波增壓器的第一出氣口(未標(biāo)注)，從而調(diào)節(jié)所述第一出氣口(未標(biāo)注)的開口尺寸。需要說明的是，所述第一出氣口的開口尺寸是指第一出氣口在不同工作狀態(tài)上實(shí)際上可以用于排氣的開口尺寸。在圖2中顯示的工作狀態(tài)是所述第一出氣口完全打開，沒有被所述覆蓋板220覆蓋。在這樣的工作狀態(tài)下，所述壓力波增壓器200在廢氣脈沖中向內(nèi)燃機(jī)排放的氣體量最大，排放的氣體中包含比例最高的廢氣。

具體地，在一些實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)部件可以如下設(shè)置。參考圖2，所述壓力波增壓器200包括固定盤201，所述第一出氣口(未標(biāo)注)設(shè)置在所述固定盤201上，所述覆蓋板220上設(shè)置有第二出氣口2201，所述覆蓋板220覆蓋在所述固定盤201上并與之相對(duì)移動(dòng)，從而通過調(diào)節(jié)所述第一出氣口(未標(biāo)注)和所述第二出氣口2201重疊的部分的大小來調(diào)節(jié)所述第一出氣口(未標(biāo)注)的開口率，即調(diào)節(jié)所述第一出氣口(未標(biāo)注)的實(shí)際可用的開口尺寸。需要說明的是，在一些實(shí)施例中，所述覆蓋板220也可以采用其他的方式，例如，可以是一塊面積大于所述第一出氣口的板，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)第一出氣口的全部或部分遮蓋即可。

如圖2所示，所述覆蓋板220設(shè)置為繞所述固定盤201的圓心轉(zhuǎn)動(dòng)。這 樣設(shè)置所述覆蓋板220可以比較容易地形成和控制其相對(duì)于所述固定盤201的運(yùn)動(dòng)。需要說明的是，在一些實(shí)施例中，所述覆蓋板220也可以采用其他運(yùn)動(dòng)方式，例如，可以進(jìn)行直線方向的運(yùn)動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，所述第二出氣口2201的形狀和大小與所述第一出氣口(未標(biāo)注)完全一致。這樣，如圖2所示，所述第二出氣口2201和所述第一出氣口(未標(biāo)注)能夠完全重合，從而最大限度地利用第一出氣口，使其可能工作在排氣量最大的狀態(tài)。如圖2所示，在這一工作狀態(tài)下，完全重合的開口能使轉(zhuǎn)子210的每個(gè)氣道2102經(jīng)過出氣口的最大，即排氣時(shí)間最長，從而使得每個(gè)所述氣道2102的排氣量達(dá)到所有工作狀態(tài)中的最大值。與現(xiàn)有技術(shù)的出氣口相比，本發(fā)明實(shí)施例中的第一出氣口的尺寸可以設(shè)置得更大，從而實(shí)現(xiàn)增大排氣量以排出廢氣的效果。因?yàn)樗龅谝怀鰵饪诘拈_口尺寸可調(diào)，在其他工作狀態(tài)中如果只需要排出空氣，則可以調(diào)整所述第一出氣口的開口尺寸至現(xiàn)有的尺寸即可。

圖3示出圖2所示的調(diào)節(jié)部件處在另一種工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。

在這一工作狀態(tài)下，如圖3所示，所述第二出氣口2201和所述第一出氣口(在圖3中以標(biāo)號(hào)2011示出)部分重合，重合部分的開口尺寸可以設(shè)置為和現(xiàn)有的壓力波增壓器的出氣口尺寸一致。在此工作狀態(tài)下，所述排量可調(diào)節(jié)的壓力波增壓器和現(xiàn)有的壓力波增壓器的排氣量一致，也只有空氣流入內(nèi)燃機(jī)，從而未形成廢氣再循環(huán)。

需要說明的，通過控制重合部分的開口尺寸還可以調(diào)節(jié)流入內(nèi)燃機(jī)的氣體中空氣和廢氣的比例從而實(shí)現(xiàn)快速控制廢氣再循環(huán)稀釋率的變化。

在其他實(shí)施例中，所述壓力波增壓器還包括環(huán)型冷卻裝置，所述環(huán)型冷卻裝置環(huán)繞所述轉(zhuǎn)子設(shè)置。

在另一實(shí)施例中，提供一種壓力波增壓器，包括調(diào)節(jié)部件，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)向內(nèi)燃機(jī)排放的排氣量。

首先，繼續(xù)參考圖1。在現(xiàn)有的壓力波增壓器100中，其包括的出氣口1011位置固定，所述轉(zhuǎn)子110包括多個(gè)氣道1102，在所述轉(zhuǎn)子110旋轉(zhuǎn)的過程中，每個(gè)所述氣道1102經(jīng)過所述出氣口1011時(shí)進(jìn)行排氣。每一個(gè)所述氣 道1102每次經(jīng)過所述出氣口1011進(jìn)行排氣的時(shí)間為一次排氣周期。在所述出氣口1011的位置和尺寸固定的情況下，該排氣周期的長短與所述轉(zhuǎn)子110的轉(zhuǎn)速有關(guān)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一次排氣周期越長，則在整個(gè)廢氣脈沖過程中所述轉(zhuǎn)子110向內(nèi)燃機(jī)150排放的排氣量越大。因此，可以通過調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子110的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)排氣量可調(diào)的功能。

繼續(xù)參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)中，所述轉(zhuǎn)子110旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力來源于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸170。現(xiàn)有的壓力波增壓器包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一端連接所述曲軸170，一端連接所述轉(zhuǎn)子110的轉(zhuǎn)軸1101，從而將所述曲軸170的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)至所述轉(zhuǎn)軸?，F(xiàn)有的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入輸出比是固定的，即所述曲軸170的轉(zhuǎn)速與所述轉(zhuǎn)軸1101的轉(zhuǎn)速的比例是固定的。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，壓力波增壓器的調(diào)節(jié)部件即包括發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，然而該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入輸出比可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可調(diào)，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的排氣量。

繼續(xù)參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑輪系統(tǒng)130，所述滑輪系統(tǒng)130包括第一滑輪1301，第二滑輪1302和傳動(dòng)皮帶1303；所述第一滑輪1301設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸1101上，所述第一滑輪1301和所述第二滑輪1302通過所述傳動(dòng)皮帶1303連接，所述第二滑輪1302用于與所述曲軸170連接；其中，所述曲軸170轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述第二滑輪1302，所述第二滑輪1302通過所述傳動(dòng)皮帶1303帶動(dòng)所述第一滑輪1301，所述第一滑輪1301再帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸1101，從而使得所述轉(zhuǎn)子110轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)有技術(shù)中，所述第一滑輪1301和所述第二滑輪1302的半徑比固定，因此所述滑輪系統(tǒng)130是固定比例的滑輪系統(tǒng)，在曲軸轉(zhuǎn)速固定的情況下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也是不變的。

本發(fā)明的一些實(shí)施例中，通過對(duì)所述滑輪系統(tǒng)130的改變，使其成為輸入輸出比可調(diào)的可變比例滑輪系統(tǒng)。所述可變比例滑輪系統(tǒng)的輸入輸出比可調(diào)，從而可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。在一些實(shí)施例中，所述可變比例滑輪系統(tǒng)的部件及裝配關(guān)系可以參考現(xiàn)有的滑輪系統(tǒng)130設(shè)置，區(qū)別在于所述第一滑輪1301和所述第二滑輪1302中至少有一個(gè)替換為半徑可調(diào)節(jié)的滑輪，從而實(shí)現(xiàn)該滑輪系統(tǒng)的輸入輸出比可調(diào)。其中，調(diào)節(jié)滑輪半徑的方法可為領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所知的任何常用調(diào)節(jié)方法，在此不對(duì)此進(jìn)行限定。

通過變化所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速還可以調(diào)節(jié)流入內(nèi)燃機(jī)的氣體中空氣和廢氣的 比例從而實(shí)現(xiàn)快速控制廢氣再循環(huán)稀釋率的變化。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。