一種回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車零部件，尤其是一種涉及回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)通過燃料燃燒所產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動(dòng)活塞對(duì)外做功，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)限制等因素，高溫高壓氣體不可能冷卻到常溫才由氣缸內(nèi)經(jīng)排氣道和排氣歧管排出，通常情況下車用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管的內(nèi)部氣體溫度高達(dá)800°C以上。為了實(shí)現(xiàn)提高發(fā)動(dòng)機(jī)升功率，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)體積和重量的目的，現(xiàn)有車用汽油機(jī)一般采用廢氣渦輪增壓技術(shù)，利用高溫高壓的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣直接推動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其連接的壓氣機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣增壓的目的。這種方式存在一些不足，排氣歧管表面溫度很高，一方面會(huì)加速發(fā)動(dòng)機(jī)艙其他零件的老化，另一方面需要另外設(shè)計(jì)隔熱罩來保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的其他零件，增加了成本；利用廢氣渦輪進(jìn)行增壓，廢氣渦輪需直接承受發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的高溫沖擊。有發(fā)明人提出了名為“回收式防爆柴油機(jī)排氣歧管裝置”(申請(qǐng)?zhí)朇N201320085334.4)的公開技術(shù)，將從濾清器進(jìn)入柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣與排氣歧管進(jìn)行熱交換，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度為渦輪增壓提供較高的能量，但效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要目的是提供一種既可降低排氣歧管表面的溫度又可增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力、提升發(fā)動(dòng)機(jī)升功率的回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)，包括排氣歧管、高溫蒸汽推動(dòng)的增壓器；增壓器包括渦輪機(jī)和壓氣機(jī)，渦輪機(jī)內(nèi)的渦輪葉片與壓氣機(jī)內(nèi)的壓氣葉輪之間設(shè)置傳動(dòng)連接；其特征在于:在排氣歧管上包覆排氣歧管水套；排氣歧管水套為內(nèi)部貫通的空腔體，一端通過入口接入來自于散熱器或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的冷卻液，冷卻液在排氣歧管水套內(nèi)被加熱至高溫氣態(tài)，氣化后的高溫氣體通過出口輸出至渦輪機(jī)入氣口 ；渦輪機(jī)具有分隔的進(jìn)氣腔和渦輪腔，兩腔之間設(shè)噴嘴，噴嘴的入口通進(jìn)氣腔、噴口在渦輪腔；進(jìn)氣腔將進(jìn)氣分流至若干個(gè)噴嘴，噴嘴噴出的高速氣體促動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)壓氣機(jī)內(nèi)的壓氣葉輪旋轉(zhuǎn)；壓氣機(jī)接入大氣，直接或通過壓氣葉輪旋轉(zhuǎn)增壓后輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)排氣歧管的高溫?zé)崃窟M(jìn)行回收利用，從而將冷卻介質(zhì)加熱至氣態(tài)，然后利用加熱后的氣體推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，一方面降低了排氣歧管表面溫度，另一方面實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)增壓。
[0005]作為優(yōu)選，渦輪機(jī)的渦輪腔設(shè)置排氣出口通道，進(jìn)氣腔設(shè)置連通該排氣出口通道的排氣道，排氣道上設(shè)置旁通閥。如果發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力過高，打開旁通閥，高溫氣體直接由旁通閥進(jìn)入廢氣排出口。
[0006]作為優(yōu)選，噴嘴均勻分布在一圓周上，該圓周位于渦輪葉片旋轉(zhuǎn)圓周的外周；噴嘴內(nèi)部的通道向處于該位置的渦輪葉片彎曲；噴嘴為進(jìn)口大噴口小的收口形狀。以利于將高溫氣體的焓轉(zhuǎn)化為氣體流速。
[0007]作為優(yōu)選，排氣歧管水套的入口設(shè)置電磁閥；電磁閥為常閉狀態(tài)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)到一定溫度時(shí)，電磁閥切換進(jìn)入開啟狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)剛剛啟動(dòng)時(shí)，電磁閥3關(guān)閉，排氣歧管水套4內(nèi)的冷卻液不循環(huán)，催化器可以迅速達(dá)到催化溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)后電磁閥打開，來自于散熱器或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的冷卻液由排氣歧管上的冷卻液入口進(jìn)入排氣歧管水套。
[0008]作為優(yōu)選，排氣歧管水套為彈性體，外罩剛性殼體，殼體上設(shè)置可滑動(dòng)的頂桿，頂桿一端抵靠排氣歧管水套、另一端伸出殼體外，伸出端套設(shè)有彈簧，端部設(shè)有斜面；排氣歧管水套的出口管道設(shè)置控制通斷的連接塊，連接塊上設(shè)置控制連接塊通斷的控制桿，控制桿一端伸出連接塊外與頂桿的斜面相抵靠，另一端在連接塊內(nèi)；連接塊內(nèi)設(shè)有彈簧，該彈簧抵壓控制桿在連接塊內(nèi)的端部。這種結(jié)構(gòu)，只有在氣化充分到足夠高的氣壓才輸出工作。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，控制靈活可靠。設(shè)置氣壓控制，可有效提高熱量利用效率。
[0009]因此，本發(fā)明具有既可降低排氣歧管表面的溫度又可增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力、提升發(fā)動(dòng)機(jī)升功率的有益效果。
【附圖說明】
[0010]附圖1是排氣歧管水套的一種原理示意圖。
[0011]附圖2是增壓器的一種原理示意圖。
[0012]附圖3是排氣歧管水套出口通斷控制裝置的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0014]實(shí)施例:本發(fā)明回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)，如附圖1、附圖2所示，其包括排氣歧管、高溫蒸汽推動(dòng)的增壓器；增壓器包括渦輪機(jī)和壓氣機(jī)，渦輪機(jī)內(nèi)的渦輪葉片13與壓氣機(jī)內(nèi)的壓氣葉輪10之間設(shè)置傳動(dòng)連接；在排氣歧管上包覆排氣歧管水套4 ;排氣歧管水套4為內(nèi)部貫通的空腔體，一端通過入口接入來自于散熱器或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的冷卻液，冷卻液在排氣歧管水套4內(nèi)被加熱至高溫氣態(tài)，氣化后的高溫氣體通過出口輸出至渦輪機(jī)入氣口 ；渦輪機(jī)具有分隔的進(jìn)氣腔和渦輪腔，兩腔之間設(shè)噴嘴7，噴嘴7的入口通進(jìn)氣腔、噴口在渦輪腔；進(jìn)氣腔將進(jìn)氣分流至若干個(gè)噴嘴7，噴嘴7噴出的高速氣體促動(dòng)渦輪葉片13旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)壓氣機(jī)內(nèi)的壓氣葉輪10旋轉(zhuǎn)；壓氣機(jī)接入大氣，直接或通過壓氣葉輪10旋轉(zhuǎn)增壓后輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0015]渦輪機(jī)的渦輪腔設(shè)置排氣出口通道，進(jìn)氣腔設(shè)置連通該排氣出口通道的排氣道，排氣道上設(shè)置旁通閥8。如果發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力過高，打開旁通閥8，高溫氣體直接由旁通閥進(jìn)入廢氣排出口。
[0016]噴嘴7均勻分布在一圓周上，該圓周位于渦輪葉片13旋轉(zhuǎn)圓周的外周；噴嘴7內(nèi)部的通道向處于該位置的渦輪葉片13彎曲；噴嘴7為進(jìn)口大噴口小的收口形狀。以利于將高溫氣體的焓轉(zhuǎn)化為氣體流速。
[0017]排氣歧管水套4的入口設(shè)置電磁閥3 ;電磁閥3為常閉狀態(tài)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)到一定溫度時(shí)，電磁閥切換進(jìn)入開啟狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)剛剛啟動(dòng)時(shí)，電磁閥3關(guān)閉，排氣歧管水套4內(nèi)的冷卻液不循環(huán)，催化器可以迅速達(dá)到催化溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)后電磁閥3打開，來自于散熱器或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的冷卻液由排氣歧管上的冷卻液入口 2進(jìn)入排氣歧管水套4
作為一個(gè)可供選擇的方案，如附圖3所示，排氣歧管水套4為彈性體，外罩剛性殼體41，殼體41上設(shè)置可滑動(dòng)的頂桿45，頂桿45 —端抵靠排氣歧管水套4、另一端伸出殼體外，伸出端套設(shè)有彈簧46，端部設(shè)有斜面；排氣歧管水套4的出口管道42設(shè)置控制通斷的連接塊43，連接塊43上設(shè)置控制連接塊43通斷的控制桿44，控制桿44 一端伸出連接塊43外與頂桿45的斜面相抵靠，另一端在連接塊43內(nèi)；連接塊43內(nèi)設(shè)有彈簧，該彈簧抵壓控制桿44在連接塊43內(nèi)的端部。當(dāng)冷卻液氣化，氣體氣壓達(dá)到一定的壓力，排氣歧管水套4膨脹，抵壓頂桿45向外移動(dòng)，頂桿45的斜面推動(dòng)控制桿44上升，控制桿44在連接塊43的部分接通連接塊43內(nèi)的通道，于是連接塊接通排氣歧管水套4的出口管道42。需要說明的是控制桿44在連接塊43的部分，可以有多種常見結(jié)構(gòu)，例如該部分控制桿44上設(shè)置通孔或者槽，通過通孔或槽接通連接塊43內(nèi)的通道。
[0018]本發(fā)明的工作過程是，發(fā)動(dòng)機(jī)剛剛啟動(dòng)時(shí)，電磁閥3關(guān)閉，排氣歧管水套4內(nèi)的冷卻液不循環(huán)，催化器可以迅速達(dá)到催化溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)后電磁閥3打開，來自于散熱器或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的冷卻液由排氣歧管上的冷卻液入口進(jìn)入排氣歧管水套4，冷卻液在排氣歧管水套4內(nèi)被加熱至高溫氣態(tài)，并由冷卻液出口排出，進(jìn)入增壓器入氣口，之后高溫氣體被分配至各噴嘴7，噴嘴7設(shè)計(jì)成進(jìn)口大出口小的收口形狀，以利于將高溫氣體的焓轉(zhuǎn)化為氣體流速，由噴嘴7出來的高速氣體推動(dòng)渦輪葉片13旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)與其連接的壓氣葉輪10旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)大氣進(jìn)行增壓。如果發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力過高，打開旁通閥8，高溫氣體直接由旁通閥進(jìn)入廢氣出口，然后進(jìn)入散熱器冷卻以便循環(huán)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)，包括排氣歧管、高溫蒸汽推動(dòng)的增壓器；增壓器包括渦輪機(jī)和壓氣機(jī)，渦輪機(jī)內(nèi)的渦輪葉片(13)與壓氣機(jī)內(nèi)的壓氣葉輪(10)之間設(shè)置傳動(dòng)連接；其特征在于:在排氣歧管上包覆排氣歧管水套(4);排氣歧管水套(4)為內(nèi)部貫通的空腔體，一端通過入口接入來自于散熱器或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的冷卻液，冷卻液在排氣歧管水套(4)內(nèi)被加熱至高溫氣態(tài)，氣化后的高溫氣體通過出口輸出至渦輪機(jī)入氣口 ；渦輪機(jī)具有分隔的進(jìn)氣腔和渦輪腔，兩腔之間設(shè)噴嘴(7)，噴嘴(7)的入口通進(jìn)氣腔、噴口在渦輪腔；進(jìn)氣腔將進(jìn)氣分流至若干個(gè)噴嘴(7)，噴嘴(7)噴出的高速氣體促動(dòng)渦輪葉片(13)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)壓氣機(jī)內(nèi)的壓氣葉輪(10)旋轉(zhuǎn)；壓氣機(jī)接入大氣，直接或通過壓氣葉輪(10)旋轉(zhuǎn)增壓后輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)，其特征在于:渦輪機(jī)的渦輪腔設(shè)置排氣出口通道，進(jìn)氣腔設(shè)置連通該排氣出口通道的排氣道，排氣道上設(shè)置旁通閥(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)，其特征在于:噴嘴(7)均勻分布在一圓周上，該圓周位于渦輪葉片(13)旋轉(zhuǎn)圓周的外周；噴嘴(7)內(nèi)部的通道向處于該位置的渦輪葉片(13)彎曲；噴嘴(7)為進(jìn)口大噴口小的收口形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)，其特征在于:排氣歧管水套(4)的入口設(shè)置電磁閥(3);電磁閥(3)為常閉狀態(tài)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)到一定溫度時(shí)，電磁閥切換進(jìn)入開啟狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)，其特征在于:排氣歧管水套(4)為彈性體，外罩剛性殼體(41)，殼體(41)上設(shè)置可滑動(dòng)的頂桿(45)，頂桿(45) —端抵靠排氣歧管水套(4)、另一端伸出殼體外，伸出端套設(shè)有彈簧(46)，端部設(shè)有斜面；排氣歧管水套(4)的出口管道(42)設(shè)置控制通斷的連接塊(43)，連接塊(43)上設(shè)置控制連接塊(43)通斷的控制桿(44)，控制桿(44) 一端伸出連接塊(43)外與頂桿(45)的斜面相抵靠，另一端在連接塊(43)內(nèi)；連接塊(43)內(nèi)設(shè)有彈簧，該彈簧抵壓控制桿(44)在連接塊(43)內(nèi)的端部。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種回收排氣歧管熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的系統(tǒng)，其包括排氣歧管、高溫蒸汽推動(dòng)的增壓器；增壓器包括渦輪機(jī)和壓氣機(jī)，渦輪機(jī)內(nèi)的渦輪葉片與壓氣機(jī)內(nèi)的壓氣葉輪之間設(shè)置傳動(dòng)連接；在排氣歧管上包覆排氣歧管水套；排氣歧管水套為內(nèi)部貫通的空腔體，一端通過入口接入來自于散熱器或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的冷卻液，冷卻液在排氣歧管水套內(nèi)被加熱至高溫氣態(tài)，氣化后的高溫氣體通過出口輸出至渦輪機(jī)入氣口；渦輪機(jī)具有分隔的進(jìn)氣腔和渦輪腔，兩腔之間設(shè)噴嘴，噴嘴的入口通進(jìn)氣腔、噴口在渦輪腔；進(jìn)氣腔將進(jìn)氣分流至若干個(gè)噴嘴，噴嘴噴出的高速氣體促動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)壓氣機(jī)內(nèi)的壓氣葉輪旋轉(zhuǎn)；壓氣機(jī)接入大氣，直接或通過壓氣葉輪旋轉(zhuǎn)增壓后輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)。
【IPC分類】F02B37-00, F01N13-10
【公開號(hào)】CN104763510
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410705397
【發(fā)明人】馬茂, 滕云, 田俊鵬, 劉巖, 袁爽, 沈源, 王瑞平
【申請(qǐng)人】寧波吉利羅佑發(fā)動(dòng)機(jī)零部件有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2014年11月27日