專利名稱：內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)增壓系統(tǒng)，具體涉及一種內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置。
背景技術(shù)：
在柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中，最廣泛被應(yīng)用的是渦輪增壓。渦輪增壓器實(shí)際上是一種利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量來(lái)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。然而渦輪增壓器雖然有協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)增力的作用，但也有它的缺點(diǎn)，其中最明顯的是，“滯后響應(yīng)”，即由于葉輪的慣性作用對(duì)油門驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩，即使經(jīng)過(guò)改良后的最快反應(yīng)時(shí)間也要1. 7秒， 使發(fā)動(dòng)機(jī)延遲增加或減少輸出功率。這對(duì)于要突然加速或超車的汽車而言，瞬間會(huì)有點(diǎn)提不上勁的感覺(jué)。另外渦輪增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)效率低下，難以為燃燒室提供足夠燃燒的空氣，在車輛處于低速行駛時(shí)渦輪增壓器甚至?xí)捎谑拱l(fā)動(dòng)機(jī)排氣受阻而變成發(fā)動(dòng)機(jī)的阻礙。機(jī)械增壓則沒(méi)有渦輪增壓器上述的缺點(diǎn)，不存在“滯后響應(yīng)”，機(jī)械增壓器風(fēng)葉轉(zhuǎn)速始終與發(fā)動(dòng)機(jī)處于同步狀態(tài)，在中低速時(shí)和瞬間加速時(shí)的增壓效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于渦輪增壓器。然而機(jī)械增壓器的動(dòng)力來(lái)之于發(fā)動(dòng)機(jī)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高，這種動(dòng)力消耗的情況就越嚴(yán)重。所以在發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)械增壓器的效率要低于渦輪增壓器。2006年，德國(guó)大眾汽車公司推出TSI復(fù)合增壓發(fā)動(dòng)機(jī)(機(jī)械增壓+渦輪增壓)目的是利用機(jī)械增壓來(lái)克服渦輪增壓器低速時(shí)效率低下的問(wèn)題。使得1.4L排量的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出表現(xiàn)媲美2. 4L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。而目前在柴油機(jī)上則沒(méi)有類似技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)提供一種以渦輪增壓與機(jī)械增壓復(fù)合的柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的技術(shù)方案。所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接機(jī)械增壓器，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械增壓器之間設(shè)置通過(guò)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制離合狀態(tài)的電磁離合器，同時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣端管路連接渦輪增壓器，所述的機(jī)械增壓器與渦輪增壓器分別與進(jìn)氣管相通，進(jìn)氣管與機(jī)械增壓器的增壓器進(jìn)氣管和增壓器出氣管管路連接，并且在增壓器進(jìn)氣管和增壓器出氣管之間的進(jìn)氣管上設(shè)置單向閥。所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸皮帶盤與電磁離合器上設(shè)有的電磁離合器皮帶盤皮帶連接，電磁離合器皮帶盤與機(jī)械增壓器上設(shè)有的機(jī)械增壓器皮帶盤皮帶連接。所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸皮帶盤上設(shè)置轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器，所述的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器與電磁離合器通過(guò)設(shè)置電控單元控制。[0009]所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)出氣管，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)出氣管分別與渦輪增壓器的進(jìn)氣端的連接，渦輪增壓器的排氣端一側(cè)與廢氣排管連接。所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的機(jī)械增壓器為離心式機(jī)械增壓
O所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的機(jī)械增壓器包括殼體，殼體中設(shè)置低速軸和高速軸，所述的低速軸中部連接設(shè)置低速齒輪，下部套接設(shè)置機(jī)械增壓器皮帶輪，所述的高速軸中部連接設(shè)置高速齒輪，上部連接葉輪，葉輪外設(shè)置渦輪壓蓋，渦輪壓蓋上設(shè)置增壓器進(jìn)氣管和增壓器出氣管，上述的低速齒輪和高速齒輪嚙合連接。所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的進(jìn)氣管上設(shè)置三通管I和三通管 II，三通管I和三通管II之間設(shè)置單向閥，三通管I和三通管II與機(jī)械增壓器的增壓器出氣管和增壓器進(jìn)氣管管路連接。所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的進(jìn)氣管的進(jìn)氣端上設(shè)置空濾器。上述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，設(shè)計(jì)合理，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上同時(shí)設(shè)置機(jī)械增壓器和渦輪增壓器，改變渦輪增壓滯后相應(yīng)及機(jī)械增壓消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)能的現(xiàn)象，本明顯提高了柴油機(jī)中低速時(shí)的扭矩與功率，在降低油耗的同時(shí)使尾氣排放得到很大改善。如在康明斯 EQB160-20發(fā)動(dòng)機(jī)上使用，原機(jī)功率為160PS，使用本實(shí)用新型裝置后，動(dòng)力提升15%以上， 綜合油耗下降8%以上，尾氣排放減少40%以上。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中單項(xiàng)閥關(guān)閉狀態(tài)的氣路示意圖；圖3為本實(shí)用新型中單項(xiàng)閥打開狀態(tài)的氣路示意圖；圖4為本實(shí)用新型中機(jī)械增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型中電控單元的控制原理圖。圖中1-機(jī)械增壓器；2-機(jī)械增壓器皮帶盤；3-電磁離合器；4-電磁離合器皮帶盤；5-電控單元；6-轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器；7-曲軸皮帶盤；8-柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；9-發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管； 10-發(fā)動(dòng)機(jī)出氣管；11-廢氣排管；12-渦輪增壓器；13-三通管I ；14-單向閥；15-三通管 II ；16-空濾器；17-進(jìn)氣管；18-增壓器進(jìn)氣管；19-增壓器出氣管；20-葉輪；21-渦輪壓蓋；22-殼體；23-低速齒輪；24-低速軸；25-高速軸；26-高速齒輪。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說(shuō)明書附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。如圖1所示，內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置包括了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8的曲軸皮帶盤7上通過(guò)皮帶傳動(dòng)連接了設(shè)置在電磁離合器3上的電磁離合器皮帶盤4，電磁離合器皮帶盤4上通過(guò)皮帶傳動(dòng)連接了機(jī)械增壓器1上的機(jī)械增壓器皮帶盤2。因此機(jī)械增壓器1是利用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8的動(dòng)力進(jìn)行運(yùn)作的。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8的曲軸皮帶盤7上設(shè)置了轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器6，用來(lái)監(jiān)測(cè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8 的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器6和電磁離合器3是由電控單元5 (單片機(jī)等控制單元)控制的，如圖5所示。如圖4所示，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8為離心式機(jī)械增壓器，其具體結(jié)構(gòu)包括殼體22，殼體22 中設(shè)置平行的低速軸M和高速軸25，低速軸M中部套接設(shè)置低速齒輪23，下部連接設(shè)置機(jī)械增壓器皮帶輪2，高速軸25中部連接設(shè)置高速齒輪沈，上部連接葉輪20，葉輪20外設(shè)置渦輪壓蓋21，渦輪壓蓋21上設(shè)置增壓器進(jìn)氣管18和增壓器出氣管19，并且低速齒輪23 和高速齒輪沈是嚙合連接的。同時(shí)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8上管路連接渦輪增壓器12，渦輪增壓器12具體通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管9和發(fā)動(dòng)機(jī)出氣管10與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8連接，渦輪增壓器12與廢氣排管11連接。機(jī)械增壓器1與渦輪增壓器12與進(jìn)氣管17是相通的。進(jìn)氣管17上設(shè)置三通管 I 13和三通管II 15，三通管I 13和三通管II 15之間設(shè)置單向閥14，三通管I 13—端連接渦輪增壓器12，一端還連接了機(jī)械增壓器1的增壓器出氣管19，三通管II 15上連接了增壓器進(jìn)氣管18。同時(shí)為了吸入比較干凈的空氣，在進(jìn)氣管17的進(jìn)氣端上設(shè)置空濾器16。如圖2和3所示，使用時(shí)，利用設(shè)置在曲軸皮帶盤7上設(shè)置轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器6測(cè)得柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8轉(zhuǎn)速信號(hào)，利用電控單元6控制電磁離合器3的離合以達(dá)到控制機(jī)械增壓器1 的工作。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8怠速至額定轉(zhuǎn)速60%時(shí)，機(jī)械增壓器1處于工作狀態(tài)，此時(shí)單向閥 14在進(jìn)氣管17中氣壓的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，空氣經(jīng)進(jìn)氣管17和機(jī)械增壓器進(jìn)氣管18進(jìn)入機(jī)械增壓器1，由機(jī)械增壓器1壓縮，并通過(guò)機(jī)械增壓器出氣管19傳輸至渦輪增壓器12 的進(jìn)氣口，再經(jīng)由渦輪增壓器12 二次增壓進(jìn)入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8氣缸；在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的60%以上，因此時(shí)渦輪增壓器12已經(jīng)進(jìn)入最佳工作效率，機(jī)械增壓器1已無(wú)需工作，所以通過(guò)電控單元5將其關(guān)閉，此時(shí)單向閥14處于開啟狀態(tài)，空氣經(jīng)由原進(jìn)氣管17進(jìn)入渦輪增壓器12 ；待柴油發(fā)動(dòng)機(jī)8轉(zhuǎn)速回落到額定轉(zhuǎn)速40%左右，電控單元5控制電磁離合器3的吸合使機(jī)械增壓器1重新工作。
權(quán)利要求1.內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(8)，其特征在于所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(8)傳動(dòng)連接機(jī)械增壓器(1 )，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(8)和機(jī)械增壓器(1)之間設(shè)置通過(guò)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(8)轉(zhuǎn)速來(lái)控制離合狀態(tài)的電磁離合器(3)，同時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(8)的進(jìn)氣端管路連接渦輪增壓器 (12)，所述的機(jī)械增壓器(1)與渦輪增壓器(12)分別與進(jìn)氣管(17)相通，進(jìn)氣管(17)與機(jī)械增壓器(1)的增壓器進(jìn)氣管(18)和增壓器出氣管(19)管路連接，并且在增壓器進(jìn)氣管 (18)和增壓器出氣管(19)之間的進(jìn)氣管(18)上設(shè)置單向閥(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(8)的曲軸皮帶盤(7 )與電磁離合器(3 )上設(shè)有的電磁離合器皮帶盤(4 )皮帶連接，電磁離合器皮帶盤(4)與機(jī)械增壓器(1)上設(shè)有的機(jī)械增壓器皮帶盤(2)皮帶連接。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(8)的曲軸皮帶盤(7 )上設(shè)置轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器(6 )，所述的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器(6 )與電磁離合器(3 )通過(guò)設(shè)置電控單元(5)控制。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(8)上設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管(9)和發(fā)動(dòng)機(jī)出氣管(10)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管(9)和發(fā)動(dòng)機(jī)出氣管(10)分別與渦輪增壓器(12)的進(jìn)氣端的連接，渦輪增壓器(12)的排氣端一側(cè)與廢氣排管(11)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的機(jī)械增壓器(1)為離心式機(jī)械增壓器。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的機(jī)械增壓器(1)包括殼體(22)，殼體(22)中設(shè)置低速軸(24)和高速軸(25)，所述的低速軸(24)中部連接設(shè)置低速齒輪(23)，下部套接設(shè)置機(jī)械增壓器皮帶輪(2)，所述的高速軸(25)中部連接設(shè)置高速齒輪(26 )，上部連接葉輪(20 )，葉輪(20 )外設(shè)置渦輪壓蓋(21)，渦輪壓蓋(21)上設(shè)置增壓器進(jìn)氣管(18)和增壓器出氣管(19)，上述的低速齒輪(23)和高速齒輪(26)嚙合連接。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的進(jìn)氣管(17)上設(shè)置三通管I (13)和三通管II (15)，三通管I (13)和三通管II (15)之間設(shè)置單向閥(14)，三通管 I (13)和三通管II (15)與機(jī)械增壓器(1)的增壓器出氣管(19)和增壓器進(jìn)氣管(18)管路連接。
8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，其特征在于所述的進(jìn)氣管(18)的進(jìn)氣端上設(shè)置空濾器(16)。
專利摘要內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，屬于內(nèi)燃機(jī)增壓系統(tǒng)。其包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接機(jī)械增壓器，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械增壓器之間設(shè)置通過(guò)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制離合狀態(tài)的電磁離合器，同時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣端管路連接渦輪增壓器，機(jī)械增壓器與渦輪增壓器分別與進(jìn)氣管相通，進(jìn)氣管與機(jī)械增壓器的增壓器進(jìn)氣管和增壓器出氣管管路連接，并且在增壓器進(jìn)氣管和增壓器出氣管之間的進(jìn)氣管上設(shè)置單向閥。上述的內(nèi)燃機(jī)多級(jí)增壓裝置，設(shè)計(jì)合理，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上同時(shí)設(shè)置機(jī)械增壓器和渦輪增壓器，改變渦輪增壓滯后相應(yīng)及機(jī)械增壓消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)能的現(xiàn)象，本明顯提高了柴油機(jī)中低速時(shí)的扭矩與功率，在降低油耗的同時(shí)使尾氣排放得到很大改善。
文檔編號(hào)F02B37/04GK202001101SQ20112011336
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者唐堅(jiān)梁, 唐武均, 宣海軍 申請(qǐng)人:杭州申財(cái)科技有限公司