CN105986883B - 一种发动机的增压装置及涡轮增压发动机 - Google Patents

一种发动机的增压装置及涡轮增压发动机 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种发动机的增压装置及涡轮增压发动机，包括：进气歧管，进气歧管的出气口与燃烧室的进气口连接，多个气缸被划分为第一部分气缸和第二部分气缸；位于的进气歧管的进气口处的叶轮室，叶轮室内设置有叶轮；双涡轮室，包括第一涡轮腔室和第二涡轮腔室，其中第一涡轮腔室的进气口分别与第一部分气缸的出气口连接，第二涡轮腔室的进气口分别与第二部分气缸的出气口连接，第一涡轮腔室内设置有第一涡轮，第二涡轮腔室内设置有第二涡轮，第一涡轮、第二涡轮和叶轮通过涡轮叶轮连接轴同轴连接，叶轮由第一涡轮和/或第二涡轮驱动。本发明有效解决了现有技术中发动机增压器容易出现排气不稳定、废气堵塞的情况。

Description

一种发动机的增压装置及涡轮增压发动机
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机的增压装置及涡轮增压发动机。
背景技术
现有技术中，增压装置均利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸，经过燃烧后产生废气经过排气歧管排出，排出的废气又可以推动涡轮室的涡轮转动。在排气的时候会出现不同的是，有的从四缸排出的废气汇集成一股进入增压器，有的是分为两个气道进入增压器，但是无论是哪种，最终都会在增压器的涡轮室汇集共同驱动涡轮。由此可知，现有技术中的增压装置中的废气涡轮工况不稳定，容易出现排气不稳定、废气堵塞的情况；并且涡轮延时久，反应缓慢。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种发动机的增压装置及涡轮增压发动机，解决了现有技术中的发动机的增压装置容易出现不稳定、废气堵塞的问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种发动机的增压装置，包括：
用于向发动机的多个气缸分别输送气体的进气歧管，所述进气歧管的出气口与燃烧室的进气口连接，所述多个气缸被划分为第一部分气缸和第二部分气缸；
位于所述进气歧管的进气口处的叶轮室，所述叶轮室内设置有用于对进入到所述进气歧管的气体进行增压的叶轮；
双涡轮室，包括第一涡轮腔室和第二涡轮腔室，其中所述第一涡轮腔室的进气口分别与所述第一部分气缸的出气口连接，所述第二涡轮腔室的进气口分别与所述第二部分气缸的出气口连接，所述第一涡轮腔室内设置有用于被所述第一部分气缸输出的气体驱动转动的第一涡轮，所述第二涡轮腔室内设置有用于被所述第二部分气缸输出的气体驱动转动的第二涡轮，所述第一涡轮、第二涡轮和叶轮通过涡轮叶轮连接轴同轴连接，所述叶轮由所述第一涡轮和/或所述第二涡轮驱动。
可选地，所述第一涡轮和第二涡轮自内向外依次均包括：内轴、外轴和涡轮叶片。
可选地，所述内轴和所述外轴之间还包括：阻止涡轮叶片和飞轮外轴沿着内轴顺向转动的止退顶尖以及为所述止退顶尖提供复位弹力的带回位弹簧的卡销。
可选地，所述第一涡轮的内轴和所述第二涡轮的内轴均通过销键与涡轮叶轮连接轴连接。
可选地，所述叶轮室与所述进气歧管的连接处设置有节气门。
可选地，所述第一涡轮腔室的第一端与所述第一部分气缸的出气口连接，所述第一涡轮腔室的第二端与废气处理装置连接，所述第二涡轮腔室的第一端与所述第二部分气缸的出气口连接，所述第二涡轮腔室的第二端与废气处理装置连接。
可选地，所述叶轮室的第一端与进气歧管的进气管连接，所述叶轮室的第二端与发动机的空气进气口连接。
依据本发明的另一个方面，提供了一种涡轮增压发动机，包括：
多个气缸，所述多个气缸被划分为第一部分气缸和第二部分气缸；
用于向发动机的多个气缸分别输送气体的进气歧管，所述进气歧管的出气口与所述燃烧室的进气口连接；
位于所述进气歧管的进气口处的叶轮室，所述叶轮室内设置有用于对进入到所述进气歧管的气体进行增压的叶轮；
双涡轮室，包括第一涡轮腔室和第二涡轮腔室，其中所述第一涡轮腔室的进气口分别与所述第一部分气缸的出气口连接，所述第二涡轮腔室的进气口分别与所述第二部分气缸的出气口连接，所述第一涡轮腔室内设置有用于被所述第一部分气缸输出的气体驱动转动的第一涡轮，所述第二涡轮腔室内设置有用于被所述第二部分气缸输出的气体驱动转动的第二涡轮，所述第一涡轮、第二涡轮和叶轮通过涡轮叶轮连接轴同轴连接，所述叶轮由所述第一涡轮和/或所述第二涡轮驱动。
可选地，所述燃烧室的数量为四个。
可选地，所述气缸的数量为四个，所述第一部分气缸包括第一气缸和第四气缸，所述第二部分气缸包括第二气缸和第三气缸。
本发明的有益效果是：
本发明主要为了解决现有技术中发动机增压器容易出现排气不稳定、废气堵塞的情况，通过设计双涡轮室，优化排气顺序，使得废气涡轮工况稳定。而且将排气歧管四通道分为道的双排气道进入双涡轮室，并且将飞轮技术运用到涡轮，也就使得涡轮总是以最大速度运行，不会出现断续的现象，反应迅速，缩短了延时时间。
附图说明
图1为本发明的实施例中涡轮增压发动机的工作流程图；
图2为本发明的实施例中第一涡轮和第二涡轮的结构示意图。
附图标记说明：
1、进气歧管；2、燃烧室；3、叶轮室；4、叶轮；5、第一涡轮腔室；6、第二涡轮腔室；7、第一涡轮；8、第二涡轮；9、涡轮叶轮连接轴；10、外轴；11、止退顶尖；12、节气门；13、废气处理装置。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1和图2所示，在本发明的实施例中，提供了一种发动机的增压装置，包括：
用于向发动机的多个气缸分别输送气体的进气歧管1，所述进气歧管1的出气口与燃烧室2的进气口连接，所述多个气缸被划分为第一部分气缸和第二部分气缸；
位于所述进气歧管1的进气口处的叶轮室3，所述叶轮室3内设置有用于对进入到所述进气歧管1的气体进行增压的叶轮4；
双涡轮室，包括第一涡轮腔室5和第二涡轮腔室6，其中所述第一涡轮腔室5的进气口分别与所述第一部分气缸的出气口连接，所述第二涡轮腔室6的进气口分别与所述第二部分气缸的出气口连接，所述第一涡轮腔室5内设置有用于被所述第一部分气缸输出的气体驱动转动的第一涡轮7，所述第二涡轮腔室6内设置有用于被所述第二部分气缸输出的气体驱动转动的第二涡轮8，所述第一涡轮7、第二涡轮8和叶轮4通过涡轮叶轮连接轴9同轴连接，其中，所述第一涡轮7的内轴和所述第二涡轮8的内轴均通过销键与涡轮叶轮连接轴9连接。所述叶轮4由所述第一涡轮7和/或所述第二涡轮8驱动。
本发明的上述实施例中，所述第一涡轮7和第二涡轮8的动能分别由第一部分气缸输出的气体和第二部分气缸输出的气体提供。本发明的技术方案采用双涡轮室的设计，使得第一涡轮7和第二涡轮8之间的运动互不干扰，可单独或者同时带动叶轮的转动。如此，使得在第一涡轮腔室5和第二涡轮腔室6中进入的废气量、废气速度不同的情况下，叶轮4可正常旋转。双涡轮的切换连续，不会出现断续现象，反应快。
可选地，所述第一涡轮7和第二涡轮8自内向外依次均包括：内轴、外轴10和涡轮叶片11。其中，所述内轴和所述外轴10之间还包括：阻止涡轮叶片和飞轮外轴沿着内轴顺向转动的止退顶尖11以及为所述止退顶尖11提供复位弹力的带回位弹簧的卡销。
本发明的上述实施例中，止退顶尖11阻止涡轮叶片和外轴10沿着内轴顺向转动，即阻止涡轮叶片和外轴的转速超过内轴的转速；带回位弹簧的卡销给止退顶尖11提供了复位的弹力，使得止退顶尖11一直有可以回复到预设位置的弹力。如此，在第一涡轮7和第二涡轮8转速不同时，由速度较快的涡轮为所述叶轮4提供动能，有效地保证了叶轮的转动不中断，提高了连续性。
下面以三种不同的工况为例，对本发明进行说明：
当所述第一涡轮7的转速大于所述第二涡轮8的转速时，此时对于所述第一涡轮7而言，进入所述第一涡轮腔室5内的气体为所述第一涡轮7提供动能；此时，止退顶尖11使得所述第一涡轮7的涡轮叶片、外轴10和内轴保持相同运转速度；对于第二涡轮8而言，此时第二涡轮8的内轴转速大于所述外轴10的转速，所述第二涡轮8的涡轮叶片和外轴的动能由进入第二涡轮腔室6的气体提供，故所述叶轮4在此工况下是靠第一涡轮7驱动的。
当所述第一涡轮7的转速等于所述第二涡轮8的转速时，所述叶轮4的动能由所述第一涡轮7和第二涡轮8共同提供。
当所述第一涡轮7的转速小于所述第二涡轮8的转速时，对于第二涡轮8而言，止退顶尖11发挥作用，使得所述涡轮叶片、外轴10、内轴同速转动，此时由第二涡轮驱动叶轮转动。
可选地，所述第一涡轮腔室5的第一端与所述第一部分气缸的出气口连接，所述第一涡轮腔室5的第二端与废气处理装置13连接，所述第二涡轮腔室6的第一端与所述第二部分气缸的出气口连接，所述第二涡轮腔室6的第二端与废气处理装置13连接。所述叶轮室与所述进气歧管1的连接处设置有节气门12。
可选地，所述叶轮室3的第一端与进气歧管1的进气管连接，所述叶轮室3的第二端与发动机的空气进气口连接。
依据本发明的另一个方面，提供了一种涡轮增压发动机，包括：
多个气缸，所述多个气缸被划分为第一部分气缸和第二部分气缸；
用于向发动机的多个气缸分别输送气体的进气歧管1，所述进气歧管1的出气口与所述燃烧室2的进气口连接；
位于所述进气歧管1的进气口处的叶轮室3，所述叶轮室3内设置有用于对进入到所述进气歧管1的气体进行增压的叶轮4；
双涡轮室，包括第一涡轮腔室5和第二涡轮腔室6，其中所述第一涡轮腔室5的进气口分别与所述第一部分气缸的出气口连接，所述第二涡轮腔室6的进气口分别与所述第二部分气缸的出气口连接，所述第一涡轮腔室内5设置有用于被所述第一部分气缸输出的气体驱动转动的第一涡轮7，所述第二涡轮腔室6内设置有用于被所述第二部分气缸输出的气体驱动转动的第二涡轮8，所述第一涡轮7、第二涡轮8和叶轮4通过涡轮叶轮连接轴9同轴连接，所述叶轮4由所述第一涡轮7和/或所述第二涡轮8驱动。
可选地，所述燃烧室2的数量为四个。
可选地，所述气缸的数量为四个，所述第一部分气缸包括第一气缸和第四气缸，所述第二部分气缸包括第二气缸和第三气缸。
本发明的上述实施例中，将气缸划分为两部分，分别为第一涡轮和第二涡轮提供动能，使得发动机运行更连贯，避免出现运动中断的现象。
本发明解决了现有技术中发动机增压器容易出现排气不稳定、废气堵塞的情况，通过设计双涡轮室，优化排气顺序，使得废气涡轮工况稳定。而且将排气歧管四通道分为道的双排气道进入双涡轮室，并且将飞轮技术运用到涡轮，也就使得涡轮总是以最大速度运行，不会出现断续的现象，反应迅速，缩短了延时时间。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种发动机的增压装置，其特征在于，包括：
用于向发动机的多个气缸分别输送气体的进气歧管，所述进气歧管的出气口与燃烧室的进气口连接，所述多个气缸被划分为第一部分气缸和第二部分气缸；
位于所述进气歧管的进气口处的叶轮室，所述叶轮室内设置有用于对进入到所述进气歧管的气体进行增压的叶轮；
双涡轮室，包括第一涡轮腔室和第二涡轮腔室，其中所述第一涡轮腔室的进气口分别与所述第一部分气缸的出气口连接，所述第二涡轮腔室的进气口分别与所述第二部分气缸的出气口连接，所述第一涡轮腔室内设置有用于被所述第一部分气缸输出的气体驱动转动的第一涡轮，所述第二涡轮腔室内设置有用于被所述第二部分气缸输出的气体驱动转动的第二涡轮，所述第一涡轮、第二涡轮和叶轮通过涡轮叶轮连接轴同轴连接，所述叶轮由所述第一涡轮和/或所述第二涡轮驱动；
所述第一涡轮和第二涡轮自内向外依次均包括：内轴、外轴和涡轮叶片；
所述内轴和所述外轴之间还包括：阻止涡轮叶片和飞轮外轴沿着内轴顺向转动的止退顶尖以及为所述止退顶尖提供复位弹力的带回位弹簧的卡销。
2.如权利要求1所述的增压装置，其特征在于，所述第一涡轮的内轴和所述第二涡轮的内轴均通过销键与涡轮叶轮连接轴连接。
3.如权利要求1所述的增压装置，其特征在于，所述叶轮室与所述进气歧管的连接处设置有节气门。
4.如权利要求1所述的增压装置，其特征在于，所述第一涡轮腔室的第一端与所述第一部分气缸的出气口连接，所述第一涡轮腔室的第二端与废气处理装置连接，所述第二涡轮腔室的第一端与所述第二部分气缸的出气口连接，所述第二涡轮腔室的第二端与废气处理装置连接。
5.如权利要求1所述的增压装置，其特征在于，所述叶轮室的第一端与进气歧管的进气管连接，所述叶轮室的第二端与发动机的空气进气口连接。
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