CN106812597B - 蜗轮增压器结构和发动机总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，提供一种蜗轮增压器结构和发动机总成。所述蜗轮增压器结构包括具有涡轮端和叶轮端的蜗轮增压器，所述涡轮端用于和发动机本体的排气歧管连通，所述蜗轮增压器结构还包括罩壳，所述蜗轮增压器设置在所述罩壳内，其中，所述叶轮端连接有用于与所述发动机本体的进气歧管连通的进气管，所述进气管的位于所述罩壳内的管段上形成有支管，所述支管上设置有排气阀，所述排气阀能够打开以将所述进气管和所述罩壳内部连通，从而能够充分利用进气压力高时多余的能量对涡轮增压器本体进行冷却，从而简化涡轮增压器结构。

Description

蜗轮增压器结构和发动机总成

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种蜗轮增压器结构，和一种设置有这种蜗轮增压器结构的发动机总成。

背景技术

现代车辆当中，为了提升发动机低速扭矩，涡轮增压型发动机的应用越来越广泛。但随之也带来不少亟待解决的问题和优化空间。

现阶段涡轮增压的车辆一般是利用废气能量驱动涡轮增压器来提升发动机低转速进气能力，增大低速扭矩，从而提升发动机性能。但是目前废气涡轮增压系统仍存在一些缺陷。例如，涡轮增压器本体由于工作转速较高，工作状态下本身会产生高温，影响工作可靠性，需要额外的冷却系统，这将增加系统复杂程度，增加车身重量从而增加油耗。另外，涡轮工作时，进气增压随着转速升高而升高，进气压力达到限值时一般会将排气旁通阀打开，以将排气能量浪费掉，或者会将进气泄压阀打开，来将增大的压力释放掉，从而降低进气压力，这样，这部分能量将被浪费掉。

此外，由于涡轮增压器靠近排气歧管，排气歧管本身工作温度较高，工作环境恶劣，而排气歧管的排气冷却通常依靠自然风来冷却。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种蜗轮增压器结构，以能够充分利用进气压力高时多余的能量对涡轮增压器本体进行冷却，从而简化涡轮增压器结构。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种蜗轮增压器结构，所述蜗轮增压器结构包括具有涡轮端和叶轮端的蜗轮增压器，所述涡轮端用于和发动机本体的排气歧管连通，所述蜗轮增压器结构还包括罩壳，所述蜗轮增压器设置在所述罩壳内，其中，所述叶轮端连接有用于与所述发动机本体的进气歧管连通的进气管，所述进气管的位于所述罩壳内的管段上形成有支管，所述支管上设置有排气阀，所述排气阀能够打开以将所述进气管和所述罩壳内部连通。

相对于现有技术，本发明所述的蜗轮增压器结构具有以下优势：

由于涡轮端能够和发动机本体的排气歧管连通，这样，涡轮端将在废气的作用下转动，并带动叶轮端转动，由于叶轮端能够连接有进气管，而进气管能够和发动机本体的进气歧管连通，这样，叶轮端的转动能够将外部新鲜空气吸入并输送到进气歧管以供发动机燃烧，同时，进气管的位于罩壳内的管段上形成有支管，支管上设置有能够打开以将进气管和罩壳内部连通的排气阀，这样，在车辆的正常行驶中，排气阀关闭，而当排气阀打开时，例如在车辆紧急制动或急收油门或发动机处于高转速(根据排气阀压力限制调整)时，排气阀将打开，这样外部的新鲜空气，例如经增压并通过中冷器冷却的新鲜空气能够通过排气阀从进气管进入到罩壳内，由于进入的新鲜空气的温度低于蜗轮增压器的自身温度，从而能够对蜗轮增压器本体进行冷却，也就是，进气管压力过高时，叶轮端转动吸入的多余新鲜空气能够进入到罩壳内对涡轮增压器本体进行冷却。

进一步地，所述进气管的位于所述支管和所述叶轮端之间的管段上设置有对所述叶轮端吸入的空气进行冷却的中冷器。

进一步地，所述排气阀设置为与控制器通过信号连接，使得所述控制器能够控制所述排气阀的打开和关闭。

进一步地，所述罩壳的内表面设置为能够对通过所述排气阀进入所述罩壳内部的空气进行整流的流线形内表面。

另外，本发明还提供一种发动机总成，所述发动机总成包括发动机本体，所述发动机总成还设置有以上所述的蜗轮增压器结构，其中，所述涡轮端与所述排气歧管连通，所述进气管与所述进气歧管连通，所述进气管的位于所述进气歧管和所述支管之间的管段上设置有节气门。

这样，如上所述的，由于蜗轮增压器结构能够在进气管压力过高时，叶轮端转动吸入的多余新鲜空气能够进入到罩壳内对涡轮增压器本体进行冷却，从而能够显著地提升发动机总成的性能。

进一步地，所述进气管的位于所述节气门和所述支管之间的管段上设置有温度压力传感器。

进一步地，所述蜗轮增压器和所述排气歧管的至少一部分一同容纳在所述罩壳内。

在发动机总成的该实施方式中，由于发动机本体的排气歧管的至少一部分容纳在罩壳内，这样，如上所述的，在进气管压力过高时，排气阀将打开，叶轮端转动吸入的多余新鲜空气能够通过排气阀从进气管进入到罩壳内，以对涡轮增压器本体和排气歧管同时进行冷却，从而能够显著地提升发动机总成的性能。

进一步地，所述罩壳连接在所述发动机本体上。

另外，所述叶轮端连接有空气滤清器。

另外，所述涡轮端连接有催化器。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的发动机总成的原理结构中，其中，显示了本发明实施例提供的蜗轮增压器结构。

附图标记说明：

1-蜗轮端，2-叶轮端，3-蜗轮增压器，4-发动机本体，5-排气歧管，6-罩壳，7-进气歧管，8-进气管，9-支管，10-排气阀，11-中冷器，12-节气门，13-温度压力传感器，14-空气滤清器，15-催化器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1的本发明的发动机总成的原理结构中显示了本发明实施例提供的蜗轮增压器结构。如图1所示，本发明提供的蜗轮增压器结构包括蜗轮增压器3和罩壳6，其中，蜗轮增压器3具有涡轮端1和叶轮端2，涡轮端1用于和发动机本体4的排气歧管5连通，以在发动机废气的作用下能够转动以带动叶轮端2转动，叶轮端2转动时能够将外部的新鲜空气吸入，蜗轮增压器3设置在罩壳6内，其中，叶轮端2连接有用于与发动机本体4的进气歧管7连通的进气管8，这样，叶轮端2转动吸入的新鲜空气能够通过进气管8进入到进气歧管7内，进气管8的位于罩壳6内的管段上形成有支管9，支管9上设置有排气阀10，排气阀10能够打开以将进气管8和罩壳6内部连通。

这样，通过该技术方案，由于涡轮端1能够和发动机本体4的排气歧管5连通，这样，涡轮端1将在废气的作用下转动，并带动叶轮端2转动，由于叶轮端2能够连接进气管8，而进气管8能够和发动机本体4的进气歧管7连通，这样，叶轮端2的转动能够将外部新鲜空气吸入并输送到进气歧管7以供发动机燃烧，同时，进气管8的位于罩壳6内的管段上形成有支管9，支管9上设置有能够打开以将进气管8和罩壳6内部连通的排气阀10，这样，在车辆的正常行驶中，排气阀10关闭，而当排气阀10打开时，例如在车辆紧急制动或急收油门或发动机处于高转速(根据排气阀压力限制调整)时，排气阀10将打开，这样外部的新鲜空气，例如经增压并通过下文所述的中冷器冷却的新鲜空气能够通过排气阀10从进气管8进入到罩壳6内，如图1中的箭头所示，由于进入的新鲜空气的温度低于蜗轮增压器3的自身温度，从而能够对蜗轮增压器本体进行冷却，也就是，进气管8压力过高时，叶轮端2转动吸入的多余新鲜空气能够进入到罩壳6内对涡轮增压器本体进行冷却。

进一步地，在满足发动机进气需求的同时，能够进一步提高进入到罩壳6内部的新鲜空气对蜗轮增压器3冷却的效果，优选地，如图1所示，进气管8的位于支管9和叶轮端2之间的管段上设置有对叶轮端2吸入的空气进行冷却的中冷器11，这样，车辆正常行驶中，叶轮端2转动吸入的新鲜空气经过中冷器11冷却后通过进气管8进入到进气歧管7内，充分满足发动机的进气需求。如上所述，当排气阀10打开时，经过中冷器11冷却的新鲜空气进入到罩壳6内，由于此时的新鲜空气温度很低，从而可以对蜗轮增压器3的主体进行更显著的冷却，从而能够简化蜗轮增压器3的整体结构。

当然，进一步地，本发明的蜗轮增压器结构中，排气阀10设置为能够根据行车工况自动打开，例如，排气阀10设置为与车载的控制器(未显示)通过信号连接，例如，控制器可以向排气阀10的执行机构发动控制信号以使排气阀10打开或关闭，该控制器能够根据进气管8的进气压力来相应地控制排气阀10的打开和关闭，或者该控制器能够根据其他需求例如在不影响进气歧管7进气的前提下，能够打开排气阀10将一部分新鲜空气送入到罩壳6内对蜗轮增压器3进行冷却，并在需要时将排气阀10关闭。

另外，在以上所述的各个方案的基础上，本发明的蜗轮增压器结构中，罩壳6的内表面设置为能够对通过排气阀10进入罩壳6内部的空气进行整流的流线形内表面，例如便于气流快速流动的弧形内表面或者平直表面和弧形表面的结合，这样，通过这种流线形的内表面，能够便于新鲜空气快速集中地流动并接触涡轮增压器3，以对其进行良好的冷却。

另外，如图1所示，本发明还提供一种发动机总成，该发动机总成包括发动机本体4，同时，该发动机总成还设置有以上任一所述的蜗轮增压器结构，其中，涡轮端1与排气歧管5连通，进气管8与进气歧管7连通，进气管8的位于进气歧管7和支管9之间的管段上设置有节气门12。

这样，涡轮端1带动叶轮端2旋转，将外部新鲜空气吸入，经中冷器11冷却后通过进气管8压入进气歧管7供发动机燃烧，完成循环。车辆正常行驶时，排气阀10关闭，当紧急制动或急收油门时，节气门12迅速关闭，进气管8内的压力增高，当进气压力超过设定压力值时，排气阀10开启，经压缩和中冷器11冷却后的新鲜空气通过排气阀10流入到罩壳6内，并通过罩壳6的流线形内表面整流后快速吹向蜗轮增压器3，给高温的蜗轮增压器3降低温度，保证系统可靠性，延长寿命，达到能量完全利用的目的。

进一步地，如图1所示，进气管8的位于节气门12和支管9之间的管段上设置有温度压力传感器13，这样，温度压力传感器13可以监测进气管8内的进气压力，例如，当紧急制动或急收油门时，节气门12迅速关闭，进气管8内的压力增高，当进气压力超过温度压力传感器13的限值时，温度压力传感器13的信号将传递至控制器，控制器将控制排气阀10打开。

另外，如图1所示，本发明的发动机总成中，蜗轮增压器3和排气歧管5的至少一部分一同容纳在罩壳6内，例如，排气歧管5的排气端口可以伸入到罩壳6内与涡轮端1连通，这样，排气阀10打开后，经压缩和中冷器11冷却后的新鲜空气通过排气阀10流入到罩壳6内，并通过罩壳6的流线形内表面整流后快速吹向蜗轮增压器3和排气歧管5，如图1中的箭头所示，给高温的两者进行冷却以降低温度，从而能够利用多余的高压进气对蜗轮增压器3及排气歧管5进行冷却，提升能量利用率。

此外，为了便于罩壳6的定位，罩壳6可以直接连接在发动机本体4上，从而提高了发动机总成的整体紧凑性。

此外，如图1所示，和现有技术相同的，本发明的发动机总成中，蜗轮增压器3的叶轮端2连接有空气滤清器14，从而确保吸入的空气的清洁度。另外，蜗轮增压器3的涡轮端1连接有催化器15，从而对排出的废气进行空气净化，以提高该发动机总成的环保性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蜗轮增压器结构，所述蜗轮增压器结构包括具有涡轮端(1)和叶轮端(2)的蜗轮增压器(3)，所述涡轮端(1)用于和发动机本体(4)的排气歧管(5)连通，其特征在于，所述蜗轮增压器结构还包括罩壳(6)，所述蜗轮增压器(3)设置在所述罩壳(6)内，其中，所述叶轮端(2)连接有用于与所述发动机本体(4)的进气歧管(7)连通的进气管(8)，所述进气管(8)的位于所述罩壳(6)内的管段上形成有支管(9)，所述支管(9)上设置有排气阀(10)，所述排气阀(10)能够打开以将所述进气管(8)和所述罩壳(6)内部连通。

2.根据权利要求1所述的蜗轮增压器结构，其特征在于，所述进气管(8)的位于所述支管(9)和所述叶轮端(2)之间的管段上设置有对所述叶轮端(2)吸入的空气进行冷却的中冷器(11)。

3.根据权利要求1所述的蜗轮增压器结构，其特征在于，所述排气阀(10)设置为与控制器通过信号连接，使得所述控制器能够控制所述排气阀(10)的打开和关闭。

4.根据权利要求1所述的蜗轮增压器结构，其特征在于，所述罩壳(6)的内表面设置为能够对通过所述排气阀(10)进入所述罩壳(6)内部的空气进行整流的流线形内表面。

5.一种发动机总成，所述发动机总成包括发动机本体(4)，其特征在于，所述发动机总成还设置有根据权利要求1-4中任意一项所述的蜗轮增压器结构，其中，所述涡轮端(1)与所述排气歧管(5)连通，所述进气管(8)与所述进气歧管(7)连通，所述进气管(8)的位于所述进气歧管(7)和所述支管(9)之间的管段上设置有节气门(12)。

6.根据权利要求5所述的发动机总成，其特征在于，所述进气管(8)的位于所述节气门(12)和所述支管(9)之间的管段上设置有温度压力传感器(13)。

7.根据权利要求5所述的发动机总成，其特征在于，所述蜗轮增压器(3)和所述排气歧管(5)的至少一部分一同容纳在所述罩壳(6)内。

8.根据权利要求5或7所述的发动机总成，其特征在于，所述罩壳(6)连接在所述发动机本体(4)上。

9.根据权利要求5所述的发动机总成，其特征在于，所述叶轮端(2)连接有空气滤清器(14)。

10.根据权利要求5所述的发动机总成，其特征在于，所述涡轮端(1)连接有催化器(15)。