CN110630373B - 一种汽车发动机增压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车发动机增压装置，具体涉及汽车配件领域，包括发动机、涡轮室和增压器，所述发动机上固定连接有排气歧管和进气歧管，所述排气歧管和进气歧管的数量均设置为多个且通过发动机对称设置，所述排气歧管远离发动机的一端设有排气节气门，所述进气歧管远离发动机的一端设有进气节气门；所述涡轮室内腔设有涡轮，所述涡轮上设有涡轮扇叶，所述涡轮室一侧设有第一散热鳍片以及另一侧设有第二散热鳍片。本发明能够在车辆停止行进的过程中对涡轮增压系统进行被动散热和在车辆运行的过程中提高涡轮增压系统的主动散热，从而达到降低整个涡轮增压系统温度的效果，延长其使用寿命。

Description

一种汽车发动机增压装置
技术领域
本发明涉及汽车配件领域，更具体地说，本发明涉及一种汽车发动机增压装置。
背景技术
早期发动机进气方式主要为自然进气，该方法通过发动机活塞下行时产生负压使气缸内吸入空气，自然进气发动机的气缸内气压始终小于或等于一个大气压。发动机转速增高时，需要更大的进气量，可通过加大节气门流通面积或者换多喉直喷等，使发动机在同深度油门下获得更多的空气量。但该种措施的作用有限，发动机的转速增加到某一个数值后，很难再增加进气量，发动机加速时会由于进气不足而使燃烧效率降低，影响发动机的输出功率，同时不充分燃烧会加大污染物的排放。
目前，汽车发动机所消耗的能量中仅有40％左右的能量转化为动力进行有效输出，其余的60％以各种形式浪费掉了，其中主要能量被已燃废气和冷却的方式浪费掉。针对废气能量回收,现在主流的方式是采用废气涡轮增压技术。废气涡轮增压技术可以提高汽车的动力性，但是涡轮室和增压器部分在长时间工作的过程中，压力和温度均较高，且涡轮增压部分结构大多位于车身的内部，空气流通性差，热量不易散发，会长时间堆积在涡轮增压部分，影响涡轮增压系统的使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种汽车发动机增压装置，通过利用连接涡轮与叶轮之间的传动轴，在传动轴上设置同步轮，并利用多个同步轮连接多个风扇组件，对多个散热鳍片进行散热，构成涡轮主动散热系统，利用涡轮吸收的废气能量转变成的旋转动力，来驱动第一风扇轴端部的风扇组件和第二风扇轴端部的风扇组件，共同对第二散热鳍片和第三散热鳍片进行散热，并能够加速第一散热鳍片和第四散热鳍片的散热效率，提高涡轮增压系统在车辆运行中的散热效率，从而达到降低整个涡轮增压系统温度的效果，延长其使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车发动机增压装置，包括发动机、涡轮室和增压器，所述发动机上固定连接有排气歧管和进气歧管，所述排气歧管和进气歧管的数量均设置为多个且通过发动机对称设置，所述排气歧管远离发动机的一端设有排气节气门，所述进气歧管远离发动机的一端设有进气节气门；
所述涡轮室内腔设有涡轮，所述涡轮上设有涡轮扇叶，所述涡轮室一侧设有第一散热鳍片以及另一侧设有第二散热鳍片，所述第一散热鳍片和第二散热鳍片上贯穿设有第一镀镍铜管，所述增压器内腔设有叶轮，所述增压器一侧设有第三散热鳍片以及另一侧设有第四散热鳍片，所述第三散热鳍片和第四散热鳍片上贯穿设有第二镀镍铜管；
所述涡轮室和增压器之间连接有传动轴和固定板，所述传动轴外部套设有第一轴承，所述第一轴承两侧均设有第一同步轮，所述第一轴承外环上固定有固定轴，所述固定轴外壁上固定有第一风扇轴，所述第一风扇轴的数量设置为两个且通过固定轴对称设置，所述第一风扇轴端部套设有第二轴承，所述第二轴承外部套设有第二同步轮，所述固定板上固定设有第二风扇轴，所述第二风扇轴顶端设有第三轴承，所述第三轴承外部套设有第三同步轮，所述第二轴承和第三轴承均固定连接有风扇组件。
在一个优选地实施方式中，所述涡轮室上固定连接有排气管，所述排气管上设有三元催化器。
在一个优选地实施方式中，所述增压器上固定连接有进气管，所述进气管上设有空气滤清器。
在一个优选地实施方式中，所述排气节气门与涡轮室的输入端连接，所述进气节气门与增压器的输出端连接。
在一个优选地实施方式中，所述传动轴两端分别贯穿涡轮室和增压器，所述传动轴两端分别与涡轮和叶轮固定连接，所述涡轮和叶轮通过传动轴传动连接。
在一个优选地实施方式中，所述第一同步轮的数量设置为四个且均套设于传动轴的外部，所述固定轴端部与发动机外部固定连接，所述第二同步轮和第一同步轮通过同步带传动连接，所述第一风扇轴端部的第二轴承、第二同步轮和风扇组件固定连接，所述第一风扇轴端部的风扇组件通过第二轴承、第二同步轮和第一同步轮与传动轴传动连接。
在一个优选地实施方式中，所述第三同步轮和第一同步轮通过同步带传动连接，所述第二风扇轴端部的第三轴承、第三同步轮和风扇组件固定连接，所述第二风扇轴端部的风扇组件通过第三轴承、第三同步轮与传动轴传动连接。
在一个优选地实施方式中，所述风扇组件、第一风扇轴和第二风扇轴均设置于第二散热鳍片和第三散热鳍片之间。
本发明的技术效果和优点：
1、通过在整个涡轮增压系统中添加多个散热鳍片，利用镀镍铜管将散热鳍片进行连接，构成涡轮被动散热系统，对停止工作中的涡轮室和增压器进行被动散热，能够在车辆停止行进的过程中对涡轮增压系统进行被动散热，提高涡轮增压系统在车辆停止运行中的散热效率；
2、通过利用连接涡轮与叶轮之间的传动轴，在传动轴上设置同步轮，并利用多个同步轮连接多个风扇组件，对多个散热鳍片进行散热，构成涡轮主动散热系统，利用涡轮吸收的废气能量转变成的旋转动力，来驱动第一风扇轴端部的风扇组件和第二风扇轴端部的风扇组件，共同对第二散热鳍片和第三散热鳍片进行散热，并能够加速第一散热鳍片和第四散热鳍片的散热效率，提高涡轮增压系统在车辆运行中的散热效率，从而达到降低整个涡轮增压系统温度的效果，延长其使用寿命。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的图1中A处细节结构示意图。
图3为本发明的涡轮室和增压器右视结构示意图。
图4为本发明的传动轴部分结构示意图。
图5为本发明图3中B处细节结构示意图。
图6为本发明涡轮室和增压器部分俯视结构示意图。
附图标记为：1发动机、2涡轮室、3增压器、4排气歧管、5进气歧管、6排气节气门、7进气节气门、8涡轮、9涡轮扇叶、10第一散热鳍片、11第二散热鳍片、12第一镀镍铜管、13叶轮、14第三散热鳍片、15第四散热鳍片、16第二镀镍铜管、17传动轴、18固定板、19第一轴承、20第一同步轮、21固定轴、22第一风扇轴、23第二轴承、24第二同步轮、25第二风扇轴、26第三轴承、27第三同步轮、28风扇组件、29排气管、30三元催化器、31进气管、32空气滤清器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示的一种汽车发动机增压装置，包括发动机1、涡轮室2和增压器3，所述发动机1上固定连接有排气歧管4和进气歧管5，所述排气歧管4和进气歧管5的数量均设置为多个且通过发动机1对称设置，所述排气歧管4远离发动机1的一端设有排气节气门6，所述进气歧管5远离发动机1的一端设有进气节气门7；
所述涡轮室2内腔设有涡轮8，所述涡轮8上设有涡轮扇叶9，所述涡轮室2一侧设有第一散热鳍片10以及另一侧设有第二散热鳍片11，所述第一散热鳍片10和第二散热鳍片11上贯穿设有第一镀镍铜管12，所述增压器3内腔设有叶轮13，所述增压器3一侧设有第三散热鳍片14以及另一侧设有第四散热鳍片15，所述第三散热鳍片14和第四散热鳍片15上贯穿设有第二镀镍铜管16；
所述涡轮室2和增压器3之间连接有传动轴17和固定板18，固定板18的两端分别与涡轮室2和增压器3的外壁固定连接，设置固定板18加强涡轮室2与增压器3之间连接的稳定性，提高增压装置的稳定性，所述传动轴17外部套设有第一轴承19，所述第一轴承19两侧均设有第一同步轮20，所述第一轴承19外环上固定有固定轴21，所述固定轴21外壁上固定有第一风扇轴22，所述第一风扇轴22的数量设置为两个且通过固定轴21对称设置，设置固定轴21为第一轴承19提供安装位置和结构支撑，所述第一风扇轴22端部套设有第二轴承23，所述第二轴承23外部套设有第二同步轮24，所述固定板18上固定设有第二风扇轴25，所述第二风扇轴25顶端设有第三轴承26，所述第三轴承26外部套设有第三同步轮27，所述第二轴承23和第三轴承26均固定连接有风扇组件28。
实施方式具体为：工作时，涡轮室2输入口与发动机1上的排气歧管4输出口连接，涡轮室2上的排气管29则与车辆的尾气管连接，然后增压器3的输入口与空气滤清器32连接，增压器3的输出口则与发动机1的进气歧管5连接，涡轮室2内的涡轮8与增压器3的叶轮13通过传动轴17同轴刚性连接，当车辆在运行的过程中，发动机1产生的高压废气会经过排气歧管4进入至涡轮室2内，推动涡轮室2内的涡轮扇叶9处，从而使涡轮8在涡轮室2内转动，涡轮8又通过传动轴17带动叶轮13在增压器3内部转动，利用叶轮13压送空气滤清器32输送来的空气，使之增压进入发动机1的内部，当发动机1转速增快，废气排出速度与涡轮8转速也同步增加，叶轮13就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，提高燃料的利用率和发动机1的输出功率，在整个过程中，涡轮室2和增压外部的散热鳍片能够增大其余空气的接触面积，加速其散热的速度，同时利用第一镀镍铜管12和第二镀镍铜管16，提高了其散热速率，在发动机1停止工作时，可利用散热鳍片和镀镍铜管进行被动散热，延长增压系统的使用寿命；
如图1-6所示的一种汽车发动机增压装置，所述涡轮室2上固定连接有排气管29，所述排气管29上设有三元催化器30，所述增压器3上固定连接有进气管31，所述进气管31上设有空气滤清器32，所述排气节气门6与涡轮室2的输入端连接，所述进气节气门7与增压器3的输出端连接；
所述传动轴17两端分别贯穿涡轮室2和增压器3，所述传动轴17两端分别与涡轮8和叶轮13固定连接，所述涡轮8和叶轮13通过传动轴17传动连接；
所述第一同步轮20的数量设置为四个且均套设于传动轴17的外部，所述固定轴21端部与发动机1外部固定连接，所述第二同步轮24和第一同步轮20通过同步带传动连接，所述第一风扇轴22端部的第二轴承23、第二同步轮24和风扇组件28固定连接，所述第一风扇轴22端部的风扇组件28通过第二轴承23、第二同步轮24和第一同步轮20与传动轴17传动连接；
所述第三同步轮27和第一同步轮20通过同步带传动连接，所述第二风扇轴25端部的第三轴承26、第三同步轮27和风扇组件28固定连接，所述第二风扇轴25端部的风扇组件28通过第三轴承26、第三同步轮27与传动轴17传动连接，所述风扇组件28、第一风扇轴22和第二风扇轴25均设置于第二散热鳍片11和第三散热鳍片14之间。
本发明工作原理：当发动机1在高速运转的过程中，涡轮8会通过传动轴17带动增压器3内的叶轮13进行转动，在这个过程中，传动轴17外部的第一同步轮20会通过同步带同时带动第一风扇轴22端部的第二同步轮24和第二风扇轴25端部的第三同步轮27进行转动，当第二同步轮24进行转动时，第二同步轮24会带动第二轴承23在第一风扇轴22的外部转动，使第一风扇轴22上的风扇组件28进行工作，吹动气流流动，对第二散热鳍片11和第三散热鳍片14进行散热，当第三同步轮27进行转动时，第三同步轮27会带动第三轴承26在第二风扇轴25的外部转动，使第二风扇轴25上的风扇组件28进行工作，吹动气流流动，配合着第一风扇轴22端部的风扇组件28，共同对第二散热鳍片11和第三散热鳍片14进行散热，并能够加速第一散热鳍片10和第四散热鳍片15的散热效率，从而达到降低整个涡轮8增压系统温度的效果，延长其使用寿命。
参照说明书附图1-4，在整个涡轮8增压系统中添加多个散热鳍片，利用镀镍铜管将散热鳍片进行连接，构成涡轮8被动散热系统，对停止工作中的涡轮室2和增压器3进行被动散热，能够在车辆停止行进的过程中对涡轮8增压系统进行被动散热；
参照说明书附图1-6，通过利用传动轴17转动，使传动轴17上的第一同步轮20带动第二同步轮24和第三同步轮27转动，使第一风扇轴22和第二风扇轴25上的风扇组件28进行工作，共同对第二散热鳍片11和第三散热鳍片14进行散热，并能够加速第一散热鳍片10和第四散热鳍片15的散热效率。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (8)

1.一种汽车发动机增压装置，包括发动机(1)、涡轮室(2)和增压器(3)，所述发动机(1)上固定连接有排气歧管(4)和进气歧管(5)，所述排气歧管(4)和进气歧管(5)的数量均设置为多个且通过发动机(1)对称设置，所述排气歧管(4)远离发动机(1)的一端设有排气节气门(6)，所述进气歧管(5)远离发动机(1)的一端设有进气节气门(7)；
所述涡轮室(2)内腔设有涡轮(8)，所述涡轮(8)上设有涡轮扇叶(9)，所述涡轮室(2)一侧设有第一散热鳍片(10)以及另一侧设有第二散热鳍片(11)，所述第一散热鳍片(10)和第二散热鳍片(11)上贯穿设有第一镀镍铜管(12)，所述增压器(3)内腔设有叶轮(13)，所述增压器(3)一侧设有第三散热鳍片(14)以及另一侧设有第四散热鳍片(15)，所述第三散热鳍片(14)和第四散热鳍片(15)上贯穿设有第二镀镍铜管(16)；
所述涡轮室(2)和增压器(3)之间连接有传动轴(17)和固定板(18)，所述传动轴(17)外部套设有第一轴承(19)，所述第一轴承(19)两侧均设有第一同步轮(20)，所述第一轴承(19)外环上固定有固定轴(21)，所述固定轴(21)外壁上固定有第一风扇轴(22)，所述第一风扇轴(22)的数量设置为两个且通过固定轴(21)对称设置，所述第一风扇轴(22)端部套设有第二轴承(23)，所述第二轴承(23)外部套设有第二同步轮(24)，所述固定板(18)固定上设有第二风扇轴(25)，所述第二风扇轴(25)顶端设有第三轴承(26)，所述第三轴承(26)外部套设有第三同步轮(27)，所述第二轴承(23)和第三轴承(26)均固定连接有风扇组件(28)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机增压装置，其特征在于：所述涡轮室(2)上固定连接有排气管(29)，所述排气管(29)上设有三元催化器(30)。
3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机增压装置，其特征在于：所述增压器(3)上固定连接有进气管(31)，所述进气管(31)上设有空气滤清器(32)。
4.根据权利要求1所述的一种汽车发动机增压装置，其特征在于：所述排气节气门(6)与涡轮室(2)的输入端连接，所述进气节气门(7)与增压器(3)的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的一种汽车发动机增压装置，其特征在于：所述传动轴(17)两端分别贯穿涡轮室(2)和增压器(3)，所述传动轴(17)两端分别与涡轮(8)和叶轮(13)固定连接，所述涡轮(8)和叶轮(13)通过传动轴(17)传动连接。
6.根据权利要求1所述的一种汽车发动机增压装置，其特征在于：所述第一同步轮(20)的数量设置为四个且均套设于传动轴(17)的外部，所述固定轴(21)端部与发动机(1)外部固定连接，所述第二同步轮(24)和第一同步轮(20)通过同步带传动连接，所述第一风扇轴(22)端部的第二轴承(23)、第二同步轮(24)和风扇组件(28)固定连接，所述第一风扇轴(22)端部的风扇组件(28)通过第二轴承(23)、第二同步轮(24)和第一同步轮(20)与传动轴(17)传动连接。
7.根据权利要求1所述的一种汽车发动机增压装置，其特征在于：所述第三同步轮(27)和第一同步轮(20)通过同步带传动连接，所述第二风扇轴(25)端部的第三轴承(26)、第三同步轮(27)和风扇组件(28)固定连接，所述第二风扇轴(25)端部的风扇组件(28)通过第三轴承(26)、第三同步轮(27)与传动轴(17)传动连接。
8.根据权利要求1所述的一种汽车发动机增压装置，其特征在于：所述风扇组件(28)、第一风扇轴(22)和第二风扇轴(25)均设置于第二散热鳍片(11)和第三散热鳍片(14)之间。
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