CN1685136A - 涡轮增压的压燃式发动机 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮增压器(12)的部件包括壳体(14)，其为涡轮增压器(12)的预定部分限定了腔室(16)。外壳(24)围绕着壳体(14)并且布置为与壳体(14)的外表面(26)间隔以便限定在该壳体(14)的所述外表面周围的流体通路(28)。流体通路(28)具有流体进口(30)和流体出口(32)。这样就允许涡轮增压器部件保持更冷。而且还限定了具有壳体(36)的消焰装置(34)，该壳体(36)为双层(内层46和外层48)，形成具有流体进口(50)和流体出口(54)的流体流动通路(52)。消焰装置(34)构造为与涡轮增压器(12)的空气出口(22)相接合，并且还与后冷却器(44)相接合。

Description

涡轮增压的压燃式发动机
技术领域
本发明涉及涡轮增压的压燃式发动机。更具体地说，本发明涉及用于涡轮增压的压燃式发动机的部件以及具有此部件的压燃式发动机。
背景技术
采矿环境很显然是危险的环境，其中必须一直考虑并提高极度的安全防范。特别重要的是要考虑到待开采物质的可燃性而采用的安全措施。
任何带入矿山的东西会产生火花或简单地加热至能引起爆炸的临界点燃温度之上的温度。这在煤矿中是一个严重的问题，尤其，由于煤尘在约160℃至170℃的温度会自发地点燃。这意味着任何带入矿山的东西必须不能发出火焰或火花并且表面必须保持为远低于临界温度。
采矿业中到处都使用重型机械来移动矿山周围的物质，尤其是LHD(负载拖拉倾倒)机。这些机器需要很大的动力来移动沉重的负载。理想地，应当使用涡轮增压的发动机，因为它们和同等能力的自然吸气发动机相比增加了动力而不会有大量燃料消耗的缺点。
然而，压燃式发动机的涡轮增压器具有超过150℃的表面温度并且因而在“过热区”之上和其周围要采取临时措施以降低涡轮增压器的表面温度并增加安全措施。由于这种临时措施不可靠，通常使用非涡轮增压的发动机，因为它们的表面温度保持在临界温度以下，尽管根据现有技术它们的效率仍然很低。
除了与涡轮增压器的表面温度相关的问题之外，从发动机发出或在发动机内部出现的火焰或火花，也带来了潜在的危险。于是，在发动机系统内布置有消焰装置以阻止火焰的传播。
目前的布置是消焰装置位于涡轮增压器的进口处以使得后冷却器布置为正交地直接远离涡轮增压器。这种布置没有优化发动机内的空间限制，并且此外，消焰装置、涡轮增压器和后冷却器的布置没有优化系统内的流动流速。因而需要一种改进的方法来提高涡轮增压的压燃式发动机的效率和安全性。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种涡轮增压器的部件，该部件包括：壳体，其限定了用于涡轮增压器预定部分的腔室；以及围绕着该壳体的外壳，该外壳布置为与壳体的外表面间隔以便限定绕着该壳体的所述外表面的流体通路，该流体通路具有流体进口和流体出口。
在一个优选实施例中，流体通路的流体出口位于距流体进口最远的位置，因此在使用中最大化了冷却液的作用，因为其覆盖了壳体外表面的较大部分并且因此增大了冷却装置的热交换效率。
该壳体可以是涡轮增压器的压缩器壳体并且具有用于接收未压缩空气的空气进口以及用于将压缩空气排出到发动机中的空气出口。
外壳可以为铝质并且利用焊接技术的适当选择而通过焊接连接至壳体。
本发明还涉及到具有上述部件的涡轮增压器。
根据本发明的第二个方面，提供了一种压燃式发动机的消焰装置的消焰壳体，该壳体具有构造为与涡轮增压的空气出口相接合的进口以及构造为与进口后冷却器的进口相接合的出口，该壳体为双层，具有限定了消焰室的内层以及布置为与内层间隔的外层，从而在壳体的内层周围限定用于冷却液流动的流体通路。
该壳体可限定流体通路的冷却液进口和冷却液出口。而且，冷却液出口可位于壳体上距冷却液进口最远的位置处。因此在使用中最大化了冷却液的作用，因为其穿过了壳体内层的较大部分并且因此增大了冷却装置的效率。
根据本发明的第三个方面，提供了一种压燃式发动机的流体输入组件，该组件包括：涡轮增压器；如上所述连接至涡轮增压器出口的消焰装置；以及连接至消焰装置的出口的进口后冷却器。
该涡轮增压器可包括如上所述的部件。压缩器壳体的外壳的流体出口可与消焰装置的壳体的冷却液进口流体相通。
本发明还涉及一种包括如上所述的流体输入组件的压燃式发动机。
附图说明
现在参考附图以示例的方式描述本发明，在附图中：
图1是根据本发明一个方面用于压燃式发动机的流体输入组件的侧视图；
图2是流体输入组件的平面图；和
图3是流体冷却的涡轮增压的、压燃式发动机的侧视图。
具体实施方式
首先参考附图中的图1和2，用于涡轮增压的压燃式发动机装置的流体输入组件的一个实施例在图中示出并且用附图标记10标识。
组件10包括用于压燃式发动机11(图3)的涡轮增压器12。根据本发明的第一个方面，涡轮增压器12包括壳体14，该壳体限定了用于涡轮增压器12的预定部分(更具体地说，压缩器18)的腔室16。压缩器18包括多个径向延伸的叶片18.1，其通过进口20吸入空气并将所引起的空气通过出口22排出。
组件10还包括具有壳体36的消焰装置34，这也是根据本发明的一个方面并将在以下进行更详细地描述。
涡轮增压器12的壳体14周围的外壳24布置为与壳体14的外表面26间隔以限定在壳体14的所述外表面周围的流体通路28，流体通路28具有流体进口30和流体出口32。
在本发明的一个优选实施例中，流体通路28的流体出口32位于距流体进口30最远的位置，因此在使用中最大化了冷却液的作用，因为其覆盖了壳体14的外表面26的较大部分并且因此增大了通常标识为12的冷却装置的热交换效率。由于壳体14基本上为圆形，这就要求流体进口30和流体出口32布置在外壳24上大致直径地相对的位置上。
消焰装置34的壳体36具有构造为与涡轮增压器12的出口22相接合的进口38以及构造为与进口后冷却器44的进口42相接合的出口40。
消焰装置34的壳体36被流体冷却。因此壳体36具有两层外壳：其内表面与消焰室35相通的内层46，以及布置为与壳体36的内层46间隔以形成流体通路52的外层48。流体通路52限定了冷却液进口50和冷却液出口54。流体圈闭部件(未示出)容纳在室35中。
在一个优选实施例中，消焰装置的壳体36包括流体通路52，其带有距冷却液进口50最远的冷却液出口54，因此在使用中最大化了热交换效果，因为其穿过了消焰壳体36的内层46的较大部分并且因而增大了冷却装置的效率。
在本发明的这个实施例中，消焰装置34包括主体部分58，其具有第一表面60和间隔的第二表面62并且限定了消焰装置的出口40。壳体36具有两个从主体部分58的表面60延伸的彼此平行的三角形侧壁64和66(图2)。壁64，66被从主体部分58的表面60延伸的底部构件68桥接起来。消焰装置的进口38被限定为穿过底部构件68。外板70限定了一个通向消焰室35的进口。
此外，主体部分58的表面62毗邻进口后冷却器44。主体部分58提供了用于将消焰壳体36连接至进口后冷却器44的连接装置，比如利用螺栓72。
消焰装置的壳体36用作将涡轮增压器12连接至进口后冷却器44的肘节，并且用于抑制任何来自压燃式发动机的倒流以防止火花的逸出。
在使用中，用于压燃式发动机11的流体输入组件10包括涡轮增压器12、连接至涡轮增压器的出口22的消焰装置34以及连接至壳体36的室35的出口38的进口后冷却器44。
涡轮增压器12的流体通路28与消焰壳体36的流体通路52流体相通。
因而，冷却液通过涡轮增压器12的流体进口30进入组件10，循环过冷却液通路28并且通过流体出口32排放出去。涡轮增压器12的流体通路28借助于适当的管道(未示出)结合至消焰装置的壳体36的流体通路52以使得涡轮增压器12的流体出口32将冷却液排放到消焰装置的壳体36的流体进口50。冷却液循环过壳体36的流体通路52并通过流体出口54排放回发动机11的冷却系统。
在使用中，如附图中的图3所示，流体输入组件10安装在压燃式发动机11上。空气经由空气进口20从进口歧管74喷射入涡轮增压器12。压缩空气从涡轮增压器12经由出口22排放到消焰装置的壳体36。随后压缩空气经由进口后冷却器44被喷射入发动机11。
发动机11被冷却系统76冷却，该冷却系统具有散热器78以及由风扇马达82控制的冷却风扇80。循环通过流体输入组件10的冷却液被供应回冷却系统76。
本发明的优点在于，提供了一种流体输入组件10，申请人相信其能在比不利条件下的最高允许温度低的温度下运行。这样就能允许在这种条件下使用涡轮增压的压燃式发动机。
本领域的技术人员能理解到，在不偏离本发明概括地描述的主旨和范围下，可对本发明作出多种变化和/或修改。因此，现有的实施例在各个方面应当视为是示意性的而非限制性的。

Claims (12)

1.一种涡轮增压器的部件，该部件包括：
壳体，其为涡轮增压器的预定部分限定了腔室；以及
围绕着该壳体的外壳，该外壳布置为相对于壳体的外表面间隔开，从而限定围绕该壳体的所述外表面的流体通路，该流体通路具有流体进口和流体出口。
2.根据权利要求1的部件，其中流体通路的流体出口位于壳体上距流体进口最远的位置处。
3.根据权利要求1或2的部件，其中该壳体是涡轮增压器的压缩器壳体，并且具有用于接收未压缩空气的空气进口以及用于将压缩空气排出到发动机中的空气出口。
4.根据前述权利要求中任一项的部件，其中该外壳为铝质并且通过焊接连接至壳体。
5.一种涡轮增压器，其包括根据前述权利要求中任一项的部件。
6.一种压燃式发动机的消焰装置的消焰壳体，该壳体具有构造为与涡轮增压的空气出口相接合的进口以及构造为与进口后冷却器的进口相接合的出口，该壳体为双层，具有限定了消焰室的内层以及布置为与内层间隔的外层，从而在壳体的内层周围限定用于冷却液流动的流体通路。
7.根据权利要求6的壳体，其限定了流体通路的冷却液进口和冷却液出口。
8.根据权利要求7的壳体，其中冷却液出口位于壳体上距冷却液进口最远的位置处。
9.一种压燃式发动机的流体输入组件，该流体输入组件包括：
涡轮增压器；
连接至涡轮增压器出口的消焰装置，其包括根据权利要求6至8中任一项的壳体；以及
连接至消焰装置的壳体的进口后冷却器。
10.根据权利要求9的组件，其中该涡轮增压器包括根据权利要求1至5中任一项的部件。
11.根据权利要求10的组件，其中该部件的流体出口与壳体的冷却液进口流体相通。
12.一种压燃式发动机，其包括根据权利要求9至11中任一项的流体输入组件。
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