CN202250361U

CN202250361U - 内燃机引射惯性增压装置

Info

Publication number: CN202250361U
Application number: CN2011203764447U
Authority: CN
Inventors: 李湘江; 荣见华; 李爱玲; 索昌明
Original assignee: Changsha University of Science and Technology
Current assignee: Changsha University of Science and Technology
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-09-29

Abstract

本实用新型公开了一种内燃机引射惯性增压装置，包括与内燃机进气门相连通的进气管和与内燃机排气门相连通的排气管，进气管与排气管之间通过连通管连通，连通管上设有通断阀和逆止阀，进气管上设有谐振腔，排气管上设有拉瓦尔引射管。本实用新型能够提高内燃机充气系数、增大输出功率，且具有油门响应敏感、排放废气更彻底、排放更环保等优点。

Description

内燃机引射惯性增压装置

技术领域

本实用新型主要涉及到内燃机领域，特指一种适用于内燃机的增压装置。

背景技术

目前，常用的内燃机增压技术包括以下几种：

1、机械增压系统：是由发动机曲轴经齿轮增速器驱动的一种增压装置。发动机在运行时，气缸内的油气混合气燃烧推动活塞做功进而带动曲轴旋转，与此同时，曲轴驱动机械增压器的转子旋转，能够达到增大进气压力和加快空气流动速度的目的，使更多的空气进入发动机进气歧管。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅，尤其是低速增压效果更好。另外，机械增压器与发动机容易匹配，结构也比较紧凑。但是由于装在发动机转动轴里面，驱动机械增压器需要消耗发动机功率，因此燃油消耗率比非增压发动机略高。

2、气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、具有低速大扭矩、瞬态响应快、加速性好等优点，特别适用于需经常在变负荷工况下工作的车用发动机。但是整个装置比较笨重，不太适合安装在体积较小的轿车里面。

3、废气涡轮增压：是目前最常见、应用最普遍的发动机增压系统。增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机。在运行时，气缸排出的废气进入涡轮机，由废气能量推动涡轮机叶轮旋转，并带动与其同轴安装的压气机叶轮共同工作，使更多的新鲜空气在压气机内增压后进入气缸，增加的空气量使气缸内油气混合气的量也随之增多，从而增大发动机的输出功率。

废气涡轮增压的优点是在发动机转速较高时增压效果显著，燃油经济性也比机械增压和非增压发动机要好，并且可大幅度地降低有害气体的排放和发动机的噪声水平。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。

废气涡轮增压的缺点是由于叶轮本身的惯性作用导致涡轮增压器在发动机转速较低、废气能量不足时无法有效工作，致使涡轮增压器的响应时间滞后，也就是通常所说的“涡轮迟滞”现象，这也直接导致车辆在低速行驶时发动机功率增加不明显。而且在发动机工况连续发生变化时，涡轮增压器瞬时响应速度较慢，致使汽车的加速性，尤其是低速加速性能较差。

泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟几万转到十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。

4、复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限；而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多，汽油机上采用复合增压系统的车型还比较少。发动机工作时随着转速的提高，涡轮增压器能使发动机获得更大的功率，与此同时，机械增压器的增压压力逐渐降低。机械增压通过电磁离合器控制，它与水泵集合在一起。在转速超过一定数值时时，由涡轮增压器提供所有的增压压力，此时机械增压器在电磁离合器的作用下完全与发动机分离，防止消耗发动机功率。

复合增压系统很好地解决了机械增压系统燃油经济性较差和涡轮增压系统在低转速时容易产生“涡轮迟滞”现象的问题。其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，只是结构太复杂，技术含量高，不易与发动机匹配，对于发动机零部件的制造要求也较高，维修保养不容易，因此很难普及。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种能够提高内燃机充气系数、增大输出功率、油门响应敏感、排放废气更彻底、排放更环保的内燃机引射惯性增压装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种内燃机引射惯性增压装置，包括与内燃机进气门相连通的进气管和与内燃机排气门相连通的排气管，所述进气管与排气管之间通过连通管连通，所述连通管上设有通断阀和逆止阀，所述进气管上设有谐振腔，所述排气管上设有拉瓦尔引射管。

作为本实用新型的进一步改进：

所述排气管的尾段设有引射器。

所述排气管中段与尾段引射器之间还设有一根以上的旁通管。

所述通断阀与一控制装置相连。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的内燃机引射惯性增压装置，采用引射技术在进气管的谐振腔内形成增压气体，结构简单、成本低廉，工作性能稳定可靠，油门响应没有滞后，没有高速转动的涡轮，具有较好的低速增压性能，进而能够大大提高内燃机充气系数，增大输出功率，油门响应敏感，排放废气更彻底，排放更环保。

附图说明

图1是本实用新型在应用实例中的结构示意图。

图例说明：

1、连杆；2、活塞；3、缸体；4、进气管；41、谐振腔；5、连通管；6、通断阀；7、逆止阀；8、排气管；81、拉瓦尔引射管；9、旁通管；10、引射器。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，常规的内燃机包括缸体3以及安装于缸体3内的连杆1、活塞2。本实用新型的内燃机引射惯性增压装置，包括与内燃机进气门相连通的进气管4和与内燃机排气门相连通的排气管8，进气管4与排气管8之间通过连通管5连通，且连通管5上设有通断阀6和逆止阀7；其中，进气管4为带有谐振腔41的管路，排气管8为带有拉瓦尔引射管81的管路。这样，通过排气管8的排气能够在进气管4内吸入新鲜气体并在吸力和谐振波的作用下变成增压气体；当谐振腔41内的增压气体送入内燃机缸体3中后，就能提高内燃机的进气压力，增大进入气缸的空气密度，使供入缸体3内的空气量增加，可以使其燃烧更多的燃料，燃烧更充分，从而大幅度地提高功率和扭矩，减少有害气体排放，而且还能改善内燃机的燃料经济性。

本实施例中，排气管8的尾段设有引射器10，排气管8中段与尾段引射器10之间还设有一根以上的旁通管9；通过旁通管9和引射器10，可以有效减小排气初期阻力。

本实施例中，通断阀6的开启和关闭可以由一个控制装置来完成。例如，像内燃机的进气门、排气门一样，由机械控制装置控制，或者也可以由电磁与弹簧结构组合结构来控制。

工作原理：内燃机排气门打开时，通断阀6已处于打开状态，废气依次经带拉瓦尔引射管81的排气管8、旁通管9和引射器10、消音器后排出；此时新鲜空气经滤清器进入进气管4，同时被带拉瓦尔引射管81的排气管8引射，经连通管5、通断阀6和逆止阀7后进入排气管8。活塞2在排气上升行程行进1/2-2/3行程左右（随气缸的排气量等参数有变化）时，通断阀6关闭，新鲜空气因惯性作用，继续经滤清器进入进气管4，在谐振腔41(容积大小和具体位置随气缸的排气量等参数有变化)中储存并在惯性和谐振波同时作用下被增压。当进气阀打开时，谐振腔41内的高压气体进入气缸，起到增压的作用。吸气冲程结束时，通断阀6打开，打开状态持续到活塞2在排气上升行程行进1/2-2/3行程左右（随气缸的排气量等参数有变化）时，通断阀6关闭。如此随着内燃机的工作周期性动作。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种内燃机引射惯性增压装置，包括与内燃机进气门相连通的进气管（4）和与内燃机排气门相连通的排气管（8），其特征在于：所述进气管（4）与排气管（8）之间通过连通管（5）连通，所述连通管（5）上设有通断阀（6）和逆止阀（7），所述进气管（4）上设有谐振腔（41），所述排气管（8）上设有拉瓦尔引射管（81）。

2.根据权利要求1所述的内燃机引射惯性增压装置，其特征在于：所述排气管（8）的尾段设有引射器（10）。

3.根据权利要求2所述的内燃机引射惯性增压装置，其特征在于：所述排气管（8）中段与尾段引射器（10）之间还设有一根以上的旁通管（9）。

4.根据权利要求1或2或3所述的内燃机引射惯性增压装置，其特征在于：所述通断阀（6）与一控制装置相连。