CN203925597U - 一种发动机的废气涡轮增压器的冷却系统及汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种发动机的废气涡轮增压器的冷却系统及汽车，其中，所述冷却系统包括：具有排气管的发动机；具有涡轮叶片的涡轮增压器，所述涡轮叶片位于所述排气管内；与所述排气管连接的温度传感器；与所述温度传感器连接的中央处理器；一端与所述中央处理器连接的雾化器；其中，所述雾化器另一端与所述排气管连通，用于向所述涡轮增压器的涡轮叶片喷雾冷却。本实用新型的技术方案，可以允许发动机的排气管温度进一步升高到最有利于发动机发挥热效率的温度，而不必再受涡轮增压器涡轮叶片耐受温度的限制，从而大大提高发动机的燃油利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种发动机的废气涡轮增压器的冷却系统及汽车。
背景技术
涡轮增压器提高内燃机发动机功率、扭矩以及实现发动机轻量化、小型化以降低油耗的有效途径，近年来在乘用车发动机上使用废气涡轮增加技术成为一种趋势。废气涡轮增压器利用发动机排气管排出的高温高压废气推动涡轮增压器的涡轮叶片高速旋转，带动同轴的压气机叶轮压缩进气空气，提高发动机进气的压强，提高进气量，从而提高功率、扭矩以及燃烧效率。
然而进入发动机进气管的废气温度高达900℃以上，由于涡轮叶片的耐温性能有限，限制了废气温度的进一步提升，而对发动机而言，高的废气温度意味着高的燃烧效率，为了保护涡轮叶片，不得不牺牲一部分热效率；另一方面，当发动机排气温度过高时，发动机控制系统会采取类似增加喷油量来加浓混合燃气的方式来降低涡轮温度，而这种措施显然增加了燃油消耗量，与发动机的节油目标是背道而驰的。此外，通过燃油加浓来降低排气温度还有很多其他的危害，如加浓燃油会导致燃烧不充分，造成发动机的排放恶化；加浓燃油还会造成燃烧室以及气门部位积碳，引起燃烧室热点增多，使发动机早燃和爆震的倾向加大，不但增加了发动机的不稳定性，而且降低了发动机的燃油消耗率。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种发动机的废气涡轮增压器的冷却系统及汽车，能够解决现有发动机的燃油利用率由于受涡轮增压器涡轮耐受温度的限制而降低的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，其中，包括：
具有排气管的发动机；
具有涡轮叶片的涡轮增压器，所述涡轮叶片位于所述排气管内；与所述排气管连接的温度传感器；
与所述温度传感器连接的中央处理器；
一端与所述中央处理器连接的雾化器；其中，所述雾化器另一端与所述排气管连通，用于向所述涡轮增压器的涡轮叶片喷雾冷却。
其中，所述排气管包括：被所述涡轮叶片分隔开的涡轮进气侧和涡轮排气侧；
其中，所述温度传感器与所述涡轮进气侧连接；所述雾化器另一端与所述涡轮排气侧连通。
其中，所述发动机的废气涡轮增压器的冷却系统还包括：
设置于所述雾化器另一端与所述涡轮排气侧之间的加速风扇。
其中，所述发动机的废气涡轮增压器的冷却系统还包括：
位于所述加速风扇与所述涡轮排气侧之间的单向阀；所述雾化器的喷雾通过所述单向阀导入所述涡轮排气侧。
其中，所述中央处理器与所述雾化器通过数据线连接。
为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例还提供一种汽车，包括如上所述的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，因为有了水雾的冷却作用，可以允许发动机的排气管温度进一步升高到最有利于发动机发挥热效率的温度而不必再受涡轮增压器涡轮叶片耐受温度的限制，从而大大提高发动机的燃油利用率；
本实用新型的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统避免了通过采取燃油加浓来降低排气管温度的来保护涡轮叶片的措施，减少了污染排放和积碳的形成几率；
本实用新型的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，在发动机排气管侧引入水雾冷却后极大降低了发动机排气管的温度，进一步提高了涡轮进、排气侧的温差，提高了涡轮的驱动力最终提高涡轮的机械效率；
本实用新型的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，通过水雾冷却可以使涡轮叶片的温度有大幅度降低，从而使涡轮叶片的耐高温限度极大降低，从而降低了涡轮叶片的材料等级、采用耐温限度低的材料来制造涡轮成为可能，降低了制造成本。
附图说明
图1表示本发明的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统的结构示意图。
附图标记说明：
1-发动机
11-进气管
12-排气管
121-涡轮进气侧
122-涡轮排气侧
21-涡轮叶片
22-叶轮叶片
3-温度传感器
4-中央处理器
5-雾化器
6-加速风扇
7-单向阀
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。
本实用新型针对现有发动机的燃油利用率由于受涡轮增压器涡轮耐受温度的限制而降低的问题，提供一种发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，该系统包括：具有排气管的发动机；具有涡轮叶片的涡轮增压器，所述涡轮叶片位于所述排气管内；与所述排气管连接的温度传感器；与所述温度传感器连接的中央处理器；一端与所述中央处理器连接的雾化器；其中，所述雾化器另一端与所述排气管连通，用于向所述涡轮增压器的涡轮叶片喷雾冷却。本实用新型的方案可以允许发动机的排气管温度进一步升高到最有利于发动机发挥热效率的温度，而不必再受涡轮增压器涡轮耐受温度的限制，从而大大提高发动机的燃油利用率。
下面将结合附图以及具体的实施例，对本实用新型的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统的具体结构做详细说明。
如图1所示，本实用新型的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统包括：发动机1、涡轮增压器、温度传感器3、中央处理器4和雾化器5。
下面将对上述冷却系统中各器件的结构或功用，以及它们之间的具体的位置和连接关系作详细描述：
该发动机1包括：一进气管11和一排气管12，且该进气管11和该排气管12分别与发动机1的气缸连通。
该涡轮增压器包括涡轮室和增压器，还包括位于涡轮室内的涡轮叶片21以及位于增压器内的叶轮叶片22，该涡轮室位于发动机的该排气管12内，该增压器位于发动机的该进气管11内，从而使得涡轮叶片21位于排气管12内和使得叶轮叶片22位于进气管11内。其中，该涡轮叶片21将该发动机1的排气管12分隔为接近发动机1的气缸的涡轮进气侧121以及远离发动机1的气缸的涡轮排气侧122；位于涡轮室的涡轮叶片21利用发动机1的气缸排出的废气惯性冲力转动，涡轮叶片21又带动同轴的叶轮叶片22，叶轮叶片22压送由发动机1的空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸用以燃油的燃烧。
温度传感器3，该温度传感器3与涡轮进气侧121连接，用以检测涡轮进气侧121的温度。
该中央处理器(CPU)4与该温度传感器3连接，接收来自温度传感器3传递的温度信号。
该雾化器5的一端与中央处理器4通过数据线连接，另一端与涡轮排气侧122连通，用以接收中央处理器4传递的启动信号，并根据此启动信号向涡轮增压器的涡轮叶片21进行喷雾冷却。
此外，为了使得雾化器5产生的喷雾能够快速达到涡轮排气侧122，从而提高对涡轮叶片21的冷却效率，该发动机的废气涡轮增压器的冷却系统还包括：设置于该雾化器5和该涡轮排气侧122之间的加速风扇6。
当然，为了防止排气管12内的高温气体的回流，在加速风扇6和涡轮排气侧122之间还设置有一单向阀7，该单向阀7的设置使得喷雾器5的喷雾能够通过该单向阀7导入该涡轮排气侧122，而防止涡轮排气侧122的高温气体回流。
下面将对本实用新型的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统的工作原理作详细描述：
温度传感器3检测涡轮进气侧121的温度，产生温度信号，并将此信号传递至中央处理器4，当该中央处理器4检测到此温度信号低于预先设定的温度值时，不发送任何信号给雾化器5，当该中央处理器4检测到此温度信号高于或者等于预先设定的温度值时，通过数据线发送启动信号给雾化器5，该雾化器5接收到此启动信号后开始工作喷雾，该喷雾通过加速风扇6进行加速，通过单向阀7导入涡轮排气侧122，对涡轮叶片21进行冷却。中央处理器4可以根据温度传感器3检测到的涡轮进气侧121的温度高低调整对雾化器5输入信号的强度，来控制雾化器5的喷雾量，从而实现对涡轮叶片21不同程度冷却能力。
综上，该冷却系统通过喷雾对涡轮叶片21进行冷却，当涡轮进气侧121和涡轮排气侧122的温差越大，给涡轮叶片21的驱动力相对也越大，涡轮叶片21的转速相对增大，与其同轴连接的叶轮叶片22就会压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以使燃料燃烧的更加充分，使得排气管12内的温度得以提高至最有利于发动机发挥热效率的温度，而不必再受涡轮增压器涡轮耐受温度的限制，从而大大提高发动机的燃油利用率。
该冷却系统通过喷雾对涡轮叶片21进行冷却，避免了通过采取燃油加浓来降低排气管温度的来保护涡轮叶片的措施，减少了污染排放和积碳的形成几率；
该冷却系统通过喷雾对涡轮叶片21进行冷却，使涡轮叶片21的温度有大幅度降低，从而使涡轮叶片21的耐高温限度极大降低，从而降低了涡轮叶片21的材料等级、采用耐温限度低的材料来制造涡轮成为可能，降低了制造成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例还提供一种汽车，包括如上所述的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统。
需要说明的是，该汽车是包括上述发动机的废气涡轮增压器的冷却系统的汽车，上述发动机的废气涡轮增压器的冷却系统的实现方式适用于该汽车的实施例中，也能达到相同的技术效果。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，其特征在于，包括：
具有排气管的发动机；
具有涡轮叶片的涡轮增压器，所述涡轮叶片位于所述排气管内；
与所述排气管连接的温度传感器；
与所述温度传感器连接的中央处理器；
一端与所述中央处理器连接的雾化器；其中，所述雾化器另一端与所述排气管连通，用于向所述涡轮增压器的涡轮叶片喷雾冷却。
2.根据权利要求1所述的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，其特征在于，所述排气管包括：被所述涡轮叶片分隔开的涡轮进气侧和涡轮排气侧；
其中，所述温度传感器与所述涡轮进气侧连接；所述雾化器另一端与所述涡轮排气侧连通。
3.根据权利要求2所述的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，其特征在于，所述发动机的废气涡轮增压器的冷却系统还包括：
设置于所述雾化器另一端与所述涡轮排气侧之间的加速风扇。
4.根据权利要求3所述的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，其特征在于，所述发动机的废气涡轮增压器的冷却系统还包括：
位于所述加速风扇与所述涡轮排气侧之间的单向阀；所述雾化器的喷雾通过所述单向阀导入所述涡轮排气侧。
5.根据权利要求1所述的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统，其特征在于，所述中央处理器与所述雾化器通过数据线连接。
6.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的发动机的废气涡轮增压器的冷却系统。
Priority Applications (1)
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| CN201420366843.9U CN203925597U (zh) | 2014-07-03 | 2014-07-03 | 一种发动机的废气涡轮增压器的冷却系统及汽车 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110454242A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-11-15 | 乐元 | 尾气废热回收与涡轮加速装置 |
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2014
- 2014-07-03 CN CN201420366843.9U patent/CN203925597U/zh active Active
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