CN204827650U - 柴油机双进气装置及采用该装置的柴油机、汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种柴油机双进气装置及采用该装置的柴油机、汽车，其包括壳体内设有的离心式风扇，离心式风扇由一侧现有的驱动装置驱动，壳体的侧壁设有进风口，壳体的顶端设有空滤罩，空滤罩的后侧连接有进气管，空滤罩内设有的隔板将进气内腔分隔为左腔及右腔，左腔的下端设有与外界相通的进气口，右腔的下端设有与壳体内的高压腔相通的通气孔，左、右腔分别与后侧的进气管相连通；当柴油机高负荷工作时，在不增加氮氧化物生成的同时，降低燃烧的一氧化碳、碳氢化物和颗粒的浓度；当柴油机中低负荷工作时，降低了柴油机在低负荷时的过量空气系数，减少燃烧过程中产生的氮氧化物的含量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种柴油机双进气装置及采用该装置的柴油机、汽车，用于降低柴油机及汽车在中低负荷下排放废气中的氮氧化合物含量。
背景技术
柴油机由于所使用的柴油含碳量高的特点，在燃烧过程中所需的空气量较汽油机更多，因此现有的柴油机上普遍使用了机械增压器、涡轮增压器等进气增压装置，采用增压装置后提高了过量空气系数，柴油在气缸内燃烧更充分，然而由于采用增压装置后空气相对柴油过量且柴油机高压缩比的特点，在燃烧过程中相比汽油机产生更多的氮氧化合物，特别是当柴油机中低速或中低负荷运行时，由于喷入气缸内的柴油量相比高负荷工作状态更少，在增压器作用下进入气缸内的空气相比柴油的过量程度更高（即过量空气系数远高于高负荷工作状态），燃烧后其废气中氮氧化合物的含量也更高，因而有必要采用技术手段来降低柴油机在中低负荷工作时废气中的氮氧化合物的含量，使柴油机满足更高的尾气排放环保标准。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种柴油机双进气装置，降低柴油机在中低负荷运行时废气中氮氧化合物的含量。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种柴油机双进气装置，其包括：壳体内设有的离心式风扇，离心式风扇由一侧的驱动装置驱动，壳体的侧壁上设有与离心式风扇相配合的进风口，壳体的顶端设有空滤罩，空滤罩的后侧连接有进气管，空滤罩内设有的隔板将空滤罩的内腔分隔为左腔及右腔，左腔与外界相通，右腔与壳体内的高压腔相通，左、右腔分别与后侧的进气管相连通。
空滤罩内设有空气滤芯，空气滤芯适于将空滤罩的内腔与进气管的内腔隔离，隔板密封配合于空气滤芯的前侧面上，进入左腔的空气适于通过空气滤芯上位于隔板左侧的部分后进入进气管内，进入右腔的空气适于通过空气滤芯上位于隔板右侧的部分后进入进气管内；左腔的下端设有与外界相通的进气口，右腔的下端设有与壳体内的高压腔相通的通气孔。
进气管的下侧设有气室，气室的一端与右腔连通，气室的另一端与其下方的壳体中的高压腔连通。
壳体中的高压腔的后侧设有将高压空气导向气缸盖及气缸体的冷却风道。
所述驱动装置为可调节转速的电机、柴油机曲轴或者设于排气管中的废气涡轮。
本实用新型还提供一种柴油机，其采用了上述的柴油机双进气装置。
本实用新型还提供一种汽车，其采用了上述的柴油机。
相对于现有技术，本实用新型具有的技术效果是：
（1）当柴油机在中低负荷工作时，常压空气经左腔进入进气管，从而稀释经由右腔进入进气管中的高压空气，并使得进气管中气压降低，使得单位时间内进入进气管中的空气总量减小，降低了柴油机在低负荷时的过量空气系数，减少燃烧过程中产生的氮氧化物的含量；另外，当柴油机高负荷工作时，柴油机所需空气量增大，常压空气经左腔进入进气管内，高压空气经右腔进入进气管内，相比不采用进气增压装置的柴油机，增加了单位时间内的进气总量，在所需范围内提高了过量空气系数，在不增加氮氧化物生成量的同时，降低燃烧后的尾气中一氧化碳、碳氢化物和颗粒的浓度。
（2）进入空滤罩内空气经空气滤芯过滤后，除去了空气中的灰尘等颗粒物，使进入的空气得到净化，另外空气滤芯可以阻碍进气管中的高压空气向常压的左腔回流。
（3）进气管下侧的气室能够对壳体顶部的高压腔中的高压空气进行汇聚，由于气室的容积相比壳体更小，使汇聚于气室中的空气的气压进一步升高，提升离心式风扇的增压效果。
（4）高压空气经冷却风道流向气缸盖及气缸体，可以增强柴油机的冷却效果，同时有利于减小流入进气管中的空气量，从而有利于减小柴油机低负荷时废气中的氮氧化合物的含量。
（5）相对于现有的机械增压器或废气涡轮增压器，可调节转速的电机可以根据柴油机的负荷实时调节离心式风扇的转速，从而调节高压空气的气压及单位时间内泵入进气管中的高压空气量，使得柴油机在不同负荷下过量空气系数及进气管内气压保持在所需的范围内，进一步防止由于过量空气系数及进气管内气压超过所需范围引起的废气中氮氧化合物含量升高。
附图说明
为了清楚说明本实用新型的创新原理及其相比于现有产品的技术优势，下面借助于附图通过应用所述原理的非限制性实例说明可能的实施例。在图中：
图1为本实用新型的柴油机双进气装置的正视图；
图2为本实用新型的柴油机双进气装置的A－A向剖视图；
图3为本实用新型的空滤罩的剖视放大图。
具体实施方式
实施例1
如图1-3所示，本实用新型的柴油机双进气装置包括：壳体1，空滤罩2，进风口3，离心式风扇4，电机5，冷却风道6，左腔7，气室8，右腔9，进气口10，空气滤芯11，隔板12，螺母13，进气管14，通气孔15，螺杆16，压板17，
中空的壳体1的后侧壁上设有电机5，电机5前部的转子连接有离心式风扇4，离心式风扇4设于壳体1内，正对离心式风扇4的壳体1前侧壁上开设有进风口3，壳体1的顶部内腔为离心式风扇4转动时高压空气聚集并向外泵送的高压腔，高压腔后侧的壳体1上设有将空气导向气缸盖及气缸体的冷却风道6，壳体1的顶端设有空滤罩2，空滤罩2的后部设有进气管14，空滤罩2内设有环形的空气滤芯11，空气滤芯11通过螺母13、螺杆16及压板17被固定于进气管14前侧的空滤罩2内，空气滤芯11与压板17将空滤罩2的内腔与进气管14分隔开来，空气从空滤罩2内进入进气管14中必需流经空气滤芯11，空滤罩2内的隔板12密封压紧于空气滤芯11的前侧面上并将空滤罩的内腔分隔为左腔7及右腔9，左腔7下端的空滤罩2上设有与外界相通的进气口10，左腔7为常压腔，右腔9下部的空滤罩2的后侧壁上设有通气孔15，该通气孔15与进气管14下侧设有的气室8相连通，气室8与所述壳体1的顶部内腔（即高压腔）连通，左、右腔的空气在经过空气滤芯11后都汇集于空滤罩2后侧的进气管14中。
本实用新型的柴油机双进气装置的工作过程包括：
a、当柴油机工作时，电机5工作并驱动离心式风扇4旋转，空气从进风口3进入壳体1内，空气压缩后一部分高压空气由壳体1的顶部内腔、经过冷却风道6流向气缸盖及气缸体对其进行冷却，另一部分空气经壳体1的顶部内腔及气室8进入右腔9，高压的空气通过空气滤芯11上位于隔板右侧的部分并经过滤后进入进气管14中；
b、与此同时，外界的常压空气经进气口10进入左腔7内，常压空气通过空气滤芯11上位于隔板左侧的部分并经过滤后进入进气管14中与步骤a中进入进气管14内的高压空气混合，最后进入气缸内与柴油混合燃烧。
采用上述双进气装置的柴油机，当柴油机在中低负荷工作时，常压空气经左腔7进入进气管14，从而稀释经由右腔9进入进气管14中的高压空气，并使得进气管14中的气压降低，使得单位时间进入进气管中的空气总量减小，相比仅采用增压器泵入空气的进气方式，减小了单位时间内的进气量，使得柴油机在中低负荷时过量空气系数减小，从而减小燃烧过程中产生的氮氧化合物的量；另外，相比仅采用增压器泵入空气的进气方式，进气管14内的气压更低，进而降低了气缸内的气压，从而使燃烧时气缸内的气压降低，由于氮氧化合物的产生量与燃烧时气缸内的气压成正比，因此进气管气压的降低引起氮氧化合物排放量的下降。
当柴油机在高负荷工作时，柴油机所需空气量增大，常压空气经左腔7进入进气管14的同时，离心式风扇4将更多的空气经压缩成高压空气后、经右腔9进入进气管14内，相比不采用进气增压装置的柴油机，增加了单位时间内的进气总量，在所需范围内提高了过量空气系数，在不增加氮氧化物生成量的同时，降低燃烧后的尾气中一氧化碳、碳氢化物和颗粒的浓度。
左腔内的常压空气与右腔内的高压空气分别经过空气滤芯11后在进气管14中会合，由于常压空气在流入进气管14时存在进气惯性，可以防止进入进气管14内的高压空气反向通过空气滤芯11并从左腔7、进气口10流出。
另外，由于离心式风扇4由电机5驱动，当柴油机在中低负荷工作时，可以降低电机5的转速、降低离心式风扇4的泵气效率，从而减小其在单位时间内向进气管14中泵送空气的量；当柴油机在高负荷工作时，提高电机5的转速、提高离心式风扇4的泵气效率，从而增大其在单位时间内向进气管14中泵送空气的量。
实施例2
本实施例相对于实施例1的区别之处在于：离心式风扇4由安装上述双进气装置的柴油机的曲轴驱动，曲轴通过皮带轮传动或链传动的方式驱动离心式风扇4旋转。
实施例3
本实施例相对于实施例1的区别之处在于：安装有双进气装置的柴油机的排气管内设有废气涡轮，该废气涡轮与所述离心式风扇4传动连接，当柴油机工作时，废气涡轮在排气压力作用下转动，该废气涡轮驱动离心式风扇4旋转。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种柴油机双进气装置，其特征在于包括：壳体（1）内设有的离心式风扇（4），离心式风扇（4）由一侧的驱动装置驱动，壳体（1）的侧壁上设有与离心式风扇（4）相配合的进风口（3），壳体（1）的顶端设有空滤罩（2），空滤罩（2）的后侧连接有进气管（14），空滤罩（2）内设有的隔板（12）将空滤罩（2）的内腔分隔为左腔（7）及右腔（9），左腔（7）与外界相通，右腔（9）与壳体（1）内的高压腔相通，左、右腔分别与后侧的进气管（14）相连通。
2.根据权利要求1所述的柴油机双进气装置，其特征在于：空滤罩（2）内设有空气滤芯（11），空气滤芯（11）适于将空滤罩（2）的内腔与进气管（14）的内腔隔离，隔板（12）密封配合于空气滤芯（11）的前侧面上，进入左腔（7）的空气适于通过空气滤芯（11）上位于隔板左侧的部分后进入进气管（14）内，进入右腔（7）的空气适于通过空气滤芯（11）上位于隔板右侧的部分后进入进气管（14）内；
左腔（7）的下端设有与外界相通的进气口（10），右腔（9）的下端设有与壳体（1）内的高压腔相通的通气孔（15）。
3.根据权利要求2所述的柴油机双进气装置，其特征在于：进气管（14）的下侧设有气室（8），气室（8）的一端与右腔（9）连通，气室（8）的另一端与其下方的壳体（1）中的高压腔连通。
4.根据权利要求3所述的柴油机双进气装置，其特征在于：壳体（1）中的高压腔的后侧设有将高压空气导向气缸盖及气缸体的冷却风道（6）。
5.根据权利要求4所述的柴油机双进气装置，其特征在于：所述驱动装置为可调节转速的电机（5）、柴油机曲轴或者设于排气管中的废气涡轮。
6.一种柴油机，其特征在于：该柴油机采用了权利要求1-5之一所述的柴油机双进气装置。
7.一种汽车，其特征在于：该汽车采用了权利要求6所述的柴油机。
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