CN205225435U - 内燃机进气增压及负压排气结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种内燃机进气增压及负压排气结构，其包含提供动力的电机，电机通过齿轮与轴相连接，轴一端连接压气机叶轮，轴的另一端连接引风机叶轮；压气机叶轮设在压气机蜗壳内，该压气机蜗壳具有进气进口及出口，进气出口与发动机进气端连接；引风机叶轮设在引风机蜗壳内，该引风机蜗壳具有排气进口及连接通道，连接通道连接发电蜗壳，蜗壳内设置发电涡轮；该发电涡轮蜗壳还设有排气出口；该发电涡轮连接发电涡轮轴，该发电涡轮轴通过减速箱输出轴拖动发电机。由于引风机叶轮的高速旋转所产生的吸力，使得引风机叶轮与发动机排气气门之间产生一定的负压，从而使得发动机的排气阻力大大降低，使得发动机的动力得到提高。

Description

内燃机进气增压及负压排气结构

技术领域

本实用新型涉及一种发动机结构，特别是一种内燃机进气增压及负压排气结构。

背景技术

目前、被广泛使用的内燃机涡轮增压技术,对发动机的输出动力有了很大提高。对提高发动机的性能有了很大的帮助。但是也有一些不足，如低速时不但没有提高发动机的动力而且对发动机排气产生了阻力，从而影响了发动机动力性能。也就是我们遇到的涡轮迟滞现象。这种现象使发动机在低速时增加了动力损失和油耗,从而影响了发动机的性能。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题，即在于提供一种新型的内燃机进气增压及负压排气结构。

本实用新型的技术方案为：一种内燃机进气增压及负压排气结构，其包含提供动力的电机，电机与轴相连接，轴一端连接压气机叶轮，轴的另一端连接引风机叶轮；压气机叶轮外侧设有压气机蜗壳，该压气机蜗壳具有进气进口及进气出口，进气出口与发动机进气端连接；引风机叶轮外侧设有引风机蜗壳，该引风机蜗壳具有排气进口及连接通道，连接通道连接发电涡轮蜗壳，该发电涡轮蜗壳，发电涡轮蜗壳内容置发电涡轮；该发电涡轮蜗壳还设有排气出口；该发电涡轮连接发电涡轮轴，该发电涡轮轴通过减速箱连接发电机。

该引风机叶轮后方设置散热风扇，该散热风扇环绕轴设置，散热风扇与叶轮机之间设置隔热圈。

引风机蜗壳及发电涡轮蜗壳容置于冷却水套，该冷却水套具有冷却水进口及冷却水出口。

该冷却水进口位于下方，该冷却水出口位于上方，该冷却水进口及冷却水出口与发动机冷却水系统相连接。

电机通过齿轮与轴相连接，该齿轮与轴均容置于腔体，腔体具有润滑油进口；该腔体还具有润滑油出口，并通过油管连接到减速箱，减速箱设置润滑油排放口，该润滑油排放口与发动机润滑油箱相连接。

润滑油进口与发动机润滑油泵连接。

本实用新型的有益效果为：大大提高了发动机在低速时甚至怠速时的动力输出性能。也能使车辆在起动时动力更强劲，发动机在低速时更节能,从而降低燃油消耗。

附图说明

图1为本实用新型外观结构立体图。

图2为图3中A-A面剖面结构示意图。

图3为图2中B-B面剖面结构示意图。

图4为图2中D-D面剖面结构示意图。

图5为图2中C-C面剖面结构示意图。

图6为图2俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1-6所示，本实用新型一种内燃机进气增压及负压排气结构，其包含提供动力的电机14，电机14与轴24相连接。该电机可以采用无刷直流电机，该电机14的电源可以取自车辆的蓄电池，蓄电池经过控制装置后与电机相连接。如图所示，电机14可以通过齿轮与轴24相连接，以通过电机带动轴24转到，这种电机通过齿轮所进行的传动结构，是本领域技术人员知道的，如可以是以主动齿轮13带动从动齿轮31再带动轴24转动，这种结构在此不再赘述。齿轮可以容置在齿轮箱7内，如图2所述，本案的电机安装在齿轮箱7的上方位置。

轴24一端连接压气机叶轮25，轴24的另一端连接引风机叶轮2，这样安排的好处是两边叶轮旋转时产生的轴向力可以相互抵消；压气机叶轮25外侧设有压气机蜗壳23，该压气机蜗壳23具有进气进口231及进气出口232，进气出口232与发动机进气端连接；电机在旋转时，接压气机叶轮25在压气机蜗壳23内旋转并向发动机的进气端提供增压空气，使得发动机的进气更加顺畅有力。

引风机叶轮2外侧设有引风机蜗壳1，该引风机蜗壳1具有排气进口101及连接通道102，连接通道连接发电涡轮蜗壳103，该发电涡轮蜗壳103，发电涡轮蜗壳103内容置发电涡轮47；该发电涡轮蜗壳103还设有排气出口108；该发电涡轮47连接发电涡轮轴48，该发电涡轮轴48通过减速箱44连接发电机（图中未标出）。如图，通过减速箱输出轴35连接汽车发电机即可。引风机叶轮2产生的吸力将汽车的废气（暨排气）从发动机的排气道吸出，并从排气进口101吸入，由于引风机叶轮2的高速旋转所产生的吸力，使得引风机叶轮与发动机排气气门之间产生一定的负压，从而使得发动机的排气阻力大大降低，使得发动机的动力得到提高。保守估计能使发动机的动力提高10%以上。

并且，由引风机叶轮2旋转时产生的气体通过连接通道102带动发电涡轮47旋转，涡轮的高速旋转使气流的能量转换为机械能，通过发电涡轮轴48连接减速箱44带动发电机进行发电。

按照引风机叶轮产生的风速为60-90米/秒考虑，发电涡轮旋转的速度将达到每分钟上万的转速，为了将此能量进行转换，需要利用减速箱进行减速，将上万转转速降低到一千转左右为宜。最优实施例中，减速箱的减速比为16/1，这种减速箱结构为现有技术，是本领域技术人员均知道的，在此不再赘述。由于存在能量损失，通过减速箱的作用，可以将发电涡轮47高速旋转的扭力放大10倍以上。而根据不同的发动机排量，本机减速箱的输出扭力能够拖动几百瓦到几千瓦不等的发电机发电，从而减少车用发电机的负担，减少使用发动机的能量，以提高了发动机的净功率。

由于发动机排出的废气温度很高，因此引风机叶轮所承受的温度也很高，需要对其进行降温。可以在引风机叶轮2后方设置散热风扇6，该散热风扇6环绕轴24设置，散热风扇6与叶轮机之间设置隔热圈3，该隔热圈可以采用石棉垫圈。散热风扇主要是散去一部分从引风机叶轮传递过来的热量。顺带降低齿轮箱的热量，避免影响电机的正常工作。在散热风扇与引风机叶轮之间设一个石棉质垫圈，作用是尽量的减少引风机叶轮的热量直接传递给散热风扇，散热风扇主要吸收来自轴上的热量。如图2、3，空气从散热风扇的轴向一面的齿轮箱四周的风扇进风口109中进入，如图6从风扇的径向面的风扇出风口110四周排出,由于风扇固定在轴上,轴上大部分热量传递给风扇,风扇在旋转时吸进冷空气,冷空气由风扇排出时带走风扇上的热。从而降低轴上的温度。这种散热风扇的结构是一种常见的散热结构。

为了进一步散热，引风机蜗壳1及发电涡轮蜗壳103容置于冷却水套104，该冷却水套104具有冷却水进口105及冷却水出口106。该冷却水套可以与引风机蜗壳1及发电涡轮蜗壳10一体成型。该冷却水进口105位于下方，该冷却水出口106位于上方，该冷却水进口105及冷却水出口106与发动机冷却水系统相连接。发动机的冷却水从冷却水套的下面进入后带着排气产生的热量从水套的上面排出进入发动机冷却系统进行冷却。水套本身降温作用非常明显，可以大大降低齿轮箱的温度，并且，齿轮箱和电机之间可以设置纸垫17，也能起到一定的隔热及密封作用。本实用新型的电机可以采用带自冷却功能的电机，能对电机的正常工作发挥很大作用。发动机的冷却水从水套的下面进入后带着排气产生的热量从水套的上面排出进入发动机冷却系统进行冷却。

电机14通过齿轮与轴24相连接，该齿轮与轴24均容置于腔体107，腔体107具有润滑油进口51；该腔体还具有润滑油出口55，并通过油管56连接到减速箱44，减速箱44设置润滑油排放口57，该润滑油排放口57与发动机润滑油箱相连接。润滑油进口51与发动机润滑油泵连接。发动机润滑油泵可以由电机带动供油。这样安排的好处是,当启动发动机时由电机带动的油泵和带动引风机和压气机的电机应首先转动为发动机启动做准备。当发动机停止转动时，电机带动的油泵和带动引风机和压气机的电机可以继续旋转3-5分钟。等本机冷却下来后再停止电机运转。避免损坏轴承和其他部件。这样就避免了现在广泛使用的涡轮增压发动机在停车后发动机还要继续运转3-5分钟。从而更节能。本机的引风机和压气机电机可以采用调速技术。电机的转速随发动机转速的增与减而改变，如果本机的采用恒定转速的化会造成一定的浪费，增加电能的消耗。

总的来说，该润滑结构与车辆的润滑油系统相连接，可以对本案中所有需要润滑的部分进行润滑，这种润滑结构是本领域技术人员可以知道的。该润滑油除了起到润滑作用外，也可以起到一定的降温作用。

由于发动机的冷却水的温度不会超过80℃，所以经水套、冷却风扇、机油的三重冷却后传递到电机上的温度不会威胁到电机的正常工作。即便出现极端状况对电机也不是致命的。况且发动机有一系列的保护装置来保证发动机的各项参数保持正常状态。

Claims (6)

1.一种内燃机进气增压及负压排气结构，其特征在于，其包含提供动力的电机（14），电机（14）与轴（24）相连接，轴（24）一端连接压气机叶轮（25），轴（24）的另一端连接引风机叶轮（2）；

压气机叶轮（25）外侧设有压气机蜗壳（23），该压气机蜗壳（23）具有进气进口（231）及进气出口（232），进气出口（232）与发动机进气端连接；

引风机叶轮（2）外侧设有引风机蜗壳（1），该引风机蜗壳（1）具有排气进口（101）及连接通道（102），连接通道连接发电涡轮蜗壳（103），该发电涡轮蜗壳（103），发电涡轮蜗壳（103）内容置发电涡轮（47）；该发电涡轮蜗壳（103）还设有排气出口（108）；该发电涡轮（47）连接发电涡轮轴（48），该发电涡轮轴（48）通过减速箱（44）连接发电机。

2.如权利要求1所述的内燃机进气增压及负压排气结构，其特征在于，该引风机叶轮（2）后方设置散热风扇（6），该散热风扇（6）环绕轴（24）设置，散热风扇（6）与叶轮机之间设置隔热圈（3）。

3.如权利要求1所述的内燃机进气增压及负压排气结构，其特征在于，引风机蜗壳（1）及发电涡轮蜗壳（103）容置于冷却水套（104），该冷却水套（104）具有冷却水进口（105）及冷却水出口（106）。

4.如权利要求3所述的内燃机进气增压及负压排气结构，其特征在于，该冷却水进口（105）位于下方，该冷却水出口（106）位于上方，该冷却水进口（105）及冷却水出口（106）与发动机冷却水系统相连接。

5.如权利要求1所述的内燃机进气增压及负压排气结构，其特征在于，电机（14）通过齿轮与轴（24）相连接，该齿轮与轴（24）均容置于腔体（107），腔体（107）具有润滑油进口（51）；

该腔体还具有润滑油出口（55），并通过油管（56）连接到减速箱（44），减速箱（44）设置润滑油排放口（57），该润滑油排放口（57）与发动机润滑油箱相连接。

6.如权利要求5所述的内燃机进气增压及负压排气结构，其特征在于，润滑油进口（51）与发动机润滑油泵连接。