CN206625890U - 一种涡轮增压发动机 - Google Patents

Abstract

一种涡轮增压发动机，包括气缸、压气机和涡轮增压机，所述压气机通过进气管道与气缸的进气口相连，用于给气缸输送压缩空气；所述压气机和涡轮增压机同轴相连；所述气缸的排气口通过尾气排放通道与涡轮增压机相连，所述气缸靠近曲轴端底部设有与气缸相连的密封腔室，所述密封腔室通过气压管道与涡轮增压机相连，气压管道上设有第一气压控制阀，密封腔室还设有与大气相通的第二气压控制阀。本实用新型结构简单，成本低廉，效率牢靠，能够对以往的涡轮增压系统做出补充且相辅相成。从而进一步极高发动机的功率和燃料燃烧的效率。

Description

一种涡轮增压发动机

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，特别是涉及一种涡轮增压发动机。

背景技术

涡轮增压发动机指的是配备涡轮增压器的发动机。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

涡轮增压的主要作用就是通过涡轮增压器提高发动机进气量，从而提高发动机的输出功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。

涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率和扭矩。涡轮增压发动机不仅更加省油，并且会使排放物中的CO(一氧化碳)，CH(碳氢)和PM(微粒)下降。

然而，即使采用了涡轮增压，也没有将发动机的功率提升到完美的程度。众所周知，影响发动机功率的关键因素是燃烧室的燃烧不充分，如果采取措施进一步提升进气口的空气密度，这样就会有更多的氧气助燃，使燃料得到更加充分的燃烧，从而产生极大的提升功率和效率。

而且，发动机的气缸只有燃烧室是严格密封的，底部的开放空间只留给了曲柄旋转机构，没有得到充分的利用。如果将底部密封，采用气压装置，则会提高空间的利用率。

实用新型内容

本实用新型主要是优化了现有技术所存在的技术问题，提供了一种结构简单，成本低廉，效率牢靠的涡轮增压系统。能够对以往的涡轮增压系统做出补充且相辅相成。从而进一步极高发动机的功率和燃料燃烧的效率。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种涡轮增压发动机，包括气缸、压气机和涡轮增压机，所述压气机通过进气管道与气缸的进气口相连，用于给气缸输送压缩空气；所述压气机和涡轮增压机同轴相连；所述气缸的排气口通过尾气排放通道与涡轮增压机相连，其特征在于：所述气缸靠近曲轴端底部设有与气缸相连的密封腔室，所述密封腔室通过气压管道与涡轮增压机相连，气压管道上设有第一气压控制阀，密封腔室还设有与大气相通的第二气压控制阀。

本实用新型的有益效果是：

结构简单，成本低廉，效率牢靠，能够对以往的涡轮增压系统做出补充且相辅相成。从而进一步极高发动机的功率和燃料燃烧的效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：1-燃烧室，2-活塞，3-密封腔室，4-第二气压控制阀，5-气压管道，6-第一气压控制阀，7-压气机，8-进气管道，9-进气口，10-出气口，11-尾气排放通道，12-涡轮增压机。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来对本实用新型做进一步的说明。

请见图1，本实用新型所采用的技术方案是：一种可以提高涡轮增压效果的涡轮增压发动机。包括：气缸、燃烧室1、活塞2、密封腔室3、第二气压控制阀4、气压管道5、第一气压控制阀6、压气机7、进气管道8、进气口9、出气口10、尾气排放通道11、涡轮增压机12。按照图示布置连接好各个装置。

目前所用的涡轮增压原理是在活塞2向上运动时，将燃烧室1中已经做完功的尾气通过尾气排放通道11输送给涡轮增压机12，从而加速涡轮的旋转，涡轮旋转带动压气机7高速旋转，从而使更多的空气通过进气管道8进入进气口9，燃烧室1中的空气的增多提高了燃料的利用率，也增大了发动机的功率。目前的功率提升效果为40%左右。

本实施例通过在气缸底部设置密封腔室3，将密封腔室3内气体通过气压管道5引到涡轮增压机12，在气压管道5上设置第一气压控制阀6，在密封腔室3还设有与大气相通的第二气压控制阀4，可以将涡轮增压的效果继续提升5%左右。

所述第一气压控制阀6和第二气压控制阀4均通过程序控制开关。

所述气缸底部的密封腔室3内壁采用和燃烧室1内壁一样的材料，创造一个完全封闭的空间。即在活塞上下运动的情况下，气缸内活塞2下部密封腔室3相连部分的气体只能通过气压管道5完成进出。

所述密封腔室3通过第二气压控制阀4与大气相连，所起到的主要作用在于活塞由下止点向上止点运动的过程中，第二气压控制阀4打开，使外部的空气通过第二气压控制阀4进入气缸内部；在活塞由上止点向下止点运动的过程中，第二气压控制阀4关闭，气体只能通过气压管道5进入涡轮增压器12。第二气压控制阀4安装位置不一定要在密封腔室3底部，只要能满足上述功能，理论上可以安装在气缸下部的任意位置。

所述的气压管道5上面，安装第一气压控制阀6，主要功能也是完成控制气体的出入方向。所起到的主要作用为：活塞由下止点向上止点运动的过程中，第一气压控制阀6关闭，避免涡轮增压器12内的气体和尾气通过气压管道5反窜进入气缸，造成回流现象；在活塞2由上止点向下止点运动的过程中，第一气压控制阀6打开，使气体通过气压管道5进入涡轮增压器12。从而加速涡轮增压器12的涡轮旋转。

下面说明工作原理。

在活塞2向下运动做功的过程中，由于气缸底部是与密封腔室3相连的，因此气缸底部容积减小，密封腔室3内压强增大。此时控制第二气压控制阀4处于关闭状态，第一气压控制阀6处于打开状态，气缸活塞2下部空间内压强较高的气体通过气压管道5流入涡轮增压机12，进一步提高涡轮的加速效果，增加了压气机7的转速，提高了进气口空气的密度，从而提升了发动机的输出功率。在活塞2返回，即向上运动的过程中，由于气缸底部的容积增大，密封腔室3内气体的压强降低，此时控制第一气压控制阀6处于关闭状态，第二气压控制阀4处于打开状态，压力较高的空气通过第二气压控制阀4进入气缸底部。在活塞2向下运动的过程中循环以上过程。

经过fluent仿真模拟，本装置可以将涡轮增压发动机的效率继续提高5%左右。对于节约燃料，节能减排，提高发动机功率具有很大意义。

本实用新型的保护范围并不限于提高涡轮增压机的转速，通过改变相应零件的尺寸就可以满足更多的需求。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行某些零件的尺寸以及结构的变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种涡轮增压发动机，包括气缸、压气机和涡轮增压机，所述压气机通过进气管道与气缸的进气口相连，用于给气缸输送压缩空气；所述压气机和涡轮增压机同轴相连；所述气缸的排气口通过尾气排放通道与涡轮增压机相连，其特征在于：所述气缸靠近曲轴端底部设有与气缸相连的密封腔室，所述密封腔室通过气压管道与涡轮增压机相连，气压管道上设有第一气压控制阀，密封腔室还设有与大气相通的第二气压控制阀。