CN206785519U - 一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其是指一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统。包括有空气滤清器、增压器、废气涡轮、中冷器、发动机、进气歧管、排气歧管以及消声器，进气歧管上设有节气门；还包括有拉瓦尔喷管，拉瓦尔喷管的低压进气口与空气滤清器的出气口连通，拉瓦尔喷管的高压出气口与增压器的进气口连通。本实用新型在增压器的进气口增加拉瓦尔喷管，利用空气的推力来帮助补推动增压器，使增压器提前介入工作。在中冷器与节气门之间加入空气放大器，利用射流的原理带动提升进气流速，使空气尽快进入发动机，提高了空气流量。在发动机启动或车辆加速时，本发动机进气系统具有较快的进气速度，解决了废气涡轮的介入滞后和中冷器的阻力问题。

Description

一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其是指一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统。

背景技术

目前，发动机尤其是柴油机的进排气系统普遍采用涡轮增压的方式来提高发动机的动力。涡轮增压是将空气事先进行压缩，再注入发动机的气缸内，涡轮增压通常通过涡轮增压器来实现。

涡轮增压器通常包括压气机和涡轮机，压气机与涡轮机机械连接，压气机设于发动机的进气管上，压气机的出气口与发动机的进气口连通，涡轮机设于发动机的排气管上，涡轮机的进气口与发动机的出气口连通，当发动机运转时，发动机排出的废气流经涡轮机，废气的动能驱动涡轮机的叶轮高速旋转，由于涡轮机的叶轮与压气机的叶轮同轴设置，涡轮机叶轮高速旋转的同时，带动压气机叶轮进行相应的调整旋转，从而使通过压气机内的空气的流速和压力得到增强，增压后的空气进入发动机的燃烧室以供燃油燃烧。

然而，现有技术中的具有涡轮增压的汽车都存在涡轮增压介入的滞后问题。废气涡轮只是靠发动机排放的废气来推动，在汽车起步的初期，由于废气排气量的不够，不能及时的推动涡轮，造成增压器也不工作。

由于涡轮增压器具有滞后的缺点，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，在发动机启动或车辆加速时，使得进入发动机燃烧室内的空气的流量增加较慢，在喷油量增加的情况下，进入发动机燃烧室的空气的量增加较少，进而使得发动机的输出功率增加延迟，这对于突然加速或超车的汽车而言瞬间加速速度较慢；同时，在发动机启动或车辆加速工况时，由于喷油量增加而进气量不足，导致燃料燃烧不充分，造成大量的颗粒排放，而且燃油消耗量较大。

因此，如何研发一种发动机启动或车辆加速时进气速度较快的发动机进气系统，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的问题提供一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统，包括有空气滤清器、增压器、废气涡轮、中冷器、发动机、进气歧管、排气歧管以及消声器，所述增压器与废气涡轮同轴连接，所述增压器的出气口与中冷器的进气口连通，中冷器的出气口通过进气歧管与发动机的进气口连通，且进气歧管上设置有节气门；所述发动机的出气口通过排气歧管与废气涡轮的进气口连通，消声器与废气涡轮的出气口连通，还包括有拉瓦尔喷管，所述拉瓦尔喷管的低压进气口与空气滤清器的出气口连通，所述拉瓦尔喷管的高压出气口与增压器的进气口连通。

进一步的，所述节气门与中冷器之间设置有空气放大器，所述空气放大器的一侧连接有旁通管路，所述空气放大器的进气口与中冷器的出气口连通，所述旁通管路与增压器的出气口连通，所述空气放大器的出气口与节气门的进气口连通。

作为优选的，所述拉瓦尔喷管与空气滤清器之间设有用于检测进气流量的进气流量传感器。

其中，所述空气滤清器包括壳体、设置于壳体底部的边框和设置于边框内的滤芯；所述滤芯由滤布经波浪状连续折弯而成，所述滤布沿着进风方向包括依次贴合的纤维层、活性炭层、静电棉层和保护层，纤维层的表面还贴合有纳米负离子材料层。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统，包括有空气滤清器、增压器、废气涡轮、中冷器、发动机、进气歧管、排气歧管以及消声器，增压器与废气涡轮同轴连接，在增压器的进气口增加拉瓦尔喷管，利用空气的推力来帮助补推动增压器，使增压器提前介入工作。另外，在中冷器与节气门之间加入空气放大器，利用射流的原理带动提升进气流速，使空气尽快进入发动机，提高了空气流量。在发动机启动或车辆加速时，本发动机进气系统具有较快的进气速度，解决了废气涡轮的介入滞后和中冷器的阻力问题。

附图说明

图1为一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统的结构示意图。

图2是本实用新型所述滤布的局部剖视图。

在图1至图2中的附图标记包括：

1—空气滤清器 2—增压器 3—废气涡轮 4—中冷器

5—发动机 6—进气歧管 7—排气歧管 8—消声器

9—节气门 10—拉瓦尔喷管 11—空气放大器 12—旁通管路

13—进气流量传感器 14—纤维层 15—活性炭层

16—静电棉层 17—保护层 18—纳米负离子材料层。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

本实用新型所提供的一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统，包括有空气滤清器1、增压器2、废气涡轮3、中冷器4、发动机5、进气歧管6、排气歧管7以及消声器8，所述增压器2与废气涡轮3同轴连接，所述增压器2的出气口与中冷器4的进气口连通，中冷器4的出气口通过进气歧管6与发动机5的进气口连通，且进气歧管6上设置有节气门9；所述发动机5的出气口通过排气歧管7与废气涡轮3的进气口连通，消声器8与废气涡轮3的出气口连通，还包括有拉瓦尔喷管10，所述拉瓦尔喷管10的低压进气口与空气滤清器1的出气口连通，所述拉瓦尔喷管10的高压出气口与增压器2的进气口连通。拉瓦尔喷管10由两个锥形管构成，其中一个为收缩管，另一个为扩张管，喷管的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉。新鲜空气经过空气滤清器1的过滤后进入拉瓦尔喷管10内，

空气运动遵循“流体在管中运动时，截面小处流速大，截面大处流速小”的原理，因此气流不断加速。当到达窄喉时，流速已经超过音速，而跨音速的流体在运动时却不再遵循"截面小处流速大，截面大处流速小"的原理，而是恰恰相反，截面越大，流速越快。在喷管的后半部，空气的速度被进一步加速，可以产生巨大的推力。拉瓦尔喷管10实际上起到了一个流速增大器的作用。气流速度被加速后，对增压器2形成一个补推力；利用空气的这股推力来帮助补推动增压器2，使增压器2提前介入工作，解决了废气涡轮的介入滞后的问题。

进一步的，所述节气门9与中冷器4之间设置有空气放大器11，所述空气放大器11的一侧连接有旁通管路12，所述空气放大器11的进气口与中冷器4的出气口连通，所述旁通管路12与增压器2的出气口连通，所述空气放大器11的出气口与节气门9的进气口连通。利用射流的原理带动提升进气流速，使空气尽快进入发动机，提高了空气流量。在发动机启动或车辆加速时，从旁通管路12引入高压气体，可带动低压气体入口处形成高压、高速的气流，使得高压、高速的气流从空气放大器11的出气口处流出，可增大进入发动机5内的空气的压力和流速，在喷油量增加的情况下，进入发动机5 燃烧室的空气的量相应增加，进而使得发动机5 的输出功率快速增加，对于突然加速或超车的汽车而言加速速度较快；同时由于进气量较大，可使得燃料得到充分燃烧，提高燃料的燃烧效率，可减小燃油的消耗量，尾气中不会出现大量的颗粒排放。在发动机启动或车辆加速时，本发动机进气系统具有较快的进气速度，解决了中冷器4的阻力问题。

作为优选的，所述拉瓦尔喷管10与空气滤清器1之间设有用于检测进气流量的进气流量传感器13。进气流量传感器13用于检测进气管内的进气流量大小，并向发动机控制器( 以下简称ECU) 发出流量信号；ECU 接收到流量信号，根据所述进气流量的大小，控制进入发动机的空气流量，使得进入发动机燃烧室的空气量可与所要燃烧的喷油量相匹配，可提高发动机的燃烧效率。

在本实用新型中，所述空气滤清器1包括壳体、设置于壳体底部的边框和设置于边框内的滤芯；所述滤芯由滤布经波浪状连续折弯而成，所述滤布沿着进风方向包括依次贴合的纤维层14、活性炭层15、静电棉层16和保护层17，纤维层14的表面还贴合有纳米负离子材料层18。所述纤维层为纤维直径在5-10μm、纤维长度在200-500μm的长纤层，起滤尘粘附作用，植物纤维制造，具有良好的定型性、弹性，抗撕性能强，补强定型效果好，粘性强，易复合，透气性强，过风量大，滤尘效果好。所述静电棉层16为孔径在5-10μm的熔喷静电棉层，使细小尘埃带上电荷，通过异性电荷相互吸引作用，粉尘被吸附到纤维上，从而达到了更高过滤效率与精度的目的。所述保护层17为孔径在20-30μm的绒层。所述活性炭层15为活性炭颗粒尺寸在1-2mm的椰壳活性炭层。

本实用新型的空气滤清器过滤效果好，过滤效率高，结构简单，成本低廉，使用方便，实用性强。能够滤除进气中的极微小颗粒，降低发动机磨损，大大延长发动机使用寿命；还可以促进燃油充分燃烧，确保发动机性能的稳定；容尘量大，能有效延长滤清器使用寿命。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统，包括有空气滤清器、增压器、废气涡轮、中冷器、发动机、进气歧管、排气歧管以及消声器，所述增压器与废气涡轮同轴连接，所述增压器的出气口与中冷器的进气口连通，中冷器的出气口通过进气歧管与发动机的进气口连通，且进气歧管上设置有节气门；所述发动机的出气口通过排气歧管与废气涡轮的进气口连通，消声器与废气涡轮的出气口连通，其特征在于：还包括有拉瓦尔喷管，所述拉瓦尔喷管的低压进气口与空气滤清器的出气口连通，所述拉瓦尔喷管的高压出气口与增压器的进气口连通。

2.根据权利要求1所述的一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统，其特征在于：所述节气门与中冷器之间设置有空气放大器，所述空气放大器的一侧连接有旁通管路，所述空气放大器的进气口与中冷器的出气口连通，所述旁通管路与增压器的出气口连通，所述空气放大器的出气口与节气门的进气口连通。

3.根据权利要求2所述的一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统，其特征在于：所述拉瓦尔喷管与空气滤清器之间设有用于检测进气流量的进气流量传感器。

4.根据权利要求3所述的一种具有拉瓦尔喷管的发动机进气系统，其特征在于：所述空气滤清器包括壳体、设置于壳体底部的边框和设置于边框内的滤芯；所述滤芯由滤布经波浪状连续折弯而成，所述滤布沿着进风方向包括依次贴合的纤维层、活性炭层、静电棉层和保护层，纤维层的表面还贴合有纳米负离子材料层。