CN208168971U - 一种发动机涡轮增压器控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种发动机涡轮增压器控制装置，包括一个流体喷射机构。涡轮增压器与发动机的排气歧管之间设置有排气流道。流体喷射机构的喷嘴经过排气流道的侧壁与排气流道相通。喷嘴按照设定的流动方向往排气流道内喷射流体。喷射流体的流动方向与排气流道内设定的排气气流的流动方向垂直、或接近垂直、或成钝角。流体喷射机构还包括动力源和控制阀。本实用新型不需要在发动机的排气流道内设置任何金属阀体或实体障碍，而是通过流体喷射机构喷射的流体，改变与涡轮排气进口相通的排气流道内的排气气流和压力，控制发动机涡轮增压器的运转和功能，改善发动机的废气再循环，减少发动机的排放，增加发动机的制动功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械领域，尤其涉及发动机，特别是一种发动机涡轮增压器控制装置。
背景技术
已有技术中，涡轮增压器控制发动机的进、排气已广泛使用，尤其是在商用车的柴油机上。利用发动机排放的气体驱动涡轮增压器的涡轮，涡轮带动与之同轴相连的压缩机，将空气压入进气歧管和汽缸。涡轮增压器可以通过废气门（旁通阀）或可变涡片控制气流和压力。还有排气背压装置，如排气蝶阀，可以将整个排气流道（排气管）部分关闭或完全密封，减小或截断排气气流，提高发动机的排气压力。涡轮增压能够通过具有较小排量因而较小尺寸的发动机来产生预定功率，增加功率系数和减小燃料消耗。
有效地控制和利用涡轮增压器越来越重要。在发动机点火运作时，为了减少排放，需要废气再循环（EGR），也就是将发动机燃烧排放的废气的一部分返回到发动机的汽缸内。废气再循环的实现要求排气压力高于进气气压或缸压，需要对发动机排气气流或气压的控制。在发动机制动运作时，提高排气压力将有助于增加制动功率，减少制动载荷。
现有的发动机排气气流或压力控制技术有其缺点或局限性。比如说涡轮增压器的废气门（旁通阀），一般只在发动机高转速时工作。可变涡轮增压器成本昂贵，可靠性差。其它可控的排气背压装置，如沃尔沃的背压调节器（EPR），机构复杂，成本高，体积大。一般通用的排气蝶阀，只能安装在涡轮增压器的下游，蝶阀关闭时完全取消了涡轮增压器的功能，发动机失去了进气增压，导致排气温度过高和喷油嘴过热。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种发动机涡轮增压器控制装置，所述的这种发动机涡轮增压器控制装置要解决现有技术中发动机背压控制装置机构复杂、成本高、体积大、控制难、发动机高转速时排气温度太高、燃油喷嘴嘴尖过热的技术问题。
本实用新型的这种发动机涡轮增压器控制装置，包括一个流体喷射机构，涡轮增压器与发动机排气歧管之间设置有排气流道，其中，所述的流体喷射机构包括喷嘴，所述的喷嘴经过排气流道的侧壁与排气流道相通。
进一步的，所述的喷嘴按照设定的流动方向往排气流道内喷射流体。
进一步的，所述的流体的流动方向与排气流道内设定的排气气流的流动方向垂直、或者接近垂直、或者成钝角。
进一步的，所述的喷嘴包括具有扁平形状的喷头，所述的具有扁平形状的喷头包括一个以上数目的圆孔或扁槽，所述的圆孔或扁槽设置在单个层面、或两个以上数目的层面上。
进一步的，所述圆孔或扁槽的数量和大小由喷射流体的流量、速度和距离决定。
进一步的，所述的流体喷射机构还包括动力源和控制阀，所述的动力源包括泵或压缩机，所述的泵或压缩机产生带有预定压力的、用于喷射的流体，所述的控制阀控制喷射流体的时间和流量。
进一步的，所述的喷嘴设置在排气流道的周边的局部地区、或者整个周边上。
进一步的，所述的发动机涡轮增压器包括两个排气进口，所述的发动机排气歧管包括两个出口,所述的排气进口各自与发动机排气歧管的一个出口相通并形成两个独立的排气流道，所述的喷嘴设置在其中一个排气流道的周边的局部地区、或者整个周边上。
进一步的，所述的喷射流体包括液体和气体，所述的液体包括水，所述的气体包括空气。
本实用新型的工作原理是：利用流体喷射机构向发动机排气歧管和涡轮增压器之间的排气流道内喷射流体, 利用所喷射的流体在排气流道内形成屏障，利用所述的屏障阻碍排气流道内的排气气流、或者减缓排气流道内的排气气流速度，从而提高屏障上游的发动机排气压力, 实现对涡轮增压器的控制。流体可以一个平面形状喷射，平面内的流体形成一个流体门帘，利用所述的流体门帘覆盖排气流道的部分或者全部横截面。
本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型不需要在发动机的排气流道内设置任何金属阀体或实体障碍，而是通过流体喷射机构喷射的流体，改变与涡轮排气进口相通的排气流道内的排气气流和压力，控制涡轮增压器的运转和功能，改善发动机的废气再循环，减少发动机的排放，增加发动机的制动功率。
附图说明
图1是本实用新型的发动机涡轮增压器控制装置的原理示意图。
图2是本实用新型的发动机涡轮增压器控制装置的第一个实施例的示意图。
图3是本实用新型的发动机涡轮增压器控制装置的第二个实施例的示意图。
图4是本实用新型的发动机涡轮增压器控制装置的第三个实施例的示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型的发动机涡轮增压器控制装置的一个原理示意图。图中显示了直列六缸发动机100，包括进气门200，排气门300和涡轮增压器20。涡轮增压器20的涡轮26的排气进口与发动机的排气歧管22的出口相通。从发动机汽缸内排出的废气从排气歧管22进入排气流道（排气管）24，排气气流240驱动涡轮26之后排出，涡轮26带动与之同轴27相连的压缩机28一同转动，压缩进气流120，提高进气管12内的进气压力。被压缩的空气进入发动机的汽缸之前，经过中冷器14冷却，然后由进气歧管18和进气门200进入汽缸。
本实用新型包括了流体喷射机构40，其喷嘴48经过发动机排气歧管22与涡轮26之间的排气流道（单个或多个排气管）24的侧壁与排气流道相通，并按照设定的流动方向往排气流道24内喷射流体，改变进入涡轮的排气气流和压力，控制涡轮增压器的运转和功能。喷射流体由动力源41产生，根据流体400的不同（可以是液体或气体），动力源41可以是泵或压缩机，用来产生带有预定压力的、用于喷射的流体。具有预定压力的流体由导流管43和47引向喷嘴48，并通过控制阀45控制喷射时间和流量。喷射流体中的液体包括水，喷射流体中的气体包括空气。
实施例1:
本实用新型的发动机涡轮增压器控制装置的第一个实施例可以通过图2来进一步说明。本实施例的图2中所示意的流体喷射机构40的喷嘴48有一个扁平状的喷头49，位于排气流道24周边的一侧（图2中的右侧）。扁平状的喷头49含有单个或多个圆孔或扁槽，圆孔或扁槽的数量和大小由喷射流体的流量、速度和距离决定，圆孔或扁槽在喷头上的排列可以是单排（层）或多排（层）。喷射的流体形状为平面410或420，形成流体门帘，覆盖整个排气流道24的横截面（也可以覆盖排气流道24的横截面的一部分，或者多个排气流道的非全部流道），改变排气气流240。其中的一种实施方式是喷射流体的流动方向410与排气流道24内的排气气流的流动方向240基本垂直（横穿）；另一种实施方式是喷射流体的流动方向420与排气流道24内的排气气流的流动方向240的夹角为钝角（逆流）。
实施例2:
本实用新型中的发动机涡轮增压器控制装置的第二个实施例可以通过图3来进一步说明。本实施例的图3中所示意的流体喷射机构40的喷嘴48设置在排气流道24周边的两侧（图3中的左侧和右侧），喷射流体的流动方向430与排气流道24内的排气气流的流动方向240的夹角为钝角（逆流）。类似地，可以将流体喷射机构40的喷头（环状）设置在排气流道24的整个周边（3600）。
实施例3:
本实用新型中的发动机涡轮增压器控制装置的第三个实施例可以通过图4来进一步说明。本实施例的图4中所示意的流体喷射机构40的喷嘴48的喷头49位于涡轮增压器20的排气进口241的一侧（图4中的右侧）。图4显示了涡轮增压器20的两个排气进口241和242。它们与发动机排气歧管的两个出口相通，形成两个分开的排气流道。流体喷射机构40的喷嘴48向两个分开的排气流道中的一个排气流道内喷射流体400，喷射流体的流动方向440与进入排气进口241的排气气流的流动方向基本垂直（横穿）或形成钝角（逆流）。改变进入所述的单个排气流道和与之相通的涡轮增压器排气进口241的排气气流。
由于进入涡轮排气进口241的排气气流被改变，排气压力也会随之改变，因此进入涡轮排气进口242的排气气流也会改变。举例来说，如果由于喷射流体对排气流道内的排气气流产生阻力，进入涡轮排气进口241的排气气流减小，造成排气压力上升，进入涡轮排气进口242的排气气流就会增加。如果让进入涡轮排气进口242的排气气流冲击涡轮叶片外径更大的一头，将有助于涡轮的旋转，增加进气压力。换句话说，本实用新型的一种发动机涡轮增压器控制装置能够在提高排气压力的同时，保持甚至提高进气压力，为发动机不断补充新鲜的冷却空气。传统的排气蝶阀增大排气压力的时候使得进气压力为零，没有新鲜的冷却空气进入发动机，导致排气温度过高，喷油嘴过热。
上述说明包含了很多具体的实施方式，这不应该被视为对本实用新型范围的限制，而是作为代表本实用新型的一些具体例证，许多其他演变都有可能从中产生。举例来说，这里的一种发动机涡轮增压器控制装置可以用于不同的发动机，包括顶置凸轮发动机和推杆发动机；可以用于单气门发动机，亦可以用于两个以上气门的多气门发动机；可以用于两冲程的发动机，也可以用于四冲程的发动机。
此外，本实用新型的流体喷射机构所喷射的流体可以是不同的物质，除了水和空气之外，还可以是尿素，氮气，氩气等等。喷射的方式、时间和流量可以调节。
还有，这里的流体喷射机构的组成、形状、安装和调控等都可以不同。喷嘴的形状除了扁平状和环状之外，也可以取其它形状。
此外，这里的排气流道的横截面除了方形、圆形，还可以是其它形状。
还有，流体的喷射方向除了垂直和钝角之外，也可以是锐角。
此外，涡轮增压器可以有一个、两个或更多个排气进口。
因此，本实用新型的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由权利要求来决定。
Claims (9)
1.一种发动机涡轮增压器控制装置，包括一个流体喷射机构，涡轮增压器与发动机排气歧管之间设置有排气流道，其特征在于：所述的流体喷射机构包括喷嘴，所述的喷嘴经过排气流道的侧壁与排气流道相通。
2.如权利要求1所述的发动机涡轮增压器控制装置，其特征在于：所述的喷嘴按照设定的流动方向往排气流道内喷射流体。
3.如权利要求2所述的发动机涡轮增压器控制装置，其特征在于：所述的流体的流动方向与排气流道内设定的排气气流的流动方向垂直、或者接近垂直、或者成钝角。
4.如权利要求1所述的发动机涡轮增压器控制装置，其特征在于：所述的喷嘴包括具有扁平形状的喷头，所述的具有扁平形状的喷头包括一个以上数目的圆孔或扁槽，所述的圆孔或扁槽设置在单个层面、或两个以上数目的层面上。
5.如权利要求4所述的发动机涡轮增压器控制装置，其特征在于：所述圆孔或扁槽的数量和大小由喷射流体的流量、速度和距离决定。
6.如权利要求1所述的发动机涡轮增压器控制装置，其特征在于：所述的流体喷射机构还包括动力源和控制阀，所述的动力源包括泵或压缩机，所述的泵或压缩机产生带有预定压力的、用于喷射的流体，所述的控制阀控制喷射流体的时间和流量。
7.如权利要求1所述的发动机涡轮增压器控制装置，其特征在于：所述的喷嘴设置在排气流道的周边的局部地区、或者整个周边上。
8.如权利要求1所述的发动机涡轮增压器控制装置，其特征在于：所述的涡轮增压器包括两个排气进口，所述的发动机排气歧管包括两个出口,所述的排气进口各自与发动机排气歧管的一个出口相通并形成两个独立的排气流道，所述的喷嘴设置在其中一个排气流道的周边的局部地区、或者整个周边上。
9.如权利要求2所述的发动机涡轮增压器控制装置，其特征在于：所述的喷射流体包括液体和气体，所述的液体包括水，所述的气体包括空气。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| CN201820559905.6U CN208168971U (zh) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | 一种发动机涡轮增压器控制装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019201162A1 (zh) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | 上海尤顺汽车部件有限公司 | 一种复合式发动机制动方法和涡轮增压控制装置 |
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2018
- 2018-04-19 CN CN201820559905.6U patent/CN208168971U/zh active Active
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| WO2019201162A1 (zh) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | 上海尤顺汽车部件有限公司 | 一种复合式发动机制动方法和涡轮增压控制装置 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |