CN210135002U - 一种提升发动机扭矩的辅助增压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提升发动机扭矩的辅助增压系统，包括设置在涡轮增压器的涡轮机的进气端的喷气嘴和用于向喷气嘴供应高压气体的高压气源，当发动机处于中低转速高负荷工况时，高压气源向喷气嘴供应高压气体。上述辅助增压系统，当发动机处于中低转速高负荷工况时，由于在涡轮增压器的涡轮机的进气端设置有喷气嘴，通过高压气源向喷气嘴供应高压气体，即可使得喷气嘴喷射的高压气体与发动机废气一起进入涡轮机内对涡轮叶片做功，带动压气机的叶轮的转速加强，从而能够使得发动机的进气量增压，从而提升了发动机的扭矩，避免了发动机在中低转速高负荷工况下出现扭矩较低的问题。

Description

一种提升发动机扭矩的辅助增压系统

技术领域

本实用新型涉及发动机的增压技术领域，尤其涉及一种提升发动机扭矩的辅助增压系统。

背景技术

随着现代工业的迅猛发展，汽车产业成为促进经济发展的支柱产业，但同时汽车产业也消耗着大量的不可再生能源，汽车污染物的排放也使得环境污染问题越来越严峻。天然气作为新型替代能源，具有资源丰富、均匀的地域分布、燃烧清洁、较低CO2排放等优势。但是天然气发动机在实际应用过程中存在着功率下降严重、热负荷高、热效率低等一系列问题，阻碍了天然气发动机大范围的推广应用。米勒循环目的在于解决在发动机性能的不断提高和强化时，由此引起的爆震问题。但是米勒循环应用于天然气发动机中导致中低转速高负荷工况进气充量损失，从而导致发动机扭矩降低。同样，燃油发动机在中低转速高负荷工况下也容易出现进气冲量损失导致发动机扭矩降低的问题。

综上所述，如何解决发动机在中低转速高负荷工况下容易出现扭矩较低的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种提升发动机扭矩的辅助增压系统，以解决发动机在中低转速高负荷工况下容易出现扭矩较低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种提升发动机扭矩的辅助增压系统，包括设置在涡轮增压器的涡轮机的进气端的喷气嘴和用于向所述喷气嘴供应高压气体的高压气源，当发动机处于中低转速高负荷工况时，所述高压气源向所述喷气嘴供应高压气体。

优选地，所述发动机的排气总管上设置有防止高压气源导出的气体进入所述排气总管的单向阀。

优选地，所述高压气源与所述喷气嘴之间的连接管路上设置有控制所述喷气嘴的进气量的电磁阀。

优选地，所述高压气源与所述喷气嘴之间的连接管路上还设置有减压阀。

优选地，所述涡轮机的出气端所连接的排气管路上还设置有后处理装置。

优选地，所述排气管路上还设置有节流阀，且所述节流阀位于所述后处理装置的下游。

优选地，所述喷气嘴的喷射角度可调节。

优选地，所述喷气嘴上固定有垂直于所述喷气嘴的轴心布置的转轴，所述转轴连接有用于驱动所述转轴转动的驱动机构。

优选地，所述高压气源为气压制动系统的储气罐。

优选地，所述发动机为米勒循环天然气发动机或柴油发动机。

相比于背景技术介绍内容，上述提升发动机扭矩的辅助增压系统，包括设置在涡轮增压器的涡轮机的进气端的喷气嘴和用于向喷气嘴供应高压气体的高压气源，当发动机处于中低转速高负荷工况时，高压气源向喷气嘴供应高压气体。上述辅助增压系统，当发动机处于中低转速高负荷工况时，由于在涡轮增压器的涡轮机的进气端设置有喷气嘴，通过高压气源向喷气嘴供应高压气体，即可使得喷气嘴喷射的高压气体与发动机废气一起进入涡轮机内对涡轮叶片做功，由于涡轮机的进气量增加，从而有利于提高涡轮机的转速，同时涡轮增压器的压气机的叶轮与涡轮机的涡轮同轴相连，涡轮机在高压气体与废气的共同推动下旋转，带动压气机的叶轮的转速加强，从而能够使得发动机的进气量增压，从而提升了发动机的扭矩，避免了发动机在中低转速高负荷工况下出现扭矩较低的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的提升发动机扭矩的辅助增压系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的喷气嘴的安装位置示意图。

上图1和图2中，

涡轮增压器1、涡轮机11、进气端111、出气道112、涡轮叶片113、压气机12、喷气嘴2、高压气源3、排气总管4、单向阀5、连接管路6、电磁阀7、减压阀8、排气管路9、后处理装置90、节流阀91、空气滤清器10、中冷器13、进气管14。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种提升发动机扭矩的辅助增压系统，以解决发动机在中低转速高负荷工况下容易出现扭矩较低的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种提升发动机扭矩的辅助增压系统，包括设置在涡轮增压器1的涡轮机11的进气端111的喷气嘴2和用于向喷气嘴2供应高压气体的高压气源3，当发动机处于中低转速高负荷工况时，高压气源3向喷气嘴2供应高压气体。

上述辅助增压系统，当发动机处于中低转速高负荷工况时，由于在涡轮增压器1的涡轮机11的进气端111设置有喷气嘴2，通过高压气源3向喷气嘴2供应高压气体，即可使得喷气嘴2喷射的高压气体与发动机废气一起进入涡轮机11内对涡轮叶片113做功，由于涡轮机11的进气量增加，从而有利于提高涡轮机11的转速，同时涡轮增压器1的压气机12的叶轮与涡轮机的涡轮同轴相连，涡轮机11在高压气体与废气的共同推动下旋转，带动压气机12的叶轮的转速加强，从而能够使得发动机的进气量增压，从而提升了发动机的扭矩，避免了发动机在中低转速高负荷工况下出现扭矩较低的问题。

需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，涡轮机11的结构一般均包括进气端111和出气端112，且涡轮机11的内部设置有涡轮叶片113，而喷气嘴2布置在涡轮机的进气端，是指喷气嘴设置在涡轮机对应进气端位置的机壳上。另外本领域技术人员还应该熟知的是，发动机的进气系统的工作过程一般为：由空气滤清器10引入新鲜空气，经由涡轮增压器1的压气机12加压后进入中冷器13，然后导出经由进气管14进入发动机的进气总管中，当然一般来说为了方便调节进气量，进气管上一般还会设置节气门，然后由进气总管向发动机的各个气缸进行供气。而发动机的排气系统的工作过程一般为：发动机气缸所产生的废气经由排气总管4引出后供应至涡轮增压器1的涡轮机11的进气端111，然后由涡轮机11的出气端112导向排气管路9，由排气管路9将废气排出。

在一些具体的实施方案中，为了避免高压气源3供应的气体影响排气总管的废气排放，在发动机的排气总管4上设置有防止高压气源3导出的气体进入排气总管4的单向阀5。

进一步的实施方案中，为了方便控制喷气嘴2喷入涡轮机内的进气量，上述高压气源3与喷气嘴2之间的连接管路6上设置有控制喷气嘴2的进气量的电磁阀7。该电磁阀可以直接与整车控制系统连接，当整车控制系统检测到发动机处于中低转速高负荷工况时，可以控制电磁阀开启，使喷气嘴向涡轮机内供应高压气体。

更进一步的实施方案中，为了避免高压气源3直接导出的气体压力过高，一般在高压气源3与喷气嘴2之间的连接管路6上还设置有减压阀8。

这个需要说明的是，为了避免废气直接通过排气管路9排放至大气当中污染环境，一般在涡轮机11的出气端所连接的排气管路9上还设置有后处理装置90。通过后处理装置90对废气进行净化后再排放能够有效的减少环境污染。

进一步的实施方案中，在排气管路9上还设置有节流阀91，且节流阀91位于后处理装置90的下游。通过在后处理装置90的下游布置节流阀91，能够延缓废气经过后处理装置90的速度，继而废气能够与后处理装置内的过滤系统充分接触，使得后处理装置对尾气的处理更加彻底。

在一些更具体的实施方案中，上述喷气嘴2的喷射角度可调节。通过将喷气嘴2设计成角度可调节的方式，能够使得喷气嘴的喷射方向与涡轮叶片旋转所需的气流方向相匹配，从而能够使得喷气嘴所喷射的高压气体利用达到最大化。

需要说明的是，喷气嘴2的喷射角度可调节的具体结构形式，可以为喷气嘴2上固定有垂直于喷气嘴2的轴心布置的转轴，转轴连接有用于驱动转轴转动的驱动机构，比如通过伺服电机驱动转轴转动，从而带动喷气嘴的喷射角度的调节。当然可以理解的是，上述驱动机构带动转轴的方式实现喷气嘴的角度可调节方式仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以是本领域技术人员常用的其他角度调节结构，比如，喷气嘴的两侧与进气端的壳体铰接，且喷气嘴上连接有拨杆，通过拨杆拨动喷气嘴摆动实现角度调节的结构。

另外需要说明的是，上述高压气源3可以直接采用发动机车辆上所安装的气压制动系统的储气罐。这样能够避免在车辆上重新布置高压气源，从而能够节省车辆布置空间。当然可以理解的是，上述仅仅是本实用新型对于高压气源的优选举例而已，实际应用过程中，还可以是单独设计的高压气源。实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择。

除此之外，需要说明的是，本实用新型所提供的辅助增压系统，可以应用于米勒循环天然气发动机中用于提升了发动机的扭矩，也可以应用于柴油发动机中用于提升了发动机的扭矩。实际应用过程中，可以根据不同类型的发动机需求，匹配安装上述辅助增压系统。

以上对本实用新型所提供的提升发动机扭矩的辅助增压系统进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，包括设置在涡轮增压器(1)的涡轮机(11)的进气端(111)的喷气嘴(2)和用于向所述喷气嘴(2)供应高压气体的高压气源(3)，当发动机处于中低转速高负荷工况时，所述高压气源(3)向所述喷气嘴(2)供应高压气体。

2.如权利要求1所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述发动机的排气总管(4)上设置有防止高压气源(3)导出的气体进入所述排气总管(4)的单向阀(5)。

3.如权利要求2所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述高压气源(3)与所述喷气嘴(2)之间的连接管路(6)上设置有控制所述喷气嘴(2)的进气量的电磁阀(7)。

4.如权利要求3所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述高压气源(3)与所述喷气嘴(2)之间的连接管路(6)上还设置有减压阀(8)。

5.如权利要求2所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述涡轮机(11)的出气端所连接的排气管路(9)上还设置有后处理装置(90)。

6.如权利要求5所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述排气管路(9)上还设置有节流阀(91)，且所述节流阀(91)位于所述后处理装置(90)的下游。

7.如权利要求1所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述喷气嘴(2)的喷射角度可调节。

8.如权利要求7所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述喷气嘴(2)上固定有垂直于所述喷气嘴(2)的轴心布置的转轴，所述转轴连接有用于驱动所述转轴转动的驱动机构。

9.如权利要求1-8中任一项所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述高压气源(3)为气压制动系统的储气罐。

10.如权利要求1-8中任一项所述的提升发动机扭矩的辅助增压系统，其特征在于，所述发动机为米勒循环天然气发动机或柴油发动机。

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