CN214616758U - 一种防爆发动机的进气增压系统及防爆工程车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种防爆发动机的进气增压系统以及防爆工程车辆，属于防爆发动机领域。该进气增压系统包括：与发动机的排气端连通的涡轮机、与发动机的进气端连通的压气机以及电动机；其中，所述涡轮机通过第一离合装置与所述压气机连通；所述电动机通过第二离合装置与所述压气机连通。本实用新型根据车辆运行工况实时控制增压器压气机端动力源，实现防爆发动机全负荷范围内稳定可靠的进气增压，满足井下空气稀薄环境中防爆发动机的正常动力输出。解决了现有防爆发动机的进气增压能力较差限制了发动机低负荷工况的动力输出的问题。

Description

一种防爆发动机的进气增压系统及防爆工程车辆

技术领域

本实用新型涉及防爆发动机领域，特别涉及一种防爆发动机的进气增压系统以及防爆工程车辆。

背景技术

矿井下作业的防爆工程车辆工作环境相对比较封闭，空气相对稀薄，以防爆发动机为主要动力源的煤矿防爆胶轮车在矿井下实际运行中由于吸入新鲜空气量降低，导致缸内氧浓度降低，限制发动机的输出功率，传统的废气涡轮增压器在发动机处于低负荷状态下，由于排气能量低无法实现较高的增压能力，从而限制了防爆发动机的低负荷工况的动力输出。提高防爆发动机在空气稀薄环境下进气增压性能，对实际工程应用具有很好的价值。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有防爆发动机的进气增压能力较差限制了发动机低负荷工况的动力输出的问题，为此，本实用新型提供一种进气增压能力较好的防爆发动机的进气增压系统。

针对上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种防爆发动机的进气增压系统，其包括：与发动机的排气端连通的涡轮机、与发动机的进气端连通的压气机以及电动机；其中，所述涡轮机通过第一离合装置与所述压气机连通；所述电动机通过第二离合装置与所述压气机连通。

本实用新型的部分实施方式中，所述电动机与所述压气机之间设置第一传动装置。

本实用新型的部分实施方式中，所述第一传动装置为齿轮传动装置，所述齿轮传动装置包括与所述电动机输出轴同轴设置的第一齿轮，以及与所述压气机输入轴同轴设置的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

本实用新型的部分实施方式中，所述电动机的输出轴连接所述第二离合装置的一端，所述第二离合装置的另一端与所述第一齿轮连接。

本实用新型的部分实施方式中，所述涡轮机的输出轴与所述压气机的输入轴同轴设置。

本实用新型的部分实施方式中，所述涡轮机的输出轴与所述第一离合装置的第一端连接，所述压气机的输入轴与所述第一离合装置的第二端连接。

本实用新型的部分实施方式中，所述涡轮机与所述压气机设置第二传动装置。

本实用新型的部分实施方式中，所述压气机与所述发动机的进气端之间还设置中冷器。

本实用新型的部分实施方式中，所述涡轮机、所述压气机以及所述电动机安装于冷却隔温箱内；所述冷却隔温箱包括内箱体、外箱体以及位于内箱体与外箱体之间的冷却液流道，所述冷却隔温箱的内壁设置隔热涂层。

本实用新型同时公开一种防爆工程车辆，其包括：防爆发动机以及防爆发动机的进气增压系统。

本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本实用新型提供的防爆发动机的进气增压系统中，采用涡轮机与发动机分别向压气机提供动力；在启动初期低速低负荷工况下，电动机单独带动压气机工作进入电增压模式，涡轮机脱离工作，减少排气背压，提高增压度；当防爆发动机运行在低速高负荷状态下，高速电动机与涡轮机同时介入工作，辅助提高发动机进气增压度；当发动机运行在高速大负荷工况，涡轮机单独工作，电动机脱离工作，压气机动力来源切换至涡轮机，为防爆发动机提供进气增压。上述防爆发动机的进气增压系统根据车辆运行工况实时控制增压器压气机端动力源，实现防爆发动机全负荷范围内稳定可靠的进气增压，满足井下空气稀薄环境中防爆发动机的正常动力输出。

附图说明

下面将通过附图详细描述本实用新型中优选实施例，将有助于理解本实用新型的目的和优点，其中:

图1为本实用新型防爆发动机的进气增压系统在发动机低速低负荷工况的运行状态原理图；

图2为本实用新型防爆发动机的进气增压系统在发动机低速高负荷工况的运行状态原理图；

图3为本实用新型防爆发动机的进气增压系统在发动机其他工况的运行状态原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-3所示为本实用新型提供的一种防爆发动机的进气增压系统，其包括：与发动机A的排气端连通的涡轮机10，所述涡轮机10由防爆发动机产生的排气推动，吸收排气能量转化为机械能输出；与发动机A的进气端连通的压气机20，所述压气机20用于对新鲜空气进行增压，提高进气充量；以及电动机30，所述电动机30将电能转化为机械能输出，用于低负荷下给压气机20提供动力源；其中，所述涡轮机10通过第一离合装置40与所述压气机20连通；所述电动机30通过第二离合装置50与所述压气机20连通。

采用上述进气增压系统的防爆发动机在启动初期低速低负荷工况下，电动机30带动压气机20工作进入电增压模式，涡轮机10脱离工作，减少排气背压，提高增压度；当防爆发动机运行在低速高负荷状态下，额定转速大于7万转的高速电动机30与涡轮机10同时介入工作，辅助提高发动机进气增压度；当发动机A运行在高速大负荷工况，涡轮机10单独工作，电动机30脱离工作，压气机20动力来源切换至涡轮机10，为防爆发动机提供进气增压。上述防爆发动机的进气增压系统根据车辆运行工况实时控制增压器压气机20端动力源，实现防爆发动机全负荷范围内稳定可靠的进气增压，满足井下空气稀薄环境中防爆发动机的正常动力输出。

具体地，所述电动机30与所述压气机20之间设置第一传动装置60。所述第一传动装置60为齿轮传动装置，所述齿轮传动装置包括与所述电动机30输出轴同轴设置的第一齿轮61，以及与所述压气机20输入轴同轴设置的第二齿轮62，所述第一齿轮61与所述第二齿轮62啮合。通过齿轮传动装置可以降低压气机20的输入转速，提高其转动扭矩。

更具体地，所述电动机30的输出轴连接所述第二离合装置50的一端，所述第二离合装置50的另一端与所述第一齿轮61连接。

具体地，所述涡轮机10与所述压气机20的联动方式不唯一；一种实施方式中，所述涡轮机10的输出轴与所述压气机20的输入轴同轴设置。更具体地，所述涡轮机10的输出轴与所述第一离合装置40的第一端连接，所述压气机20的输入轴与所述第一离合装置40的第二端连接。

所述涡轮机10的输出轴与所述压气机20的输入轴同轴设置的方式对其安装要求较高；为此，另一种实施方式中，所述涡轮机10与所述压气机20之间设置第二传动装置；所述第二传动装置为齿轮传动装置，所述齿轮传动装置包括与所述涡轮机10输出轴同轴设置的第三齿轮，以及与所述压气机20输入轴同轴设置的第四齿轮，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合。

所述压气机20与所述发动机A的进气端之间还设置中冷器70，所述中冷器70用于降低增压后的高温空气温度、以降低防爆发动机的热负荷，提高进气量，进而增加该防爆发动机的功率。

所述涡轮机10、所述压气机20以及所述电动机30安装于冷却隔温箱80内；所述冷却隔温箱80包括内箱体、外箱体以及位于内箱体与外箱体之间的冷却液流道，所述冷却隔温箱80的内壁设置隔热涂层。

采用上述防爆发动机的进气增压系统在发动机A不同工况下的工作原理如下：

上述防爆发动机的进气增压系统在发动机A低速低负荷工况时运行状态，如图1所示，低速低负荷工况下防爆发动机启动后，电动机30接收到转速信号后启动，开始输出动力，第二离合装置50进入联动状态，电动机30输出的动力通过第二离合装置50传递至第一传动装置60，再通过第一传动装置60带动压气机20旋转，低速低负荷情况下，电动机30可以提供较高的动力以驱动压气机20实现高增压，同时第一离合装置40分离，降低排气阻力，减少排气背压，也能防止涡轮机10输出动力干扰电动机30输出动力。

所述防爆发动机的进气增压系统在发动机A低速高负荷工况时运行状态，如图2所示，当发动机A运行至低速大负荷工况，涡轮机10获取的排气能量有所提高，但是进气增压要求也增加，所以仍需电动机30辅助增压。此时第一离合装置40、第二离合装置50进入联动状态，电动机30与涡轮机10共同输出动力驱动压气机20，此时可以保证较高进气增压需求。

所述防爆发动机的进气增压系统在发动机A其他负荷工况时运行状态，如图3所示，除低速低负荷、低速高负荷外的发动机工况，排气能量充足，因此电动机30停止运行，不介入工作，此时第二离合装置50分离，第一离合装置40进入联动状态，涡轮机10吸收排气能量直接驱动压气机20，双离合装置使不必要工作的部分脱离增压系统，降低了增压系统的能耗，也降低了两个动力源之间的干扰。

本实用新型同时提供一种防爆工程车辆的具体实施方式，其包括防爆发动机A以及上述防爆发动机的进气增压系统。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，其包括：

与发动机的排气端连通的涡轮机、与发动机的进气端连通的压气机以及电动机；其中，所述涡轮机通过第一离合装置与所述压气机连通；所述电动机通过第二离合装置与所述压气机连通。

2.根据权利要求1所述的一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，所述电动机与所述压气机之间设置第一传动装置。

3.根据权利要求2所述的一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，所述第一传动装置为齿轮传动装置，所述齿轮传动装置包括与所述电动机输出轴同轴设置的第一齿轮，以及与所述压气机输入轴同轴设置的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

4.根据权利要求3所述的一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，所述电动机的输出轴连接所述第二离合装置的一端，所述第二离合装置的另一端与所述第一齿轮连接。

5.根据权利要求1所述的一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，所述涡轮机的输出轴与所述压气机的输入轴同轴设置。

6.根据权利要求5所述的一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，所述涡轮机的输出轴与所述第一离合装置的第一端连接，所述压气机的输入轴与所述第一离合装置的第二端连接。

7.根据权利要求1所述的一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，所述涡轮机与所述压气机设置第二传动装置。

8.根据权利要求1所述的一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，所述压气机与所述发动机的进气端之间还设置中冷器。

9.根据权利要求1所述的一种防爆发动机的进气增压系统，其特征在于，所述涡轮机、所述压气机以及所述电动机安装于冷却隔温箱内；所述冷却隔温箱包括内箱体、外箱体以及位于内箱体与外箱体之间的冷却液流道，所述冷却隔温箱的内壁设置隔热涂层。

10.一种防爆工程车辆，其特征在于，其包括：

防爆发动机以及权利要求1-9所述的防爆发动机的进气增压系统。

Images