專利名稱：組合供氣的一體式增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于增壓器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，特別是組合供氣的一體式增壓器。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)的增壓器裝置多種多樣，其基本情況如下為了提高內(nèi) 燃機(jī)的動力，提高壓力密度，達(dá)到增加進(jìn)入氣缸的空氣量，實現(xiàn)提高內(nèi)燃機(jī)功 率。增壓器類型按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類基本上有機(jī)械增壓系統(tǒng)、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)、 氣波增壓系統(tǒng)、復(fù)合增壓系統(tǒng)，組合式渦輪增壓系統(tǒng)等；按驅(qū)動增壓器所釆用 的能量不同可分為機(jī)械驅(qū)動增壓和廢氣渦輪驅(qū)動增壓。機(jī)械驅(qū)動增壓就是內(nèi)燃 機(jī)通過齒輪、皮帶、鏈條等二次傳動裝置后驅(qū)動增壓器。其特點是必須在內(nèi)燃 機(jī)上匹配安裝一套二次傳動裝置，組件比較多，增加了內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械傳遞能量 損失；廢氣渦輪增壓則是內(nèi)燃機(jī)通過廢氣驅(qū)動渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，同時帶動與其 同軸安裝的壓氣機(jī)葉輪作功，其特點是與內(nèi)燃機(jī)無機(jī)械聯(lián)系，內(nèi)燃機(jī)無機(jī)械 損失，但同時也產(chǎn)生了匹配困難的問題，況且工作環(huán)境溫度高、轉(zhuǎn)速高，對其 耐受的材質(zhì)及潤滑、冷卻系統(tǒng)有特殊較高的條件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種組合供氣的一體式增壓器，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊， 機(jī)械傳遞損失小，無需安裝獨立工作的增壓器與內(nèi)燃機(jī)匹配。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的 一種多模式組合供氣的一體式增壓器，包括內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)配合安裝的曲軸和活塞，曲軸通過連桿與活塞固接，內(nèi)燃機(jī)上設(shè)置著進(jìn)氣口 和排氣口，位于與曲軸相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)惻壁上固接著殼體，殼體內(nèi)安裝著固接在 曲軸外端上的增壓轉(zhuǎn)子，殼體下端設(shè)置的開口通過管路與內(nèi)燃機(jī)燃燒室的進(jìn)氣 口連通，殼體的側(cè)壁上設(shè)置的通孔與進(jìn)氣管連通。
本發(fā)明的特點是在現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的曲軸上直接加裝機(jī)械式增壓轉(zhuǎn)子，改變了 傳統(tǒng)的增壓模式，省去中間的二次傳動環(huán)節(jié)，大大減小了因傳遞而產(chǎn)生的能量 損耗，使其結(jié)構(gòu)簡單更加緊湊，機(jī)械傳遞損失小，無需另選增壓器與內(nèi)燃機(jī)匹 配。


下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖l本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的實施例l(汽油用)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1的實施例2(柴油用)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種組合供氣的一體式增壓器，如圖1、圖2及圖3所示，包括內(nèi)燃機(jī)IO 內(nèi)配合安裝的曲軸5和活塞4，曲軸5通過連桿與活塞4固接，內(nèi)燃機(jī)10上設(shè) 置著進(jìn)氣口 2和排氣口 1,位于與曲軸5相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)10側(cè)壁上固接著殼體8， 殼體8內(nèi)安裝著固接在曲軸5外端上的增壓轉(zhuǎn)子9，殼體8下端設(shè)置的開口通過 管路3與內(nèi)燃機(jī)8燃燒室的進(jìn)氣口 2連通，殼體8的側(cè)壁上設(shè)置的通孔與進(jìn)氣 管6連通。進(jìn)氣管6與空氣濾清器11連通，其內(nèi)設(shè)置著風(fēng)門7，管路3上串接 著儲氣箱12，在進(jìn)入儲氣箱12的連接處設(shè)置著節(jié)流喉口 16，位于節(jié)流喉口 16 相應(yīng)的儲氣箱12左端底部通過連通管16和供氣管14連通；供氣管14的左端 與空氣濾清器ll連通，其右端與位于儲氣箱12右端的管路3連通；位于供氣 管14和管路3的連通處的左邊管路內(nèi)設(shè)置著風(fēng)門13，在供氣管14和連通管17 連通處的右邊管路內(nèi)設(shè)置著右風(fēng)門15或者在供氣管14和連通管18連通處的左 邊管路內(nèi)設(shè)置著左風(fēng)門18。
現(xiàn)有的各種增壓器，由于各種因素造成進(jìn)氣量偏離工況設(shè)計的要求，進(jìn)而 影響到內(nèi)燃機(jī)的性能。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)工況的實際需求，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在怠速低負(fù)荷運(yùn) 行時，常規(guī)空氣壓力可以滿足要求時，增壓調(diào)高內(nèi)燃機(jī)平均有效壓力；但對柴 油機(jī)來說低負(fù)荷運(yùn)行來說，根據(jù)結(jié)構(gòu)材料的情況應(yīng)合理增壓。內(nèi)燃機(jī)按結(jié)構(gòu)材 料強(qiáng)度都有一個最佳的壓力工作范圍和動力輸出標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動機(jī)械進(jìn)行合理搭 配，保障最佳使用壽命，因此增壓技術(shù)應(yīng)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)實際工況需求，合理搭配 運(yùn)用增壓技術(shù)。
汽油機(jī)在怠速低負(fù)荷運(yùn)行時，對進(jìn)入氣缸的空氣量是以節(jié)流的方式達(dá)到量 控的目的的，本系統(tǒng)中的量控風(fēng)門與汽油機(jī)的節(jié)流原理相同。處于低負(fù)荷狀態(tài) 時采用常規(guī)管路供氣模式，中負(fù)荷時采用增壓供氣模式，大負(fù)荷加速時則采用 同時供氣模式，以儲備箱的增壓空氣作為后備補(bǔ)給保障。
根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的動力輸出的表現(xiàn)形式，其工況基本分為①固定工況②螺旋 槳工況③車用工況。固定工況的功率輸出是以內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣來表現(xiàn)的，通 俗地說就是根據(jù)油門的大小來表現(xiàn)的。④增壓器的供氣輸出是以轉(zhuǎn)速表現(xiàn)的 (空氣與水同屬流體范疇，螺旋槳轉(zhuǎn)速工況)。
本發(fā)明由內(nèi)燃機(jī)IO、增壓轉(zhuǎn)子9、殼體8、管路3、供氣管14以及風(fēng)門構(gòu) 成，也稱之為"龍式"增壓器，其以此為基礎(chǔ)合理運(yùn)用增壓技術(shù)工作，通過常 規(guī)供氣與增壓供氣相互搭配，以不同的增壓模式工作，實現(xiàn)多模式組合供氣， 以適應(yīng)不同的路況。本發(fā)明的增壓系統(tǒng)在目前以節(jié)能環(huán)保為主的大局形勢下， 從實際出發(fā)首先解決增壓技術(shù)自身的不足，達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求，同時提高動力 性能。
在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，對增壓器設(shè)計的供氣能力應(yīng)大于內(nèi)燃機(jī)，通過設(shè)置在進(jìn)氣管6內(nèi)節(jié)流的風(fēng)門7，以調(diào)節(jié)進(jìn)入增壓器空氣量的方式與內(nèi)燃機(jī)作供需匹配， 當(dāng)海拔高度上升時，設(shè)置在進(jìn)氣管6內(nèi)的風(fēng)門7就會對海拔高度的變換相應(yīng)地 增大或減小，達(dá)到供需平衡，風(fēng)門7關(guān)閉后，增壓器停止工作，實現(xiàn)常規(guī)供氣。
本發(fā)明的具體實施例屬于多模式組合供氣系統(tǒng)，采用常規(guī)供氣與增壓供氣 相結(jié)合的新方法，構(gòu)成新的增壓技術(shù)；風(fēng)門可分為汽油量控開關(guān)和柴油質(zhì)控單 向開關(guān)，連通管17雙向供氣且連通管路3和供氣管14。當(dāng)該油門7關(guān)閉后，增 壓器停止工作。其結(jié)構(gòu)解決了目前增壓器功能單一的問題，同時為重型機(jī)械如 裝甲車輛，工程機(jī)械在高原地區(qū)使用，提供行車保障。
本發(fā)明的增壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與內(nèi)燃機(jī)相同，其中量控風(fēng)門與車用工況油門是 直接聯(lián)動同步工作的，通過儲氣箱12增壓空氣在供氣過程中產(chǎn)生靜壓差作用以 及通過管路3進(jìn)一步增加空氣量，來滿足內(nèi)燃機(jī)低轉(zhuǎn)速大扭力工況對空氣量的 需求，并通過設(shè)置在進(jìn)氣管6內(nèi)的后備的風(fēng)門7調(diào)配。
通過上述方式，本系統(tǒng)與以往增壓系統(tǒng)相比，匹配能力更強(qiáng)。針對當(dāng)前增 壓技術(shù)功能單一的問題，本發(fā)明通過模式轉(zhuǎn)換與量控油門(裝置)的不同組合進(jìn) 行供氣，根據(jù)實際路況的轉(zhuǎn)換使內(nèi)燃機(jī)適應(yīng)不同的工況。
內(nèi)燃機(jī)在使用中可實現(xiàn)多功能轉(zhuǎn)換。本發(fā)明系統(tǒng)可通過風(fēng)門開關(guān)不同的關(guān) 閉、開啟組合來實現(xiàn)多種功能模式，具有以下類型①城巿路況以節(jié)能環(huán)保 為主，釆用常規(guī)供氣模式，動力輸出柔和，節(jié)能混合比方式工作，通過關(guān)閉設(shè) 置在進(jìn)氣管6內(nèi)的后備的風(fēng)門7實現(xiàn)；②高速路況通過連通管17進(jìn)入供氣管 14中形成的增壓狀態(tài)模式供氣；③越野路況以大扭力混合比為主，充分提升 內(nèi)燃機(jī)動力性和加速性能，同時開啟量控油門，利用儲氣箱12壓力空氣量來克 服加速過程中因空氣慣性、時間等造成的充量損失；④海拔路況隨高度變化, 逐步開啟增壓器的后備的風(fēng)門7。
本發(fā)明增壓系統(tǒng)在柴油機(jī)當(dāng)中的應(yīng)用
柴油機(jī)與汽油機(jī)不同，柴油機(jī)在常規(guī)供氣模式下不需要節(jié)流，因而在供氣 管14和連通管17連接處的左邊管內(nèi)設(shè)置著單向量控風(fēng)門開關(guān)18。柴油機(jī)在加
速過程中及大負(fù)荷工作情況下通過與油門聯(lián)動來開啟增壓量控油門，以儲氣箱 12中的增壓空氣提高供氣能力解決加速過程中供氣量不足的問題。其它裝置與 汽油機(jī)相同。量控風(fēng)門開關(guān)18的作用當(dāng)連通管17中的增壓空氣在進(jìn)入管路3 時會形成靜壓差作用，空氣濾清器ll中的空氣可以進(jìn)入供氣管14中，而管路3 中形成的增壓空氣則進(jìn)入不了空氣濾清器11。
本發(fā)明在更新改進(jìn)的過程中通過內(nèi)燃機(jī)與增壓器的結(jié)構(gòu)原理相比較，去除 重復(fù)設(shè)計的部分，保留完成增壓功能的基本組件(增壓轉(zhuǎn)子及殼體)，省去二次 傳動裝置，將增壓轉(zhuǎn)子直接與內(nèi)燃機(jī)軸進(jìn)行優(yōu)化組接，構(gòu)成一體式增壓器。最佳省去增壓器重量的方式就是將內(nèi)燃機(jī)動力輸出軸前后兩端組件，進(jìn)行增壓功 能改進(jìn)設(shè)計，如前端的皮帶輪、后端的飛輪以及離合器壓盤等。以飛輪改進(jìn)為 例，在保留飛輪原功能重量的情況下，對飛輪形狀進(jìn)行增壓功能改進(jìn)設(shè)計，原
飛輪殼只需作進(jìn)氣口；出氣口的簡單改進(jìn)設(shè)計的優(yōu)點改進(jìn)后的飛輪轉(zhuǎn)子重量 很大，對抗喘振的能力更強(qiáng)，為后備的風(fēng)門7提供便利；飛輪轉(zhuǎn)子在增壓過程 中可以減輕并吸收內(nèi)燃機(jī)的振動。
本發(fā)明具有以下特點省去了二次傳動裝置，減輕設(shè)計負(fù)擔(dān)，降低內(nèi)燃機(jī) 功率損失，增壓器的轉(zhuǎn)子9和內(nèi)燃機(jī)10直接組接后工作，其轉(zhuǎn)速相同、方向相同。
本發(fā)明的供氣管路3的作用原理為管路3的進(jìn)氣口與殼體8的出口連通, 增壓空氣經(jīng)喉口 16加速后進(jìn)入儲氣箱12,加速空氣在連通管17和管路3的連 通處形成壓差效應(yīng)，增壓量控風(fēng)門13設(shè)置在儲氣箱12與常規(guī)管路3連接處右 邊的管道內(nèi)，量控油門開啟后，儲氣箱12內(nèi)的空氣經(jīng)風(fēng)門13進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)10的 燃燒室；關(guān)閉時，增壓空氣在儲氣箱12形成一定壓力降低氣阻效應(yīng)進(jìn)入連通管 17。
喉口 16的作用將空氣加速后，在連通管17處形成壓差，通過連通管17 增壓進(jìn)入儲氣箱12內(nèi)，將空氣加速后在儲氣箱12的連通處形成氣阻，阻止空 氣進(jìn)入連通管17內(nèi)。
連通管17的作用巧妙地將供氣管14與管路3連通，當(dāng)連通管17的管口 處經(jīng)喉口 16加速的空氣形成壓差時，會向儲氣箱12提供空氣，當(dāng)儲氣箱12的 壓力增大，氣阻效應(yīng)減弱，排出儲氣箱12中的空氣，排出的增壓空氣在管路3 中形成增壓供氣狀態(tài)。
儲氣箱12的作用儲備一定量的空氣形成壓力能，為內(nèi)燃機(jī)加速提供空氣 壓力，通過連通管18向供氣管14提供增壓空氣。管路3的進(jìn)口與空氣濾清器 ll連通，其出口與內(nèi)燃機(jī)10的進(jìn)氣口連通，其一端下部與連通管17相連，汽 油機(jī)用量控油門13設(shè)置在供氣管14與管路3連通處的右邊的管道內(nèi)。柴油機(jī) 用單向開關(guān)油門18設(shè)置在連通管17與供氣管14連通處左邊的管道內(nèi)，其作用 為向內(nèi)燃機(jī)IO提供常規(guī)空氣，當(dāng)連通管17內(nèi)的增壓空氣進(jìn)入后利用壓差增加 進(jìn)氣量，連通管17增壓空氣進(jìn)入過多時則排出空氣。提高工作效率的方法有兩 種1、采用設(shè)置喉口的方法，其特點是可以通過連通管17增加空氣量，以儲 氣為主；2、采用矢量噴口的方法，向管路3提供增壓空氣為主，其優(yōu)點是阻力 小。
權(quán)利要求
1、一種組合供氣的一體式增壓器，包括內(nèi)燃機(jī)(10)內(nèi)配合安裝的曲軸(5)和活塞(4)，曲軸(5)通過連桿與活塞(4)固接，內(nèi)燃機(jī)(10)上設(shè)置著進(jìn)氣口(2)和排氣口(1)，其特征是位于與曲軸(5)相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)(10)側(cè)壁上固接著殼體(8)，殼體(8)內(nèi)安裝著固接在曲軸(5)外端上的增壓轉(zhuǎn)子(9)，殼體(8)下端設(shè)置的出口通過管路(3)與內(nèi)燃機(jī)(8)燃燒室的進(jìn)氣口(2)連通，殼體(8)的側(cè)壁上設(shè)置的通孔與進(jìn)氣管(6)連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合供氣的一體式增壓器，其特征是進(jìn)氣管(6) 與空氣濾清器(ll)連通，其內(nèi)設(shè)置著風(fēng)門(7),管路(3)上串接著儲氣箱(12) ,在進(jìn)入儲氣箱(12)的連接處設(shè)置著節(jié)流喉口 (16),位于節(jié)流喉口 (16) 相應(yīng)的儲氣箱(12)左端底部通過連通管(17)和供氣管(14)連通；供氣管 (14)的左端與空氣濾清器(11)連通，其右端與位于儲氣箱(12)右端的管路(3) 連通；位于供氣管(14)和管路(3)的連通處的左邊管路內(nèi)設(shè)置著風(fēng)門(13) ,在供氣管(14)和連通管(17)連通處的右邊管路內(nèi)設(shè)置著右風(fēng)門(15) 或者在供氣管(14)和連通管(17)連通處的左邊管路內(nèi)設(shè)置著左風(fēng)門(18)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種組合供氣的一體式增壓器，包括內(nèi)燃機(jī)內(nèi)配合安裝的曲軸和活塞，曲軸通過連桿與活塞固接，內(nèi)燃機(jī)上設(shè)置著進(jìn)氣口和排氣口，位于與曲軸相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)側(cè)壁上固接著殼體，殼體內(nèi)安裝著固接在曲軸外端上的增壓轉(zhuǎn)子，殼體下端設(shè)置的開口通過管路與內(nèi)燃機(jī)燃燒室的進(jìn)氣口連通，殼體的側(cè)壁上設(shè)置的通孔與進(jìn)氣管連通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，以多種模式組合供氣，適應(yīng)多種路況，機(jī)械傳遞損失小，無需安裝獨立工作的增壓器與內(nèi)燃機(jī)匹配。
文檔編號F02B33/34GK101560908SQ20081007285
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者孟高昆 申請人:孟高昆