發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)。該發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)包括：動力渦輪，通過發(fā)動機廢氣能量的推動產生機械能；電控離合器，其一端與發(fā)動機齒輪系連接，另一端與動力渦輪的齒輪連接；電控單元，其輸出端與電控離合器的電控執(zhí)行機構連接，以控制電控離合器的嚙合或分離；轉速傳感器，與電控單元的輸入端連接，用于檢測發(fā)動機轉速，并將轉速信號傳遞給電控單元。該發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)通過在動力渦輪齒輪與發(fā)動機齒輪系之間增設電子控制的離合器，使動力渦輪只在輸出正功時才與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)接合驅動曲軸轉動做正功，其它時間動力渦輪與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)分離，不消耗發(fā)動機有用功，運行可靠性高，方便維修。
【專利說明】發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機領域，特別涉及一種發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的柴油機、汽油機及天然氣發(fā)動機等動力機械用動力渦輪系統(tǒng)將發(fā)動機廢氣能轉換為機械能，其通過液力耦合器傳遞給發(fā)動機齒輪系，最終帶動曲軸轉動，增大發(fā)動機的輸出功。
[0003]液力耦合器屬于損耗功率控制型(機械)調速裝置，隨著技術的進步，液力耦合器逐漸顯現(xiàn)了以下的局限性:
[0004]首先，液力耦合器屬于損耗功率控制性的調速設備，通過實測發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機安裝帶液力耦合器的動力渦輪裝置后，只在一定轉速以上，動力渦輪可以通過齒輪系給曲軸一個驅動力，帶動曲軸轉動，增加輸出功，這時發(fā)動機與不帶動力渦輪的狀態(tài)比較功率會增大，油耗率會降低，帶動力渦輪裝置是有利的；而一定轉速以下，排氣能量小時，動力渦輪裝置驅動曲軸的力增加的輸出功與其自身消耗的功相當，動力渦輪裝置不做功；當轉速進一步減少時，動力渦輪甚至會被發(fā)動機齒輪系帶動，消耗發(fā)動機功率，動力渦輪裝置做負功(消耗發(fā)動機輸出功)。有液力耦合器的動力渦輪這種特點使其只在特定條件下適用。另外，由于液力耦合器是用液壓油傳遞功率，因此速度控制不穩(wěn)定、功率因數(shù)低、調速精度差。根據(jù)國家落實節(jié)能節(jié)排的政策，液力耦合器已經不是目前所發(fā)展使用的產品，從生產的安全性及運行的成本角度分析，液力耦合器已經不適合目前市場使用，需考慮用其他的電磁控制功率型的高效節(jié)能調速裝置代替。
[0005]其次，液力耦合器是由動力渦輪的機械軸輸出端與液力耦合器的機械軸連接；由液力耦合器改變速度通過液力耦合的輸出端與發(fā)動機齒輪系的機械軸連接。發(fā)動機齒輪系與動力渦輪的距離較遠，效率很差。需提供較大的安裝空間，基礎復雜。另外，由于液力耦合器的兩端出軸為兩個半軸，頸向跳動大，在短時間內就會造成設備漏油。這樣必然會導致機械軸及軸承干磨。因而，故障率較高。
[0006]再次，液力耦合器屬于一種機械調速設備。液力耦合器的原理決定了液力耦合器有8-10%的速度損失。同時功率損失變?yōu)闊崃?，使液壓油溫過高。需要大量冷卻水冷卻液壓油。且在實際運行中油溫高于95°C以上，使冷卻器的水易結垢堵塞，造成故障。
[0007]還有，當液力耦合器故障時，設備只能停止運行，維護量大、二次成本過高，且嚴重
影響生產。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術中缺陷，提供了一種結構簡單合理，功率消耗低，運行可靠性高，方便維修的發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)。
[0009]為達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)，包括:
[0010]動力渦輪,通過發(fā)動機廢氣能量的推動產生機械能；[0011]電控離合器，其一端與發(fā)動機齒輪系連接，另一端與動力渦輪的齒輪連接；
[0012]電控單元，其輸出端與電控離合器的電控執(zhí)行機構連接，以控制電控離合器的嚙合或分離；
[0013]轉速傳感器，與電控單元的輸入端連接，用于檢測發(fā)動機轉速，并將轉速信號傳遞給電控單元。
[0014]上述技術方案中,動力渦輪安裝在發(fā)動機上。
[0015]上述技術方案中，轉速傳感器布設在發(fā)動機上。
[0016]上述技術方案中，發(fā)動機的廢氣經過增壓器再到動力渦輪入口，驅動動力渦輪的渦輪高速旋轉，把廢氣能量轉換為機械能。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:該發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)結構簡單合理，通過在動力渦輪齒輪與發(fā)動機齒輪系之間增設電子控制的離合器，使得發(fā)動機轉速達到設定值后，電控信號到達離合器，離合器嚙合，動力渦輪與發(fā)動機齒輪系連接，動力渦輪開始工作，驅動曲軸輸出正功。當發(fā)動機轉速小于一個設定值后，電控信號到達電子控制的離合器，離合器就分離，動力渦輪空轉，與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)不接合，不消耗發(fā)動機的有用功，使動力渦輪只在輸出正功時才與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)接合驅動曲軸轉動做正功，其它時間動力渦輪與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)分離，不消耗發(fā)動機有用功，避免了低速時發(fā)動機功率的不必要消耗和減少了動力渦輪部分裝置帶負荷工作的時間，對提高動力渦輪裝置的適用性及動力渦輪的可靠性有利，且運行可靠性高，方便維修。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)的結構示意圖；
[0019]附圖標記說明:
[0020]1-動力渦輪，2-電控離合器，3-電控單元，4-發(fā)動機，41-發(fā)動機齒輪系。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖，對本發(fā)明的一個【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。需要理解的是，本發(fā)明的以下實施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各圖所示的方向為基準，這些用來限制方向的詞語僅僅是為了便于說明，并不代表對本發(fā)明具體技術方案的限制。
[0022]本發(fā)明的發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)結構簡單合理，通過在動力渦輪齒輪與發(fā)動機齒輪系之間增設電子控制的離合器，使得發(fā)動機轉速達到設定值后，電控信號到達離合器，離合器嚙合,動力渦輪與發(fā)動機齒輪系連接,動力渦輪開始工作,驅動曲軸輸出正功。當發(fā)動機轉速小于一個設定值后，電控信號到達電子控制的離合器，離合器就分離，動力渦輪空轉，與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)不接合，不消耗發(fā)動機的有用功，使動力渦輪只在輸出正功時才與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)接合驅動曲軸轉動做正功，其它時間動力渦輪與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)分離，不消耗發(fā)動機有用功，避免了低速時發(fā)動機功率的不必要消耗和減少了動力渦輪部分裝置帶負荷工作的時間，對提高動力渦輪裝置的適用性及動力渦輪的可靠性有利，且運行可靠性高，方便維修。
[0023]以下詳細的描述通過舉例但非限制的方式說明了本公開，應該明白的是本公開的各種方面可被單獨的實現(xiàn)或者與其他方面結合的實現(xiàn)。本說明書清楚的使本領域的技術人員能夠制造并使用我們相信為新的且非顯而易見的改進，描述了若干實施例、變通方法、變型、備選方案以及系統(tǒng)應用，包括當前被認為是執(zhí)行本說明書中描述的發(fā)明原理的最好模式。當描述元件或特征和/或實施例時，冠以“一” “一個” “該”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一個或多個。術語“包括” “包含”和“具有”旨在為包括性的，并表示在那些具體描述的元件或特征以外還具有額外的元件或特征。
[0024]如圖1所示，該發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)具體結構包括:動力渦輪I和電控離合器2，以及與電控離合器2控制連接的電控單元3和作為電控單元3輸入終端的轉速傳感器(圖中未示出)。其中，動力渦輪I將發(fā)動機4的廢氣能轉換為機械能，再通過電控離合器2傳遞給發(fā)動機齒輪系41，最終帶動曲軸轉動，增大發(fā)動機的輸出功。作為電控單元3輸入終端的轉速傳感器布設在發(fā)動機4上，用于檢測發(fā)動機的實際轉速，并將該轉速信號傳遞給電控單元3，電控單元3根據(jù)該轉速信號與設定值的比較結果來控制電控離合器2的嚙合或分離，進而控制發(fā)動機齒輪系4與動力渦輪I接合或脫開，避免了液力耦合器時發(fā)動機低速時功率的不必要消耗和減少了動力渦輪部分裝置帶負荷工作的時間，對提高動力渦輪裝置的適用性及動力渦輪的可靠性有利，且運行可靠性高，方便維修。
[0025]其中，動力渦輪I安裝在發(fā)動機上，由發(fā)動機的廢氣能量驅動，發(fā)動機的廢氣一般經過增壓器再到動力渦輪入口，驅動動力渦輪的渦輪高速旋轉，把廢氣能量轉換為機械能。
[0026]電控離合器2的一端與發(fā)動機齒輪系連接，另一端與動力渦輪齒輪連接。該電控離合器2的電控執(zhí)行機構受電控單元3控制，以根據(jù)電控單元3的指令來控制電控離合器2的嚙合或分離。
[0027]電控單元3的輸入端與發(fā)動機的轉速傳感器連接，輸出端與電控離合器2的電控執(zhí)行機構連接。電控單元3實時接收轉速傳感器的發(fā)動機轉速信號，并將該轉速信號與電控單元3中預設的設定值的比較(初始時電控離合器2是分離的):當發(fā)動機轉速低于設定值時，電控單元3通過電控離合器2的電控執(zhí)行機構使離合器分離，繼而使動力渦輪齒輪與發(fā)動機齒輪系脫離，動力渦輪在廢氣驅動下空轉，不消耗發(fā)動機有用功。
[0028]當發(fā)動機轉速高于設定值時，電控單元3通過電控離合器2的電控執(zhí)行機構使離合器嚙合,繼而使動力渦輪齒輪與發(fā)動機齒輪系嚙合,動力渦輪開始通過齒輪系統(tǒng)驅動發(fā)動機曲軸加速轉動，增加發(fā)動機曲軸輸出的有用功。當?shù)陀谠O定值時，電控單元又通過執(zhí)行機構使離合裝置分離。這樣設置既可保證動力渦輪在輸出正功時與發(fā)動機齒輪系接合驅動曲軸轉動，又可保證動力渦輪在發(fā)動機轉速低時，不輸出正功甚至消耗發(fā)動機有用功時與齒輪系脫離。
[0029]綜上，該發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)結構簡單合理，通過在動力渦輪齒輪與發(fā)動機齒輪系之間增設電子控制的離合器，使得發(fā)動機轉速達到設定值后，電控信號到達離合器，離合器嚙合,動力渦輪與發(fā)動機齒輪系連接,動力渦輪開始工作,驅動曲軸輸出正功。當發(fā)動機轉速小于一個設定值后，電控信號到達電子控制的離合器，離合器就分離，動力渦輪空轉，與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)不接合，不消耗發(fā)動機的有用功，使動力渦輪只在輸出正功時才與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)接合驅動曲軸轉動做正功，其它時間動力渦輪與發(fā)動機齒輪系統(tǒng)分離，不消耗發(fā)動機有用功，避免了低速時發(fā)動機功率的不必要消耗和減少了動力渦輪部分裝置帶負荷工作的時間，對提高動力渦輪裝置的適用性及動力渦輪的可靠性有利，且運行可靠性高，方便維修。
[0030]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)，其特征在于，包括: 動力渦輪，通過發(fā)動機廢氣能量的推動產生機械能； 電控離合器，其一端與發(fā)動機齒輪系連接，另一端與所述動力渦輪的齒輪連接； 電控單元，其輸出端與所述電控離合器的電控執(zhí)行機構連接，以控制所述電控離合器的嚙合或分離； 轉速傳感器，與所述電控單元的輸入端連接，用于檢測發(fā)動機轉速，并將轉速信號傳遞給所述電控單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)，其特征在于:所述動力渦輪安裝在發(fā)動機上。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)，其特征在于:所述轉速傳感器布設在發(fā)動機上。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的發(fā)動機動力渦輪系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)動機的廢氣經過增壓器再到動力渦輪入口，驅動動力渦輪的渦輪高速旋轉，把廢氣能量轉換為機械能 。
【文檔編號】F02B39/12GK103603721SQ201310605908
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】楊劍, 林鐵堅, 廖升友, 譚豈凡, 陸壽域 申請人:廣西玉柴機器股份有限公司