本发明涉及一种基于降低内燃机进气温度改善燃烧室燃烧条件的一种动力机构，属于动力机械技术领域。
背景技术：
在内燃机的发展历程中，涡轮增压技术的应用显示出良好的热力学优势，能够有效利用内燃机的排气能量，在提高内燃机的比功率和燃油经济性、降低排放等方面发挥了重要的作用，被誉为内燃机发展史上的重要里程碑。伴随着近年来对发动机的排放和能耗要求越来越苛刻，发动机逐渐向着高压缩比和高增压比的方向发展，但是随之带来的问题是进气温度的大幅增加，从而增加氮氧化物的排放量、影响发动机的动力性和经济性，以及对缸体缸盖的强度提出更加苛刻的要求，对于汽油机，尤其是增加了发动机的爆震倾向。
国内外已有不少学者在致力于降低涡轮增压发动机进气温度的研究，目前广泛应用的成熟技术是利用中冷器对发动机进气进行冷却降温，是将涡轮增压器压缩后的空气经过中冷器冷却，然后经进气歧管、进气门输送至燃烧室，常见的中冷器类型是利用内燃机的循环冷却介质对增压空气进行冷却，但是受制于中冷器传热介质的温度、体积以及效率等因素的影响，在高增压技术快速发展的时期，通过优化改善中冷器来进一步降低内燃机进气温度的效果并不理想。
技术实现要素：
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种降低增压内燃机进气温度的涡轮再冷系统，以期通过大幅降低增压发动机增压后进气温度，从而降低氮氧化物排放量、提升发动机的动力性和经济性，并且能够降低汽油机的爆震倾向。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明降低增压内燃机进气温度的涡轮再冷系统的特点是：所述系统由废气涡轮增压器和空气涡轮增压器组成，空气首先经过空气涡轮增压器中的低压级压气机实现一级压缩，然后流入废气涡轮增压器中的高压级压气机实现二级压缩，二级缩压输出的压缩后的高温空气进入中冷器获得初步冷却，再进入空气涡轮膨胀做功并带动同轴设置的低压级压气机压缩空气，获得进一步降低温度，最后进入发动机参与燃烧；利用所述发动机的排气能量驱动高压级涡轮的旋转，并带动高压级压气机同轴旋转。
本发明降低增压内燃机进气温度的涡轮再冷系统的特点也在于：
所述低压级压气机和空气涡轮均为空气涡轮增压器；
所述高压级涡轮和高压级压气机均为废气涡轮增压器；
所述发动机为内燃机。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
本发明系统能大幅降低增压发动机增压后进气温度，从而有效降低氮氧化物排放量，并有效提升发动机的动力性、经济性，降低汽油机的爆震倾向。
附图说明
图1为本发明系统构成图；
图中标号：1发动机，2高压级涡轮，3高压级压气机，4中冷器，5低压级压气机，6空气涡轮。
具体实施方式
参见图1，本实施例中降低增压内燃机进气温度的涡轮再冷系统是由废气涡轮增压器和空气涡轮增压器组成，空气首先进入空气涡轮增压器中的低压级压气机5实现一级压缩，然后导入废气涡轮增压器中的高压级压气机3实现二级压缩，二级缩压输出的压缩后的高温空气进入中冷器4获得初步冷却，再进入空气涡轮6膨胀做功，消耗内能转化为机械能从而降低空气涡轮的出口空气温度，空气涡轮6和低压级压气机5为同轴连接，为低压级压气机压缩空气提供动能，空气最后进入发动机1参与燃烧；利用发动机1的排气能量驱动高压级涡轮2的旋转，并带动高压级压气机3同轴旋转，高压级涡轮2与高压级压气机3为同轴连接。
经试验验证，在保持发动机进气量不变的前提下，实施本实施例中技术方案，使发动机1的进气温度能够下降约35K。
本发明为涡轮再冷机构，设置空气涡轮增压器，空气涡轮的温降主要由涡轮前温度和膨胀比所决定，当中冷能力下降使中冷器出口温度上升以后，涡轮的质量流量就会下降，因此膨胀比会少许下降，但是由于涡轮前温度对于温降的影响较大，随着中冷器出口温度的上升流经空气涡轮的温降增大，涡轮温降值ΔT为：
T1为空气涡轮的进口温度；πt为空气涡轮的膨胀比；ηt5为空气涡轮的绝热效率，k为等墒指数，本发明为发动机降低氮氧化物排放提供了一条新的路径。