一种增压内燃机的压缩空气辅助装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及内燃机的涡轮增压技术，尤其涉及一种增压内燃机的压缩空气辅 助装置。
【背景技术】
[0002] 采用涡轮增压技术可以提高内燃机的升功率、降低燃油消耗率，因此大多数内燃 机都已经采用的增压技术。但是采用涡轮增压技术，内燃机在加速或加载过程中，由于增压 器的转动惯性，增压器转速升高较慢，压气机出口空气压力低，使得内燃机的进气量不能满 足燃烧，因此在加速过程中燃油消耗率升高，排气中有害物质量增加，使得内燃机的经济性 和排放性都急剧恶化。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是为了解决现有技术中的问题而提供一种增压内燃机的压缩 空气辅助装置。
[0004] 本实用新型的目的是这样实现的：一种增压内燃机的压缩空气辅助装置，包括内 燃机和涡轮增压器，涡轮增压器的涡轮安装在内燃机的排气管上，涡轮增压器的压气机安 装在内燃机的进气管上，其特征在于：还包括依次用管道连接的空气压缩机、气源气瓶、调 压阀、稳压气瓶和电磁阀，所述压气机的进气道上设置有喷管a，压气机的机匣上设置有喷 管b，喷管a和喷管b的数量都是两个以上，喷管a上设置有能使喷管a移动的促动器II和 能使喷管a改变角度的促动器I，所述促动器II和促动器I固定安装在压气机的进气道上， 且促动器II和促动器I的输出端分别和喷管a固定连接，电磁阀的两个输出端分别通过管 路和喷管a和喷管b的入口端连接，所述稳压气瓶上还设置有放气阀。
[0005] 本实用新型还包括这样一些结构特征：
[0006] 1.所述喷管a是沿着进气道的周向均匀设置，所述喷管b是沿着机匣的周向均匀 设置。
[0007] 2.所述促动器I是液压促动器或气压促动器或凸轮一弹簧促动器或压电促动器， 促动器II是液压促动器或气压促动器或凸轮一弹簧促动器或压电促动器。
[0008] 3.所述喷管a喷气角度α的确定是：
[0009] 第一步：对压气机进行流体计算得出不同转速下最高效率点对应的叶轮叶片入口 气流角 a nax，记 a nax= f(n);
[0010] 第二步：确定实际压气机流量?与压气机转速n和进气管总压力值？。3的关系是： ，其中pQ1大气压力；Ahm是根据压气机的map图得到压气机喘振边界流量；
[0011] 第三步，确定压气机的最小喘振裕度A_，其中喘振裕度定义为 A = (m -
[0012] 第四步，在喷气过程中当压气机的喘振裕度△多AnilJt，喷气角度α确定为 α_;当A〈Δ _，逐渐增大喷气角度α直到压气机的喘震裕度Δ = Δ_，此时的喷气角度 记作α_，则喷气角度α确定为（1_和α _中的最大值，记为a =max(a _，α_)。
[0013] 4.所述喷管a喷气位置的确定是：喷管a沿压气机的进气道径向方向位置的确定 是随着压气机转速的升高而远离进气道的中心线，喷管a沿压气机的进气道轴向位置的确 定是使喷管a靠近压气机的叶轮叶片的末端但不与压气机的叶轮叶片的末端接触。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提出了压缩空气辅助装 置，在内燃机加速或加载的过程中，通过喷管a6、喷管b7进行喷气，增加内燃机加速、加载 过程中的进气量；并且提出了调压装置的控制方法，可以根据监控参数调节喷气压力和喷 气管b的喷射角度，使喷入气体的能量可以更加高效的利用。本实用新型可以降低内燃机 加速、加载过程中的燃油消耗率和有害气体排放。
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0016] 图2是本实用新型压气机处的侧视图；
[0017] 图3是本实用新型的压气机处的喷管a移动后的侧视图；
[0018] 图4是本实用新型的压气机处的俯视图；
[0019] 图5是本实用新型的控制方法的原理图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0021] 结合图1至图4对本实用新型的一种增压内燃机的压缩空气辅助装置进行详细的 描述：
[0022] 本实用新型的压缩空气辅助装置的总体结构如附图1所示，具体在压气机的安装 方式如图2、3所示。该装置可以用于任意的增压内燃机包括增压柴油机和增压汽油机，同 时该装置亦可以应用于车用内燃机以及船用内燃机。所述的压缩空气辅助装置包括：气源 装置，调压装置和喷气装置。
[0023] 本实用新型应用于增压内燃机，所述的增压内燃机1为任意内燃机包括至少一套 涡轮增压器，并且增压内燃机至少包括一个进气管3,进气管上装有涡轮增压器的压气机 5 ;增压内燃机1至少包括一个排气管2,排气管上装有涡轮增压器的涡轮4。
[0024] 如图1所示：内燃机1上有排气管2和进气管4,排气管2上装有涡轮4,进气管3 上装有压气机5 ;压气机5装有喷管a6、喷管b7。压缩空气辅助装置的连接方式：空气压缩 机12通过管道连接在气源气瓶11的左端，气源气瓶11的右端通过管道连接在调压阀10 的左端，调压阀10的右端通过管道与稳压气瓶9的左端相连，稳压气瓶9上装有放气阀23， 稳压气瓶9的右端与电磁阀8左端相连，电磁阀右端通过管道分别连接到喷气管a6、喷气 管b7上，促动器II 24装在喷管a6上，控制其位置。压缩空气辅助装置中的各部件通过气 管连接。
[0025] 图2~4为喷管在压气机上的具体安装方式。本实用新型中的压气机为一带扩压 器叶片的压气机，其组成包括：进气道27,叶轮13、机匣28、扩压器叶片26、蜗壳25。喷管 a6安装在压气机5进气道中，喷管b 7安装在压气机5机匣28处。在喷管6上装有促动 器I 22、促动器II 24,促动器I 22可以调节喷管角度，促动器II 24可以调节喷管a6位置。 在喷气开始时喷管a6在促动器II 24的控制下从附图3中的虚线位置21移动到图2中的 喷管a6位置处。在喷气结束后，通过促动器II 24调节，使喷管a 6移动到喷管a6虚线位 置21处，虚线位置21记为初始位置。
[0026] 参考附图1，气源装置包括空气压缩机12和气源气瓶11，通过控制空气压缩机12 使气源气瓶11中的压力保持在设定值，其中的设定值应该不低于最高的喷气压力。调压装 置包括调压阀10,稳压气瓶9、放气阀23和电磁阀8,调压阀10与放气阀23联合工作使稳 压气瓶23中的气体达到目标压力，电磁阀8控制喷气过程的开始与停止。技术人员可以根 据实际情况设定目标喷气压力。
[0027] 参考附图2、3、4,所述的喷气装置包括：喷管a6、喷管b7、促动器I和促动器II。
[0028] 参考附图2、3、4所示，喷管a6安装在压气机5进气道27中，喷管b安装压气机5 机匣28处。本图提供一种较为优化的方案，技术人员可以根据实际情况合理调节喷管的安 装位置和喷管个数。
[0029] 参考附图2、3中的喷管a 6上装有促动器I可以按照技术人员的意愿调节喷管角 度。
[0030] 参考附图2、3中喷管a6在压气机5进气道中位置通过促动器II 24调节。在喷气 时，通过促动器II 24调节喷管a6到适当的位置进行喷气；喷气结束后，通过促动器II 24使 喷管a6移出压气机5进气道27达到喷管a6虚线位置21。技术人员可以根据实际情况确 定喷管a6在压气机5进气道21合适的位置。
[0031] 参考附图2中所示促动器II 24可以沿径向和周向调节喷管a 6的位置。
[0032] 参考附图2中的促动器I 22、促动器II 24可以是现有技术中已知的任何合适的促 动器。例如，促动器I 22、促动器II 24可从包括液压促动器、气压促动器、凸轮一弹簧促动 器、压电促动器和它们的组合的组中选择。
[0033] 所述的气源装置包括空气压缩机12和气源气瓶11。过控制空气压缩机12使气源 气瓶12中的压力保持在设定值，其中的设定值应该不低于最高的喷气压力。
[0034] 所述的调压装置为：调压阀10,稳压气瓶9,放气阀23,电磁阀8。调压阀10左端 连接到气源气瓶11出口处，根据需求调节喷气压力。稳压气瓶9可以在喷气过程中使喷气 压力保持稳定。通过调压阀10和放气阀23 -起工