组合供气的一体式增压器的制作方法

专利名称：组合供气的一体式增压器的制作方法
技术领域：
本发明属于增压器结构的改进，特别是组合供气的一体式增压器。
背景技术：
目前应用在内燃机的增压器装置多种多样，其基本情况如下为了提高内 燃机的动力，提高压力密度，达到增加进入气缸的空气量，实现提高内燃机功 率。增压器类型按系统结构分类基本上有机械增压系统、废气涡轮增压系统、 气波增压系统、复合增压系统，组合式涡轮增压系统等；按驱动增压器所釆用 的能量不同可分为机械驱动增压和废气涡轮驱动增压。机械驱动增压就是内燃 机通过齿轮、皮带、链条等二次传动装置后驱动增压器。其特点是必须在内燃 机上匹配安装一套二次传动装置，组件比较多，增加了内燃机的机械传递能量 损失；废气涡轮增压则是内燃机通过废气驱动涡轮机叶轮旋转，同时带动与其 同轴安装的压气机叶轮作功，其特点是与内燃机无机械联系，内燃机无机械 损失，但同时也产生了匹配困难的问题，况且工作环境温度高、转速高，对其 耐受的材质及润滑、冷却系统有特殊较高的条件，结构复杂。

发明内容
本发明的目的在于提供一种组合供气的一体式增压器，其结构简单紧凑， 机械传递损失小，无需安装独立工作的增压器与内燃机匹配。
本发明是这样实现的 一种多模式组合供气的一体式增压器，包括内燃机 内配合安装的曲轴和活塞，曲轴通过连杆与活塞固接，内燃机上设置着进气口 和排气口，位于与曲轴相应的内燃机恻壁上固接着壳体，壳体内安装着固接在 曲轴外端上的增压转子，壳体下端设置的开口通过管路与内燃机燃烧室的进气 口连通，壳体的侧壁上设置的通孔与进气管连通。
本发明的特点是在现有内燃机的曲轴上直接加装机械式增压转子，改变了 传统的增压模式，省去中间的二次传动环节，大大减小了因传递而产生的能量 损耗，使其结构简单更加紧凑，机械传递损失小，无需另选增压器与内燃机匹 配。


下面将结合附图对本发明作进一步说明。 图l本发明的结构示意图； 图2为图1的实施例l(汽油用)的结构示意图； 图3为图1的实施例2(柴油用)的结构示意图。
具体实施方式
一种组合供气的一体式增压器，如图1、图2及图3所示，包括内燃机IO 内配合安装的曲轴5和活塞4，曲轴5通过连杆与活塞4固接，内燃机10上设 置着进气口 2和排气口 1,位于与曲轴5相应的内燃机10侧壁上固接着壳体8， 壳体8内安装着固接在曲轴5外端上的增压转子9，壳体8下端设置的开口通过 管路3与内燃机8燃烧室的进气口 2连通，壳体8的侧壁上设置的通孔与进气 管6连通。进气管6与空气滤清器11连通，其内设置着风门7，管路3上串接 着储气箱12，在进入储气箱12的连接处设置着节流喉口 16，位于节流喉口 16 相应的储气箱12左端底部通过连通管16和供气管14连通；供气管14的左端 与空气滤清器ll连通，其右端与位于储气箱12右端的管路3连通；位于供气 管14和管路3的连通处的左边管路内设置着风门13，在供气管14和连通管17 连通处的右边管路内设置着右风门15或者在供气管14和连通管18连通处的左 边管路内设置着左风门18。
现有的各种增压器，由于各种因素造成进气量偏离工况设计的要求，进而 影响到内燃机的性能。根据内燃机工况的实际需求，当内燃机在怠速低负荷运 行时，常规空气压力可以满足要求时，增压调高内燃机平均有效压力；但对柴 油机来说低负荷运行来说，根据结构材料的情况应合理增压。内燃机按结构材 料强度都有一个最佳的压力工作范围和动力输出标准，与驱动机械进行合理搭 配，保障最佳使用寿命，因此增压技术应根据内燃机实际工况需求，合理搭配 运用增压技术。
汽油机在怠速低负荷运行时，对进入气缸的空气量是以节流的方式达到量 控的目的的，本系统中的量控风门与汽油机的节流原理相同。处于低负荷状态 时采用常规管路供气模式，中负荷时采用增压供气模式，大负荷加速时则采用 同时供气模式，以储备箱的增压空气作为后备补给保障。
根据内燃机的动力输出的表现形式，其工况基本分为①固定工况②螺旋 桨工况③车用工况。固定工况的功率输出是以内燃机排出的废气来表现的，通 俗地说就是根据油门的大小来表现的。④增压器的供气输出是以转速表现的 (空气与水同属流体范畴，螺旋桨转速工况)。
本发明由内燃机IO、增压转子9、壳体8、管路3、供气管14以及风门构 成，也称之为"龙式"增压器，其以此为基础合理运用增压技术工作，通过常 规供气与增压供气相互搭配，以不同的增压模式工作，实现多模式组合供气， 以适应不同的路况。本发明的增压系统在目前以节能环保为主的大局形势下， 从实际出发首先解决增压技术自身的不足，达到节能环保要求，同时提高动力 性能。
在标准大气压下，对增压器设计的供气能力应大于内燃机，通过设置在进气管6内节流的风门7，以调节进入增压器空气量的方式与内燃机作供需匹配， 当海拔高度上升时，设置在进气管6内的风门7就会对海拔高度的变换相应地 增大或减小，达到供需平衡，风门7关闭后，增压器停止工作，实现常规供气。
本发明的具体实施例属于多模式组合供气系统，采用常规供气与增压供气 相结合的新方法，构成新的增压技术；风门可分为汽油量控开关和柴油质控单 向开关，连通管17双向供气且连通管路3和供气管14。当该油门7关闭后，增 压器停止工作。其结构解决了目前增压器功能单一的问题，同时为重型机械如 装甲车辆，工程机械在高原地区使用，提供行车保障。
本发明的增压转子的转速与内燃机相同，其中量控风门与车用工况油门是 直接联动同步工作的，通过储气箱12增压空气在供气过程中产生静压差作用以 及通过管路3进一步增加空气量，来满足内燃机低转速大扭力工况对空气量的 需求，并通过设置在进气管6内的后备的风门7调配。
通过上述方式，本系统与以往增压系统相比，匹配能力更强。针对当前增 压技术功能单一的问题，本发明通过模式转换与量控油门(装置)的不同组合进 行供气，根据实际路况的转换使内燃机适应不同的工况。
内燃机在使用中可实现多功能转换。本发明系统可通过风门开关不同的关 闭、开启组合来实现多种功能模式，具有以下类型①城巿路况以节能环保 为主，釆用常规供气模式，动力输出柔和，节能混合比方式工作，通过关闭设 置在进气管6内的后备的风门7实现；②高速路况通过连通管17进入供气管 14中形成的增压状态模式供气；③越野路况以大扭力混合比为主，充分提升 内燃机动力性和加速性能，同时开启量控油门，利用储气箱12压力空气量来克 服加速过程中因空气惯性、时间等造成的充量损失；④海拔路况随高度变化, 逐步开启增压器的后备的风门7。
本发明增压系统在柴油机当中的应用
柴油机与汽油机不同，柴油机在常规供气模式下不需要节流，因而在供气 管14和连通管17连接处的左边管内设置着单向量控风门开关18。柴油机在加
速过程中及大负荷工作情况下通过与油门联动来开启增压量控油门，以储气箱 12中的增压空气提高供气能力解决加速过程中供气量不足的问题。其它装置与 汽油机相同。量控风门开关18的作用当连通管17中的增压空气在进入管路3 时会形成静压差作用，空气滤清器ll中的空气可以进入供气管14中，而管路3 中形成的增压空气则进入不了空气滤清器11。
本发明在更新改进的过程中通过内燃机与增压器的结构原理相比较，去除 重复设计的部分，保留完成增压功能的基本组件(增压转子及壳体)，省去二次 传动装置，将增压转子直接与内燃机轴进行优化组接，构成一体式增压器。最佳省去增压器重量的方式就是将内燃机动力输出轴前后两端组件，进行增压功 能改进设计，如前端的皮带轮、后端的飞轮以及离合器压盘等。以飞轮改进为 例，在保留飞轮原功能重量的情况下，对飞轮形状进行增压功能改进设计，原
飞轮壳只需作进气口；出气口的简单改进设计的优点改进后的飞轮转子重量 很大，对抗喘振的能力更强，为后备的风门7提供便利；飞轮转子在增压过程 中可以减轻并吸收内燃机的振动。
本发明具有以下特点省去了二次传动装置，减轻设计负担，降低内燃机 功率损失，增压器的转子9和内燃机10直接组接后工作，其转速相同、方向相同。
本发明的供气管路3的作用原理为管路3的进气口与壳体8的出口连通, 增压空气经喉口 16加速后进入储气箱12,加速空气在连通管17和管路3的连 通处形成压差效应，增压量控风门13设置在储气箱12与常规管路3连接处右 边的管道内，量控油门开启后，储气箱12内的空气经风门13进入内燃机10的 燃烧室；关闭时，增压空气在储气箱12形成一定压力降低气阻效应进入连通管 17。
喉口 16的作用将空气加速后，在连通管17处形成压差，通过连通管17 增压进入储气箱12内，将空气加速后在储气箱12的连通处形成气阻，阻止空 气进入连通管17内。
连通管17的作用巧妙地将供气管14与管路3连通，当连通管17的管口 处经喉口 16加速的空气形成压差时，会向储气箱12提供空气，当储气箱12的 压力增大，气阻效应减弱，排出储气箱12中的空气，排出的增压空气在管路3 中形成增压供气状态。
储气箱12的作用储备一定量的空气形成压力能，为内燃机加速提供空气 压力，通过连通管18向供气管14提供增压空气。管路3的进口与空气滤清器 ll连通，其出口与内燃机10的进气口连通，其一端下部与连通管17相连，汽 油机用量控油门13设置在供气管14与管路3连通处的右边的管道内。柴油机 用单向开关油门18设置在连通管17与供气管14连通处左边的管道内，其作用 为向内燃机IO提供常规空气，当连通管17内的增压空气进入后利用压差增加 进气量，连通管17增压空气进入过多时则排出空气。提高工作效率的方法有两 种1、采用设置喉口的方法，其特点是可以通过连通管17增加空气量，以储 气为主；2、采用矢量喷口的方法，向管路3提供增压空气为主，其优点是阻力 小。
权利要求
1、一种组合供气的一体式增压器，包括内燃机(10)内配合安装的曲轴(5)和活塞(4)，曲轴(5)通过连杆与活塞(4)固接，内燃机(10)上设置着进气口(2)和排气口(1)，其特征是位于与曲轴(5)相应的内燃机(10)侧壁上固接着壳体(8)，壳体(8)内安装着固接在曲轴(5)外端上的增压转子(9)，壳体(8)下端设置的出口通过管路(3)与内燃机(8)燃烧室的进气口(2)连通，壳体(8)的侧壁上设置的通孔与进气管(6)连通。
2、 根据权利要求1所述的组合供气的一体式增压器，其特征是进气管(6) 与空气滤清器(ll)连通，其内设置着风门(7),管路(3)上串接着储气箱(12) ,在进入储气箱(12)的连接处设置着节流喉口 (16),位于节流喉口 (16) 相应的储气箱(12)左端底部通过连通管(17)和供气管(14)连通；供气管 (14)的左端与空气滤清器(11)连通，其右端与位于储气箱(12)右端的管路(3) 连通；位于供气管(14)和管路(3)的连通处的左边管路内设置着风门(13) ,在供气管(14)和连通管(17)连通处的右边管路内设置着右风门(15) 或者在供气管(14)和连通管(17)连通处的左边管路内设置着左风门(18)。
全文摘要
本发明公开了一种组合供气的一体式增压器，包括内燃机内配合安装的曲轴和活塞，曲轴通过连杆与活塞固接，内燃机上设置着进气口和排气口，位于与曲轴相应的内燃机侧壁上固接着壳体，壳体内安装着固接在曲轴外端上的增压转子，壳体下端设置的开口通过管路与内燃机燃烧室的进气口连通，壳体的侧壁上设置的通孔与进气管连通。本发明结构简单紧凑，以多种模式组合供气，适应多种路况，机械传递损失小，无需安装独立工作的增压器与内燃机匹配。
文档编号F02B33/34GK101560908SQ20081007285
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者孟高昆 申请人:孟高昆