矿用涡轮增压装置的制作方法

本实用新型涉及矿用发动机领域，特别涉及一种矿用涡轮增压装置。

背景技术：

目前，煤矿井下柴油发动机普遍使用进排气栅栏进行防爆处理，造成进排气阻力增加，经济性能下降，故广泛采用涡轮增压装置来增加进气量，提高发动机性能，降低排放。但是，传统的废气涡轮增压器在发动机低速阶段时，废气能量不能有效驱动涡轮，造成发动机低速时进气较自然吸气式下降，燃烧恶化，只有当发动机转速显著升高时废气涡轮增压器才能发挥性能，造成低速段涡轮迟滞现象。而电动涡轮增压器则因功率小而无法满足发动机高速段增压的要求，单纯的提高功率不仅布置安装难度增加，而且对发动机的供电系统带来冲击。

因此，就需要一种矿用涡轮增压装置，满足矿用发动机在低速段与高速段的驱动力需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种矿用涡轮增压装置，满足矿用发动机在低速段与高速段的驱动力需求。

本实用新型的矿用涡轮增压装置，包括废气涡轮增压器、电动涡轮增压器和控制系统；所述废气涡轮增压器设有动力室和压缩室，所述动力室与发动机排气歧管相连，所述压缩室的进气口连接进气管Ⅰ、出气口连接出气管Ⅰ；所述电动涡轮增压器包括涡壳、设在涡壳内的涡轮及用于驱动涡轮旋转的防爆电动机，所述涡壳的进气口连接进气管Ⅱ、出气口连接出气管Ⅱ；所述出气管Ⅰ与出气管Ⅱ均与发动机进气歧管相连通，所述出气管Ⅱ中设有用于阻断出气管Ⅱ气路的电控阻风机构；所述控制系统包括控制器及用于采集发动机转速的转速传感器，所述防爆电动机、电控阻风机构及转速传感器分别与控制器通信连接。

进一步，所述废气涡轮增压器的壳体上设有用于供冷却水流通的冷却水道。

进一步，所述电控阻风机构包括设有阀片及阀杆的阀体和用于驱动阀杆旋转的气缸，所述阀片设在出气管Ⅱ中并由阀杆驱动旋转而控制出气管Ⅱ的通气度；所述气缸与控制器相连并接受控制器的控制信号。

进一步，所述进气管Ⅰ与进气管Ⅱ通过同一接头连接于进气总管，进气总管的进口端设有空气过滤器。

进一步，所述控制器设在一隔爆电控箱内，电控箱内还设有本安电源。

进一步，所述防爆电动机的输出端与传动轴相连，所述传动轴穿入涡壳并与涡轮相连，所述涡壳上设有用于支撑传动轴的支撑轴承。

本实用新型的有益效果：本实用新型的矿用涡轮增压装置，设有废气涡轮增压器及电动涡轮增压器两路增压系统，控制器通过转速传感器采集发动机转速信息，对运行状态进行判定，针对发动机转速控制防爆电动机的运行以及电控阻风机构的动作，在发动机低速阶段采用电动涡轮增压器，当发动机转速急速上升时，废气涡轮增压器工作，通过控制器切断电动涡轮增压器以降低供电系统的负荷，从而满足矿用发动机在低速段与高速段的驱动力需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电动涡轮增压器的结构示意图；

图3为本实用新型的电控阻风机构的结构示意图；

图4为本实用新型的阀体的结构示意图；

图5为本实用新型的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示：本实施例的矿用涡轮增压装置，包括废气涡轮增压器、电动涡轮增压器和控制系统；所述废气涡轮增压器设有动力室1a和压缩室1b，所述动力室1a与发动机排气歧管2相连，所述压缩室1b的进气口连接进气管Ⅰ3、出气口连接出气管Ⅰ4；所述电动涡轮增压器包括涡壳51、设在涡壳51内的涡轮52及用于驱动涡轮52旋转的防爆电动机53，所述涡壳51的进气口连接进气管Ⅱ6、出气口连接出气管Ⅱ7；所述出气管Ⅰ4与出气管Ⅱ7均与发动机进气歧管8相连通，所述出气管Ⅱ7中设有用于阻断出气管Ⅱ7气路的电控阻风机构；所述控制系统包括控制器91及用于采集发动机转速的转速传感器92，所述防爆电动机53、电控阻风机构及转速传感器92分别与控制器91通信连接；废气涡轮增压器与电动涡轮增压器均通过压缩空气来增加进气量，但二者的动力来源不同；废气涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动动力室1a内的涡轮，涡轮又带动同轴的压缩式中的叶轮(或者涡轮、泵轮)，叶轮压送进气管Ⅰ3送来的空气，使之增压进入进气歧管；电动涡轮增压器则利用防爆电动机53驱动涡轮，从而压送进气管Ⅱ6送来的空气，使之增压进入进气歧管；防爆电动机53是具有防爆性能的一类电动机，例如可把电气设备罩装在一个外壳内，这种外壳具有能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力，并能阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播的结构(隔爆型)，或者使电动机带电零部件不可能产生足以引起爆炸危险的火花、电弧或危险温度，或把可能产生这些现象的带电零部件与爆炸性混合物隔断开，使之不能相互接触或达不到具有爆炸性危险的程度(增安型、通风型等)；设有废气涡轮增压器及电动涡轮增压器两路增压系统，控制器91通过转速传感器92采集发动机转速信息，对运行状态进行判定，针对发动机转速控制防爆电动机53的运行以及电控阻风机构的动作，在发动机低速阶段采用电动涡轮增压器，当发动机转速急速上升时，废气涡轮增压器工作，通过控制器91切断电动涡轮增压器以降低供电系统的负荷，从而满足矿用发动机在低速段与高速段的驱动力需求；当发动机高速运转时，废气涡轮增压器投入使用，此时在进气管管内形成很高的气压，由于电动涡轮增压器停止旋转，会在该增压器内形成负压，影响发动机增压效果，故设计电控阻风机构关断电动涡轮增压器的通道，提高增压效率。

本实施例中，所述废气涡轮增压器的壳体上设有用于供冷却水流通的冷却水道(图中未示出)；由于发动机废气温度很高，使废气涡轮增压器表面温度高于150℃，故壳体利用循环冷却水进行冷却降温，冷却水由散热器经水泵进入废气涡轮增压器壳体，经排气岐管、发动机机体回到散热器，实现循环降温。

本实施例中，所述电控阻风机构包括设有阀片10及阀杆11的阀体12和用于驱动阀杆11旋转的气缸13，所述阀片10设在出气管Ⅱ7中并由阀杆11驱动旋转而控制出气管Ⅱ7的通气度；所述气缸13与控制器91相连并接受控制器91的控制信号；阀体12可为蝶阀、球阀等结构；阀片10设在阀体12的通道中，阀体12连接在出气管Ⅱ7中，用于封闭或打开出气管Ⅱ7通道；阀片10与阀体12之间设有密封件(例如O型密封圈)，提高密闭性；阀杆11与阀片10固定连接，阀杆11的旋转可带动阀片10旋转；气缸13可设在出气管Ⅱ7外，气缸13设有缸体和活塞杆，缸体设有气路接口，活塞杆与阀杆11之间通过一传动件相连，活塞杆的直线运动可带动阀杆11转动，从而实现对阀片10的调节。

本实施例中，所述进气管Ⅰ3与进气管Ⅱ6通过同一接头14连接于进气总管15，进气总管15的进口端设有空气过滤器16；接头14优选为三通接头接头；空气过滤器16用于过滤空气，提高进气的纯净度。

本实施例中，所述控制器91设在一隔爆电控箱93内，电控箱93内还设有本安电源94；隔爆箱93内还包含了隔离板以及线束等部件；该结构使装置满足安全许可的要求，进而应用到防爆领域。

本实施例中，所述防爆电动机53的输出端与传动轴54相连，所述传动轴54穿入涡壳51并与涡轮相连，所述涡壳51上设有用于支撑传动轴54的支撑轴承55；防爆电动机53的输出端可为输出轴结构，其可通过联轴器与传动轴相连，便于安装和拆卸。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。