本实用新型涉及内燃机增压领域，特别涉及一种爆震抑制的高压缩比汽油机增压装置。
背景技术：
涡轮增压技术是当今发动机增压技术中最成熟，应用最广的增压技术，它利用发动机排除的废气能量驱动涡轮带动离心式压气机，压缩新鲜空气并源源不断的供给发动机。涡轮增压发动机与自然吸气发动机相比，显著提高了发动机平均有效压力，从而使得动力性显著提高，排放性得到改善，另外由于回收了一部分废气能量，因此经济性也得到提高。随着国家节能减排政策的日益严格，涡轮增压发动机成为必须的技术路线之一。随着涡轮增压器的使用，在提高发动机进气压力的同时也提高了发动机进气的温度，众所周知，爆震与汽油机进气温度和压缩比密切相关，在涡轮增压器提高了进气温度的情况下，为减少爆震的发生，必然要限制发动机的压缩比在一个相对低的水平。高压缩比发动机可以更好地利用活塞式发动机的做功特点、在做功行程用同样数量的燃油可以爆发出更大的功率，用更小的排量就可以达到以前更大排量的发动机才能做出的功率，亦即高压缩比发动机的升功率和燃油利用率更高。因此，如何利用涡轮增压技术提高发动机的压缩比从而提高发动机平均有效压力，同时还不容易发生爆震成为亟待解决的问题。
技术实现要素：
为了克服上述缺陷和不足本实用新型提供一种爆震抑制的高压缩比汽油机增压装置，包括涡轮机、压气机、中冷器，所述涡轮机的进气管A与汽车发动机上的排气口连接，所述涡轮机的排气管A连接汽车尾气管，所述涡轮机带动所述压气机工作，所述压气机的进气管与外界连通，所述压气机的出口与所述中冷器的输入口A连接，所述中冷器的输出口A同时连接膨胀冷却装置的输入口B及换热器的输入口C，所述膨胀冷却装置的输出口B连接所述换热器的另一输入口D，所述换热器上的输出口C与所述汽车发动机的进气口连接，所述换热器上的输出口D与外界连通，所述增压装置中各部件相互间的流量应符合以下关系：
mturb＝(mcomp-mexpander+mfuel)·(1-ψ)
式中，mcomp为压气机质量流量；mturb为涡轮机质量流量；mexpander为膨胀机质量流量；mfuel为发动机燃油消耗量；ψ为涡轮机废气旁通量。
作为优选，所述膨胀冷却装置还带动一发电机，所述发电机与汽车电瓶连接。
作为优选，所述膨胀冷却装置为涡轮膨胀机。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供了一种爆震抑制的高压缩比汽油机增压装置，包括涡轮机、压气机、中冷器，所述涡轮机的进气管A与汽车发动机上的排气口连接，所述涡轮机的排气管A连接汽车尾气管，所述涡轮机带动所述压气机工作，所述压气机的进气管与外界连通，所述压气机的出口与所述中冷器的输入口A连接，其特征在于，所述中冷器的输出口A同时连接膨胀冷却装置的输入口B及换热器的输入口C，所述膨胀冷却装置的输出口B连接所述换热器的另一输入口D，所述换热器上的输出口C与所述汽车发动机的进气口连接，所述换热器上的输出口D与外界连通。这样将中冷器出来的高压空气分成两路，一路送入膨胀冷却装置降温后送入换热器用于冷却另一路来自中冷器的高压空气，进一步冷却后的高压空气被送入发动机。从而在原来中冷器降低发动机进气温度的基础上进一步降低了发动机的进气温度，使得通过涡轮增加器增加进气压力的同时又不会较大的提高发动机的进气温度，从而使得发动机可以采用较高的压缩比，同时还能避免爆震的发生。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
如图1所示，一种爆震抑制的高压缩比汽油机增压装置，包括涡轮机1、压气机2、中冷器3，所述涡轮机1的进气管A1a与汽车发动机7上的排气口连接，所述涡轮机1的排气管A1b连接汽车尾气管，所述涡轮机1带动所述压气机2工作，所述压气机2的进气管2a与外界连通，所述压气机2的出口2b与所述中冷器3的输入口A连接，所述中冷器3的输出口A同时连涡轮膨胀机的输入口B及换热器6的输入口C6a，所述膨胀冷却装置4的输出口B4a连接所述换热器6的另一输入口D6b，所述换热器6上的输出口C6c与所述汽车发动机7的进气口连接，所述换热器6上的输出口D6d与外界连通，涡轮膨胀机还带动一发电机5，所述发电机5与汽车电瓶连接。
本增压装置中各部件相互间的流量应符合以下关系：
mturb＝(mcomp-mexpander+mfuel)·(1-ψ)
式中，mcomp为压气机质量流量；mturb为涡轮机质量流量；
mexpander为膨胀机质量流量；mfuel为发动机燃油消耗量；ψ为涡轮机废气旁通量。
本增压装置中各部件相互间的能量平衡应符合以下关系：
Ncomp＝ηcηm1ηtNturb
Emotor＝ηm2ηeNexpander
Φhigh＝Φlow
式中，Ncomp为压气机压缩功；Nturb为涡轮机绝热膨胀功；ηc为压气机绝热效率；ηt为涡轮机绝热效率；ηm1为增压器的机械效率；Emotor为电机发电量；Nexpander为膨胀机绝热功；ηe为膨胀机绝热效率；ηm2为膨胀电机机械效率；Φhigh为换热器热端热流量；Φlow为换热器冷端热流量。
本增压装置中各部件相互间的转速应符合以下关系：
ncomp＝nturb
nexpander＝nmotor
式中，ncomp为压气机叶轮转速；nturb为涡轮转速；nexpander为膨胀机涡轮转速；nmotor为发电机转速。
本装置工作时，发动机排出的高温高压燃气带动涡轮机1工作，涡轮机1带动压气机2工作，将自压气机进气管2a进入的空气增压。增压后的空气温度升高，从压气机2出口2b进入中冷器3进行一次保压冷却，冷却后的高压空气分两路，一路进入涡轮膨胀机，膨胀冷却后进入换热器6，另一路直接进入换热器6，并被来自涡轮膨胀机的冷却空气进一步冷却后送入发动机进气口。同时涡轮膨胀机做功，带动发动机5发电，对车载电瓶充电。这样能充分的利用能源，达到良好的节能效果。
以上已对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不局限于本文所描述具体实施方式。本领域技术人员应该理解，在不背离本实用新型范围的情况下，可以作出其他更改和变形。本实用新型的保护范围由所附权利要求限定。