[发明专利]利用内燃机废气能量作为提供冷却系动力的方法及装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一利用内燃机废气能量、作为提供给内燃机冷却系动力的方法及装置。

背景技术

普通内燃机气缸内燃烧温度瞬时可以高达1000～2000℃。这种热传到活塞、缸盖、缸套等处，温度也随着升高。为了使机件的材料不致因膨胀减低它的强度，不致因高温破坏原来适当的装配关系，不致因高温影响机油的润滑作用。必须利用空气或水带走燃烧时产生的全部热量的1/3左右。这项重要的任务由内燃机的冷却系来完成的。目前普通内燃机燃料燃烧后产生的热量只有1/3左右转化成内燃机的有效功，1/3左右由冷却系带走，而1/3左右由废气带走。最常见的大中型内燃机的冷却系一般含有散热器、进水管、出水管、风扇、水泵和带轮。风扇安装在水泵轴的一端。带轮设置在水泵轴上且位于风扇与水泵叶轮之间。进水管一端与散热器的下水箱相联、另一端与水泵的进水口相联。水泵的出水口与气缸水套相通联。出水管一端与气缸盖水套相联、另一端与散热器的上水箱相联。冷却系的工作原理是，内燃机曲轴通过传动装置带动位于风扇与水泵叶轮之间的带轮转动，一方面水泵迫使冷却系的水进行循环流动，另一方面风扇吸动空气使它从前向后穿过散热器，加强对水的冷却，同时也使机体散热。由于内燃机曲轴通过传动装置带动该带轮的旋转，所消耗的功率大约为内燃机发出总功率的6～10％。这降低了内燃机的输出功率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供能够一种利用内燃机废气能量作为提供给冷却系动力的方法，该方法通过利用内燃机排出的废气能量转化成机械能，再由机械能作为动力来驱动却冷系；本发明要解决的另一技术问题是提供一种利用内燃机废气能量作为提供给冷却系动力的装置，该装置能够使内燃机废气能量转化成机械能，再由机械能来驱动却冷系，从而实现却冷系不由内燃机曲轴通过传动装置带动而通过废气能量来驱动，使内燃机的输出功率得到提高。

为了解决上述技术问题，本发明利用内燃机废气能量作为提供冷却系动力的方法，是利用内燃机废气能量转化成机械能，通过机械能来驱动冷却系。

利用涡轮将内燃机废气能量转化成机械能。

本发明利用内燃机废气能量作为提供冷却系动力的装置，它含有涡轮、固定架和主动轮，涡轮的壳体设置在固定架上，固定架设置在内燃机的机体上，主动轮设置在涡轮轴的出轴端，主动轮通过传动带与内燃机冷却系中位于风扇与水泵叶轮之间的带轮相联，涡轮的进口与内燃机排气总管相联、涡轮的出口与消声器相联。

由于利用内燃机排出的废气能量转化为机械能，再通过机械能来驱动却冷系。从而使一部分废气能量在内燃机运行过程中做有用功。同时由于一部分废气能量做了有用功，从而减少了废气产生的噪声污染。由于利用涡轮使内燃机废气能量转化成机械能，通过涡轮轴上的主动轮来带动却冷系中的带轮，从而使却冷系工作。这样克服了现有技术由内燃机曲轴通过传动装置带动却冷系运行而消耗掉其发出总功率的6～10％的不足。从而使内燃机的输出功率得到提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

附图是本发明的一个实施例的结构示意图。

图中1.出水管，2.散热器，3.气缸盖水套，4.气缸水套，5.水泵叶轮，6.水泵轴，7.带轮，8.风扇，9.传动带，10.进水管，11.主动轮，12.涡轮，13.固定架，14.总排气管，15.消声器，16.机体，17.内燃机。

具体实施方式

附图所示的实施例中，内燃机17包括汽油机和柴油机，14为总排气管，15为消声器。内燃机17的冷却系一般含有散热器2、进水管10、出水管1、风扇8、水泵和带轮7。风扇8安装在水泵轴6的一端。带轮7设置在水泵轴6上且位于风扇8与水泵叶轮5之间。进水管10的一端与散热器2的下水箱相联、另一端与水泵的进水口相联。水泵的出水口与气缸水套4相通联。出水管1一端与气缸盖水套3相联、另一端与散热器2的上水箱相联。本发明利用内燃机废气能量作为提供冷却系动力的方法，是利用内燃机17排出的废气能量转化成机械能，再通过机械能来驱动冷却系。可以利用涡轮12将内燃机废气能量转化成机械能。本发明利用内燃机废气能量作为提供冷却系动力的装置，它含有涡轮12、固定架13和主动轮11。涡轮12的壳体设置在固定架13上，固定架13设置在内燃机17的机体16上，主动轮11设置在涡轮12转轴的出轴端，主动轮11通过传动带9与内燃机17的冷却系中位于风扇8与水泵叶轮5之间的带轮7相联，涡轮12的进口与内燃机17排气总管14相联、涡轮12的出口与消声器15相联。内燃机17运行时，从总排气管14排出的高温废气冲入涡轮12内，废气能量驱动涡轮12的叶片，叶片带动涡轮轴转动，使废气的能量一部分转化成机械能，由设置在涡轮轴上的主动轮11、经传动带9带动却冷系中的带轮7旋动，从而使却冷系工作。却冷系的水泵使冷却系中的水进行循环流动、风扇8吸动空气使它从前向后穿过散热器2，加强对流经散热器2中的水的冷却，同时也使机体16散热。由于一部分废气能量作出了有用功，从而减少了废气产生的噪声污染。通过利用涡轮12使内燃机17排出的废气能量转化成机械能，并通过涡轮轴上的主动轮11经传动带9来带动却冷系中的带轮7，从而使却冷系工作。这样节省了现有技术中由内燃机17曲轴通过传动装置带动却冷系运行而消耗掉的功率。实践表明，这部分功率大约为内燃机17发出总功率的6～10％。因此通过利用废气能量来驱动冷却系，使内燃机的输出功率得到提高。