[发明专利]增质增压发动机

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮增压发动机领域。

背景技术

传统涡轮增压器只利用了部分排气能量而没有利用发动机冷却系统的余热。为进一步简洁有效地利用发动机的余热，降低发动机的油耗，需要发明一种能同时利用发动机排气和冷却系统余热的增压系统，这也是本发明的目的。

发明内容

发动机余热利用可能有多种形式，但最简单有效的形式就是涡轮增压系统。但传统的涡轮增压系统只能利用发动机排气的能量而不能利用发动机冷却系统的余热。本发明所公开的系统是通过发动机冷却系统的余热和排气能量同时加以利用，以大幅度提高发动机增压功率的系统。利用发动机冷却系统可得到具有相当压力和温度的水蒸气，将此水蒸气导入发动机排气门与排气涡轮间的管道中，从而增加推动排气涡轮的工质的质量达到提高排气涡轮功率的目的。

可将通过排气涡轮的富含水分的废气进行冷却使部分水蒸气冷凝再经气液分离器回收一部分水分补充储水罐以减少车载水量。发动机冷却系统的水量会因蒸发而减少，故需经水泵自储水罐补充。

缸套冷却承压腔体的温度应控制低于缸盖冷却承压腔体的温度，从而在满足发动机工况要求的前提下尽可能产生较高温度的蒸气。

可在复数个工作点上设置传感器获取温度、压力等信息，并依此对流量进行控制，达到既保证发动机正常工作又尽可能多地产生具有较高温度压力的蒸气的目的，同时还要尽可能多地回收水分。

为了保证气缸套和活塞间的良好工作状况，要使缸套冷却承压腔体处于较低温度，故要产生较多低品位的余热，如不将此低品位的余热从系统中排出将可能造成流经缸套冷却承压腔体和缸盖冷却承压腔体的工质的质量不平衡，使系统无法工作。因此，在某种情况下，需设置另一套散热系统对缸套冷却承压腔体内的水进行额外的冷却。

本发明公开了一种增质增压发动机，包括进气道，排气道，缸盖冷却承压腔体，缸套冷却承压腔体，其目的是这样实现的：

在所述进气道和所述排气道间设涡轮增压器，储水罐经水泵与所述缸套冷却承压腔体连通，所述缸套冷却承压腔体经通道与所述缸盖冷却承压腔体连通，所述缸盖冷却承压腔体经连通管与排气门和排气涡轮之间的空间连通。

所述连通管上设有控制阀。

所述水泵的出口处设有流量控制阀。

在所述排气道上设有冷却冷凝器，所述冷却冷凝器与气液分离器连通，所述气液分离器的液相出口与所述储水罐连通。

所述连通管设为连通气液分离器。

所述缸套冷却承压腔体的下端经散热水泵与承压散热器的入口连通，所述承压散热器的出口与所述缸套冷却承压腔体的上端连通。

本发明有以下积极有益的效果：本发明能同时利用发动机冷却系统的余热和发动机排气能量，从而提高发动机的热效率，减少燃油的消耗，降低发动机的使用成本。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构组成示意图

图2是本发明实施例二的结构组成示意图

图3是本发明实施例三的结构组成示意图

图4是本发明实施例四的结构组成示意图

图5是本发明实施例五的结构组成示意图

具体实施方式

附图编号

1.进气道            2.排气道           3.涡轮增压器

4.缸盖冷却承压腔体        5.缸套冷却承压腔体           6.水泵

7.储水罐             71.气液分离器     51.通道         21.排气门

32.排气涡轮          81.控制阀   61.流量控制阀         66.散热水泵

22.冷却冷凝器        88.连通气液分离器       44.承压散热器

请参照图1所示的增质增压发动机，包括进气道1，排气道2，缸盖冷却承压腔体4，缸套冷却承压腔体5，在所述进气道1和所述排气道2间设涡轮增压器3，储水罐7经水泵6与所述缸套冷却承压腔体5连通，所述缸套冷却承压腔体5经通道51与所述缸盖冷却承压腔体4连通，所述缸盖冷却承压腔体4经连通管8与排气门21和排气涡轮32之间的空间连通。

请参照图2所示的增质增压发动机，所述连通管8上设有控制阀81。

请参照图3所示的增质增压发动机，所述水泵6的出口处设有流量控制阀61。

请参照图4所示的增质增压发动机，在所述排气道2上设有冷却冷凝器22，所述冷却冷凝器22与气液分离器71连通，所述气液分离器71的液相出口与所述储水罐7连通。

请参照图5所示的增质增压发动机，所述连通管8设为连通气液分离器88，所述缸套冷却承压腔体5的下端经散热水泵66与承压散热器44的入口连通，所述承压散热器44的出口与所述缸套冷却承压腔体5的上端连通。