[发明专利]用于具有沿进气通道布置的磁铁的内燃机的涡轮增压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于经由至涡轮增压器的废气进口供给内燃机燃烧空气的装置。

背景技术

在涡轮增压器在低转速时提供增加功率的情况的发动机中，我们使用具有限压阀，也被称作“废气门阀”的涡轮增压器。该涡轮增压器比发动机实际需要的大。涡轮增压器以超负荷的方式设计尺寸并且将在低转速时达到已经所需的充气压力。当发动机到达上述转速时，涡轮增压器提供过多的空气，并且剩余压力变得过高。废气门阀具有从进气歧管向下延伸至作用到阀上的薄膜致动器的空气软管。当充气压力超过预定值时，薄膜上的压力变得过高，从而其经由棒打开废气门阀。废气然后通过涡轮增压器并且流出到排气系统，因此压力停止增加。一旦进气调节器减小，涡轮增压器中涡轮上的废气的量减少，并且进气歧管中的空气压力减少。废气门阀将关闭，并且所有废气将再次通过涡轮增压器。

对具有涡轮增压器的发动机最重要的是具有无阻碍的空气供给以及排气系统中尽可能少的干扰。涡轮增压器将排出气体减速并且在某种程度上作为消音器工作。涡轮增压器和其与排气系统和进气口的连接特别需要良好的保养与检查。除润滑涡轮增压器中的轴承之外，油对于冷却轴承壳体也具有重要的作用。来自涡轮壳体的热量传递到轴承和润滑油中。当发动机在高负载下运行时，油被强烈地加热，因此所有的涡轮增压发动机必须配备油散热器。此外，发动机还应当具有适于具有涡轮增压器的发动机的润滑油。

涡轮增压器增加发动机功率，这样更多的空气被增加到燃烧中，从而在每个工作周期中更多的燃料被喷射和燃烧。没有涡轮增压器的吸入式发动机可能使用多至10％的高比例的它们所产生的能量吸入在空气中。柴油机的一个问题是在上面转速范围中仅可能具有足够高的空气供给。此外，由于喷射系统的磨损以及相当大的点火延迟，如果发动机状态在总体上看很差，这通常会产生碳烟。碳烟通常与过高的燃料和空气比一起而被看见并且超过在所谓的富燃烧时喷射的燃料混合物的一部分的上燃点极限，并且可能是燃料的不完全燃烧。这样的不完全燃烧还可能产生废气中一氧化碳含量的增加并且因此有毒。本发明寻找其它手段以减少这样的碳烟。

现有技术的缺点

涡轮增压器从发动机出来的高压和高温废气驱动。因此其利用了否则将会损失的能量。涡轮推动气泵，该气泵将空气吹入到进气口吸入(实际上是进气吹动)歧管。采用的涡轮增压器的容量比具有相同的燃料喷射能力的对应的吸入式发动机用于获得清洁燃烧所需的稍高。在上面的转速范围内，当废气逐渐地用大的力和速度推动废气涡轮时，比其消耗的更多空气泵入到发动机中。发动机机油中的碳烟损坏油，进一步导致增加磨损并且因此降低发动机的寿命。磨损的提前降临还减少发动机功率。由于环境原因和健康规定，释放至出口空气的碳烟是非常不受欢迎的，尤其是柴油发动机必须或多或少地频繁地开动的位置，并且需要频繁的清洁。在一些石油平台上的问题是，用于发电机的柴油发动机的碳烟对船员的健康问题产生一定程度的影响。目前，废气歧管的大规模的清洁需要将碳烟的水平保持在足够低。当柴油发动机变得磨损时，该问题变得更严重。

涡轮增压器并不对全部发动机都有好处。为了利用涡轮增压器，发动机必须在足够高的转速下工作。在以相当低的工作转速运行的挖掘机以及其它生产机器中，无论如何其与在进气口使用磁铁相关。

用于推动发电机的目前的柴油发动机可以具有24升的活塞排量或以上并且可以受益于使用根据本发明的弓形进气通道上的涡轮增压器。目前的增压涡轮在发动机约1200rpm时传送约16立方米/分钟的大量空气。柴油发动机通常推动发电机，该发电机进一步推动海上钻井平台、采油平台、FPSO船、或类似的石油设备上的液压系统，顶推装置以及类似的电力需求设备。根据本发明的涡轮增压器还可以在陆上工厂中使用。

发明内容

本发明是一种涡轮增压器(3)，该涡轮增压器(3)由经由至涡轮增压器(3)的废气进口(35)的来自内燃机(1)的废气驱动。涡轮增压器(3)具有用于通常处于大气压力的燃烧空气的轴向进口(31)，该燃烧空气依次经过进气口(5)、进气通道(4)、具有进口(36)的弯管部分(37)处的出口(34)。所述进气通道(4)具有非磁性材料的至少一个弓形壁(41)，其相对于所述进气通道(4)具有面向内的表面(43)和面向外的表面(45)，其中，沿着该弓形壁(41)布置有一连串至少三个磁铁(6)，其具有指向主要垂直于所述壁(41)的连续地相反的磁化强度方向，并且其中，每个磁铁的磁极面(61)通常与所述壁(41)平齐，并且，所述磁铁之间的相互间隙具有所述进气通道横截面的第一宽度的至少一半长。

本发明的优点