[实用新型]一种废气涡轮增压器、发动机以及车辆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于汽车发动机利用废气增压的装置、以及发动机和车辆，属于汽车技术领域。

背景技术

发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。简单来说，发动机就是一个能量转换机构，即将汽油等燃料的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀，推动活塞作功，转变为机械能。如图1所示，发动机中设置有若干燃烧室3，每个燃烧室3上均设置有进气门和排气门，各燃烧室3的进气口通过进气歧管2与外界连通，为燃烧室3输入燃料和助燃空气。各燃烧室3的出气口通过排气歧管4与外界连通，将燃料燃烧后所产生的废气排出。为了保证燃烧的稳定性，通常在进气歧管2的上游端还设置有用于过滤助燃空气的空气过滤器1。为了环保还在排气歧管4的下游端设置有用于转化废气的三元催化器5。助燃空气经过空气过滤器1的过滤后，通过进气歧管2进入到燃烧室3中，在燃烧室3中辅助燃料燃烧做功后，所生成的废气通过排气歧管4进入到三元催化器5中去除有害气体，然后排到大气中。如何在不增加发动机体积与排量的情况下，安全有效的提高发动机的输出功率一直以来是各个汽车厂家所集中研究的问题。

近年来，以通过提高进气压力是增加汽车发动机功率的所研究的热点方式之一。提高进气压力，又称增压压力可增大进入燃烧室的助燃空气密度，使供入气缸内的空气量增加。这样就可以燃烧更多的燃料，从而大幅度地提高功率，而且还能改善内燃机的燃料经济性。目前，在实践中所采用的增压方法是使用机械增压器，但机械增压器由于受到转速和消耗功率的影响，其增压值很少超过1bar,一般在0.3-0.5bar之间。另外，机械增压最大的缺点就是会消耗发动机产生的功率，因此燃油消耗率比非增压发动机略高。现有的大多数机械增压会消耗掉发动机输出功率的7%，并且随着转速的上升急剧增加，机械增压器的工作速度是有限值的，增压器转子的转速升降程度与曲轴的是同步的，发动机在每分钟7000转的时候机械增压也只能是每分钟7000转，而同样情况下涡轮增压可以达到每分钟10000转或更高，因此，使用机械增压的发动机的转速往往不能过高。提升发动机的功率与扭矩大概在30%-50%之间

实用新型内容

为了解决上述现有技术中采用机械增压器所存在的消耗发动机功率等问题，本实用新型提供了一种废气涡轮增压器，该增压器使用发动机所排出的废气作为动力，在进入燃烧室前对助燃空气进行压缩。使用这种增压器可增加发动机功率、提升扭矩、降低油耗、减少发动机排气污染物。

本实用新型所提供的技术方案为：

一种废气涡轮增压器，其特征在于，所述废气涡轮增压器包括：

用于为助燃空气增压的增压装置，包括：

设置有进气通道和排气通道的增压装置壳体，

用于为助燃空气增压的叶轮，设置在所述增压装置壳体内；

以及，

以发动机排出废气为动力源、为所述增压装置提供动力的涡轮装置，所述涡轮装置包括：

设置有废气进气通道和废气排气通道的涡轮壳体，

用于驱动所述叶轮旋转的涡轮，设置在所述涡轮壳体内，所述涡轮与所述叶轮同轴设置；

汽车发动机废气通过所述废气进气通道进入到所述涡轮壳体中，驱动所述涡轮转动后，再通过所述废气排气通道排出所述涡轮壳体；助燃空气由所述进气通道进入到所述增压装置壳体内，经过与所述涡轮一起转动的所述叶轮的压缩后，再通过所述排气通道进入到发动机进气歧管中。

上述技术方案的有益效果为：本实用新型废气涡轮增压器通过发动机排出的废气作为废气涡轮增压器的动力源，在不损失发动机功率的条件下，在助燃空气进入到发动机燃烧室前对其进行压缩，以增加发动机的功率；即实现了对汽车发动机排出废气的二次利用，又增加了发动机的功率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以进行以下进一步改进。

进一步的，所述进气通道与设置在汽车发动机进气歧管上游的空气过滤器的出气口相连。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：将增压装置的进气通道与设置在发动机进气歧管上游的用于过滤进入到进气歧管中的助燃空气的空气过滤器相连，将在助燃空气进入到进气歧管之前引入到增压装置中进行增压，保证了对全部助燃空气的增压。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以进行以下进一步的改进。

进一步的，所述废气涡轮增压装置还包括用于对由所述排气通道排出的增压后的助燃空气进行冷却的中冷器，所述中冷器的进气口与所述排气通道连通，所述中冷器的出气口与发动机的进气歧管连通。