[实用新型]一种适用于单缸柴油机的涡轮增压系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种涡轮增压系统，尤其是涉及一种适用于单缸柴油机的涡轮增压系统。

背景技术

涡轮增压系统在多缸发动机上已经得到了广泛的应用。而将现有的涡轮增压系统应用于单缸柴油机上时，由于单缸柴油机工作中排气间歇较长，因此流入到涡轮的废气很不稳定，这样就使得当压力波进入到涡轮时，涡轮加速，而当压力减弱时，因压气机吸收功率而涡轮趋于减速，导致排气能量的利用很差，从而造成单缸柴油机很难进行涡轮增压。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于单缸柴油机的涡轮增压系统，其结构简单，且能够有效地解决单缸柴油机工作中排气间歇长而引起的流到涡轮中的废气不稳定的问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种适用于单缸柴油机的涡轮增压系统，包括主要由压气机和涡轮组成的涡轮增压器，其特征在于：所述的单缸柴油机的汽缸的排气门与所述的涡轮的进气口之间并联设置有管径相同的第一废气排气管路和第二废气排气管路，所述的第二废气排气管路的长度大于所述的第一废气排气管路的长度；在此，利用管径相同的第一废气排气管路和第二废气排气管路对单缸柴油机排出的废气进行疏导，由于第二废气排气管路的长度大于第一废气排气管路的长度，因此通过第一废气排气管路和第二废气排气管路疏导的废气在不同的时刻进入到涡轮中，即通过第一废气排气管路和第二废气排气管路疏导的废气进入到涡轮存在一个时间差，而该时间差由第一废气排气管路和第二废气排气管路的长度确定，这种通过控制废气进入涡轮的时间间隔的方式，有效地解决了单缸柴油机工作中排气间歇长而引起的流到涡轮中的废气不稳定的问题，从而方便了单缸柴油机实施涡轮增压。

所述的第二废气排气管路与所述的第一废气排气管路的长度差ΔL为：ΔL＝V_ex×60/4n，其中，V_ex表示所述的第二废气排气管路与所述的第一废气排气管路中的气流的速度，n表示单缸柴油机的转速。

所述的压气机的进气口上连接有空气进气管路，所述的压气机的出气口上连接有增压气体排出管路，所述的增压气体排出管路的出气口与所述的单缸柴油机的汽缸的进气门之间设置有储气罐；在此，由于在近500°的曲轴转角范围内汽缸的进气门是关闭的，非增压时为汽缸供应增压气体的管路(即增压气体排出管路)的容积较小，汽缸的排气门打开时增压气体的压力瞬间卸载，这样就很难有效地对汽缸充气，因此在增压气体排出管路的出气口与单缸柴油机的汽缸的进气门之间设置一个大容积的储气罐，该储气罐用于储存一定量的高压气体，在汽缸的进气门打开时可以充分地对汽缸充气。

所述的压气机的出气口通过增压气体流通管路与所述的涡轮的进气口相连通，所述的增压气体流通管路上设置有第一单向阀，所述的压气机的出气口通过增压气体回流管路与所述的压气机的进气口相连通，所述的增压气体回流管路上设置有第二单向阀；在此，对于四冲程的单杠柴油机而言，单缸柴油机在一个工作循环中，除了约220°的进气进程外，约500°的曲轴转角时间内汽缸的进气门是关闭的，汽缸的排气门也同样如此，而涡轮增压器由于惯性还处于旋转状态，为了避免由此引起的压气机喘振(阻塞)，因此在压气机的出气口与涡轮的进气口之间设置一根增压气体流通管路，压气机的出气口与压气机的进气口之间设置一根增压气体回流管路，并在增压气体流通管路上设置一个第一单向阀，在增压气体回流管路上设置一个第二单向阀，这样当压气机的出气口排出的增压气体的增压压力低于所需增压压力时，增压气体直接通过增压气体排出管路进入到单缸柴油机的汽缸内；当压气机的出气口排出的增压气体的增压压力高于或等于所需增压压力时，打开第一单向阀，增压气体经增压气体流通管路流入涡轮，涡轮膨胀(冲击)做功；在汽缸的进气门和第一单向阀关闭时打开第二单向阀，此时增压气体通过增压气体回流管路回流到压气机的进气口处，有效地避免了压气机喘振。

所述的第一单向阀和所述的第二单向阀均为压力开关阀。

所述的涡轮的出气口上连接有废气排出管路。

所述的第二废气排气管路的结构呈槽形，所述的第二废气排气管路包括两根侧管和一根连接管，第一根所述的侧管的一端与所述的第一废气排气管路的一端连通，第一根所述的侧管的另一端与所述的连接管的一端连通，第二根所述的侧管的一端与所述的第一废气排气管路的另一端连通，第二根所述的侧管的另一端与所述的连接管的另一端连通。