[实用新型]一种涡轮增压柴油机

说明书

本实用新型属于内燃机范畴，涉及一种内燃机的增压技术－－废气涡轮增压柴油机。

目前，车用柴油机由于没有增压系统，普遍存在燃烧不充分，油耗高，振动大，排放差及功率低等问题。

本实用新型的目的是设计一种涡轮增压柴油机，使其具有燃油雾化良好，燃烧充分，油耗低，振动小，排放性好，功率高等优点。

本实用新型是这样实现的：在北内研制的493Q型柴油机－－一种往复活塞式，直列四缸四冲程直喷式，缸径为93毫米，活塞行程为102毫米，缸心距为106毫米，水冷干式缸套，顶置式气门，燃烧室为四角缩口W型复合曲面式，缸盖螺旋进气道结构，供油系统为VE型分配式高压喷油泵的基础上，在气缸盖的左侧设置废气涡轮增压器，其涡轮机直接与柴油机四脉冲式排气管相连，压气机通过软管经柴油机顶部与柴油机谐振式进气管相通，采用了二级针阀式压力喷油嘴和水冷机油滤清器。

本实用新型的优点是：涡轮增压后的柴油机由于上述设计结构的相应改进，使额定功率提高40％，最大扭矩提高25％，最低比油耗降低4.3％，柴油机比重量降低28％，运行试验中振动、噪声及排放明显改善，在外特性运行的任何工况下，烟度极轻最大值小于1.7（RB）。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明：

附图1为493ZQ型涡轮增压柴油机的剖视图。

附图2为四缸直列式柴油机涡轮增压系统示意图。

附图3为谐振式进气管结构图。

附图4为四脉冲式排气管结构图。

附图5为二级针阀式压力喷油嘴。

附图6为图5的A向视图。

图中：（1）柴油机气缸，（2）活塞，（3）喷油嘴，（4）排气管，（5）涡轮增压器，（6）进气管，（7）VE型分配式高压喷油泵，（8）机油滤清器，（9）针阀，（10）推杆－1，（11）弹簧－1，（12）弹簧－2，（13）推杆－2，（14）阀体。

如图1所示，水冷废气涡轮增压器（5），设置在气缸盖的左侧，其涡轮机直接与四脉冲式排气管（4）相连，压气机则通过软管经柴油机顶部与谐振式进气管（6）相通，进、排气管相应布置在气缸盖左右两侧，在柴油机气缸（1）中水冷干式缸套为薄壁筒形带止口结构，活塞（2）顶部带四角缩口W型复合曲面式燃烧室，缸盖采用螺旋进气道促使进气产生涡流，燃料与空气便好地混合有利于燃烧。

考虑增压强化和降低振动、噪音、在缸体两侧面增加两条加强筋以提高刚度，在缸体顶部增设6个φ6毫米上水孔以降低热负荷，在缸体底部增加安装润滑油嘴对活塞内腔顶部强制冷却。

附图2为四缸直列式柴油机涡轮增压系统示意图。

本实用新型设计中曾选用RHB－52型及V－50型涡轮增压器作运行试验，表明选的增压器与493Q型柴油机其本上是匹配的，增压比πk为1.8左右，柴油机增压后动力经济性明显改善，所选用的涡轮增压器带有放气阀结构并装有水冷却回路，使从水泵泵出的水流经增压器对转子进行散热，水流方向与机油流向相反，为降低增压柴油机的负荷还采用了水冷机油滤清器（8）对机油进行冷却，以更好地带走各摩擦付产生的热量达到降低发动机热负荷的作用。 进气管内压力处于峰值状态，这样稳定了进气压力，提高了充气系数ηv，由于进气管内容积大而位置高，进气管本身就是一个“稳压箱”，使压力波动极小，发动机工作平稳，为便于制造拆卸进气管分为上、下两部分，进气管并带有放气阀结构，保证柴油机最高爆发压力Pz不超过设计值。

附图4为四脉冲式排气管结构图，通过有限元法对热传导、热应力、热变形进行综合分析后确定了最佳形状和材质，排气管极为短小，长度L为0.355m，截面积S为48.8CM²。与发动机各缸排气孔等容，保证了四个气缸按顺序工作时四个脉冲波直接冲击涡轮而实现了增压器的高响应性和涡轮的高效率。

附图5为二级针阀式压力喷油嘴，应用于供油系统中有效地控制了噪声、振动和排放，实现了柴油机增压器运行的良好工况，该喷油嘴由针阀（9），推杆－1（10）、弹簧－1（11），弹簧－2（12），推杆－2（13）及阀体（14）等组成，推杆－1与推杆－2的间隙为予升程“δ”，当VE分配式高压喷油泵使供油压力达到弹簧－1的喷射开启压力时便开始喷射，压力达到弹簧－2控制范围时针阀上升在予升程内一旦停止，便开始了主喷射，直到针阀达到全升程“Δ”为止，由于采用二级针阀式压力喷油嘴，使发动机在全速范围内燃烧过程改善。

本实用新型的实施例，通过试验对比性能主要参数如下表列：

发动机性能指标 北内493Q柴油机 本实用新型实施例对比