内燃机增压旁通回热装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用涡轮增压器给内热机增压进气的装置和方法，其包括：发动机①通过变速器②连接涡轮增压器③，在发动机低速时也能提供涡轮更高的转速，涡轮把未经过过滤的空气加压通过管道到达分压装置⑤中，分压装置把增压空气分为两路：一路通过管道连接空气滤清器⑥，滤清器中有冷却管道，把涡轮增压产生的热吸收排除，经过过滤和冷却的新鲜空气通过进气门口管道⑦进入发动机①。另一路通过管道⑧连接热交换器⑨，吸收涡轮排除废气的高温后通过管道⑩进入发动机气缸排气口管道发动机高速时大量热量让废气涡轮产生超过进气涡轮所需用功，多余的功通过变速器②回馈给发动机，增加发动机功率。
【专利说明】内燃机增压旁通回热装置和方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用涡轮增压器给内热机增压进气的装置和方法。
【背景技术】
[0002]涡轮增压器效果随发动机转速快慢而变化，低于一定转速涡轮就没有增压效果。发动机转速高时涡轮产生压力超过发动机进气最佳压力区，还要向外泄压。
[0003]做功涡轮排除的高温废气是一种浪费能源。
[0004]空气滤芯器在涡轮增压器前是负压工作，影响进气效率。
【发明内容】
[0005]因此本发明解决以上问题的方法是涡轮增压进气装置和有效方法。不增加能源消耗，还能增加发动机动力方法。
[0006]本发明分为机械涡轮增压和直接涡轮增压进气方法和装置，其中机械涡轮增压进气方法和装置可以实现动力回馈。机械涡轮增压方法和装置比涡轮直接进气多了个和发动机相连的变速器。本发明装置包括变速器②、涡轮③、分压装置⑤、空气冷却滤清器⑥、热交换器⑨。
[0007]本发明流程为:发动机①曲轴通过变速器②连接涡轮增压器③，在曲轴低速时也能提供涡轮更高的转速，涡轮把未经过过滤的空气加压通过管道到达分压装置⑤中，分压装置⑤把增压空气分为两路:一路通过管道连接空气滤清器⑥，滤清器中有冷却管道，把涡轮增压产生的热吸收排除，经过过滤和冷却的新鲜空气通过进气门口管道⑦进入发动机①。另一路通过管道⑧连接热交换器⑨，吸收涡轮排除废气的高温后通过管道⑩进入发动机气缸排气口管道O。发动机高速时大量热量让废气涡轮产生超过进气涡轮所需用功，多余的功通过变速器②回馈给曲轴,增加发动机功率。
[0008]本发明设计思想时发动机在转速低时涡轮转速也低，吸入空气量少。为了使发动机更早达到进气压力，在转速一定情况下只能加大涡轮尺寸。大涡轮在高速时产生会超过发动机需要最佳进气压力，用分压装置解决此问题，把多余的空气压力分到另外一路去热交换器的管道中。去发动机增压空气通过空气冷却滤清器(象吸尘器可拆洗)，冷却和干净增压空气进入发动机。这样可以发动机进气口压力稳定，保证发动机更稳定得工作。另外一路增压空气通过热交换器吸收发动机排除的热量，经过加热的增压空气进入气缸排气门附近，作用是吹出排气口附近的废气。和废气混合后进入废气涡轮做功，发动机高速时大量热量让废气涡轮产生超过进气涡轮所需用功，多余的功通过变速器回馈给曲轴，增加发动机功率。
[0009]本发明的关键装置是分压装置⑤。分压装置工作原理为:测取发动机气缸附近压力控制分压器去滤清器管道的电动阀门，气缸附近压力小、阀门就开启得大，气缸附近压力大、阀门就开启得小，如遇涡轮口进水可以立即关闭阀门。另一路去热交换去的电动阀门，气缸附近压力小、阀门就开启得小，气缸附近压力大、阀门就开启得大，如遇涡轮口进水可以立即关闭阀门。这样就可以稳定发动机气缸进气口附近压力，为发动机稳定工作通过更好的条件。增压吸热的空气和发动机气缸排除废气混合一起涡轮增压器③做功。
[0010]本发明的空气冷却滤清器⑥可以放在涡轮增压器前，最好的是放在分压装置⑤后。现主要分析空气冷却滤清器放在分压装置后的情况。增压空气通过分压装置后到达滤清器，这是一种在压力下过滤，可减小过滤器体积。滤清器做法象可拆卸清理吸尘器过滤器集灰桶，当然应该是密封不漏气的。过滤器有探测装置，反映灰层多少和要清理情况。过滤后增压空气水冷交换器，把增压产生的加温吸收。过滤装置和水冷交换器集成在一起，可以节省空间。
[0011]本发明的热交换器是把废气涡轮排除的高温废气和分压装置来的增压空气进行热交换，使增压空气吸收高温废气中的部分热能，和发动机废气混合后让废气涡轮产生更大功率。
[0012]本发明适用于汽油和柴油发动机，能让发动机涡轮提早进入状态，拥有更好的加速性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是机械涡轮增压旁通回热装置和方法示意图。
[0014]图2是直接涡轮增压旁通回热装置和方法示意图。
【具体实施方式】
[0015]相同的部件在两个图中用相同的附图标记标注。
[0016]涡轮增压器③把未经过过滤的空气加压通过管道到达分压装置⑤中，分压装置把增压空气分为两路:一路通过管道连接空气滤清器⑥，滤清器中有冷却管道，把涡轮增压产生的热吸收排除，经过过滤和冷却的新鲜空气通过管道⑦进入发动机①。另一路通过去热交换器管道⑧连接热交换器⑨，吸收涡轮排除废气的高温后通过去气缸排气口管道⑩进入发动机气缸排气口管道O。增压吸热的空气和发动机气缸排除废气混合一起涡轮增压器③做功。
[0017]图1比图2多了一个变速器②装置，图1是实现发动机在转速低时强制进气，在发动机在转速高时涡轮动力回馈。
[0018]图1是机械涡轮增压旁通回热装置和方法实施方式，发动机①曲轴通过变速器②连接涡轮增压器③(涡轮增压器是有空气增压涡轮和废气做功涡轮组成)，在曲轴低速时也能提供涡轮更高的转速，涡轮把未经过过滤的空气加压通过管道到达分压装置⑤中，分压装置把增压空气分为两路:一路通过管道连接空气滤清器⑥，滤清器中有冷却管道，把涡轮增压产生的热吸收排除，经过过滤和冷却的新鲜空气通过管道⑦进入发动机①。另一路通过去热交换器管道⑧连接热交换器⑨，吸收涡轮排除废气的高温后通过去气缸排气口管道⑩进入发动机气缸排气口管道O。增压吸热的空气和发动机气缸排除废气混合一起涡轮增压器③做功。发动机高速时大量热量让废气涡轮产生超过进气涡轮所需用功，多余的功通过变速器②回馈给发动机,增加发动机功率。
[0019]图2是涡轮增压旁通回热装置和方法实施方式，涡轮增压器③把未经过过滤的空气加压通过管道到达分压装置⑤中，分压装置把增压空气分为两路:一路通过管道连接空气滤清器⑥，滤清器中有冷却管道，把涡轮增压产生的热吸收排除，经过过滤和冷却的新鲜空气通过进气门口管道⑦进入发动机①。另一路通过去热交换器管道⑧连接热交换器⑨，吸收涡轮排除废气的高温后通过去气缸排气口管道⑩进入发动机气缸排气口管道O。增压吸热的空气和发动机气缸排除废气混合一起涡轮增压器③做功，驱动增压涡轮对空气④进行增压。
[0020]附图标记清单
[0021]①发动机
[0022]②变速器
[0023]③涡轮增压器
[0024]④空气
[0025]⑤分压装置
[0026]⑥空气冷却滤清器
[0027]⑦进气门口管道
[0028]⑧去热交换器管道
[0029]⑨热交换器
[0030]⑩去气缸排气口管道
[0031]O气缸排气口管道。
【权利要求】
1.发动机通过变速器②连接涡轮增压器③，其特征在于:在发动机转速低时涡轮可以有较高的转速，涡轮多余的功通过变速器②回馈给发动机。
2.涡轮增压器③有空气增压涡轮和废气做功涡轮组成，其特征在于:发动机高速时大量热量让废气涡轮产生超过进气涡轮所需用功，多余的功通过变速器②回馈给发动机，增加发动机功率。
3.分压装置⑤把涡轮增压器③过来增压空气分为两路，其特征在于:一路通过管道连接空气滤清器⑥，另一路通过管道⑧连接热交换器⑨。分压装置⑤测取发动机气缸附近压力控制分压器去滤清器管道的电动阀门，气缸附近压力小、阀门就开启得大，气缸附近压力大、阀门就开启得小，如遇涡轮口进水可以立即关闭阀门。另一路去热交换去的电动阀门，气缸附近压力小、阀门就开启得小，气缸附近压力大、阀门就开启得大，如遇涡轮口进水可以立即关闭阀门。这样就可以稳定发动机气缸进气口附近压力，为发动机稳定工作通过更好的条件。增压吸热的空气和发动机气缸排除废气混合一起涡轮增压器③做功。
4.空气冷却滤清器⑥在分压装置⑤后，其特征在于:增压空气通过分压装置后到达滤清器，这是一种在压力下过滤，可减小过滤器体积。滤清器做法象可拆卸清理吸尘器过滤器集灰桶，当然应该是密封不漏气的。过滤器有探测装置，反映灰层多少和要清理情况。过滤后增压空气水冷交换器，把增压产生的加温吸收。过滤装置和水冷交换器集成在一起，可以节省空间。
5.热交换器⑨在分压装置⑤后，其特征在于:增压空气通过热交换器吸收发动机排除的热量，经过加热的增压空气进入气缸排气门附近，吸收发动机废热，增加了涡轮回馈的发动机功率。
6.大尺寸涡轮增压器③,其特征在于:发动机在转速低时涡轮转速也低，为了使发动机更早达到进气压力，在转速一定情况下只能加大涡轮尺寸。大涡轮在高速时产生会超过发动机需要最佳进气压力，用分压装置解决此问题，把多余的空气压力分到另外一路去热交换器的管道中。高速不外排增压空气，没有浪费能源。
【文档编号】F02B37/00GK103967589SQ201310045527
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年2月4日 优先权日:2013年2月4日
【发明者】卞永平 申请人:卞永平