排量可调节的压力波增压器的制作方法

本发明涉及增压器领域，特别涉及一种排量可调节的压力波增压器。

背景技术：

废气再循环(Exhaust Gas Recirculation，EGR)是一种使用于汽油引擎和柴油引擎的氧化氮减排技术。利用废气再循环技术，引擎排出的部分废气将回到引擎气缸进行循环利用。对于汽油引擎，这部分循环再利用的废气可以代替在气缸中的一定量的燃烧物质。对于柴油引擎，这部分废气代替了预燃混合物中部分额外的氧气。

汽油引擎和柴油引擎通过增压来助推加速，从而提升引擎的工作效率和工作表现。压力波增压器(Pressure Wave Charger)被广泛运用于内燃机的助推加速。压力波增压器利用内燃机活塞排出的废气脉冲产生的压力波来压缩将要进入内燃机气缸中的新鲜空气。

现有技术中的压力波增压器的设计要求是废气脉冲只将空气压入内燃机气缸，然后废气将被完全排出所述压力波增压器。在没有额外废气再循环系统的情况下，不能形成废气再循环。

技术实现要素：

本发明解决的问题是，现有技术中的压力波增压器不能形成废气再循环。

本发明提供一种排量可调节的压力波增压器，其特征在于，包括：转子，所述转子连接内燃机，接收所述内燃机的活塞排出的废气，所述废气压缩所述转子中的气体，从而向所述内燃机的气缸排出气体；以及调节部件，所述调节部件用于调节所述转子向内燃机排出气体的排放量。

在一些实施例中，所述压力波增压器包括第一出气口，向所述内燃机排出的气体通过所述第一出气口流出所述转子，所述调节部件用于调节所述第一出气口的大小。

可选地，所述调节部件包括覆盖板，所述覆盖板适用于全部或部分地覆 盖所述第一出气口，从而调节所述第一出气口的大小。

在另一些实施例中，所述压力波增压器包括第一出气口，所述第一出气口位置固定，所述转子包括多个气道，在所述转子旋转的过程中，每个所述气道经过所述第一出气口时进行排气，所述调节部件用于调节所述转子的转速，从而调节每个所述气道经过所述第一出气口的时间，所述时间为每个所述气道经过所述第一出气口可排气的时间。所述调节部件的输入端为汽车的曲轴，所述调节部件的输出端为所述转子的转轴，所述调节部件将所述曲轴的转动传送至所述转轴，所述调节部件的输入输出比可调。

可选地，所述调节部件包括可变比例滑轮系统，所述可变比例滑轮系统用于调节所述调节部件的输入输出比。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

通过调节压力波增压器的排气量，可以控制其向内燃机排放的气体类型，即单纯的空气，或空气与废气的混合。而且可以调节空气与废气的比例。在没有额外废气再循环系统的情况下，实现废气再循环，实现快速控制废气再循环稀释率(EGR dilution rate)的变化。再循环的废气和空气的合理混合能使内燃机实现高质量、持续和完全的燃烧。

进一步地，将实现废气再循环的部件结合在压力波增压器上，可以不需要为实现废气再循环而安装额外的气管和连接器，也可以避免额外废气再循环系统中发生凝结和后续腐蚀的可能，还可以减少当前已经很高的零件数并有助于热部件的整合。

附图说明

图1是现有的压力波增压器的结构示意图；

图2是本发明一实施例的排量可调节的压力波增压器的调节部件处在一种工作状态下的结构示意图；以及

图3是图2所示的调节部件处在另一种工作状态下的结构示意图；

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术的压力波增压器在没有额外废气再循环系统 的情况下不能形成废气再循环。发明人分析发现，现有技术中，由于考虑到引擎能耗效率和表现的问题，压力波增压器的设计要求是仅通过废气脉冲将压力波增压器中的新鲜空气压入内燃机。也就是说，现有的压力波增压器的转子在单位废气脉冲中向内燃机排出的气体的量是固定不变的，以实现正好将转子中的空气排出的目的。然而，在内燃机的有些工作状态下，更加适宜将部分废气也压入内燃机中。因此，本发明提供排气量可调节的压力波增压器，当排气量少时，仅向内燃机压入空气，当排气量多时，除了空气以外还向内燃机压入一部分废气。通过上述手段，实现了根据不同状态，可控地进行废气再循环的目的。

下面通过具体实施例说明如何调节压力波增压器的排气量。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当的限制。

参考图1，图1示出了现有的压力波增压器100的结构示意图，所述压力波增压器100包括转子110，第一盘101，第二盘103，内燃机150；其中，所述转子110包括多个气道1102；所述第一盘101连接有空气进气道104和空气出气道102，所述第二盘103连接有废气进气道106和废气出气道108。所述内燃机150在废气脉冲中通过所述废气进气道106向所述转子110的气道1102中排入废气。所述废气压缩在所述转子110中通过所述空气进气道104吸入的空气。被压缩的空气通过所述空气出气道102进入所述内燃机150的气缸。而滞留在所述转子110中的废气随后通过所述废气出气道108排出所述转子110。

如图1所示，所述第一盘101连接所述空气出气道102的部分开有出气口1011，所述出气口1011的大小、所述转子气道1102的数量、所述转子110的转速，都会影响在一个废气脉冲中向内燃机的排气量。因此，现有技术中，这些参数都是固定不变的，以实现仅向所述内燃机排出空气的目的。

需要说明的，上述压力波加压器的转子110只向所述内燃机150排出空气，因此没有形成废气再循环，而且所述转子110在每个排气周期对于所述内燃机150的排气量是不可调节的，其中一个排气周期为所有所述气道1102经过所述出气口1101所用的时间。经过研究，发明人发现不需要额外的废气再循环系 统，在上述压力波增压器进的基础上，加入调节部件，便可以调节所述转子110的向内燃机150排出气体的排放量，从而实现废气再循环。

配合现有技术的压力波增压器的结构，本发明提供的排气量可调节的压力波增压器，进一步包括调节部件，用于调节转子向内燃机排出气体的排放量。在本发明的实施例中，有些调节部件通过调整出气口的大小实现排量可调的功能，有些调节部件通过调整转子的转速实现排量可调的功能。

图2示出本发明一实施例的排量可调节的压力波增压器200的调节部件处在一种工作状态下的结构示意图。图2示出了所述压力波增压器中与所述调节部件的结构和效果相关的一部分结构，所述压力波增压器的其余未示出部分可以参考图1或本领域其他常用的压力波增压器设置。

在这一实施例中，如图2所示，在排量可调节的压力波增压器200中，调节部件包括覆盖板220，所述覆盖板220适用于全部或部分地覆盖所述压力波增压器的第一出气口(未标注)，从而调节所述第一出气口(未标注)的开口尺寸。需要说明的是，所述第一出气口的开口尺寸是指第一出气口在不同工作状态上实际上可以用于排气的开口尺寸。在图2中显示的工作状态是所述第一出气口完全打开，没有被所述覆盖板220覆盖。在这样的工作状态下，所述压力波增压器200在废气脉冲中向内燃机排放的气体量最大，排放的气体中包含比例最高的废气。

具体地，在一些实施例中，所述调节部件可以如下设置。参考图2，所述压力波增压器200包括固定盘201，所述第一出气口(未标注)设置在所述固定盘201上，所述覆盖板220上设置有第二出气口2201，所述覆盖板220覆盖在所述固定盘201上并与之相对移动，从而通过调节所述第一出气口(未标注)和所述第二出气口2201重叠的部分的大小来调节所述第一出气口(未标注)的开口率，即调节所述第一出气口(未标注)的实际可用的开口尺寸。需要说明的是，在一些实施例中，所述覆盖板220也可以采用其他的方式，例如，可以是一块面积大于所述第一出气口的板，只要能够实现对第一出气口的全部或部分遮盖即可。

如图2所示，所述覆盖板220设置为绕所述固定盘201的圆心转动。这 样设置所述覆盖板220可以比较容易地形成和控制其相对于所述固定盘201的运动。需要说明的是，在一些实施例中，所述覆盖板220也可以采用其他运动方式，例如，可以进行直线方向的运动。

在一些实施例中，所述第二出气口2201的形状和大小与所述第一出气口(未标注)完全一致。这样，如图2所示，所述第二出气口2201和所述第一出气口(未标注)能够完全重合，从而最大限度地利用第一出气口，使其可能工作在排气量最大的状态。如图2所示，在这一工作状态下，完全重合的开口能使转子210的每个气道2102经过出气口的最大，即排气时间最长，从而使得每个所述气道2102的排气量达到所有工作状态中的最大值。与现有技术的出气口相比，本发明实施例中的第一出气口的尺寸可以设置得更大，从而实现增大排气量以排出废气的效果。因为所述第一出气口的开口尺寸可调，在其他工作状态中如果只需要排出空气，则可以调整所述第一出气口的开口尺寸至现有的尺寸即可。

图3示出图2所示的调节部件处在另一种工作状态下的结构示意图。

在这一工作状态下，如图3所示，所述第二出气口2201和所述第一出气口(在图3中以标号2011示出)部分重合，重合部分的开口尺寸可以设置为和现有的压力波增压器的出气口尺寸一致。在此工作状态下，所述排量可调节的压力波增压器和现有的压力波增压器的排气量一致，也只有空气流入内燃机，从而未形成废气再循环。

需要说明的，通过控制重合部分的开口尺寸还可以调节流入内燃机的气体中空气和废气的比例从而实现快速控制废气再循环稀释率的变化。

在其他实施例中，所述压力波增压器还包括环型冷却装置，所述环型冷却装置环绕所述转子设置。

在另一实施例中，提供一种压力波增压器，包括调节部件，通过调节转子的转速以调节向内燃机排放的排气量。

首先，继续参考图1。在现有的压力波增压器100中，其包括的出气口1011位置固定，所述转子110包括多个气道1102，在所述转子110旋转的过程中，每个所述气道1102经过所述出气口1011时进行排气。每一个所述气 道1102每次经过所述出气口1011进行排气的时间为一次排气周期。在所述出气口1011的位置和尺寸固定的情况下，该排气周期的长短与所述转子110的转速有关。发明人发现，一次排气周期越长，则在整个废气脉冲过程中所述转子110向内燃机150排放的排气量越大。因此，可以通过调节所述转子110的转速实现排气量可调的功能。

继续参考图1，现有技术中，所述转子110旋转的动力来源于发动机曲轴170。现有的压力波增压器包括传动机构，一端连接所述曲轴170，一端连接所述转子110的转轴1101，从而将所述曲轴170的旋转传动至所述转轴。现有的传动机构的输入输出比是固定的，即所述曲轴170的转速与所述转轴1101的转速的比例是固定的。在本发明一些实施例中，压力波增压器的调节部件即包括发动机曲轴和转子转轴之间的传动机构，然而该传动机构的输入输出比可调，从而实现转子的转速可调，进而调节转子的排气量。

继续参考图1，现有技术中的传动机构包括滑轮系统130，所述滑轮系统130包括第一滑轮1301，第二滑轮1302和传动皮带1303；所述第一滑轮1301设置于所述转轴1101上，所述第一滑轮1301和所述第二滑轮1302通过所述传动皮带1303连接，所述第二滑轮1302用于与所述曲轴170连接；其中，所述曲轴170转动带动所述第二滑轮1302，所述第二滑轮1302通过所述传动皮带1303带动所述第一滑轮1301，所述第一滑轮1301再带动所述转轴1101，从而使得所述转子110转动。现有技术中，所述第一滑轮1301和所述第二滑轮1302的半径比固定，因此所述滑轮系统130是固定比例的滑轮系统，在曲轴转速固定的情况下，转子的转速也是不变的。

本发明的一些实施例中，通过对所述滑轮系统130的改变，使其成为输入输出比可调的可变比例滑轮系统。所述可变比例滑轮系统的输入输出比可调，从而可以调节转子的转速。在一些实施例中，所述可变比例滑轮系统的部件及装配关系可以参考现有的滑轮系统130设置，区别在于所述第一滑轮1301和所述第二滑轮1302中至少有一个替换为半径可调节的滑轮，从而实现该滑轮系统的输入输出比可调。其中，调节滑轮半径的方法可为领域内技术人员所知的任何常用调节方法，在此不对此进行限定。

通过变化所述转子的转速还可以调节流入内燃机的气体中空气和废气的 比例从而实现快速控制废气再循环稀释率的变化。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。