一種發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)及汽車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)及汽車，其中，所述冷卻系統(tǒng)包括：具有排氣管的發(fā)動機(jī)；具有渦輪葉片的渦輪增壓器，所述渦輪葉片位于所述排氣管內(nèi)；與所述排氣管連接的溫度傳感器；與所述溫度傳感器連接的中央處理器；一端與所述中央處理器連接的霧化器；其中，所述霧化器另一端與所述排氣管連通，用于向所述渦輪增壓器的渦輪葉片噴霧冷卻。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可以允許發(fā)動機(jī)的排氣管溫度進(jìn)一步升高到最有利于發(fā)動機(jī)發(fā)揮熱效率的溫度，而不必再受渦輪增壓器渦輪葉片耐受溫度的限制，從而大大提高發(fā)動機(jī)的燃油利用率。
【專利說明】一種發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)及汽車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)及汽車。

【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器提高內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)功率、扭矩以及實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)輕量化、小型化以降低油耗的有效途徑，近年來在乘用車發(fā)動機(jī)上使用廢氣渦輪增加技術(shù)成為一種趨勢。廢氣渦輪增壓器利用發(fā)動機(jī)排氣管排出的高溫高壓廢氣推動渦輪增壓器的渦輪葉片高速旋轉(zhuǎn)，帶動同軸的壓氣機(jī)葉輪壓縮進(jìn)氣空氣，提高發(fā)動機(jī)進(jìn)氣的壓強(qiáng)，提高進(jìn)氣量，從而提高功率、扭矩以及燃燒效率。
[0003]然而進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的廢氣溫度高達(dá)900°C以上，由于渦輪葉片的耐溫性能有限，限制了廢氣溫度的進(jìn)一步提升，而對發(fā)動機(jī)而言，高的廢氣溫度意味著高的燃燒效率，為了保護(hù)渦輪葉片，不得不犧牲一部分熱效率；另一方面，當(dāng)發(fā)動機(jī)排氣溫度過高時，發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)會采取類似增加噴油量來加濃混合燃?xì)獾姆绞絹斫档蜏u輪溫度，而這種措施顯然增加了燃油消耗量，與發(fā)動機(jī)的節(jié)油目標(biāo)是背道而馳的。此外，通過燃油加濃來降低排氣溫度還有很多其他的危害，如加濃燃油會導(dǎo)致燃燒不充分，造成發(fā)動機(jī)的排放惡化；加濃燃油還會造成燃燒室以及氣門部位積碳，引起燃燒室熱點(diǎn)增多，使發(fā)動機(jī)早燃和爆震的傾向加大，不但增加了發(fā)動機(jī)的不穩(wěn)定性，而且降低了發(fā)動機(jī)的燃油消耗率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)及汽車，能夠解決現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的燃油利用率由于受渦輪增壓器渦輪耐受溫度的限制而降低的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，其中，包括:
[0006]具有排氣管的發(fā)動機(jī)；
[0007]具有渦輪葉片的渦輪增壓器，所述渦輪葉片位于所述排氣管內(nèi)；與所述排氣管連接的溫度傳感器；
[0008]與所述溫度傳感器連接的中央處理器；
[0009]一端與所述中央處理器連接的霧化器；其中，所述霧化器另一端與所述排氣管連通，用于向所述渦輪增壓器的渦輪葉片噴霧冷卻。
[0010]其中，所述排氣管包括:被所述渦輪葉片分隔開的渦輪進(jìn)氣側(cè)和渦輪排氣側(cè)；
[0011]其中，所述溫度傳感器與所述渦輪進(jìn)氣側(cè)連接；所述霧化器另一端與所述渦輪排氣側(cè)連通。
[0012]其中，所述發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)還包括:
[0013]設(shè)置于所述霧化器另一端與所述渦輪排氣側(cè)之間的加速風(fēng)扇。
[0014]其中，所述發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)還包括:
[0015]位于所述加速風(fēng)扇與所述渦輪排氣側(cè)之間的單向閥；所述霧化器的噴霧通過所述單向閥導(dǎo)入所述渦輪排氣側(cè)。
[0016]其中，所述中央處理器與所述霧化器通過數(shù)據(jù)線連接。
[0017]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施例還提供一種汽車，包括如上所述的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0019]本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，因?yàn)橛辛怂F的冷卻作用，可以允許發(fā)動機(jī)的排氣管溫度進(jìn)一步升高到最有利于發(fā)動機(jī)發(fā)揮熱效率的溫度而不必再受渦輪增壓器渦輪葉片耐受溫度的限制，從而大大提高發(fā)動機(jī)的燃油利用率；
[0020]本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)避免了通過采取燃油加濃來降低排氣管溫度的來保護(hù)渦輪葉片的措施，減少了污染排放和積碳的形成幾率；
[0021]本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，在發(fā)動機(jī)排氣管側(cè)引入水霧冷卻后極大降低了發(fā)動機(jī)排氣管的溫度，進(jìn)一步提高了渦輪進(jìn)、排氣側(cè)的溫差，提高了渦輪的驅(qū)動力最終提聞潤輪的機(jī)械效率；
[0022]本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，通過水霧冷卻可以使渦輪葉片的溫度有大幅度降低，從而使渦輪葉片的耐高溫限度極大降低，從而降低了渦輪葉片的材料等級、采用耐溫限度低的材料來制造渦輪成為可能，降低了制造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1表示本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]1-發(fā)動機(jī)
[0026]11-進(jìn)氣管
[0027]12-排氣管
[0028]121-渦輪進(jìn)氣側(cè)
[0029]122-渦輪排氣側(cè)
[0030]21-渦輪葉片
[0031]22-葉輪葉片
[0032]3-溫度傳感器
[0033]4-中央處理器
[0034]5-霧化器
[0035]6-加速風(fēng)扇
[0036]7-單向閥

【具體實(shí)施方式】
[0037]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0038]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的燃油利用率由于受渦輪增壓器渦輪耐受溫度的限制而降低的問題，提供一種發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:具有排氣管的發(fā)動機(jī)；具有渦輪葉片的渦輪增壓器，所述渦輪葉片位于所述排氣管內(nèi)；與所述排氣管連接的溫度傳感器；與所述溫度傳感器連接的中央處理器；一端與所述中央處理器連接的霧化器；其中，所述霧化器另一端與所述排氣管連通，用于向所述渦輪增壓器的渦輪葉片噴霧冷卻。本實(shí)用新型的方案可以允許發(fā)動機(jī)的排氣管溫度進(jìn)一步升高到最有利于發(fā)動機(jī)發(fā)揮熱效率的溫度，而不必再受渦輪增壓器渦輪耐受溫度的限制，從而大大提高發(fā)動機(jī)的燃油利用率。
[0039]下面將結(jié)合附圖以及具體的實(shí)施例，對本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)做詳細(xì)說明。
[0040]如圖1所示，本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)包括:發(fā)動機(jī)1、渦輪增壓器、溫度傳感器3、中央處理器4和霧化器5。
[0041]下面將對上述冷卻系統(tǒng)中各器件的結(jié)構(gòu)或功用，以及它們之間的具體的位置和連接關(guān)系作詳細(xì)描述:
[0042]該發(fā)動機(jī)I包括:一進(jìn)氣管11和一排氣管12，且該進(jìn)氣管11和該排氣管12分別與發(fā)動機(jī)I的氣缸連通。
[0043]該渦輪增壓器包括渦輪室和增壓器，還包括位于渦輪室內(nèi)的渦輪葉片21以及位于增壓器內(nèi)的葉輪葉片22，該渦輪室位于發(fā)動機(jī)的該排氣管12內(nèi)，該增壓器位于發(fā)動機(jī)的該進(jìn)氣管11內(nèi)，從而使得渦輪葉片21位于排氣管12內(nèi)和使得葉輪葉片22位于進(jìn)氣管11內(nèi)。其中，該渦輪葉片21將該發(fā)動機(jī)I的排氣管12分隔為接近發(fā)動機(jī)I的氣缸的渦輪進(jìn)氣側(cè)121以及遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)I的氣缸的渦輪排氣側(cè)122 ;位于渦輪室的渦輪葉片21利用發(fā)動機(jī)I的氣缸排出的廢氣慣性沖力轉(zhuǎn)動，渦輪葉片21又帶動同軸的葉輪葉片22，葉輪葉片22壓送由發(fā)動機(jī)I的空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸用以燃油的燃燒。
[0044]溫度傳感器3，該溫度傳感器3與渦輪進(jìn)氣側(cè)121連接，用以檢測渦輪進(jìn)氣側(cè)121的溫度。
[0045]該中央處理器(CPU) 4與該溫度傳感器3連接，接收來自溫度傳感器3傳遞的溫度信號。
[0046]該霧化器5的一端與中央處理器4通過數(shù)據(jù)線連接，另一端與渦輪排氣側(cè)122連通，用以接收中央處理器4傳遞的啟動信號，并根據(jù)此啟動信號向渦輪增壓器的渦輪葉片21進(jìn)行噴霧冷卻。
[0047]此外，為了使得霧化器5產(chǎn)生的噴霧能夠快速達(dá)到渦輪排氣側(cè)122，從而提高對渦輪葉片21的冷卻效率，該發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)還包括:設(shè)置于該霧化器5和該渦輪排氣側(cè)122之間的加速風(fēng)扇6。
[0048]當(dāng)然，為了防止排氣管12內(nèi)的高溫氣體的回流，在加速風(fēng)扇6和渦輪排氣側(cè)122之間還設(shè)置有一單向閥7，該單向閥7的設(shè)置使得噴霧器5的噴霧能夠通過該單向閥7導(dǎo)入該渦輪排氣側(cè)122，而防止渦輪排氣側(cè)122的高溫氣體回流。
[0049]下面將對本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)的工作原理作詳細(xì)描述:
[0050]溫度傳感器3檢測渦輪進(jìn)氣側(cè)121的溫度，產(chǎn)生溫度信號，并將此信號傳遞至中央處理器4，當(dāng)該中央處理器4檢測到此溫度信號低于預(yù)先設(shè)定的溫度值時，不發(fā)送任何信號給霧化器5，當(dāng)該中央處理器4檢測到此溫度信號高于或者等于預(yù)先設(shè)定的溫度值時，通過數(shù)據(jù)線發(fā)送啟動信號給霧化器5，該霧化器5接收到此啟動信號后開始工作噴霧，該噴霧通過加速風(fēng)扇6進(jìn)行加速，通過單向閥7導(dǎo)入渦輪排氣側(cè)122，對渦輪葉片21進(jìn)行冷卻。中央處理器4可以根據(jù)溫度傳感器3檢測到的渦輪進(jìn)氣側(cè)121的溫度高低調(diào)整對霧化器5輸入信號的強(qiáng)度，來控制霧化器5的噴霧量，從而實(shí)現(xiàn)對渦輪葉片21不同程度冷卻能力。
[0051]綜上，該冷卻系統(tǒng)通過噴霧對渦輪葉片21進(jìn)行冷卻，當(dāng)渦輪進(jìn)氣側(cè)121和渦輪排氣側(cè)122的溫差越大,給渦輪葉片21的驅(qū)動力相對也越大,渦輪葉片21的轉(zhuǎn)速相對增大，與其同軸連接的葉輪葉片22就會壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以使燃料燃燒的更加充分，使得排氣管12內(nèi)的溫度得以提高至最有利于發(fā)動機(jī)發(fā)揮熱效率的溫度，而不必再受渦輪增壓器渦輪耐受溫度的限制，從而大大提高發(fā)動機(jī)的燃油利用率。
[0052]該冷卻系統(tǒng)通過噴霧對渦輪葉片21進(jìn)行冷卻，避免了通過采取燃油加濃來降低排氣管溫度的來保護(hù)渦輪葉片的措施，減少了污染排放和積碳的形成幾率；
[0053]該冷卻系統(tǒng)通過噴霧對渦輪葉片21進(jìn)行冷卻,使渦輪葉片21的溫度有大幅度降低，從而使渦輪葉片21的耐高溫限度極大降低，從而降低了渦輪葉片21的材料等級、采用耐溫限度低的材料來制造渦輪成為可能，降低了制造成本。
[0054]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施例還提供一種汽車，包括如上所述的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)。
[0055]需要說明的是，該汽車是包括上述發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)的汽車，上述發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式適用于該汽車的實(shí)施例中，也能達(dá)到相同的技術(shù)效果。
[0056]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括: 具有排氣管的發(fā)動機(jī)； 具有渦輪葉片的渦輪增壓器，所述渦輪葉片位于所述排氣管內(nèi)； 與所述排氣管連接的溫度傳感器； 與所述溫度傳感器連接的中央處理器； 一端與所述中央處理器連接的霧化器；其中，所述霧化器另一端與所述排氣管連通，用于向所述渦輪增壓器的渦輪葉片噴霧冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣管包括:被所述渦輪葉片分隔開的渦輪進(jìn)氣側(cè)和渦輪排氣側(cè)； 其中，所述溫度傳感器與所述渦輪進(jìn)氣側(cè)連接；所述霧化器另一端與所述渦輪排氣側(cè)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)還包括: 設(shè)置于所述霧化器另一端與所述渦輪排氣側(cè)之間的加速風(fēng)扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)還包括: 位于所述加速風(fēng)扇與所述渦輪排氣側(cè)之間的單向閥；所述霧化器的噴霧通過所述單向閥導(dǎo)入所述渦輪排氣側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器與所述霧化器通過數(shù)據(jù)線連接。
6.一種汽車，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至5任一項所述的發(fā)動機(jī)的廢氣渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)。
【文檔編號】F01D5/18GK203925597SQ201420366843
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】孫雪迎, 丁楠, 張艷青, 賀燕銘, 田安民, 馬童立, 李紅強(qiáng), 周啟順 申請人:北京汽車動力總成有限公司