[发明专利]一种废气能空压机

说明书

所属技术领域

本发明涉及的一种用内燃机排出的废气能量产生压缩空气的机器，为废气增压提供一个全新的模式。使内燃机功率的提升作用更为显著，废气能的利用也最大化。

背景技术

据分析：燃油燃烧后25％--40％能量被内燃机以废气形式排掉。目前，内燃机废气能只是用来给进气增压，即所谓的涡轮增压，能提高约25％的内燃机输出功率。但涡轮增压由于自身结构的特点，存在一些无法克服的缺陷：

1、涡轮增压的驱动涡轮和从动的离心风机是共轴一体化机，结构十分紧凑。进气管和排气管都要联接到一体化机上，然而内燃机的排气口和进气口都分布在气缸盖两侧，使得进气管和排气管空间布局十分困难，由于受空间、功能等诸多因素的限制，进气管不得不“拐弯摸角”“长途跋涉”与排气管相会。弯长的气道使进气气阻加大，阻碍了内燃机输出功率的提升。

2、由于空间狭小，在一体化机联接处，进气管和排气管几乎是“贴身”分布。排气管的高温使进气管进气温度上升、进气密度减小，使内燃机输出功率下降。

3、涡轮增压压力与内燃机排气速度成正比。当内燃机大负荷、低速运转时，排气速度慢增压压力低，对内燃机输出功功率提升作用不大；而当内燃机轻负荷、高速运转时，排气速度快增压压力高，为防止进气压力过高引发震爆，要泻放一部分增压进气以调低压力，造成废气能的浪费。形象的表述是：要的时候它不给，不要的时候它猛给。

综上所述：由于涡轮增压固有缺陷的存在，涡轮增压对内燃机功率的提升作用大打折扣。

发明内容

针对涡轮增压的固有缺陷，本发明先用涡轮经减速后驱动气泵，气泵产生的高压空气送储气罐贮存。罐内的高压空气经高压补气管从气缸盖进入气缸补气增压。这样不仅达到进气增压的效果，而且使内燃机功率的提升作用更为显著。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废气能空压机包括：涡轮气泵主体、油冷却器、储气罐三大部分。涡轮气泵主体由外壳、涡轮、涡轮轴、油冷却腔、星型减速器、气泵组装成。涡轮与涡轮轴以紧配合组装成一个高速旋转体，涡轮轴装有轴承和密封件以支承旋转体。内燃机排出的高速气流驱动涡轮并带动涡轮轴高速旋转，涡轮轴的转速是几万转/秒，而气泵转速只需几千转/秒，涡轮轴的功率必需减速后传递给气泵。星型减速器有结构紧凑、减速比大、效率高、输出输入轴在一个中心线上的特点，能满足本发明涡轮和气泵结构一体化的要求。星型减速器低速端用联接器与气泵联接。

为防止废气的高温损坏涡轮轴和轴承，涡轮轴先穿过油冷却腔冷却后再与星型减速器高速端联接。油冷却腔内的高温油通过油管穿过外壳送到油冷却器冷却后再回到油冷却腔循环使用。

涡轮气泵主体内气泵产生的高压空气经高压输气管送到储气罐贮存。

本发明的有益效果是：

1、高压空气通过补气管直接进入气缸增压，没有进气管气阻问题。

2、排气管只与废气能空压机联接，也不存在进气管被加热问题。

3、内燃机高速运转时产生的高压空气被储气罐贮存，可用于内燃机低速运转时增压，使的内燃机全速段功率提升效果均衡。

4、由于内燃机长期工作在高速、轻负荷状况，充足的高压空气不但可用于增压，还可用于其它用途如：制动等，必要时可省去了其它空压机。

5、当废气能空压机应用到“油-气”型“双模环保汽车”内燃机时，充足的高压空气成为汽车的第二能量，实现废气“零排放”。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明示意图。

图2为本发明在“双模汽车”内燃机实施的示意图。

图1中，1.外壳，2.涡轮，3.涡轮轴，4.油冷却腔，5.油冷却器，6.星型减速器，7.气泵，8.高压输气管，9.储气罐。

具体实施方式

在图1中，涡轮(2)的中心孔与涡轮轴(3)一端以紧配合组装成一个旋转体，涡轮轴(3)另一端先穿过油冷却腔(4)与星型减速器(6)的高速端以动配合联接；星型减速器(6)低速端用联接器与气泵(7)轴动配合联接，气泵(7)产生的高压空气经高压输气管(8)送到储气罐(9)贮存。油冷却腔(4)内的高温油通过两条油管穿过外壳(1)与油冷却器(5)联接，高温油送到油冷却器(5)冷却后再回到油冷却腔(4)内循环使用。外壳(1)把涡轮(2)、涡轮轴(3)、油冷却腔(4)、星型减速器(6)、气泵(7)组合成一体化的涡轮气泵主体。

在图2所示内燃机实施例中，在图1的基础上，把储气罐(9)内的高压空气经电磁阀(10)由穿过气缸盖(14)的高压补气管(11)加入气缸(15)补气增压。