涡轮增压的压燃式发动机
阅读：191发布：2020-05-12
专利汇可以提供涡轮增压的压燃式发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 涡轮 增压 器 (12)的部件包括壳体(14)，其为 涡轮 增压器 (12)的预定部分限定了腔室(16)。 外壳 (24)围绕着壳体(14)并且布置为与壳体(14)的外表面(26)间隔以便限定在该壳体(14)的所述外表面周围的 流体 通路(28)。流体通路(28)具有流体进口(30)和流体出口(32)。这样就允许 涡轮增压器 部件保持更冷。而且还限定了具有壳体(36)的消焰装置(34)，该壳体(36)为双层(内层46和外层48)，形成具有流体进口(50)和流体出口(54)的流体流动通路(52)。消焰装置(34)构造为与涡轮增压器(12)的空气出口(22)相接合并且还与后冷却器(44)相接合。，下面是涡轮增压的压燃式发动机专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及涡轮增压的压燃式发动机。更具体地说，本发明涉及 用于涡轮增压的压燃式发动机的部件以及具有此部件的压燃式发动 机。
背景技术
采矿环境很显然是危险的环境，其中必须一直考虑并提高极度的 安全防范。特别重要的是要考虑到待开采物质的可燃性而采用的安全 措施。
任何带入矿山的东西会产生火花或简单地加热至能引起爆炸的临 界点燃温度之上的温度。这在煤矿中是一个严重的问题，尤其，由于 煤尘在约160℃至170℃的温度会自发地点燃。这意味着任何带入矿山 的东西必须不能发出火焰或火花并且表面必须保持为远低于临界温 度。
采矿业中到处都使用重型机械来移动矿山周围的物质，尤其是 LHD(负载拖拉倾倒)机。这些机器需要很大的动力来移动沉重的负 载。理想地，应当使用涡轮增压的发动机，因为它们和同等能力的自 然吸气发动机相比增加了动力而不会有大量燃料消耗的缺点。
然而，压燃式发动机的涡轮增压器具有超过150℃的表面温度并 且因而在“过热区”之上和其周围要采取临时措施以降低涡轮增压器 的表面温度并增加安全措施。由于这种临时措施不可靠，通常使用非 涡轮增压的发动机，因为它们的表面温度保持在临界温度以下，尽管 根据现有技术它们的效率仍然很低。
除了与涡轮增压器的表面温度相关的问题之外，从发动机发出或 在发动机内部出现的火焰或火花，也带来了潜在的危险。于是，在发 动机系统内布置有消焰装置以阻止火焰的传播。
目前的布置是消焰装置位于涡轮增压器的进口处以使得后冷却器 布置为正交地直接远离涡轮增压器。这种布置没有优化发动机内的空 间限制，并且此外，消焰装置、涡轮增压器和后冷却器的布置没有优 化系统内的流动流速。因而需要一种改进的方法来提高涡轮增压的压 燃式发动机的效率和安全性。
任何带入矿山的东西会产生火花或简单地加热至能引起爆炸的临 界点燃温度之上的温度。这在煤矿中是一个严重的问题，尤其，由于 煤尘在约160℃至170℃的温度会自发地点燃。这意味着任何带入矿山 的东西必须不能发出火焰或火花并且表面必须保持为远低于临界温 度。
采矿业中到处都使用重型机械来移动矿山周围的物质，尤其是 LHD(负载拖拉倾倒)机。这些机器需要很大的动力来移动沉重的负 载。理想地，应当使用涡轮增压的发动机，因为它们和同等能力的自 然吸气发动机相比增加了动力而不会有大量燃料消耗的缺点。
然而，压燃式发动机的涡轮增压器具有超过150℃的表面温度并 且因而在“过热区”之上和其周围要采取临时措施以降低涡轮增压器 的表面温度并增加安全措施。由于这种临时措施不可靠，通常使用非 涡轮增压的发动机，因为它们的表面温度保持在临界温度以下，尽管 根据现有技术它们的效率仍然很低。
除了与涡轮增压器的表面温度相关的问题之外，从发动机发出或 在发动机内部出现的火焰或火花，也带来了潜在的危险。于是，在发 动机系统内布置有消焰装置以阻止火焰的传播。
目前的布置是消焰装置位于涡轮增压器的进口处以使得后冷却器 布置为正交地直接远离涡轮增压器。这种布置没有优化发动机内的空 间限制，并且此外，消焰装置、涡轮增压器和后冷却器的布置没有优 化系统内的流动流速。因而需要一种改进的方法来提高涡轮增压的压 燃式发动机的效率和安全性。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种涡轮增压器的部件，该部 件包括：
涡轮增压器的压缩器壳体，其限定了用于涡轮增压器预定部分的 腔室，该壳体具有用于接收未压缩空气的空气进口以及用于将压缩空 气排出到发动机中的空气出口；以及
围绕着该壳体的外壳，该外壳布置为与壳体的外表面间隔以便限 定绕着该壳体的所述外表面的流体通路，该流体通路具有流体进口和 流体出口。
在一个优选实施例中，流体通路的流体出口位于距流体进口最远 的位置，因此在使用中最大化了冷却液的作用，因为其覆盖了壳体外 表面的较大部分并且因此增大了冷却装置的热交换效率。
外壳可以为铝质并且利用焊接技术的适当选择而通过焊接连接至 壳体。
本发明还涉及到具有上述部件的涡轮增压器。
附图说明
现在参考附图以示例的方式描述本发明，在附图中：
图1是根据本发明一个方面用于压燃式发动机的流体输入组件的 侧视图；
图2是流体输入组件的平面图；和
图3是流体冷却的涡轮增压的、压燃式发动机的侧视图。
涡轮增压器的压缩器壳体，其限定了用于涡轮增压器预定部分的 腔室，该壳体具有用于接收未压缩空气的空气进口以及用于将压缩空 气排出到发动机中的空气出口；以及
围绕着该壳体的外壳，该外壳布置为与壳体的外表面间隔以便限 定绕着该壳体的所述外表面的流体通路，该流体通路具有流体进口和 流体出口。
在一个优选实施例中，流体通路的流体出口位于距流体进口最远 的位置，因此在使用中最大化了冷却液的作用，因为其覆盖了壳体外 表面的较大部分并且因此增大了冷却装置的热交换效率。
外壳可以为铝质并且利用焊接技术的适当选择而通过焊接连接至 壳体。
本发明还涉及到具有上述部件的涡轮增压器。
附图说明
现在参考附图以示例的方式描述本发明，在附图中：
图1是根据本发明一个方面用于压燃式发动机的流体输入组件的 侧视图；
图2是流体输入组件的平面图；和
图3是流体冷却的涡轮增压的、压燃式发动机的侧视图。
具体实施方式
首先参考附图中的图1和2，用于涡轮增压的压燃式发动机装置 的流体输入组件的一个实施例在图中示出并且用附图标记10标识。
组件10包括用于压燃式发动机11(图3)的涡轮增压器12。根据 本发明的第一个方面，涡轮增压器12包括壳体14，该壳体限定了用于 涡轮增压器12的预定部分(更具体地说，压缩器18)的腔室16。压 缩器18包括多个径向延伸的叶片18.1，其通过进口20吸入空气并将 所引起的空气通过出口22排出。
组件10还包括具有壳体36的消焰装置34，这也是根据本发明的 一个方面并将在以下进行更详细地描述。
涡轮增压器12的壳体14周围的外壳24布置为与壳体14的外表 面26间隔以限定在壳体14的所述外表面周围的流体通路28，流体通 路28具有流体进口30和流体出口32。
在本发明的一个优选实施例中，流体通路28的流体出口32位于 距流体进口30最远的位置，因此在使用中最大化了冷却液的作用，因 为其覆盖了壳体14的外表面26的较大部分并且因此增大了通常标识 为12的冷却装置的热交换效率。由于壳体14基本上为圆形，这就要 求流体进口30和流体出口32布置在外壳24上大致直径地相对的位置 上。
消焰装置34的壳体36具有构造为与涡轮增压器12的出口22相 接合的进口38以及构造为与进口后冷却器44的进口42相接合的出口 40。
消焰装置34的壳体36被流体冷却。因此壳体36具有两层外壳： 其内表面与消焰室35相通的内层46，以及布置为与壳体36的内层46 间隔以形成流体通路52的外层48。流体通路52限定了冷却液进口50 和冷却液出口54。流体圈闭部件(未示出)容纳在室35中。
在一个优选实施例中，消焰装置的壳体36包括流体通路52，其 带有距冷却液进口50最远的冷却液出口54，因此在使用中最大化了热 交换效果，因为其穿过了消焰壳体36的内层46的较大部分并且因而 增大了冷却装置的效率。
在本发明的这个实施例中，消焰装置34包括主体部分58，其具 有第一表面60和间隔的第二表面62并且限定了消焰装置的出口40。 壳体36具有两个从主体部分58的表面60延伸的彼此平行的三角形侧 壁64和66(图2)。壁64，66被从主体部分58的表面60延伸的底部 构件68桥接起来。消焰装置的进口38被限定为穿过底部构件68。外 板70限定了一个通向消焰室35的进口。
此外，主体部分58的表面62毗邻进口后冷却器44。主体部分58 提供了用于将消焰壳体36连接至进口后冷却器44的连接装置，比如 利用螺栓72。
消焰装置的壳体36用作将涡轮增压器12连接至进口后冷却器44 的肘节，并且用于抑制任何来自压燃式发动机的倒流以防止火花的逸 出。
在使用中，用于压燃式发动机11的流体输入组件10包括涡轮增 压器12、连接至涡轮增压器的出口22的消焰装置34以及连接至壳体 36的室35的出口38的进口后冷却器44。
涡轮增压器12的流体通路28与消焰壳体36的流体通路52流体 相通。
因而，冷却液通过涡轮增压器12的流体进口30进入组件10，循 环过冷却液通路28并且通过流体出口32排放出去。涡轮增压器12的 流体通路28借助于适当的管道(未示出)结合至消焰装置的壳体36 的流体通路52以使得涡轮增压器12的流体出口32将冷却液排放到消 焰装置的壳体36的流体进口50。冷却液循环过壳体36的流体通路52 并通过流体出口54排放回发动机11的冷却系统。
在使用中，如附图中的图3所示，流体输入组件10安装在压燃式 发动机11上。空气经由空气进口20从进口歧管74喷射入涡轮增压器 12。压缩空气从涡轮增压器12经由出口22排放到消焰装置的壳体36。 随后压缩空气经由进口后冷却器44被喷射入发动机11。
发动机11被冷却系统76冷却，该冷却系统具有散热器78以及由 风扇马达82控制的冷却风扇80。循环通过流体输入组件10的冷却液 被供应回冷却系统76。
本发明的优点在于，提供了一种流体输入组件10，申请人相信其 能在比不利条件下的最高允许温度低的温度下运行。这样就能允许在 这种条件下使用涡轮增压的压燃式发动机。
本领域的技术人员能理解到，在不偏离本发明概括地描述的主旨 和范围下，可对本发明作出多种变化和/或修改。因此，现有的实施例 在各个方面应当视为是示意性的而非限制性的。
组件10包括用于压燃式发动机11(图3)的涡轮增压器12。根据 本发明的第一个方面，涡轮增压器12包括壳体14，该壳体限定了用于 涡轮增压器12的预定部分(更具体地说，压缩器18)的腔室16。压 缩器18包括多个径向延伸的叶片18.1，其通过进口20吸入空气并将 所引起的空气通过出口22排出。
组件10还包括具有壳体36的消焰装置34，这也是根据本发明的 一个方面并将在以下进行更详细地描述。
涡轮增压器12的壳体14周围的外壳24布置为与壳体14的外表 面26间隔以限定在壳体14的所述外表面周围的流体通路28，流体通 路28具有流体进口30和流体出口32。
在本发明的一个优选实施例中，流体通路28的流体出口32位于 距流体进口30最远的位置，因此在使用中最大化了冷却液的作用，因 为其覆盖了壳体14的外表面26的较大部分并且因此增大了通常标识 为12的冷却装置的热交换效率。由于壳体14基本上为圆形，这就要 求流体进口30和流体出口32布置在外壳24上大致直径地相对的位置 上。
消焰装置34的壳体36具有构造为与涡轮增压器12的出口22相 接合的进口38以及构造为与进口后冷却器44的进口42相接合的出口 40。
消焰装置34的壳体36被流体冷却。因此壳体36具有两层外壳： 其内表面与消焰室35相通的内层46，以及布置为与壳体36的内层46 间隔以形成流体通路52的外层48。流体通路52限定了冷却液进口50 和冷却液出口54。流体圈闭部件(未示出)容纳在室35中。
在一个优选实施例中，消焰装置的壳体36包括流体通路52，其 带有距冷却液进口50最远的冷却液出口54，因此在使用中最大化了热 交换效果，因为其穿过了消焰壳体36的内层46的较大部分并且因而 增大了冷却装置的效率。
在本发明的这个实施例中，消焰装置34包括主体部分58，其具 有第一表面60和间隔的第二表面62并且限定了消焰装置的出口40。 壳体36具有两个从主体部分58的表面60延伸的彼此平行的三角形侧 壁64和66(图2)。壁64，66被从主体部分58的表面60延伸的底部 构件68桥接起来。消焰装置的进口38被限定为穿过底部构件68。外 板70限定了一个通向消焰室35的进口。
此外，主体部分58的表面62毗邻进口后冷却器44。主体部分58 提供了用于将消焰壳体36连接至进口后冷却器44的连接装置，比如 利用螺栓72。
消焰装置的壳体36用作将涡轮增压器12连接至进口后冷却器44 的肘节，并且用于抑制任何来自压燃式发动机的倒流以防止火花的逸 出。
在使用中，用于压燃式发动机11的流体输入组件10包括涡轮增 压器12、连接至涡轮增压器的出口22的消焰装置34以及连接至壳体 36的室35的出口38的进口后冷却器44。
涡轮增压器12的流体通路28与消焰壳体36的流体通路52流体 相通。
因而，冷却液通过涡轮增压器12的流体进口30进入组件10，循 环过冷却液通路28并且通过流体出口32排放出去。涡轮增压器12的 流体通路28借助于适当的管道(未示出)结合至消焰装置的壳体36 的流体通路52以使得涡轮增压器12的流体出口32将冷却液排放到消 焰装置的壳体36的流体进口50。冷却液循环过壳体36的流体通路52 并通过流体出口54排放回发动机11的冷却系统。
在使用中，如附图中的图3所示，流体输入组件10安装在压燃式 发动机11上。空气经由空气进口20从进口歧管74喷射入涡轮增压器 12。压缩空气从涡轮增压器12经由出口22排放到消焰装置的壳体36。 随后压缩空气经由进口后冷却器44被喷射入发动机11。
发动机11被冷却系统76冷却，该冷却系统具有散热器78以及由 风扇马达82控制的冷却风扇80。循环通过流体输入组件10的冷却液 被供应回冷却系统76。
本发明的优点在于，提供了一种流体输入组件10，申请人相信其 能在比不利条件下的最高允许温度低的温度下运行。这样就能允许在 这种条件下使用涡轮增压的压燃式发动机。
本领域的技术人员能理解到，在不偏离本发明概括地描述的主旨 和范围下，可对本发明作出多种变化和/或修改。因此，现有的实施例 在各个方面应当视为是示意性的而非限制性的。
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