一種帶有噴水裝置的增壓器渦輪的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種發動機，具體地說是發動機的渦輪增壓器。
【背景技術】
[0002]增壓器通常與柴油機配合工作，柴油機排出的廢氣進入增壓器的渦輪，廢氣在渦輪內膨脹做功推動渦輪葉片旋轉從而通過增壓器軸帶動壓氣機葉片旋轉，壓氣機葉片的旋轉會將進氣壓縮，提高其壓力和密度。使得柴油機獲得比自然吸氣更高的進氣密度，進氣量更大，從而增壓器和柴油機匹配后使得柴油機的功率大幅度提高。隨著流體科學技術的發展，柴油機向著更高的功率和升功率發展，這就使得增壓器的壓比和轉速急劇上升。這就給增壓器與柴油機的匹配帶來問題。在增壓器與柴油機的匹配中，匹配點通常選擇在柴油機工作點附近，然而柴油機并不可能一直工作在匹配點，當柴油機工作在匹配點之上時，會導致進入增壓器的廢氣能量過多，使得增壓器轉速超過允許值(超速)以及增壓器的溫度超過允許溫度(超溫)。對于這種情況目前的解決方案是在渦輪側安裝旁通管，當超速超溫時，打開閥門讓氣體通過旁通管排到大氣中或者渦輪出口，不經過渦輪做功。這種方案有利有弊，閥門打開后它能夠快速地旁通廢氣，解決超速超溫的問題，但是它也有著管路復雜，閥門動作較慢密封不嚴，廢氣旁通量不易控制等缺點。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供防止超溫超速導致損毀的一種帶有噴水裝置的增壓器渦輪。
[0004]本發明的目的是這樣實現的:
[0005]本發明一種帶有噴水裝置的增壓器渦輪，包括渦輪蝸殼、渦輪葉片、增壓器軸，安裝在增壓器軸上的渦輪葉片設置在渦輪蝸殼里，渦輪蝸殼上設置渦輪進口，其特征是:在渦輪進口處設置噴水器，增壓器軸旁設置轉速傳感器，渦輪蝸殼的渦輪進口處設置溫度傳感器，噴水器、轉速傳感器和溫度傳感器均連接控制器，控制器根據判定轉速傳感器和溫度傳感器的信號是否超出限定值控制噴水器的開閉。
[0006]本發明還可以包括:
[0007]1、噴水器上安裝冷卻水套。
[0008]本發明的優勢在于:本發明向渦輪進口噴水，利用水蒸發吸熱，從而降低廢氣溫度，降低廢氣做功能力，實現改善超溫超速的能力。有著結構簡單，易于控制，節流損失小，改動小的優點。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述:
[0011]結合圖1，渦輪蝸殼8和渦輪進口 10為一個整體，渦輪葉片9和增壓器軸11連接在一起，可以在渦輪蝸殼8的所形成的空間內轉動。渦輪進口 10處裝有溫度傳感器12和噴水器5，以及與其配套的噴水器控制線路1，溫度傳感器線路2，噴水器進水管路3，以及冷卻水套4。在增壓器軸11上裝有轉速傳感器13和配套的轉速傳感器線路7，處于左下方的是系統中樞控制器6.主要
【發明內容】
是在原有增壓器基礎上加裝了噴水器5和溫度傳感器12、轉速傳感器13，以及控制系統，為了防止渦輪的高溫使得水在噴水器中提前被汽化，在噴水器外又加裝了一個冷卻水套4。水套一直工作將渦輪傳給噴水器的熱量帶走，保持噴水器的低溫。控制器監測渦輪入口 10的溫度和轉速，當發現超速和超溫時，控制器6控制噴水器5開啟，將高壓水噴入渦輪進氣道內，吸收廢氣能量，水變成水蒸氣，從而降低了整個廢氣的溫度，使得廢氣通過渦輪的膨脹做功減少，從而降低渦輪轉速。實現改善增壓器超溫超速的問題。當溫度和轉速低于限制值時，控制器控制噴水器關閉，不再向渦輪入口噴水，使廢氣能盡量多做功，提高增壓器效率。
[0012]控制器6通過噴水器控制線路I控制噴水器5的開啟和關閉。溫度傳感器線路2將溫度傳感器12所測得渦輪進口 10的溫度傳遞給控制器6。通過噴水器進水管路3將要噴射的高壓水輸送到噴水器5中。冷卻水套4的作用是把渦輪廢氣傳遞給噴水器5的熱量帶走，保持噴水器5的低溫，防止水在噴水器5中被氣化。噴水器5根據控制器6通過噴水器控制線路I傳遞的控制信號開始或停止向渦輪進口 10噴水。控制器6是整個控制系統的核心，它采集增壓器軸11的轉速信號和渦輪進口 10的溫度信號，進行分析比較，再將控制信號傳遞給噴水器5，控制噴水器的開啟和關閉。轉速傳感器線路7將轉速傳感器13所測得轉速信號傳遞給控制器6中。渦輪蝸殼8主要是限制廢氣的流動范圍，使其在在人們設定的范圍內流動。廢氣通過渦輪蝸殼8和渦輪葉片9形成的通道，膨脹做功，推動渦輪葉片9旋轉。渦輪進口 10與渦輪蝸殼8相連接，噴水器5和溫度傳感器12主要安裝在這一段上，廢氣和高壓水在其中混合，水汽化并吸收熱量，降低整個廢氣的溫度。增壓器軸11 一端與渦輪葉片9相連，另一端與壓氣機葉片相連，它將廢氣通過渦輪葉片9所做的功傳遞給壓氣機葉片。溫度傳感器12監測渦輪進口 10的溫度，并將所測得的值通過溫度傳感器線路2傳遞給控制器6。轉速傳感器13監測增壓器軸11的轉速并將所測得的值通過轉速傳感器線路7傳遞給控制器6。
[0013]當增壓器開始運轉的時候，廢氣由渦輪進口 10如箭頭所示流入流出渦輪。溫度傳感器12和轉速傳感器13開始監測渦輪的進口溫度和增壓器軸11的轉速，并將所測的值通過溫度傳感器線路2和轉速傳感器線路7傳遞給控制器6，控制器6將溫度值和轉速值與所限定的值進行比較，如果低于限定值則通過噴水器控制線路I向噴水器發出關閉信號，使噴水器不向渦輪進口 10噴水。當溫度值或轉速值高于限定值時，則通過噴水器控制線路I向噴水器發出開啟信號，使噴水器向渦輪進口 10噴水。高壓水與廢氣進行混合，汽化，吸收熱量，從而降低廢氣溫度，降低廢氣作功能力，最終降低增壓器轉速，實現改善超溫超速問題的結果。控制器6隨時監測溫度值和轉速值，當其低于所限定的值時，則通過噴水器控制線路I向噴水器發出關閉信號，使噴水器不向渦輪進口 10噴水。以免在正常情況時降低了廢氣的作功能力。在增壓器工作的整個過程中，冷卻水套4也一直工作，確保噴水器5中的高壓水不會在噴入渦輪進口之前被汽化而喪失降低廢氣溫度的能力。
【主權項】
1.一種帶有噴水裝置的增壓器渦輪，包括渦輪蝸殼、渦輪葉片、增壓器軸，安裝在增壓器軸上的渦輪葉片設置在渦輪蝸殼里，渦輪蝸殼上設置渦輪進口，其特征是:在渦輪進口處設置噴水器，增壓器軸旁設置轉速傳感器，渦輪蝸殼的渦輪進口處設置溫度傳感器，噴水器、轉速傳感器和溫度傳感器均連接控制器，控制器根據判定轉速傳感器和溫度傳感器的信號是否超出限定值控制噴水器的開閉。2.根據權利要求1所述的一種帶有噴水裝置的增壓器渦輪，其特征是:噴水器上安裝冷卻水套。
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種帶有噴水裝置的增壓器渦輪，包括渦輪蝸殼、渦輪葉片、增壓器軸，安裝在增壓器軸上的渦輪葉片設置在渦輪蝸殼里，渦輪蝸殼上設置渦輪進口，在渦輪進口處設置噴水器，增壓器軸旁設置轉速傳感器，渦輪蝸殼的渦輪進口處設置溫度傳感器，噴水器、轉速傳感器和溫度傳感器均連接控制器，控制器根據判定轉速傳感器和溫度傳感器的信號是否超出限定值控制噴水器的開閉。本發明向渦輪進口噴水，利用水蒸發吸熱，從而降低廢氣溫度，降低廢氣做功能力，實現改善超溫超速的能力。有著結構簡單，易于控制，節流損失小，改動小的優點。
【IPC分類】F01D5/08, F01N3/04
【公開號】CN104912602
【申請號】CN201510270960
【發明人】王銀燕, 李旭, 孫永瑞, 王賀春, 楊傳雷, 張超, 陳德富, 宋貴濤
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月25日