本實用新型涉及礦用發(fā)動機領(lǐng)域，特別涉及一種礦用渦輪增壓裝置。

背景技術(shù)：

目前，煤礦井下柴油發(fā)動機普遍使用進排氣柵欄進行防爆處理，造成進排氣阻力增加，經(jīng)濟性能下降，故廣泛采用渦輪增壓裝置來增加進氣量，提高發(fā)動機性能，降低排放。但是，傳統(tǒng)的廢氣渦輪增壓器在發(fā)動機低速階段時，廢氣能量不能有效驅(qū)動渦輪，造成發(fā)動機低速時進氣較自然吸氣式下降，燃燒惡化，只有當發(fā)動機轉(zhuǎn)速顯著升高時廢氣渦輪增壓器才能發(fā)揮性能，造成低速段渦輪遲滯現(xiàn)象。而電動渦輪增壓器則因功率小而無法滿足發(fā)動機高速段增壓的要求，單純的提高功率不僅布置安裝難度增加，而且對發(fā)動機的供電系統(tǒng)帶來沖擊。

因此，就需要一種礦用渦輪增壓裝置，滿足礦用發(fā)動機在低速段與高速段的驅(qū)動力需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種礦用渦輪增壓裝置，滿足礦用發(fā)動機在低速段與高速段的驅(qū)動力需求。

本實用新型的礦用渦輪增壓裝置，包括廢氣渦輪增壓器、電動渦輪增壓器和控制系統(tǒng)；所述廢氣渦輪增壓器設(shè)有動力室和壓縮室，所述動力室與發(fā)動機排氣歧管相連，所述壓縮室的進氣口連接進氣管Ⅰ、出氣口連接出氣管Ⅰ；所述電動渦輪增壓器包括渦殼、設(shè)在渦殼內(nèi)的渦輪及用于驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)的防爆電動機，所述渦殼的進氣口連接進氣管Ⅱ、出氣口連接出氣管Ⅱ；所述出氣管Ⅰ與出氣管Ⅱ均與發(fā)動機進氣歧管相連通，所述出氣管Ⅱ中設(shè)有用于阻斷出氣管Ⅱ氣路的電控阻風機構(gòu)；所述控制系統(tǒng)包括控制器及用于采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，所述防爆電動機、電控阻風機構(gòu)及轉(zhuǎn)速傳感器分別與控制器通信連接。

進一步，所述廢氣渦輪增壓器的殼體上設(shè)有用于供冷卻水流通的冷卻水道。

進一步，所述電控阻風機構(gòu)包括設(shè)有閥片及閥桿的閥體和用于驅(qū)動閥桿旋轉(zhuǎn)的氣缸，所述閥片設(shè)在出氣管Ⅱ中并由閥桿驅(qū)動旋轉(zhuǎn)而控制出氣管Ⅱ的通氣度；所述氣缸與控制器相連并接受控制器的控制信號。

進一步，所述進氣管Ⅰ與進氣管Ⅱ通過同一接頭連接于進氣總管，進氣總管的進口端設(shè)有空氣過濾器。

進一步，所述控制器設(shè)在一隔爆電控箱內(nèi)，電控箱內(nèi)還設(shè)有本安電源。

進一步，所述防爆電動機的輸出端與傳動軸相連，所述傳動軸穿入渦殼并與渦輪相連，所述渦殼上設(shè)有用于支撐傳動軸的支撐軸承。

本實用新型的有益效果：本實用新型的礦用渦輪增壓裝置，設(shè)有廢氣渦輪增壓器及電動渦輪增壓器兩路增壓系統(tǒng)，控制器通過轉(zhuǎn)速傳感器采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速信息，對運行狀態(tài)進行判定，針對發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制防爆電動機的運行以及電控阻風機構(gòu)的動作，在發(fā)動機低速階段采用電動渦輪增壓器，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速急速上升時，廢氣渦輪增壓器工作，通過控制器切斷電動渦輪增壓器以降低供電系統(tǒng)的負荷，從而滿足礦用發(fā)動機在低速段與高速段的驅(qū)動力需求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的電動渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的電控阻風機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型的閥體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖5所示：本實施例的礦用渦輪增壓裝置，包括廢氣渦輪增壓器、電動渦輪增壓器和控制系統(tǒng)；所述廢氣渦輪增壓器設(shè)有動力室1a和壓縮室1b，所述動力室1a與發(fā)動機排氣歧管2相連，所述壓縮室1b的進氣口連接進氣管Ⅰ3、出氣口連接出氣管Ⅰ4；所述電動渦輪增壓器包括渦殼51、設(shè)在渦殼51內(nèi)的渦輪52及用于驅(qū)動渦輪52旋轉(zhuǎn)的防爆電動機53，所述渦殼51的進氣口連接進氣管Ⅱ6、出氣口連接出氣管Ⅱ7；所述出氣管Ⅰ4與出氣管Ⅱ7均與發(fā)動機進氣歧管8相連通，所述出氣管Ⅱ7中設(shè)有用于阻斷出氣管Ⅱ7氣路的電控阻風機構(gòu)；所述控制系統(tǒng)包括控制器91及用于采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器92，所述防爆電動機53、電控阻風機構(gòu)及轉(zhuǎn)速傳感器92分別與控制器91通信連接；廢氣渦輪增壓器與電動渦輪增壓器均通過壓縮空氣來增加進氣量，但二者的動力來源不同；廢氣渦輪增壓器利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動動力室1a內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的壓縮式中的葉輪(或者渦輪、泵輪)，葉輪壓送進氣管Ⅰ3送來的空氣，使之增壓進入進氣歧管；電動渦輪增壓器則利用防爆電動機53驅(qū)動渦輪，從而壓送進氣管Ⅱ6送來的空氣，使之增壓進入進氣歧管；防爆電動機53是具有防爆性能的一類電動機，例如可把電氣設(shè)備罩裝在一個外殼內(nèi)，這種外殼具有能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力，并能阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播的結(jié)構(gòu)(隔爆型)，或者使電動機帶電零部件不可能產(chǎn)生足以引起爆炸危險的火花、電弧或危險溫度，或把可能產(chǎn)生這些現(xiàn)象的帶電零部件與爆炸性混合物隔斷開，使之不能相互接觸或達不到具有爆炸性危險的程度(增安型、通風型等)；設(shè)有廢氣渦輪增壓器及電動渦輪增壓器兩路增壓系統(tǒng)，控制器91通過轉(zhuǎn)速傳感器92采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速信息，對運行狀態(tài)進行判定，針對發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制防爆電動機53的運行以及電控阻風機構(gòu)的動作，在發(fā)動機低速階段采用電動渦輪增壓器，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速急速上升時，廢氣渦輪增壓器工作，通過控制器91切斷電動渦輪增壓器以降低供電系統(tǒng)的負荷，從而滿足礦用發(fā)動機在低速段與高速段的驅(qū)動力需求；當發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，廢氣渦輪增壓器投入使用，此時在進氣管管內(nèi)形成很高的氣壓，由于電動渦輪增壓器停止旋轉(zhuǎn)，會在該增壓器內(nèi)形成負壓，影響發(fā)動機增壓效果，故設(shè)計電控阻風機構(gòu)關(guān)斷電動渦輪增壓器的通道，提高增壓效率。

本實施例中，所述廢氣渦輪增壓器的殼體上設(shè)有用于供冷卻水流通的冷卻水道(圖中未示出)；由于發(fā)動機廢氣溫度很高，使廢氣渦輪增壓器表面溫度高于150℃，故殼體利用循環(huán)冷卻水進行冷卻降溫，冷卻水由散熱器經(jīng)水泵進入廢氣渦輪增壓器殼體，經(jīng)排氣岐管、發(fā)動機機體回到散熱器，實現(xiàn)循環(huán)降溫。

本實施例中，所述電控阻風機構(gòu)包括設(shè)有閥片10及閥桿11的閥體12和用于驅(qū)動閥桿11旋轉(zhuǎn)的氣缸13，所述閥片10設(shè)在出氣管Ⅱ7中并由閥桿11驅(qū)動旋轉(zhuǎn)而控制出氣管Ⅱ7的通氣度；所述氣缸13與控制器91相連并接受控制器91的控制信號；閥體12可為蝶閥、球閥等結(jié)構(gòu)；閥片10設(shè)在閥體12的通道中，閥體12連接在出氣管Ⅱ7中，用于封閉或打開出氣管Ⅱ7通道；閥片10與閥體12之間設(shè)有密封件(例如O型密封圈)，提高密閉性；閥桿11與閥片10固定連接，閥桿11的旋轉(zhuǎn)可帶動閥片10旋轉(zhuǎn)；氣缸13可設(shè)在出氣管Ⅱ7外，氣缸13設(shè)有缸體和活塞桿，缸體設(shè)有氣路接口，活塞桿與閥桿11之間通過一傳動件相連，活塞桿的直線運動可帶動閥桿11轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)對閥片10的調(diào)節(jié)。

本實施例中，所述進氣管Ⅰ3與進氣管Ⅱ6通過同一接頭14連接于進氣總管15，進氣總管15的進口端設(shè)有空氣過濾器16；接頭14優(yōu)選為三通接頭接頭；空氣過濾器16用于過濾空氣，提高進氣的純凈度。

本實施例中，所述控制器91設(shè)在一隔爆電控箱93內(nèi)，電控箱93內(nèi)還設(shè)有本安電源94；隔爆箱93內(nèi)還包含了隔離板以及線束等部件；該結(jié)構(gòu)使裝置滿足安全許可的要求，進而應(yīng)用到防爆領(lǐng)域。

本實施例中，所述防爆電動機53的輸出端與傳動軸54相連，所述傳動軸54穿入渦殼51并與渦輪相連，所述渦殼51上設(shè)有用于支撐傳動軸54的支撐軸承55；防爆電動機53的輸出端可為輸出軸結(jié)構(gòu)，其可通過聯(lián)軸器與傳動軸相連，便于安裝和拆卸。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。