一种带有喷水装置的增压器涡轮制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种带有喷水装置的增压器涡轮，包括涡轮蜗壳、涡轮叶片、增压器轴，安装在增压器轴上的涡轮叶片设置在涡轮蜗壳里，涡轮蜗壳上设置涡轮进口，在涡轮进口处设置喷水器，增压器轴旁设置转速传感器，涡轮蜗壳的涡轮进口处设置温度传感器，喷水器、转速传感器和温度传感器均连接控制器，控制器根据判定转速传感器和温度传感器的信号是否超出限定值控制喷水器的开闭。本发明专利技术向涡轮进口喷水，利用水蒸发吸热，从而降低废气温度，降低废气做功能力，实现改善超温超速的能力。有着结构简单，易于控制，节流损失小，改动小的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种发动机，具体地说是发动机的涡轮增压器。
技术介绍
增压器通常与柴油机配合工作，柴油机排出的废气进入增压器的涡轮，废气在涡轮内膨胀做功推动涡轮叶片旋转从而通过增压器轴带动压气机叶片旋转，压气机叶片的旋转会将进气压缩，提高其压力和密度。使得柴油机获得比自然吸气更高的进气密度，进气量更大，从而增压器和柴油机匹配后使得柴油机的功率大幅度提高。随着流体科学技术的发展，柴油机向着更高的功率和升功率发展，这就使得增压器的压比和转速急剧上升。这就给增压器与柴油机的匹配带来问题。在增压器与柴油机的匹配中，匹配点通常选择在柴油机工作点附近，然而柴油机并不可能一直工作在匹配点，当柴油机工作在匹配点之上时，会导致进入增压器的废气能量过多，使得增压器转速超过允许值(超速)以及增压器的温度超过允许温度(超温)。对于这种情况目前的解决方案是在涡轮侧安装旁通管，当超速超温时，打开阀门让气体通过旁通管排到大气中或者涡轮出口，不经过涡轮做功。这种方案有利有弊，阀门打开后它能够快速地旁通废气，解决超速超温的问题，但是它也有着管路复杂，阀门动作较慢密封不严，废气旁通量不易控制等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供防止超温超速导致损毁的一种带有喷水装置的增压器涡轮。本专利技术的目的是这样实现的:本专利技术一种带有喷水装置的增压器涡轮，包括涡轮蜗壳、涡轮叶片、增压器轴，安装在增压器轴上的涡轮叶片设置在涡轮蜗壳里，涡轮蜗壳上设置涡轮进口，其特征是:在涡轮进口处设置喷水器，增压器轴旁设置转速传感器，涡轮蜗壳的涡轮进口处设置温度传感器，喷水器、转速传感器和温度传感器均连接控制器，控制器根据判定转速传感器和温度传感器的信号是否超出限定值控制喷水器的开闭。本专利技术还可以包括:1、喷水器上安装冷却水套。本专利技术的优势在于:本专利技术向涡轮进口喷水，利用水蒸发吸热，从而降低废气温度，降低废气做功能力，实现改善超温超速的能力。有着结构简单，易于控制，节流损失小，改动小的优点。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述:结合图1，涡轮蜗壳8和涡轮进口 10为一个整体，涡轮叶片9和增压器轴11连接在一起，可以在涡轮蜗壳8的所形成的空间内转动。涡轮进口 10处装有温度传感器12和喷水器5，以及与其配套的喷水器控制线路1，温度传感器线路2，喷水器进水管路3，以及冷却水套4。在增压器轴11上装有转速传感器13和配套的转速传感器线路7，处于左下方的是系统中枢控制器6.主要
技术实现思路
是在原有增压器基础上加装了喷水器5和温度传感器12、转速传感器13，以及控制系统，为了防止涡轮的高温使得水在喷水器中提前被汽化，在喷水器外又加装了一个冷却水套4。水套一直工作将涡轮传给喷水器的热量带走，保持喷水器的低温。控制器监测涡轮入口 10的温度和转速，当发现超速和超温时，控制器6控制喷水器5开启，将高压水喷入涡轮进气道内，吸收废气能量，水变成水蒸气，从而降低了整个废气的温度，使得废气通过涡轮的膨胀做功减少，从而降低涡轮转速。实现改善增压器超温超速的问题。当温度和转速低于限制值时，控制器控制喷水器关闭，不再向涡轮入口喷水，使废气能尽量多做功，提高增压器效率。控制器6通过喷水器控制线路I控制喷水器5的开启和关闭。温度传感器线路2将温度传感器12所测得涡轮进口 10的温度传递给控制器6。通过喷水器进水管路3将要喷射的高压水输送到喷水器5中。冷却水套4的作用是把涡轮废气传递给喷水器5的热量带走，保持喷水器5的低温，防止水在喷水器5中被气化。喷水器5根据控制器6通过喷水器控制线路I传递的控制信号开始或停止向涡轮进口 10喷水。控制器6是整个控制系统的核心，它采集增压器轴11的转速信号和涡轮进口 10的温度信号，进行分析比较，再将控制信号传递给喷水器5，控制喷水器的开启和关闭。转速传感器线路7将转速传感器13所测得转速信号传递给控制器6中。涡轮蜗壳8主要是限制废气的流动范围，使其在在人们设定的范围内流动。废气通过涡轮蜗壳8和涡轮叶片9形成的通道，膨胀做功，推动涡轮叶片9旋转。涡轮进口 10与涡轮蜗壳8相连接，喷水器5和温度传感器12主要安装在这一段上，废气和高压水在其中混合，水汽化并吸收热量，降低整个废气的温度。增压器轴11 一端与涡轮叶片9相连，另一端与压气机叶片相连，它将废气通过涡轮叶片9所做的功传递给压气机叶片。温度传感器12监测涡轮进口 10的温度，并将所测得的值通过温度传感器线路2传递给控制器6。转速传感器13监测增压器轴11的转速并将所测得的值通过转速传感器线路7传递给控制器6。当增压器开始运转的时候，废气由涡轮进口 10如箭头所示流入流出涡轮。温度传感器12和转速传感器13开始监测涡轮的进口温度和增压器轴11的转速，并将所测的值通过温度传感器线路2和转速传感器线路7传递给控制器6，控制器6将温度值和转速值与所限定的值进行比较，如果低于限定值则通过喷水器控制线路I向喷水器发出关闭信号，使喷水器不向涡轮进口 10喷水。当温度值或转速值高于限定值时，则通过喷水器控制线路I向喷水器发出开启信号，使喷水器向涡轮进口 10喷水。高压水与废气进行混合，汽化，吸收热量，从而降低废气温度，降低废气作功能力，最终降低增压器转速，实现改善超温超速问题的结果。控制器6随时监测温度值和转速值，当其低于所限定的值时，则通过喷水器控制线路I向喷水器发出关闭信号，使喷水器不向涡轮进口 10喷水。以免在正常情况时降低了废气的作功能力。在增压器工作的整个过程中，冷却水套4也一直工作，确保喷水器5中的高压水不会在喷入涡轮进口之前被汽化而丧失降低废气温度的能力。【主权项】1.一种带有喷水装置的增压器涡轮，包括涡轮蜗壳、涡轮叶片、增压器轴，安装在增压器轴上的涡轮叶片设置在涡轮蜗壳里，涡轮蜗壳上设置涡轮进口，其特征是:在涡轮进口处设置喷水器，增压器轴旁设置转速传感器，涡轮蜗壳的涡轮进口处设置温度传感器，喷水器、转速传感器和温度传感器均连接控制器，控制器根据判定转速传感器和温度传感器的信号是否超出限定值控制喷水器的开闭。2.根据权利要求1所述的一种带有喷水装置的增压器涡轮，其特征是:喷水器上安装冷却水套。【专利摘要】本专利技术的目的在于提供一种带有喷水装置的增压器涡轮，包括涡轮蜗壳、涡轮叶片、增压器轴，安装在增压器轴上的涡轮叶片设置在涡轮蜗壳里，涡轮蜗壳上设置涡轮进口，在涡轮进口处设置喷水器，增压器轴旁设置转速传感器，涡轮蜗壳的涡轮进口处设置温度传感器，喷水器、转速传感器和温度传感器均连接控制器，控制器根据判定转速传感器和温度传感器的信号是否超出限定值控制喷水器的开闭。本专利技术向涡轮进口喷水，利用水蒸发吸热，从而降低废气温度，降低废气做功能力，实现改善超温超速的能力。有着结构简单，易于控制，节流损失小，改动小的优点。【IPC分类】F01D5/08, F01N3/04【公开号】CN104912602【申请号】CN201510270960【专利技术人】王银燕, 李旭, 孙永瑞, 王贺春, 杨传雷, 张超, 陈德富, 宋贵涛 【申请人】哈尔滨工程大学【公开日】2015年9月16日【申请日】2015年5月25日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有喷水装置的增压器涡轮，包括涡轮蜗壳、涡轮叶片、增压器轴，安装在增压器轴上的涡轮叶片设置在涡轮蜗壳里，涡轮蜗壳上设置涡轮进口，其特征是：在涡轮进口处设置喷水器，增压器轴旁设置转速传感器，涡轮蜗壳的涡轮进口处设置温度传感器，喷水器、转速传感器和温度传感器均连接控制器，控制器根据判定转速传感器和温度传感器的信号是否超出限定值控制喷水器的开闭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王银燕，李旭，孙永瑞，王贺春，杨传雷，张超，陈德富，宋贵涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23