[发明专利]推力推进系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于提供推力的推进系统或发动机。在另一形式中，本发明总体上涉及一种用于提供高容量空气压缩机的系统。更具体地，在一种非限制性形式中，本发明涉及一种喷射推进系统或发动机。

背景技术

涡轮增压器在用于向诸如往复活塞式发动机之类的内燃机供给相对高压空气的领域中是已知的。通常，涡轮增压器包括用于接收由发动机排出的废气的涡轮。该涡轮通常由连接至压缩机的可旋转轴支承，该压缩机包括在压缩机壳体内的叶轮。该涡轮由来自发动机的废气驱动并且又驱动压缩机的叶轮，该叶轮将环境空气吸到压缩机壳体中以用于进行压缩并且排放至发动机的进气歧管。

涡轮增压发动机在与常规的自然吸气发动机相比时具有很大优势，因为高密集的空气可以被递送至发动机。该增大的空气密度或质量允许发动机以大致高水平的性能和功率输出来操作并且经常具有更大的效率。需要将涡轮增压器的操作控制成使得空气仅根据需要以不超过预定设计限制的压力水平供给至发动机。通常提供用于使废气绕过涡轮的通道并且该通道包括用于打开及关闭该旁路通道的废气阀。涡轮增压器通常用作内燃机的配件并且定位成内嵌于废气歧管上。涡轮增压器的目的是从内燃机的废气提取压力和动能以向离心式压缩机提供动力。压缩机压缩相对较大量的环境空气。所压缩的空气在与燃料混合之后随后被递送至发动机进气装置。

递送至发动机的增大质量的空气(与非涡轮增压器发动机的空气质量相比)允许增大燃料量以在正确的燃料/空气混合的情况下燃烧。这导致由发动机产生的增大的动力。空气从环境空气被吸到压缩机中。该空气随后被压缩并且通常递送到发动机中，从而与燃料或柴油混合以产生供料(charge)。该燃料/空气供料随后燃烧并且压力能通过活塞的使用从膨胀的空气中提取出并且转化成机械能。极热且膨胀的空气被输送至涡轮增压器的涡轮壳体。热能/压力能从废气流中提取出以使涡轮叶片旋转，从而又驱动压缩机。废气被排放至大气。

现在参照US4,774,812对示例已知的涡轮增压发动机进行更详细地描述。参照图1，涡轮增压发动机1具有限定在活塞2上方的燃烧室3。进气口6和排气口7分别由通向燃烧室3的进气阀4和排气阀5打开及关闭。进气通道8连接至进气口6，并且排气通道9连接至排气口7。发动机1设置有涡轮增压器11，该涡轮增压器11包括设置在进气通道8中并且由设置在废气通道9中的涡轮11a驱动的叶轮11b。空气过滤器14设置在进气通道8的上游端，并且空气流量计15在空气过滤器14的下游设置在进气通道8中。旁路通道18将进气通道8的在叶轮11b上游的一部分与进气通道8的在叶轮11b下游的一部分通过绕过叶轮11b而连接，即，旁路通道18将叶轮11b的进气侧通道12的一部分与叶轮11b的排气侧通道13的一部分直接连接。排气侧通道13通过节气门16和缓冲槽17通向进气口6。引入叶轮11b中的空气的量和引入旁路通道18中的空气的量由阀装置19控制。阀装置19包括设置在旁路通道18中的旁路阀20和设置在叶轮11b的排气侧通道13中的流量控制阀21。旁路阀20为止回阀并且流量控制阀21由致动器22来驱动。流量控制阀21的打开在来自冷却剂温度传感器24的控制温度信号、来自发动机速度传感器25的发动机转速信号以及来自压力传感器26的进气压力信号输入到发动机控制单元23的情况下根据发动机1的操作条件来控制，进气压力信号表示节气门16的下游的进气通道8中的压力。燃料喷射阀27在进气口6附近设置在进气通道8中。排气通道9设置有旁路通道，该旁路通道绕过涡轮增压器11的涡轮11a并且由废气阀28选择性地打开，并且催化转化器29设置在涡轮11a的下游。发动机控制单元23从发动机转速和进气压力获得表示废气的流量的信号，并且在重载荷操作期间完全打开流量控制阀21并且完全关闭旁路阀20，使得仅将由叶轮110b增压的增压空气引入到燃烧室3中。

在对发动机、涡轮增压器、推力系统、空气压缩机系统等及其操作效率方面的改善进行持续地探索。存在发动机和推力系统的诸如航空、汽车和航海之类的广阔的及多种用途，并且这些应用可以得益于诸如改进的效率、推力和/或动力输出之类的因素。仍需要新的或改进的推进系统或发动机、高容量空气压缩机等。

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发明内容