[發(fā)明專利]排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110361740.4
• 申請(qǐng)日: 2011-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN102505984A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紹明;鄧康耀;崔毅;汪文輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F02B37/22
• 分類號(hào): F02B37/22
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，中大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用渦輪增壓技術(shù)，以提高功率和降低燃油消耗率。渦輪增壓系統(tǒng)的兩種基本型式為定壓增壓系統(tǒng)和脈沖增壓系統(tǒng)。定壓增壓系統(tǒng)，各缸共用一根容積較大的排氣管，排氣管系結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，排氣管內(nèi)壓力基本上保持恒定，壓力大小僅與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速有關(guān)，不同缸數(shù)柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)可以進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)。定壓增壓系統(tǒng)在高速工況時(shí)，泵氣損失較小，性能較優(yōu)；但是在低速工況時(shí)，不能充分利用排氣脈沖能量。脈沖增壓系統(tǒng)，依據(jù)各缸發(fā)火順序，將排氣不發(fā)生干擾的兩個(gè)氣缸或三個(gè)氣缸和同一根排氣管相連接，排氣管系管徑較小，排氣脈沖能量可以充分利用，低速工況和瞬態(tài)工況性能較好；但是在高速工況時(shí)，泵氣損失較大。由此可見，如果一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管容積可以隨著工況的變換而變化，高速工況時(shí)使排氣管容積變大，低速工況時(shí)使排氣管容積變小，這是較為理想的。在排氣管容積不變的前提下，通過改變排氣管的出口面積，也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高低轉(zhuǎn)速工況的兼顧。在低速工況排氣管出口面積變小，渦輪前可用能較多；在高速工況排氣管出口面積變大，泵氣損失較小，這也是較為理想的。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利號(hào)ZL201020532937.0，專利名稱：排氣管出口面積可變的渦輪增壓裝置，該專利技術(shù)提供了一種排氣管出口面積連續(xù)可變的裝置，能較好地兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況；但是其排氣管出口面積的變化是通過旋轉(zhuǎn)把手的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就需要增加一套專門的控制機(jī)構(gòu)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)把手的旋轉(zhuǎn)，從而使增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變的比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)，使其排氣管出口面積可以自我調(diào)節(jié)，較好地兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要專門的控制機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括：第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸、第一排氣支管、第二排氣支管、第三排氣支管、排氣管、渦輪、排氣管側(cè)壁、排氣管后壁、第一容積腔、第一容積腔側(cè)壁、第一容積腔后壁、第二容積腔、第二容積腔側(cè)壁、第二容積腔后壁、第一移動(dòng)板、第二移動(dòng)板和彈性部件，第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸分別通過第一排氣支管、第二排氣支管、第三排氣支管與排氣管相連接，排氣管的出口與渦輪的入口相連接，排氣管側(cè)壁與排氣管后壁固定連接，第一容積腔和第二容積腔均為等截面管，第一容積腔和第二容積腔均安裝在排氣管的前部，第一容積腔側(cè)壁與第一容積腔后壁、排氣管側(cè)壁均固定連接，第二容積腔側(cè)壁與第二容積腔后壁、排氣管側(cè)壁均固定連接，第一移動(dòng)板安裝在第一容積腔內(nèi)，第二移動(dòng)板安裝在第二容積腔內(nèi)，第一移動(dòng)板通過彈性部件與第二移動(dòng)板相連接，第一移動(dòng)板與第一容積腔的內(nèi)壁密封接觸，第二移動(dòng)板與第二容積腔的內(nèi)壁密封接觸。

所述排氣管為等截面圓管，所述第一容積腔和所述第二容積腔對(duì)稱分布在排氣管的兩側(cè)，所述第一移動(dòng)板和所述第二移動(dòng)板均為長(zhǎng)方體。

所述彈性部件為彈簧，所述彈性部件的軸線與所述排氣管的軸線垂直且在同一平面上。

在本發(fā)明的工作過程中，兩個(gè)移動(dòng)板分別可以在兩個(gè)容積腔內(nèi)上下移動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速工況時(shí)，排氣管內(nèi)排氣壓力較低，第一移動(dòng)板向著遠(yuǎn)離第一容積腔后壁的方向移動(dòng)，第二移動(dòng)板向著遠(yuǎn)離第二容積腔后壁的方向移動(dòng)，排氣管的出口面積相對(duì)較小，渦輪前可用能較多，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力較高，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速工況時(shí)，排氣管內(nèi)排氣壓力較高，第一移動(dòng)板向著靠近第一容積腔后壁的方向移動(dòng)，第二移動(dòng)板向著靠近第二容積腔后壁的方向移動(dòng)，排氣管的出口面積相對(duì)較大，泵氣損失較小，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果為：本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于渦輪進(jìn)口有一個(gè)且渦輪側(cè)置的渦輪增壓系統(tǒng)，既能兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況，又能使增壓系統(tǒng)不需要專門的排氣管出口面積控制機(jī)構(gòu)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中B-B剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中C-C剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；