[發(fā)明專利]渦輪入口面積自適應(yīng)式渦輪增壓系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110448548.9
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102562270A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸振華;鄧康耀;崔毅
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: F02B37/22
• 分類號: F02B37/22
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機領(lǐng)域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種渦輪入口面積自適應(yīng)式渦輪增壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，發(fā)動機增壓技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，中大功率的發(fā)動機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)比較簡單，排氣管內(nèi)壓力基本上保持恒定，壓力大小僅與發(fā)動機的負荷和轉(zhuǎn)速有關(guān)，不同缸數(shù)柴油機的增壓系統(tǒng)可以進行統(tǒng)一設(shè)計。定壓增壓系統(tǒng)在高速工況時，泵氣損失較小，渦輪效率較高，性能較優(yōu)；但是在低速工況時，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)生干擾的兩個氣缸或三個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，泵氣損失較大。由此可見，如果一臺發(fā)動機的排氣管容積可以隨著工況的變換而變化，高速工況時使排氣管容積變大，低速工況時使排氣管容積變小，這是較為理想的。在排氣管容積不變的前提下，通過改變渦輪入口的面積，也可以實現(xiàn)發(fā)動機高低轉(zhuǎn)速工況的兼顧。在低速工況時使渦輪入口面積變小，渦輪前可用能較多；在高速工況時使渦輪入口面積變大，發(fā)動機泵氣損失較小，這也是較為理想的。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利號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)提供了一種渦輪入口面積連續(xù)可變的裝置，能較好地兼顧發(fā)動機的高低轉(zhuǎn)速工況；但是其渦輪入口面積的變化是通過旋轉(zhuǎn)把手的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，這就需要增加一套專門的控制機構(gòu)來控制旋轉(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)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種渦輪入口面積自適應(yīng)式渦輪增壓系統(tǒng)，使其渦輪入口面積可以自我調(diào)節(jié)，較好地兼顧發(fā)動機的高低轉(zhuǎn)速工況，而且結(jié)構(gòu)簡單，不需要專門的控制機構(gòu)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(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、連接管、渦輪、連接管上側(cè)壁、連接管下側(cè)壁、連接管前側(cè)壁、連接管后側(cè)壁、第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸、第一旋轉(zhuǎn)板、第二旋轉(zhuǎn)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，排氣管的出口與連接管的入口相連接，連接管的出口和渦輪的入口相連接，連接管上側(cè)壁、連接管下側(cè)壁、連接管前側(cè)壁、連接管后側(cè)壁固接為一體，連接管的橫截面為長方形，第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸的兩端均分別安裝在連接管前側(cè)壁和連接管后側(cè)壁內(nèi)，第一旋轉(zhuǎn)板與第一旋轉(zhuǎn)軸固接為一體，第二旋轉(zhuǎn)板與第二旋轉(zhuǎn)軸固接為一體，第一旋轉(zhuǎn)板的前端通過彈性部件與第二旋轉(zhuǎn)板的前端相連接。彈性部件部件為彈簧。

在本發(fā)明的工作過程中，第一旋轉(zhuǎn)板可以在連接管內(nèi)以第一旋轉(zhuǎn)軸為軸線旋轉(zhuǎn)，第二旋轉(zhuǎn)板可以在連接管內(nèi)以第二旋轉(zhuǎn)軸為軸線旋轉(zhuǎn)。當發(fā)動機處于高速工況時，排氣管內(nèi)排氣壓力較高，第一旋轉(zhuǎn)板順時針旋轉(zhuǎn)，第二旋轉(zhuǎn)板逆時針旋轉(zhuǎn)，兩個旋轉(zhuǎn)板之間的喉口面積變大，發(fā)動機泵氣損失較小，發(fā)動機整機性能較優(yōu)；當發(fā)動機處于低速工況時，排氣管內(nèi)排氣壓力較低，在彈性部件的作用下，第一旋轉(zhuǎn)板逆時針旋轉(zhuǎn)，第二旋轉(zhuǎn)板順時針旋轉(zhuǎn)，兩個旋轉(zhuǎn)板之間的喉口面積變小，渦輪前可用能較多，發(fā)動機進氣壓力較高，發(fā)動機整機性能較優(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)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，適用于渦輪進口有一個且渦輪側(cè)置的渦輪增壓系統(tǒng)，既能兼顧發(fā)動機的高低轉(zhuǎn)速工況，又能使增壓系統(tǒng)不需要專門的渦輪入口面積控制機構(gòu)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明渦輪入口面積自適應(yīng)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；

其中：1、第一氣缸，2、第二氣缸，3、第三氣缸，4、第一排氣支管，5、第二排氣支管，6、第三排氣支管，7、排氣管，8、連接管，9、渦輪，10、連接管上側(cè)壁，11、連接管下側(cè)壁，12、連接管前側(cè)壁，13、連接管后側(cè)壁，14、第一旋轉(zhuǎn)軸，15、第二旋轉(zhuǎn)軸，16、第一旋轉(zhuǎn)板，17、第二旋轉(zhuǎn)板，18、彈性部件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例