[發(fā)明專利]渦輪增壓發(fā)動機可變排氣通流面積的進氣壓力控制式調節(jié)裝置

有效

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• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103089409A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 鄢挺;楊林;胡艷青;羌嘉曦;閆斌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F02B37/22
• 分類號: F02B37/22
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種機械設計技術領域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種渦輪增壓發(fā)動機可變排氣通流面積的進氣壓力控制式調節(jié)裝置。

背景技術

隨著社會的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，發(fā)動機增壓技術的應用越來越廣泛，中大功率的發(fā)動機大都采用渦輪增壓技術，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，排氣管系結構比較簡單，排氣管內壓力基本上保持恒定，壓力大小僅與發(fā)動機的負荷和轉速有關，不同缸數(shù)柴油機的增壓系統(tǒng)可以進行統(tǒng)一設計。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。

經過對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(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)動機的高低轉速工況；但是其渦輪入口面積的變化是通過旋轉把手的旋轉來實現(xiàn)的，這就需要增加一套專門的控制機構來控制旋轉把手的旋轉，從而使增壓系統(tǒng)結構變的比較復雜。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種渦輪增壓發(fā)動機可變排氣通流面積的進氣壓力控制式調節(jié)裝置，使其排氣管喉口面積可以自我調節(jié)，較好地兼顧發(fā)動機的高低轉速工況，而且結構簡單，不需要專門的控制機構。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的，本發(fā)明包括壓氣機進氣管、壓氣機、發(fā)動機進氣管、發(fā)動機、排氣支管、排氣管、渦輪、渦輪出氣管、連接軸、容積腔、旋轉體、彈簧、連接管、旋轉桿、旋轉軸和旋轉板，壓氣機的進出氣口分別與壓氣機進氣管的出氣口、發(fā)動機進氣管的進氣口相連接，發(fā)動機的進出氣口分別與發(fā)動機進氣管的出氣口、排氣支管的進氣口相連接，排氣支管的出氣口與排氣管相連接，渦輪的進出氣口分別與排氣管的出氣口、渦輪出氣管的進氣口相連接，壓氣機進氣管的進氣口、渦輪出氣管的出氣口均與大氣相連通，壓氣機與渦輪通過連接軸同軸相連，容積腔與旋轉體的縱截面均為圓弧狀，旋轉體安裝在容積腔內，旋轉體的外壁面與容積腔的內壁面密封接觸，在容積腔的下壁面上有一個空槽，旋轉桿的一端穿過容積腔下壁面上的空槽后與旋轉體固結在一起，旋轉桿的另一端與旋轉軸的一端固結在一起，旋轉軸的另一端穿過排氣管后鑲嵌在排氣管的側壁上，旋轉板安裝在排氣管內，旋轉板與旋轉軸固結在一起，旋轉板、排氣管的橫截面均為圓形，旋轉板的外徑小于排氣管的內徑，旋轉體的左壁面通過彈簧與容積腔的左壁面相連接，連接管的兩端分別與容積腔的右壁面、發(fā)動機進氣管相連通。

在本發(fā)明中，旋轉體可以在容積腔內旋轉，旋轉體旋轉時可以帶動旋轉桿、旋轉軸、旋轉板同步旋轉。當發(fā)動機進氣管內壓力較高時，旋轉體右側的容積腔內壓力也較高，旋轉體逆時針旋轉并壓縮彈簧，旋轉桿、旋轉軸、旋轉板同步逆時針旋轉，排氣管的喉口面積變大，發(fā)動機泵氣損失較小，整機性能較優(yōu)；當發(fā)動機進氣管內壓力較低時，旋轉體右側的容積腔內壓力也較低，在彈簧的彈性作用下旋轉體順時針旋轉，旋轉桿、旋轉軸、旋轉板同步順時針旋轉，排氣管的喉口面積變小，渦輪前可用能較多，發(fā)動機進氣壓力較高，整機性能較優(yōu)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果為：本發(fā)明設計合理，結構簡單，適用于渦輪進口有一個且渦輪側置的渦輪增壓系統(tǒng)，既能兼顧發(fā)動機的高低轉速工況，又能使增壓系統(tǒng)不需要專門的排氣管喉口面積控制機構。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一個實施例的結構示意圖；

圖2為圖1中AA剖面的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明第二個實施例的結構示意圖；

其中：1、壓氣機進氣管，2、壓氣機，3、發(fā)動機進氣管，4、發(fā)動機，5、排氣支管，6、排氣管，7、渦輪，8、渦輪出氣管，9、連接軸，10、容積腔，11、旋轉體，12、彈簧，13、連接管，14、旋轉桿，15、旋轉軸，16、旋轉板。