[發(fā)明專利]排氣支管喉口面積調(diào)節(jié)裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310386034.4
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103452648A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王俊席
• 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)明涉及的是一種機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種排氣支管喉口面積調(diào)節(jié)裝置。

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(jī)增壓技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，中大功率的發(fā)動機(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(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，渦輪效率較高，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，如果一臺發(fā)動機(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，通過改變排氣支管的出口面積，也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)高低轉(zhuǎn)速工況的兼顧。在低速工況排氣支管出口面積變小，渦輪前可用能較多；在高速工況排氣支管出口面積變大，泵氣損失較小，這也是較為理想的。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)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)提供了一種排氣管出口面積連續(xù)可變的裝置，能較好地兼顧發(fā)動機(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)來實(shí)現(xiàn)的，這就需要增加一套專門的控制機(jī)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，提供了一種排氣支管喉口面積調(diào)節(jié)裝置，使其排氣支管出口面積可以自我調(diào)節(jié)，較好地兼顧發(fā)動機(jī)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(jī)構(gòu)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括壓氣機(jī)進(jìn)氣管、壓氣機(jī)、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管、發(fā)動機(jī)、第一排氣支管、第二排氣支管、排氣管、渦輪、渦輪排氣管、連接軸、連接管、容積腔、彈性部件、旋轉(zhuǎn)體、隔板、第三旋轉(zhuǎn)軸、第一旋轉(zhuǎn)軸、第一旋轉(zhuǎn)板、第二旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)板和鏈條，壓氣機(jī)的進(jìn)出氣口分別與壓氣機(jī)進(jìn)氣管的出氣口、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的進(jìn)氣口相連接，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的排氣口相連接，第一排氣支管的進(jìn)氣口、第二排氣支管的進(jìn)氣口分別與發(fā)動機(jī)的排氣道相連接，第一排氣支管的出氣口、第二排氣支管的出氣口均與排氣管相連接，渦輪的進(jìn)出氣口分別與排氣管的出氣口、渦輪排氣管的進(jìn)氣口相連接，壓氣機(jī)與渦輪通過連接軸同軸相連，容積腔的縱截面為圓環(huán)狀，旋轉(zhuǎn)體的縱截面為圓弧狀，容積腔與旋轉(zhuǎn)體的橫截面均為長方形，第三連接軸的軸線與容積腔的軸線重合，第三連接軸的一端穿過容積腔后鑲嵌在容積腔的側(cè)壁上，隔板安裝在容積腔內(nèi)并與容積腔的內(nèi)壁面固結(jié)為一體，隔板的上端面與第三連接軸密封接觸，旋轉(zhuǎn)體安裝在容積腔內(nèi)且與容積腔的內(nèi)壁面密封接觸，旋轉(zhuǎn)體與容積腔內(nèi)的第三連接軸固結(jié)為一體，隔板的左端面通過彈性部件與旋轉(zhuǎn)體相連接，第一排氣支管的橫截面為長方形，第一旋轉(zhuǎn)軸的一端穿過第一排氣支管后鑲嵌在第一排氣支管的側(cè)壁上，第一旋轉(zhuǎn)板安裝在第一排氣支管內(nèi)并與第一排氣支管內(nèi)的第一旋轉(zhuǎn)軸固結(jié)為一體，第二排氣支管的橫截面為長方形，第二旋轉(zhuǎn)軸的一端穿過第二排氣支管后鑲嵌在第二排氣支管的側(cè)壁上，第二旋轉(zhuǎn)板安裝在第二排氣支管內(nèi)并與第二排氣支管內(nèi)的第二旋轉(zhuǎn)軸固結(jié)為一體，第三旋轉(zhuǎn)軸的另一端、第一旋轉(zhuǎn)軸的另一端、第二旋轉(zhuǎn)軸的另一端通過鏈條相連接，連接管的一端與隔板右側(cè)的容積腔相連通，連接管的另一端與第二排氣支管相連通。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，彈性部件為彈簧，第一旋轉(zhuǎn)板、第二旋轉(zhuǎn)板均為平板。

在本發(fā)明的工作過程中，旋轉(zhuǎn)體可以在容積腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)體與第三旋轉(zhuǎn)軸固結(jié)為一體，第一旋轉(zhuǎn)軸與第一旋轉(zhuǎn)板固結(jié)在一起，第二旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)板固結(jié)在一起；當(dāng)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)，鏈條帶動第一旋轉(zhuǎn)板、第二旋轉(zhuǎn)板同步同方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)第二排氣支管內(nèi)壓力較高時(shí)，隔板右側(cè)的容積腔內(nèi)壓力也較高，旋轉(zhuǎn)體帶動第一旋轉(zhuǎn)板、第二旋轉(zhuǎn)板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并壓縮彈性部件，從而使第一排氣支管、第二排氣支管的喉口面積變大，發(fā)動機(jī)的泵氣損失較小；當(dāng)發(fā)動機(jī)第二排氣支管內(nèi)壓力較低時(shí)，隔板右側(cè)的容積腔內(nèi)壓力也較低，在彈性部件的彈性作用下，旋轉(zhuǎn)體帶動第一旋轉(zhuǎn)板、第二旋轉(zhuǎn)板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而使第一排氣支管、第二排氣支管的喉口面積變小，脈沖能量可以充分利用，渦輪前可用能較多。