[實用新型]用于渦輪增壓系統的尾氣利用裝置

有效

• 申請號: 201420511064.3
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN204041220U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 王桂林
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統（蘇州）有限公司
• 主分類號: F02B37/22
• 分類號: F02B37/22
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本實用新型涉及一種渦輪增壓系統，具體涉及一種用于渦輪增壓系統的尾氣利用裝置。

背景技術

發動機的渦輪增壓系統的主要作用是提高發動機進氣量，從而提高發動機的功率和扭矩。其中的一種形式是，利用發動機排出尾氣的慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓縮由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增快，尾氣排出速度與禍輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量就可以增加發動機的輸出功率。

為滿足不同工況下發動機的性能和排放要求，現有技術中通常采用雙流道式渦輪，連接尾氣的兩個流道并列布置，在低速模式下，使用一個流道，在高速模式下使用兩個流道。這種結構存在以下缺陷：(1)并列布置的兩個流道會增大尾氣與管道的接觸面積，導致流動損失增大；(2)控制模式上只能實現低速和高速兩種模式，影響渦輪與發動機匹配性能；(3)采用閥門控制流道通斷，由于尾氣內含有較多雜質，易導致閥門故障，甚至因此造成發動機損壞。

中國發明專利申請CN101985897A公開了一種可變截面復合渦輪裝置，在雙流道渦輪蝸殼上設有兩個氣流通道，雙流道渦輪蝸殼上設有與氣流通道連通的蝸殼出氣口和蝸殼進氣口，在雙流道渦輪蝸殼內設有復合渦輪葉輪，所述復合渦輪葉輪由兩個渦輪葉輪復合而成，兩個渦輪葉輪與兩個氣流通道一一對應。在發動機低速時，進氣調節閥關閉，所有排氣全部進入小流道，在發動機中高轉速時，進氣調節閥打開，閥門控制機構控制進氣調節閥的開度，合理分配進入大小流道的氣體流量。該技術方案通過控制進氣調節閥的開度，增加渦輪與發動機的匹配性，但是同樣不能解決前述(1)、(3)兩點問題。

發明內容

本實用新型的發明目的是提供一種用于渦輪增壓系統的尾氣利用裝置，以增加渦輪與發動機的匹配性能，同時減小流動損失，降低故障發生率。

為達到上述發明目的，本實用新型采用的技術方案是：一種用于渦輪增壓系統的尾氣利用裝置，包括渦殼、渦輪、尾氣進口管，設有有尾氣流量調節機構，所述尾氣流量調節機構包括具有外壁和彈性內壁的調節管，調節管彈性內壁內形成的管道一端連通尾氣進口管，另一端連通渦殼，外壁和彈性內壁間構成調節腔，與所述調節腔連通設有活塞腔，活塞腔內設有活塞，所述調節腔內和調節腔至活塞之間填充有液體，與所述活塞連接設有活塞雙向運動驅動機構。

進一步的技術方案，所述外壁和彈性內壁之間設有彈簧。

優選地，所述彈簧為拉伸彈簧。

優選的技術方案，所述活塞雙向運動驅動機構包括雙向轉動電機及其控制電路、齒傳動系統，所述齒傳動系統傳動連接雙向轉動電機的輸出軸與活塞桿。

本實用新型的用于渦輪增壓系統的尾氣利用裝置的控制方法，包括下列步驟：

(1)獲取發動機工況參數，計算要求增壓壓力理論值；

(2)檢測當前增壓壓力；

(3)?如果要求增壓壓力理論值等于當前增壓壓力，返回步驟(1)；如果要求增壓壓力理論值大于當前增壓壓力，活塞雙向運動驅動機構控制活塞動作，使調節腔中的液體向活塞腔流動，增大調節管內壁管徑；如果要求增壓壓力理論值小于當前增壓壓力，活塞雙向運動驅動機構控制活塞動作，使活塞腔中的液體向調節腔流動，減小調節管內壁管徑；?

(4)重復步驟(2)和(3)。

上述技術方案中，所述發動機工況參數為發動機轉速和發動機負荷，調節管內壁管徑隨發動機轉速和發動機負荷的變化進行調整。調節管內壁管徑b與發動機轉速Ld、發動機負荷Ne的關系可以表達為b=f(Ne,Ld)，通過實驗標定可以得到需求的最佳增壓壓力，做成map圖表，如附圖4所示。

通常，從調節管內壁管徑與發動機工況的關系可以得到，當發動機轉速一定，發動機負荷增加時，增大調節管內壁管徑；當發動機轉速一定，發動機負荷減小時，減小調節管內壁管徑；當發動機負荷一定，發動機轉速增大時，增大調節管內壁管徑；當發動機負荷一定，發動機轉速減小時，減小調節管內壁管徑。

本實用新型的工作原理是，在要求大進氣量時，通過控制液體流動使調節管內壁管徑尺寸變大，進氣量瞬間增加，尾氣利用率增加，渦輪效率提高，在高轉速穩定時，進氣量相比而言增加，充分地利用尾氣使用效率。

在減速降到低速時，控制液體反向流動使調節管內壁管徑尺寸減小,此時可以利用尾氣的動能，使渦輪響應提前。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：