[發明專利]排氣管容積可變式渦輪增壓系統

在審

• 申請號: 201711003031.2
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN108049966A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 霍柏琦;鄧康耀;張慧龑;石磊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍92537部隊;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

一種機械設計技術領域的排氣管容積可變式渦輪增壓系統，包括調節體、控制體、拉伸軸、拉伸桿、離心腔、離心塊、彈簧、拉繩、滑輪、鍵銷、滾珠、旋轉體、拉伸體，調節板布置在調節體內，控制體為雙層柱狀結構，離心腔布置在控制體的上側腔體內并與旋轉軸固結在一起，離心塊陣列式布置在離心腔內，旋轉體通過鍵銷布置在旋轉軸上，拉伸體布置在控制體的下側腔體內，拉繩的一端與離心塊相連接，拉繩的另一端繞過滑輪后與旋轉體相連接。當發動機轉速較高時，排氣總管容積較大；當發動機轉速較低時，排氣總管容積較小。本發明設計合理，結構簡單，適用于渦輪增壓系統排氣管容積的優化設計。

技術領域

本發明涉及的是一種機械設計技術領域的排氣管容積可變式渦輪增壓系統，特別是一種適用于增壓發動機排氣系統的排氣管容積可變式渦輪增壓系統。

背景技術

渦輪增壓系統的兩種基本型式為定壓增壓系統和脈沖增壓系統。定壓增壓系統，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，壓力大小僅與發動機的負荷和轉速有關，不同缸數柴油機的增壓系統可以進行統一設計。定壓增壓系統在高速工況時，泵氣損失較小，渦輪效率較高，性能較優；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，依據各缸發火順序，將排氣不發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，也可以實現發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，發動機泵氣損失較小，這也是較為理想的。

經過對現有技術文獻的檢索發現，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可變的裝置，能較好地兼顧發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，從而使增壓系統結構變的比較復雜。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種排氣管容積可變式渦輪增壓系統，可以使發動機排氣總管容積根據發動機轉速進行自我調節。

本發明是通過以下技術方案來實現的，本發明包括壓氣機進氣管、壓氣機、發動機進氣管、發動機、排氣支管、排氣總管、渦輪、渦輪排氣管、調節體、旋轉板、旋轉軸、控制體、拉伸軸、拉伸桿、離心腔、離心塊、第一彈簧、拉繩、滑輪、鍵銷、滾珠、旋轉體、拉伸體、第二彈簧、調節桿、調節軸，壓氣機的進出氣口分別與壓氣機進氣管、發動機進氣管相連接，發動機的進氣道與發動機進氣管相連接，發動機的排氣道分別與排氣支管的進氣口相連接，排氣支管的出氣口均與排氣總管相連接，渦輪的進氣口與排氣總管的出氣口相連接，渦輪的出氣口與渦輪排氣管相連接，調節體布置在排氣總管的后端，調節軸鑲嵌在調節體內，調節體內部腔體橫截面為長方形，調節體內部腔體縱截面為圓弧型，旋轉板布置在調節體內并與調節軸固結在一起，旋轉板與調節體的內壁面密封接觸，調節桿的一端與調節軸固結在一起，調節桿的另一端與拉伸桿的下端鉸接在一起；控制體為雙層柱狀結構，控制體的上側柱狀體較大，控制體的下側柱狀體較小，旋轉軸的軸線與控制體的軸線重合，離心腔內部腔體橫截面為圓形，旋轉軸的上端通過鏈條與發動機的曲軸相連接，旋轉軸的下端穿過控制體的上壁面后鑲嵌在它的下壁面，離心腔布置在控制體的上側腔體內并與旋轉軸固結在一起，離心塊陣列式布置在離心腔內，離心塊外壁面通過第一彈簧與離心腔的內壁面相連接，滑輪與離心腔的上壁面固結在一起，鍵銷布置在控制體的下側腔體內并與旋轉軸固結在一起，旋轉體通過鍵銷布置在旋轉軸上，拉伸體布置在控制體的下側腔體內，拉伸體的內側帶有凹槽，旋轉體的外側布置在拉伸體的凹槽內，旋轉體的外側上下壁面均通過滾珠與拉伸體的凹槽壁面相接觸，拉繩的一端與離心塊相連接，拉繩的另一端繞過滑輪后與旋轉體相連接，拉伸軸的一端與拉伸體相連接，拉伸軸的另一端與拉伸桿的頂端相連接。