[發明專利]一種渦輪增壓器多級控制裝置

在審

• 申請號: 202011502002.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112682166A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 汪陳芳;時禮寧;鄭懿銘;衛將軍;程曉章;錢葉劍
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: F02B37/18
• 分類號: F02B37/18;F02B37/20;F02B37/013
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發明涉及機械設備的技術領域，本發明提供了一種渦輪增壓多級控制裝置，包括高級壓氣機、低級壓氣機、高級渦輪機和低級渦輪機，所述的高級壓氣機與高級渦輪機通過傳動軸連接配合，所述的低級壓氣機與低級渦輪機通過傳動軸連接配合，高級壓氣機和低級壓氣機通過進氣道連通，高級渦輪機和低級渦輪機通過排氣道連通，發動機排氣端與高級渦輪機的進口連通，發動機進氣端與高級壓氣機的出口連通，其特征在于，所述的增壓器還包括多級控制閥，所述的多級控制閥設置在低級渦輪機的進氣口，并且多級控制閥由外界大氣壓控制封堵和打開低級渦輪機的進口。本發明提供了在渦輪增壓發動機使用中改變增壓級數的一種方法，結構簡單，使用方便。

技術領域

本發明涉及機械設備的技術領域，具體涉及一種渦輪增壓器多級控制裝置。

背景技術

渦輪增壓器利用內燃機的排氣能量，提高其進氣密度，從而大大提高了內燃機的輸出功率與適用范圍，在航空發動機領域更是具有彌補高空空氣密度降低給發動機帶來不利影響的重要作用。

隨著近年來我國無人機事業的發展，對航空發動機提出了提高最大升限，提高變海拔穩定性等迫切的要求。

發明內容

本發明針對傳統一級增壓航空發動機最大升限較小和傳統二級或多級增壓航空發動機低空穩定性不足以及各增壓器之間能量分配不均的問題，創新性地提出了一種渦輪增壓器多級控制裝置。此裝置利用大氣壓力控制閥門的開閉，可以在指定高度下實現在同一發動機處在工作狀態時各級增壓之間的轉換。因此航空發動機可以在高空時啟用多級增壓，從而滿足高空下的增壓需求，又可以在各個海拔高度下匹配不同級數的增壓器，使增壓發動機的廢氣能量分配在全海拔下都具有可調性，保證了其工作穩定性。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種渦輪增壓器多級控制裝置，包括高級壓氣機、低級壓氣機、高級渦輪機和低級渦輪機，所述的高級壓氣機與高級渦輪機連通配合，所述的低級壓氣機與低級渦輪機連通配合，高級壓氣機和低級壓氣機連通，高級渦輪機和低級渦輪機連通，發動機排氣端與高級渦輪機的進口連通，發動機進氣端與高級壓氣機的出口連通，所述的增壓器還包括多級控制閥，所述的多級控制閥設置在低級渦輪機的進氣口，并且多級控制閥由外界大氣壓控制封堵和打開低級渦輪機的進口。

進一步的，所述的多級控制閥包括

控制閥殼體；

氣膜，所述的氣膜設置在控制閥殼體內腔，并且將內腔分成內氣室和外氣室，所述的外氣室與外界空間連通，所述的內氣室密封且其內部設有一定的真空度；

壓力彈簧，所述的壓力彈簧橫向設置在內氣室中，壓力彈簧末端固定設置底板，所述的氣膜的部分與底板的后側面固連，所述的壓力彈簧的彈力與內氣室的內部氣壓之和與外氣室的氣壓相等；

運動組件，所述的運動組件包括挺桿與拉桿，所述的挺桿橫向的可滑動的設置在控制閥殼體的前側面，挺桿穿過壓力彈簧，且末端與底板固連，所述的拉桿的底端與挺桿前端鉸接，并且拉桿的中部鉸接在排氣管外的支架上，前端延伸到排氣管中；

閥體，所述的閥體安裝在拉桿的頂端，當外氣室內的氣壓降低后，壓力彈簧推動挺桿向后移動，拉桿推動閥體封堵低級渦輪機的進口。

有益效果：

提供了同一內燃機在工作狀態下各級增壓之間的轉換途徑，解決了發動機單機增壓高空功率恢復效果不佳與多級增壓變海拔可調性差的矛盾。

附圖說明

圖1為本發明結構圖；

圖2為本發明多級控制閥的示意圖；