CN101413429B - 利用隔板旋转来调节排气管容积的涡轮增压系统 - Google Patents

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Abstract

利用隔板旋转来调节排气管容积的涡轮增压系统，属于内燃机技术领域，包括排气支管、排气管、连接管、容积调节管、涡轮、隔板轴和隔板，隔板轴安装在容积调节管前端面的中心和容积调节管后端面的中心之间，第一隔板和第二隔板安装在隔板轴和容积调节管的内侧壁之间，通过旋转隔板来调节排气管的容积。当工况变低时，旋转隔板使排气管容积变小；当工况变高时，旋转隔板使排气管容积变大。本发明设计合理，满足发动机变工况运行要求，且不受气缸数限制，适用于涡轮单进口且涡轮侧置的涡轮增压系统。

Description

利用隔板旋转来调节排气管容积的涡轮增压系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种内燃机涡轮增压系统，特别是一种涡轮单进口且涡轮侧置的利用
隔板旋转来调节排气管容积的涡轮增压系统，属于内燃机技术领域。 背景技术
[0002] 随着社会的发展和环保要求的提高，现在发动机增压技术应用越来越广泛，中大 功率的发动机大都采用涡轮增压技术，以提高功率和降低燃油消耗率。涡轮增压发动机的 两种基本增压系统为定压增压系统和脉冲增压系统。定压增压系统的结构特点就是排气管
容积较大，排气管起到稳压作用，排气压力波动小，通过涡轮的流量稳定，涡轮具有较高的 效率；但在排气阀门处节流损失较大，排气从排气阀门处到涡轮进口处之间的熵增较大，排 气脉冲能量几乎完全损失；负荷越高，脉冲能量在所有排气能量中所占的比例就会越少，所 以定压系统对于高负荷稳定运行是有利的。脉冲增压系统的排气管容积较小，排气从排气 阀门处到涡轮进口处之间的熵增较小，排气能量利用率高，而且能及时反映负荷的变化，响 应速度快；但由于涡轮是脉动进气，造成涡轮效率低，所以脉冲增压系统对于低负荷和瞬态 工况是有利的。由此可见，如果一台发动机若同时配备定压增压方式与脉冲增压方式，高负 荷时用定压增压系统，低负荷和瞬态工况时用脉冲增压系统，这是较为理想的，但现有的发 动机增压系统的排气管容积都是不能调节的。模件式脉冲转换增压系统结合了定压增压与 脉冲增压方式的优点，但在最低负荷和最高负荷其运行效果都不是最好的。在已有技术中， 专利号为ZL200410050996. 3，名称为一种涡轮增压柴油机可变模件式脉冲转换增压装置的 发明专利，提供了一种排气管容积持续可变的装置，是与本发明最接近的现有技术，本发明 提供了一种与其结构不同的装置。
发明内容
[0003] 为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种利用隔板旋转来调节排气管容积的 涡轮增压系统。排气管的容积随发动机的运行工况的变化而变化，低负荷时排气管容积变 小，高负荷时排气管容积变大，以使发动机的各个运行工况都能获得较优的性能，并同时满 足经济性和动力性方面的要求。
[0004] 为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：该系统包括，包括排气支管、排气 管、涡轮、连接管、容积调节管、隔板轴、第一隔板、第二隔板和隔板旋转把手，排气支管的进 口和气缸头排气道相连接，排气支管的出口和排气管相连接，涡轮为单进口涡轮，容积调节 管为大圆管；隔板轴的一端置于容积调节管前端面中心处的凹槽内，另一端穿过容积调节 管后端面的中心并伸出容积调节管外，隔板旋转把手安装在伸出容积调节管外的隔板轴 上；第一隔板和第二隔板分别安装在隔板轴和容积调节管的内侧壁之间；第一隔板和第二 隔板将容积调节管分为两部分，其中与排气支管相连通部分作为排气管，排气管包含在容 积调节管内；排气管的出口通过连接管和涡轮的入口相连接；第二隔板和容积调节管的内 侧壁、前后端面固接为一体，第二隔板和隔板轴光滑密封接触；第一隔板和隔板轴固接为一体，第一隔板和容积调节管的内侧壁、前后端面光滑密封接触。第一隔板和第二隔板均为直 板或圆弧板。
[0005] 排气管的出口与涡轮的进口之间连接管的截面形状，可以是排气管出口截面的形
状，也可以由排气管出口截面的形状过渡到圆形。
[0006] 本发明的有益效果：
[0007] 本发明设计合理，不受气缸数限制，满足发动机变工况运行要求，适用于涡轮单进 口且涡轮侧置的涡轮增压系统，使发动机在整个负荷运行范围内都可以获得较优的性能。
附图说明
[0008] 图1是本发明涡轮增压系统的结构示意图； [0009] 图2是图1中A-A剖面的结构示意图。
具体实施方式
[0010] 下面结合附图，对本发明的具体实施做进一步描述。
[0011] 如图1、图2所示，本发明包括排气支管2、排气管4、涡轮1、连接管5、容积调节管 3、隔板轴6、第一隔板7、第二隔板8和隔板旋转把手9，排气支管2的进口和气缸头排气道 相连接，排气支管2的出口和排气管4相连接，涡轮1为单进口涡轮，容积调节管3为大圆 管；隔板轴6的一端置于容积调节管3前端面中心处的凹槽内，另一端穿过容积调节管3后 端面的中心并伸出容积调节管3夕卜，隔板旋转把手9安装在伸出容积调节管3外的隔板轴 6上；第一隔板7和第二隔板8分别安装在隔板轴6和容积调节管3的内侧壁之间；第一隔 板7和第二隔板8将容积调节管3分为两部分，其中与排气支管2相连通部分作为排气管 4，排气管4包含在容积调节管3内；排气管4的出口通过连接管5和涡轮1的入口相连接； 第二隔板8和容积调节管3的内侧壁、前后端面固接为一体，第二隔板8和隔板轴6光滑密 封接触；第一隔板7和隔板轴6固接为一体，第一隔板7和容积调节管3的内侧壁、前后端 面光滑密封接触。第一隔板7和第二隔板8均为直板或圆弧板。当旋转隔板轴把手9时， 第一隔板7就会跟着旋转，排气管4容积也就会跟着变化，但旋转隔板轴把手9不能360度 旋转，因为有排气管出口截面9的限制，当第一隔板7处于排气管4出口截面中时，就会发 生漏气现象，即排气管4有一个最小容积限制。当旋转隔板轴把手9逆时针旋转时，排气管 4容积就会逐渐变大。低负荷时可以通过旋转隔板轴把手9顺时针旋转第一隔板7使排气 管4容积变小；高负荷时可以通过旋转隔板轴把手9逆时针旋转第一隔板7使排气管4容 积变大，所以发动机的各个运行工况都能获得较优的性能。
4

Claims (2)

  1. 一种利用隔板旋转来调节排气管容积的涡轮增压系统，包括排气支管(2)、排气管(4)和涡轮(1)，排气支管(2)的进口和气缸头排气道相连接，排气支管(2)的出口和排气管(4)相连接，涡轮(1)为单进口涡轮，其特征在于还包括连接管(5)、容积调节管(3)、隔板轴(6)、第一隔板(7)、第二隔板(8)和隔板旋转把手(9)，容积调节管(3)为大圆管；隔板轴(6)的一端置于容积调节管(3)前端面中心处的凹槽内，另一端穿过容积调节管(3)后端面的中心并伸出容积调节管(3)外，隔板旋转把手(9)安装在伸出容积调节管(3)外的隔板轴(6)上；第一隔板(7)和第二隔板(8)分别安装在隔板轴(6)和容积调节管(3)的内侧壁之间；第一隔板(7)和第二隔板(8)将容积调节管(3)分为两部分，其中与排气支管(2)相连通部分作为排气管(4)，排气管(4)包含在容积调节管(3)内；排气管(4)的出口通过连接管(5)和涡轮(1)的入口相连接；第二隔板(8)和容积调节管(3)的内侧壁、前后端面固接为一体，第二隔板(8)和隔板轴(6)光滑密封接触；第一隔板(7)和隔板轴(6)固接为一体，第一隔板(7)和容积调节管(3)的内侧壁、前后端面光滑密封接触。
  2. 2. 根据权利要求1所述的利用隔板旋转来调节排气管容积的涡轮增压系统，其特征是 第一隔板（7)和第二隔板（8)均为直板或圆弧板。
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