CN101979851B - 利用移动隔板来调节排气总管缩口率的涡轮增压系统 - Google Patents

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Abstract

利用移动隔板来调节排气总管缩口率的涡轮增压系统，属于内燃机技术领域。包括排气支管、排气总管、涡轮、斜置插槽和移动隔板，斜置插槽斜插在排气总管与排气支管连接处，斜置插槽对称分布在排气总管的两侧，移动隔板插在斜置插槽中。通过移动隔板的移动来调节排气总管缩口率的大小，可以在高、低负荷下针对各缸扫气和排气温度的分布情况进行独立地调节；本发明设计合理，满足发动机变工况运行要求，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，使发动机在整个负荷运行范围内部可以获得较好的性能。

Description

利用移动隔板来调节排气总管缩口率的涡轮增压系统
技术领域
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移动隔板来调节排气总管缩口率的涡轮增压系统，属于内燃机技术领域。
背景技术
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，排气总管内压力基本上保持恒定。扫气干扰小，泵气功损失少，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，所以定压系统在高负荷工况下性能较好。脉冲增压系统把不发生干扰的几个气缸连成一根排气支管，避免了扫气干扰，排气能量利用率高。排气管容积较小，能很快地适应负荷工况的变化，响应速度快；但由于涡轮是脉动进气，可能导致涡轮的流量不稳定，造成涡轮效率低，所以脉冲增压系统在低负荷和瞬态工况下性能较好，另外脉冲增压系统适用的缸数受限制。若发动机同时配备定压增压系统和脉冲增压系统，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。脉冲转换器增压系统通过脉冲转换器将两根排气支管连接在一起，能在一定程度上兼顾高低负荷工况，但其体积大，结构较复杂，而且生产制造成本高。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下其运行效果都不是最好的，而且在8缸机上使用时各缸之间的扫气会发生干扰。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增压装置，但其不能根据各缸的扫气和排气温度的情况好坏来单独进行针对性的调节。
发明内容
为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种利用移动隔板来调节排气总管缩口率的涡轮增压系统。排气总管缩口率的大小随发动机运行工况的变化而变化，低负荷时排气总管缩口率变小，高负荷时排气总管缩口率变大，使发动机的各个运行工况均获得较好的性能，并同时满足经济性和动力性的要求。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：本发明包括排气支管、排气总管、涡轮、移动隔板和斜置插槽，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总管相连接，涡轮为斜置单进口涡轮，斜置插槽斜插在排气总管与排气支管连接处，斜置插槽对称分布在排气总管的两侧，与排气总管轴线的夹角为30～60度，移动隔板插在斜置插槽中。在高负荷工况下通过提升移动隔板，使移动隔板插入斜置插槽的深度变小，遮挡住较小的排气总管的截面积，从而使排气总管缩口率变大，更好地满足高负荷性能的要求；在低负荷工况下通过向下移动隔板，使移动隔板插入斜置插槽的深度变大，遮挡住较大的排气总管的截面积，从而使排气总管缩口率变小，更好地满足低负荷性能的要求。通过控制移动隔板插入斜置插槽内的深度来实现对排气总管缩口率变化的持续调节，发动机的各个运行工况都能获得较好的性能。如果有个别气缸的排气温度较高、扫气效果较差，则可以对这一缸的移动隔板插入斜置插槽的深度进行单独调节，以降低排气温度和改善扫气过程。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种排气总管缩口率持续可变的装置，可以在高、低负荷下针对各缸扫气和排气温度的分布情况进行独立地调节；本发明设计合理，满足发动机变工况运行要求，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，使发动机在整个负荷运行范围内都可以获得较好的性能。
附图说明
图1是本发明涡轮增压系统的结构示意图；
图2是高负荷工况下图1中A-A剂面的结构示意图。
图3是低负荷工况下图1中A-A剂面的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1、图2和图3所示，本发明包括排气支管2、排气总管3、涡轮1、移动隔板4和斜置插槽5，排气支管2的进口和气缸头排气道相连接，排气支管2的出口和排气总管3相连接，涡轮1为斜置单进口涡轮，斜置插槽5斜插在排气总管3与排气支管2连接处，斜置插槽5对称分布在排气总管3的两侧，与排气总管3轴线的夹角为30～60度，移动隔板4插在斜置插槽5中。斜置插槽5上部为中间空心贯穿的六面体薄壁板结构，下部与排气总管3相连接。在高负荷工况下通过提升移动隔板4，使移动隔板4插入斜置插槽5的深度变小，遮挡住较小的排气总管3的截面积，从而使排气总管3缩口率变大，更好地满足高负荷性能的要求；在低负荷工况下通过向下移动隔板4，使移动隔板4插入斜置插槽5的深度变大，遮挡住较大的排气总管3的截面积，从而使排气总管3缩口率变小，更好地满足低负荷性能的要求。通过控制移动隔板4插入斜置插槽5内的深度来实现对排气总管3缩口率变化的持续调节，发动机的各个运行工况都能获得较好的性能。如果有个别气缸的排气温度较高、扫气效果较差，则可以对这一缸的移动隔板4插入斜置插槽5的深度进行单独调节，以降低排气温度和改善扫气过程。

Claims (3)

1.一种利用移动隔板来调节排气总管缩口率的涡轮增压系统，包括排气支管(2)、排气总管(3)、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)的出口和排气总管(3)相连接，涡轮(1)为斜置单进口涡轮；其特征在于还包括移动隔板(4)和斜置插槽(5)，斜置插槽(5)斜插在排气总管(3)与排气支管(2)连接处，每一个斜置插槽(5)关于排气总管(3)横截面的纵轴线对称分布，斜置插槽(5)具有供移动隔板(4)插入的插口，下部与排气总管(3)相连接，移动隔板(4)插在斜置插槽(5)中。
2.根据权利要求1所述的利用移动隔板来调节排气总管缩口率的涡轮增压系统，其特征是移动隔板(4)为直板或圆弧板。
3.根据权利要求1所述的利用移动隔板来调节排气总管缩口率的涡轮增压系统，其特征是所述的斜置插槽(5)与排气总管(3)轴线的夹角为30～60度。
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