CN102425485A - 排气管出口面积自适应式涡轮增压系统 - Google Patents

排气管出口面积自适应式涡轮增压系统 Download PDF

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崔毅
邓康耀
王绍明
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Abstract

一种内燃机技术领域的排气管出口面积自适应式涡轮增压系统，包括：气缸、排气管、涡轮、容积腔、移动板和弹性部件，容积腔为等截面管，容积腔安装在排气管的前部，移动板安装在容积腔的内部，移动板通过弹性部件与容积腔后壁相连接。当发动机处于低速工况时，移动板向着远离容积腔后壁的方向移动，排气管出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优；当发动机处于高速工况时，移动板向着靠近容积腔后壁的方向移动，排气管出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优。本发明设计合理，结构简单，适用于涡轮进口有一个且涡轮侧置的涡轮增压系统。

Description

排气管出口面积自适应式涡轮增压系统
技术领域
本发明涉及的是一种内燃机领域的涡轮增压系统，特别是一种排气管出口面积自适应式涡轮增压系统。
背景技术
随着社会的发展和环保要求的提高，发动机增压技术的应用越来越广泛，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。涡轮增压系统的两种基本型式为定压增压系统和脉冲增压系统。定压增压系统，各缸共用一根容积较大的排气管，排气管系结构比较简单，排气管内压力基本上保持恒定，压力大小仅与发动机的负荷和转速有关，不同缸数柴油机的增压系统可以进行统一设计。定压增压系统在高速工况时，泵气损失较小，涡轮效率较高，性能较优；但是在低速工况时，不能充分利用排气脉冲能量。脉冲增压系统，依据各缸发火顺序，将排气不发生干扰的两个气缸或三个气缸和同一根排气管相连接，排气管系管径较小，排气脉冲能量可以充分利用，低速工况和瞬态工况性能较好；但是在高速工况时，泵气损失较大。由此可见，如果一台发动机的排气管容积可以随着工况的变换而变化，高速工况时使排气管容积变大，低速工况时使排气管容积变小，这是较为理想的。在排气管容积不变的前提下，通过改变排气管的出口面积，也可以实现发动机高低转速工况的兼顾。在低速工况排气管出口面积变小，涡轮前可用能较多；在高速工况排气管出口面积变大，泵气损失较小，这也是较为理想的。
经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL201020532937.0，专利名称：排气管出口面积可变的涡轮增压装置，该专利技术提供了一种排气管出口面积连续可变的装置，能较好地兼顾发动机的高低转速工况；但是其排气管出口面积的变化是通过旋转把手的旋转来实现的，这就需要增加一套专门的控制机构来控制旋转把手的旋转，从而使增压系统结构变的比较复杂。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种排气管出口面积自适应式涡轮增压系统，使其排气管出口面积可以自我调节，较好地兼顾发动机的高低转速工况，而且结构简单，不需要专门的控制机构。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括：第一气缸、第二气缸、第三气缸、第一排气支管、第二排气支管、第三排气支管、排气管、涡轮、排气管侧壁、排气管后壁、容积腔、容积腔侧壁、容积腔后壁、移动板和弹性部件，第一气缸、第二气缸、第三气缸分别通过第一排气支管、第二排气支管、第三排气支管与排气管相连接，排气管的出口与涡轮的入口相连接，排气管侧壁与排气管后壁固定连接，容积腔为等截面管，容积腔安装在排气管的前部，容积腔侧壁与容积腔后壁、排气管侧壁均固定连接，移动板安装在容积腔的内部，移动板通过弹性部件与容积腔后壁相连接，移动板与容积腔的内壁密封接触。
所述排气管为等截面圆管，所述移动板为长方体。
所述弹性部件为弹簧，所述弹性部件的轴线与所述排气管的轴线垂直且在同一平面上。
在本发明的工作过程中，移动板可以在容积腔内上下移动。当发动机处于低速工况时，排气管内排气压力较低，移动板向着远离容积腔后壁的方向移动，排气管的出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优；当发动机处于高速工况时，排气管内排气压力较高，移动板向着靠近容积腔后壁的方向移动，排气管的出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：本发明设计合理，结构简单，适用于涡轮进口有一个且涡轮侧置的涡轮增压系统，既能兼顾发动机的高低转速工况，又能使增压系统不需要专门的排气管出口面积控制机构。
附图说明
图1为本发明排气管出口面积自适应式涡轮增压系统的结构示意图；
图2为图1中A-A剖面的结构示意图；
图3为图1中B-B剖面的结构示意图；
其中：1、第一气缸，2、第二气缸，3、第三气缸，4、第一排气支管，5、第二排气支管，6、第三排气支管，7、排气管，8、涡轮，9、排气管侧壁，10、排气管后壁，11、容积腔，12、容积腔侧壁，13、容积腔后壁，14、移动板，15、弹性部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1、图2和图3所示，本发明包括：第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3、第一排气支管4、第二排气支管5、第三排气支管6、排气管7、涡轮8、排气管侧壁9、排气管后壁10、容积腔11、容积腔侧壁12、容积腔后壁13、移动板14和弹性部件15，第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3分别通过第一排气支管4、第二排气支管5、第三排气支管6与排气管7相连接，排气管7的出口与涡轮8的入口相连接，排气管侧壁9与排气管后壁10固定连接，容积腔11为等截面管，容积腔11安装在排气管7的前部，容积腔侧壁12与容积腔后壁13、排气管侧壁9均固定连接，移动板14安装在容积腔11的内部，移动板14通过弹性部件15与容积腔后壁13相连接，移动板14与容积腔11的内壁密封接触，排气管7为等截面圆管，移动板14为长方体，弹性部件15为弹簧，弹性部件15的轴线与排气管7的轴线垂直且在同一平面上。
在本发明的工作过程中，移动板14可以在容积腔11内上下移动。当发动机处于低速工况时，排气管7内排气压力较低，移动板14向着远离容积腔后壁13的方向移动，排气管7的出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优；当发动机处于高速工况时，排气管7内排气压力较高，移动板14向着靠近容积腔后壁13的方向移动，排气管7的出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优。因此，本发明可以较好的兼顾发动机的高低转速工况。

Claims (3)

1.一种排气管出口面积自适应式涡轮增压系统，包括：第一气缸(1)、第二气缸(2)、第三气缸(3)、第一排气支管(4)、第二排气支管(5)、第三排气支管(6)、排气管(7)、涡轮(8)、排气管侧壁(9)和排气管后壁(10)，第一气缸(1)、第二气缸(2)、第三气缸(3)分别通过第一排气支管(4)、第二排气支管(5)、第三排气支管(6)与排气管(7)相连接，排气管(7)的出口与涡轮(8)的入口相连接，排气管侧壁(9)与排气管后壁(10)固定连接，其特征在于还包括：容积腔(11)、容积腔侧壁(12)、容积腔后壁(13)、移动板(14)和弹性部件(15)，容积腔(11)为等截面管，容积腔(11)安装在排气管(7)的前部，容积腔侧壁(12)与容积腔后壁(13)、排气管侧壁(9)均固定连接，移动板(14)安装在容积腔(11)的内部，移动板(14)通过弹性部件(15)与容积腔后壁(13)相连接，移动板(14)与容积腔(11)的内壁密封接触。
2.根据权利要求1所述的排气管出口面积自适应式涡轮增压系统，其特征是，所述排气管(7)为等截面圆管，所述移动板(14)为长方体。
3.根据权利要求2所述的排气管出口面积自适应式涡轮增压系统，其特征是，所述弹性部件(15)为弹簧，所述弹性部件(15)的轴线与所述排气管(7)的轴线垂直且在同一平面上。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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