CN102767419A - 内部带有弹簧的容积腔装置 - Google Patents

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胡梦莎
杨长久
覃文源
王剑
张志谊
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Abstract

一种内燃机技术领域的内部带有弹簧的容积腔装置，包括：进气管、压气机、发动机、排气管、涡轮、容积腔、连接管、移动体、移动板和弹簧，移动体的一端伸入第一连接管内，移动体的另一端与移动板的左壁面固接为一体，移动板的左壁面通过弹簧与容积腔左壁面相连接。当发动机处于低速工况时，移动板向着靠近容积腔左壁面的方向移动，排气管容积相对较小，脉冲能量可以充分利用，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右壁面的方向移动，排气管容积相对较大，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，适用于涡轮单入口的涡轮增压系统。

Description

内部带有弹簧的容积腔装置
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，特别是一种内部带有弹簧的容积腔装置。
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。
经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL200410050996.，专利名称：一种涡轮增压柴油机可变模件式脉冲转换增压装置，该专利技术提供了一种排气管容积连续可变的装置，能较好地兼顾发动机的高低转速工况；但是其排气管容积的变化是通过移动杆的上下移动来实现的，这就需要增加一套专门的控制机构来控制移动杆的移动，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，提供了一种内部带有弹簧的容积腔装置，使其排气管容积可以自我调节，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：压气机进气管、压气机、发动机进气管、发动机、排气支管、排气管、涡轮、涡轮排气管、连接轴、第一连接管、第二连接管、容积腔、容积腔上壁面、容积腔下壁面、容积腔左壁面、容积腔右壁面、容积腔前壁面、容积腔后壁面、弹簧、移动体、移动板和第三连接管，压气机的进出气口分别与压气机进气管的出气口、发动机进气管的进气口相连接，发动机的进气口与发动机进气管的出气口相连接，发动机的各缸排气出口分别通过排气支管与排气管相连接，涡轮的进出气口分别与排气管的出气口、涡轮排气管的进气口相连接，压气机与涡轮通过连接轴相连接，容积腔的横截面为长方形，容积腔上壁面、容积腔下壁面、容积腔左壁面、容积腔右壁面、容积腔前壁面、容积腔后壁面固接为一体，第一连接管的两端分别与排气管的尾部、容积腔左壁面相连通，第二连接管的两端分别与发动机进气管、容积腔左壁面相连通，第三连接管的两端分别与排气管、容积腔右壁面相连通，移动板安装在容积腔内并与容积腔的内壁面密封接触，移动体的一端伸入第一连接管内，移动体的另一端与移动板的左壁面固接为一体，移动板的左壁面通过弹簧与容积腔左壁面相连接。第一连接管为圆管，移动体为圆柱。
在本发明中，移动体与移动板二者固接为一体，可以同时移动。当发动机处于低速工况时，发动机进气管内压力较低，移动板左侧的容积腔内压力也较低，在弹簧的拉伸作用下，移动板向左移动并推动移动体也向左移动，从而使涡轮前排气所占的容积较小，脉冲能量可以充分利用，发动机进气压力较大，发动机整机性能较优；当发动机处于高速工况时，发动机进气管内压力较高，移动板左侧的容积腔内压力也较高，移动板向右移动并拉伸弹簧，移动体也跟着向右移动，从而使涡轮前排气所占的容积较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优。通过第三连接管，把排气管内的排气引入到移动板右侧的容积腔内，在高速工况时，可以防止移动体过多的向右移动，从而防止发动机进气管内的气体进入排气管内。
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，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容积控制机构。
附图说明
图1为本发明内部带有弹簧的容积腔装置的结构示意图；
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、压气机进气管，2、压气机，3、发动机进气管，4、发动机，5、排气支管，6、排气管，7、涡轮，8、涡轮排气管，9、连接轴，10、第一连接管，11、第二连接管，12、容积腔，13、容积腔上壁面，14、容积腔下壁面，15、容积腔左壁面，16、容积腔右壁面，17、容积腔前壁面，18、容积腔后壁面，19、弹簧，20、移动体，21、移动板，22、第三连接管。
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：压气机进气管1、压气机2、发动机进气管3、发动机4、排气支管5、排气管6、涡轮7、涡轮排气管8、连接轴9、第一连接管10、第二连接管11、容积腔12、容积腔上壁面13、容积腔下壁面14、容积腔左壁面15、容积腔右壁面16、容积腔前壁面17、容积腔后壁面18、弹簧19、移动体20、移动板21和第三连接管22，压气机2的进出气口分别与压气机进气管1的出气口、发动机进气管3的进气口相连接，发动机4的进气口与发动机进气管3的出气口相连接，发动机4的各缸排气出口分别通过排气支管5与排气管6相连接，涡轮7的进出气口分别与排气管6的出气口、涡轮排气管8的进气口相连接，压气机2与涡轮7通过连接轴9相连接，容积腔12的横截面为长方形，容积腔上壁面13、容积腔下壁面14、容积腔左壁面15、容积腔右壁面16、容积腔前壁面17、容积腔后壁面18固接为一体，第一连接管10的两端分别与排气管6的尾部、容积腔左壁面15相连通，第二连接管11的两端分别与发动机进气管3、容积腔左壁面15相连通，第三连接管22的两端分别与排气管6、容积腔右壁面16相连通，移动板21安装在容积腔12内并与容积腔12的内壁面密封接触，移动体20的一端伸入第一连接管10内，移动体20的另一端与移动板21的左壁面固接为一体，移动板21的左壁面通过弹簧19与容积腔左壁面15相连接，第一连接管10为圆管，移动体20为圆柱。
在本发明中，移动体20与移动板21二者固接为一体，可以同时移动。当发动机4处于低速工况时，发动机进气管3内压力较低，移动板21左侧的容积腔12内压力也较低，在弹簧19的拉伸作用下，移动板21向左移动并推动移动体20也向左移动，从而使涡轮7前排气所占的容积较小，脉冲能量可以充分利用，发动机进气压力较大，发动机4整机性能较优；当发动机4处于高速工况时，发动机进气管3内压力较高，移动板21左侧的容积腔12内压力也较高，移动板21向右移动并拉伸弹簧19，移动体20也跟着向右移动，从而使涡轮前排气所占的容积较大，泵气损失较小，发动机4整机性能较优。通过第三连接管22，把排气管6内的排气引入到移动板21右侧的容积腔12内，在高速工况时，可以防止移动体20过多的向右移动，从而防止发动机进气管3内的气体进入排气管6内。因此，本发明可以较好的兼顾发动机4的高低转速工况。

Claims (2)

1.一种内部带有弹簧的容积腔装置，包括:压气机进气管（1）、压气机（2）、发动机进气管（3）、发动机（4）、排气支管（5）、排气管（6）、涡轮（7）、涡轮排气管（8）和连接轴（9），压气机（2）的进出气口分别与压气机进气管（1）的出气口、发动机进气管（3）的进气口相连接，发动机（4）的进气口与发动机进气管（3）的出气口相连接，发动机（4）的各缸排气出口分别通过排气支管（5）与排气管（6）相连接，涡轮（7）的进出气口分别与排气管（6）的出气口、涡轮排气管（8）的进气口相连接，压气机（2）与涡轮（7）通过连接轴（9）相连接，其特征在于还包括第一连接管（10）、第二连接管（11）、容积腔（12）、容积腔上壁面（13）、容积腔下壁面（14）、容积腔左壁面（15）、容积腔右壁面（16）、容积腔前壁面（17）、容积腔后壁面（18）、弹簧（19）、移动体（20）、移动板（21）和第三连接管（22），容积腔（12）的横截面为长方形，容积腔上壁面（13）、容积腔下壁面（14）、容积腔左壁面（15）、容积腔右壁面（16）、容积腔前壁面（17）、容积腔后壁面（18）固接为一体，第一连接管（10）的两端分别与排气管（6）的尾部、容积腔左壁面（15）相连通，第二连接管（11）的两端分别与发动机进气管（3）、容积腔左壁面（15）相连通，第三连接管（22）的两端分别与排气管（6）、容积腔右壁面（16）相连通，移动板（21）安装在容积腔（12）内并与容积腔（12）的内壁面密封接触，移动体（20）的一端伸入第一连接管（10）内，移动体（20）的另一端与移动板（21）的左壁面固接为一体，移动板（21）的左壁面通过弹簧（19）与容积腔左壁面（15）相连接。
2.根据权利要求1所述的内部带有弹簧的容积腔装置，其特征是所述第一连接管（10）为圆管，移动体（20）为圆柱。
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