CN103089398A - 单涡轮与双涡轮切换系统 - Google Patents
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Abstract
一种机械设计技术领域的单涡轮与双涡轮切换系统,包括:压气机、进气管、发动机、排气管、涡轮、容积腔、连接管、移动体、弹簧和连通管,移动体安装在容积腔内并与容积腔的内壁面密封接触,移动体的左壁面通过弹簧与容积腔左壁面相连接。发动机进气管内压力较高时,移动体向右移动,第一压气机、第二压气机、第一涡轮、第二涡轮同时工作,发动机泵气损失较小,发动机整机性能较优;当发动机进气管内压力较低时,移动体向左移动,仅有第一压气机与第一涡轮工作,脉冲能量充分利用,发动机进气压力较高,发动机整机性能较优。本发明设计合理,结构简单,适用于带有双涡轮和双压气机的涡轮增压系统。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种机械设计技术领域的涡轮增压系统,特别是一种单涡轮与双涡轮切换系统。
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,涡轮当量流通面积较大,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,涡轮当量流通面积也较小,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,如果一台发动机的涡轮当量流通面积可以随着工况的变换而变化,高速工况时使涡轮当量流通面积变大,低速工况时使涡轮当量流通面积变小,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ZL200820226936.6,专利名称:一种涡轮增压器的压气机并联增压装置,该专利技术提供了一种压气机壳体可变的装置,能较好地兼顾发动机的高低转速工况;但是其壳体的变化需要一套专门的控制机构,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,提供了一种单涡轮与双涡轮切换系统,使增压系统可以自我调节,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:第一压气机进气管、第一压气机、第一涡轮出气管、第一涡轮、第二压气机进气管、第二压气机、第二涡轮出气管、第二涡轮、发动机进气管、发动机、发动机排气管、连接轴、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、移动体、弹簧、第一连接管、第二连接管、第三连接管、第四连接管、第一连通管和第二连通管,第一压气机的进出气口分别与第一压气机进气管的出气口、发动机进气管的进气口相连接,第二压气机的进气口与第二压气机进气管的出气口相连接,第一涡轮的进出气口分别与发动机排气管的出气口、第一涡轮出气管的进气口相连接,第二涡轮的出气口与第二涡轮出气管的进气口相连接,发动机的进出气口分别与发动机进气管的出气口、发动机排气管的进气口相连接,第一压气机、第二压气机、第二涡轮、第一涡轮通过连接轴同轴相连,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发动机进气管、容积腔左壁面相连通,第二连接管的两端分别与发动机排气管、容积腔右壁面相连通,第三连接管的两端分别与第二压气机的出气口、容积腔下壁面相连通,第四连接管的两端分别与第二涡轮的进气口、容积腔下壁面相连通,移动体安装在容积腔内并与容积腔的内壁面密封接触,第一连通管的两端分别与移动体的左壁面和下壁面相连通,第二连通管的两端分别与移动体的右壁面和下壁面相连通,移动体的左壁面通过弹簧与容积腔左壁面相连接。
在本发明中,移动体可以在容积腔内左右移动。当发动机进气管内压力较高时,移动体左方的容积腔内压力也较高,移动体向右移动并拉伸弹簧,从而使第一连接管与第三连接管相连通,第二连接管与第四连接管相连通,在整个增压系统中第一压气机、第二压气机、第一涡轮和第二涡轮均同时在工作,涡轮当量入口面积较大,发动机泵气损失较小,发动机整机性能较优;当发动机进气管内压力较低时,移动体左方的容积腔内压力也较低,在弹簧的拉伸作用下,移动体向左移动,从而使第一连接管与第三连接管相隔断,第二连接管与第四连接管相隔断,在整个增压系统中仅有第一压气机和第一涡轮在工作,涡轮当量入口面积较小,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。
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控制机构。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为图1中A-A剖面的结构示意图;
其中:1、第一压气机进气管,2、第一压气机,3、第一涡轮出气管,4、第一涡轮,5、第二压气机进气管,6、第二压气机,7、第二涡轮出气管,8、第二涡轮,9、发动机进气管,10、发动机,11、发动机排气管,12、连接轴,13、容积腔,14、容积腔上壁面,15、容积腔下壁面,16、容积腔左壁面,17、容积腔右壁面,18、容积腔前壁面,19、容积腔后壁面,20、移动体,21、弹簧,22、第一连接管,23、第二连接管,24、第三连接管,25、第四连接管,26、第一连通管,27、第二连通管。
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和图2所示,本发明包括:第一压气机进气管1、第一压气机2、第一涡轮出气管3、第一涡轮4、第二压气机进气管5、第二压气机6、第二涡轮出气管7、第二涡轮8、发动机进气管9、发动机10、发动机排气管11、连接轴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、移动体20、弹簧21、第一连接管22、第二连接管23、第三连接管24、第四连接管25、第一连通管26和第二连通管27,第一压气机2的进出气口分别与第一压气机进气管1的出气口、发动机进气管9的进气口相连接,第二压气机6的进气口与第二压气机进气管5的出气口相连接,第一涡轮4的进出气口分别与发动机排气管11的出气口、第一涡轮出气管3的进气口相连接,第二涡轮8的出气口与第二涡轮出气管7的进气口相连接,发动机10的进出气口分别与发动机进气管9的出气口、发动机排气管11的进气口相连接,第一压气机2、第二压气机6、第二涡轮8、第一涡轮4通过连接轴12同轴相连,容积腔13的横截面为长方形,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固接为一体,第一连接管22的两端分别与发动机进气管9、容积腔左壁面16相连通,第二连接管23的两端分别与发动机排气管11、容积腔右壁面17相连通,第三连接管24的两端分别与第二压气机6的出气口、容积腔下壁面15相连通,第四连接管25的两端分别与第二涡轮8的进气口、容积腔下壁面15相连通,移动体20安装在容积腔13内并与容积腔13的内壁面密封接触,第一连通管26的两端分别与移动体20的左壁面和下壁面相连通,第二连通管27的两端分别与移动体20的右壁面和下壁面相连通,移动体20的左壁面通过弹簧21与容积腔左壁面16相连接。
在本发明中,移动体20可以在容积腔13内左右移动。当发动机进气管9内压力较高时,移动体20左方的容积腔13内压力也较高,移动体20向右移动并拉伸弹簧21,从而使第一连接管22与第三连接管24相连通,第二连接管23与第四连接管25相连通,在整个增压系统中第一压气机2、第二压气机6、第一涡轮4和第二涡轮8均同时在工作,涡轮当量入口面积较大,发动机10的泵气损失较小,发动机10的整机性能较优;当发动机进气管9内压力较低时,移动体20左方的容积腔13内压力也较低,在弹簧21的拉伸作用下,移动体向左移动,从而使第一连接管22与第三连接管24相隔断,第二连接管23与第四连接管25相隔断,在整个增压系统中仅有第一压气机2和第一涡轮4在工作,涡轮当量入口面积较小,脉冲能量可以充分利用,发动机10的进气压力较大,发动机10的整机性能较优。因此,本发明可以较好的兼顾发动机10的高低转速工况。
Claims (1)
1.一种单涡轮与双涡轮切换系统,包括:第一压气机进气管(1)、第一压气机(2)、第一涡轮出气管(3)、第一涡轮(4)、第二压气机进气管(5)、第二压气机(6)、第二涡轮出气管(7)、第二涡轮(8)、发动机进气管(9)、发动机(10)、发动机排气管(11)和连接轴(12),第一压气机(2)的进出气口分别与第一压气机进气管(1)的出气口、发动机进气管(9)的进气口相连接,第二压气机(6)的进气口与第二压气机进气管(5)的出气口相连接,第一涡轮(4)的进出气口分别与发动机排气管(11)的出气口、第一涡轮出气管(3)的进气口相连接,第二涡轮(8)的出气口与第二涡轮出气管(7)的进气口相连接,发动机(10)的进出气口分别与发动机进气管(9)的出气口、发动机排气管(11)的进气口相连接,第一压气机(2)、第二压气机(6)、第二涡轮(8)、第一涡轮(4)通过连接轴(12)同轴相连,其特征在于还包括容积腔(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)、移动体(20)、弹簧(21)、第一连接管(22)、第二连接管(23)、第三连接管(24)、第四连接管(25)、第一连通管(26)和第二连通管(27),容积腔(13)的横截面为长方形,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)固接为一体,第一连接管(22)的两端分别与发动机进气管(9)、容积腔左壁面(16)相连通,第二连接管(23)的两端分别与发动机排气管(11)、容积腔右壁面(17)相连通,第三连接管(24)的两端分别与第二压气机(6)的出气口、容积腔下壁面(15)相连通,第四连接管(25)的两端分别与第二涡轮(8)的进气口、容积腔下壁面(15)相连通,移动体(20)安装在容积腔(13)内并与容积腔(13)的内壁面密封接触,第一连通管(26)的两端分别与移动体(20)的左壁面和下壁面相连通,第二连通管(27)的两端分别与移动体(20)的右壁面和下壁面相连通,移动体(20)的左壁面通过弹簧(21)与容积腔左壁面(16)相连接。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20130508 |