CN103089410B - 旋转控制式管道缩口率可变装置 - Google Patents

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Abstract

一种机械设计技术领域的旋转控制式管道缩口率可变装置，包括压气机、发动机、排气管、涡轮、容积腔、旋转体、弹簧、连接管、旋转杆、旋转轴和旋转板，容积腔与旋转体的纵截面均为圆弧状，旋转板安装在排气管内，旋转板与旋转轴固结在一起，旋转体的左壁面通过弹簧与容积腔的左壁面相连接，连接管的两端分别与容积腔的右壁面、排气管相连通。当发动机进气管内压力较高时，旋转体带动旋转板逆时针旋转，发动机泵气损失较小，整机性能较优；当发动机进气管内压力较低时，旋转体带动旋转板顺时针旋转，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，整机性能较优。本发明设计合理，结构简单，适用于涡轮单进口的涡轮增压系统。

Description

旋转控制式管道缩口率可变装置
技术领域
[0001] 本发明涉及的是一种机械设计技术领域的涡轮增压系统，特别是一种旋转控制式管道缩口率可变装置。
背景技术
[0002] 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，通过改变涡轮入口的面积，也可以实现发动机高低转速工况的兼顾。在低速工况时使涡轮入口面积变小，涡轮前可用能较多；在高速工况时使涡轮入口面积变大，发动机泵气损失较小，这也是较为理想的。
[0003] 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涡轮入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；但是其涡轮入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
[0004] 本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种旋转控制式管道缩口率可变装置，使其排气管喉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。
[0005] 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、涡轮出气管、连接轴、容积腔、旋转体、弹簧、连接管、旋转杆、旋转轴和旋转板，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，发动机的进出气口分别与发动机进气管的出气口、排气支管的进气口相连接，排气支管的出气口与排气管相连接，涡轮的进出气口分别与排气管的出气口、涡轮出气管的进气口相连接，压气机进气管的进气口、涡轮出气管的出气口均与大气相连通，压气机与涡轮通过连接轴同轴相连，容积腔与旋转体的纵截面均为圆弧状，旋转体安装在容积腔内，旋转体的外壁面与容积腔的内壁面密封接触，在容积腔的下壁面上有一个空槽，旋转杆的一端穿过容积腔下壁面上的空槽后与旋转体固结在一起，旋转杆的另一端与旋转轴的一端固结在一起，旋转轴的另一端穿过排气管后镶嵌在排气管的侧壁上，旋转板安装在排气管内，旋转板的下端面与旋转轴固结在一起，旋转板、排气管的横截面均为长方形，旋转体的左壁面通过弹簧与容积腔的左壁面相连接，连接管的两端分别与容积腔的右壁面、发动机进气管相连通。
[0006] 在本发明中，旋转体可以在容积腔内旋转，旋转体旋转时可以带动旋转杆、旋转轴、旋转板同步旋转。当发动机进气管内压力较高时，旋转体右侧的容积腔内压力也较高，旋转体逆时针旋转并压缩弹簧，旋转杆、旋转轴、旋转板同步逆时针旋转，排气管的喉口面积变大，发动机泵气损失较小，整机性能较优；当发动机进气管内压力较低时，旋转体右侧的容积腔内压力也较低，在弹簧的弹性作用下旋转体顺时针旋转，旋转杆、旋转轴、旋转板同步顺时针旋转，排气管的喉口面积变小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，整机性能较优。
[0007] 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喉口面积控制机构。
附图说明
[0008] 图1为本发明的结构示意图；
[0009] 图2为图1中A-A剖面的结构示意图；
[0010] 图3为图2中B-B剖面的结构示意图；
[0011] 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、涡轮出气管，9、连接轴，10、容积腔，11、旋转体，12、弹簧，13、连接管，14、旋转杆，15、旋转轴，16、旋转板。
具体实施方式
[0012] 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。
[0013] 实施例
[0014] 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、涡轮出气管8、连接轴9、容积腔10、旋转体11、弹簧12、连接管13、旋转杆14、旋转轴15和旋转板16，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的进出气口分别与发动机进气管3的出气口、排气支管5的进气口相连接，排气支管5的出气口与排气管6相连接，涡轮7的进出气口分别与排气管6的出气口、涡轮出气管8的进气口相连接，压气机进气管1的进气口、涡轮出气管8的出气口均与大气相连通，压气机2与涡轮7通过连接轴9同轴相连，容积腔10与旋转体11的纵截面均为圆弧状，旋转体11安装在容积腔10内，旋转体11的外壁面与容积腔10的内壁面密封接触，在容积腔10的下壁面上有一个空槽，旋转杆14的一端穿过容积腔10下壁面上的空槽后与旋转体11固结在一起，旋转杆14的另一端与旋转轴15的一端固结在一起，旋转轴15的另一端穿过排气管6后镶嵌在排气管6的侧壁上，旋转板16安装在排气管6内，旋转板16的下端面与旋转轴15固结在一起，旋转板16、排气管6的横截面均为长方形，旋转体11的左壁面通过弹簧12与容积腔10的左壁面相连接，连接管13的两端分别与容积腔10的右壁面、发动机进气管3相连通。
[0015] 在本发明中，旋转体11可以在容积腔10内旋转，旋转体11旋转时可以带动旋转杆14、旋转轴15、旋转板16同步旋转。当发动机进气管3内压力较高时，旋转体11右侧的容积腔10内压力也较高，旋转体11逆时针旋转并压缩弹簧12，旋转杆14、旋转轴15、旋转板16同步逆时针旋转，排气管6的喉口面积变大，发动机泵气损失较小，整机性能较优；当发动机进气管3内压力较低时，旋转体11右侧的容积腔10内压力也较低，在弹簧12的弹性作用下旋转体11顺时针旋转，旋转杆14、旋转轴15、旋转板16同步顺时针旋转，排气管6的喉口面积变小,涡轮前可用能较多,发动机进气压力较高，整机性能较优。

Claims (1)

1.一种旋转控制式管道缩口率可变装置，包括压气机进气管〔0、压气机(2^发动机进气管(3^发动机“)、排气支管(5^排气管“)、涡轮(了)、涡轮出气管(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)的进出气口分别与发动机进气管(3)的出气口、排气支管(5)的进气口相连接，排气支管(5)的出气口与排气管(6)相连接，涡轮(7)的进出气口分别与排气管(6)的出气口、涡轮出气管(8)的进气口相连接，压气机进气管(1)的进气口、涡轮出气管(8)的出气口均与大气相连通，压气机(2)与涡轮(7)通过连接轴(9)同轴相连，其特征在于还包括容容积腔(10)与旋转体(11)的纵截面均为圆弧状，旋转体(11)安装在容积腔(10)内，旋转体(11)的外壁面与容积腔(10)的内壁面密封接触，在容积腔(10)的下壁面上有一个空槽，旋转杆(14)的一端穿过容积腔(10)下壁面上的空槽后与旋转体(11)固结在一起，旋转杆(14)的另一端与旋转轴(15)的一端固结在一起,旋转轴(15)的另一端穿过排气管(6)后镶嵌在排气管(6)的侧壁上，旋转板(16)安装在排气管(6)内，旋转板(16)的下端面与旋转轴(15)固结在一起，旋转板(16)、排气管(6)的横截面均为长方形，旋转体(11)的左壁面通过弹簧(12)与容积腔(10)的左壁面相连接，连接管(13)的两端分别与容积腔(10)的右壁面、发动机进气管(3)相连通；当发动机进气管(3)内压力较高时，旋转体(11)逆时针旋转并压缩弹簧(12),旋转杆(14^旋转轴(15)4^^^(16)同步逆时针旋转，排气管(6)的喉口面积变大；当发动机进气管(3)内压力较低时，旋转体(11)右侧的容积腔(10)内压力也较低，在弹簧(12 )的弹性作用下旋转体(11)顺时针旋转，旋转杆(14^旋转轴(15 )、旋转板(16)同步顺时针旋转，排气管(6)的喉口面积变小。
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