CN103573432A

CN103573432A - 压控式机械旋转机构

Info

Publication number: CN103573432A
Application number: CN201310442350.9A
Authority: CN
Inventors: 韦红雨
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-02-12

Abstract

一种机械设计技术领域的压控式机械旋转机构，包括压气机、发动机、涡轮、连接管、阀座、阀体、旋转轴、容积腔、旋转体和弹性部件，旋转体安装在容积腔内并与容积腔的内壁面密封接触，隔板的左壁面通过弹性部件与旋转体相连接，第一连接管的两端分别与容积室的进气口、发动机排气管相连通，第三连接管的两端分别与发动机进气管、隔板右侧的容积腔相连通。当发动机进气管压力较高时，旋转体带动阀体顺时针旋转，发动机的排气再循环率较大，发动机爆压较低；当发动机进气管压力较低时，旋转体带动阀体逆时针旋转，发动机的排气再循环率较小，发动机油耗较低。本发明设计合理，结构简单，适用于增压发动机的排气再循环系统。

Description

压控式机械旋转机构

技术领域

本发明涉及的是一种机械设计技术领域的排气再循环系统，特别是一种压控式机械旋转机构。

背景技术

发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要性日趋增加，降低发动机有害排放物这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。随着世界石油制品的消耗量逐年上升，国际油价居高不下，柴油车的经济性日渐突出,这使得柴油机在车用动力中占据着越来越重要的地位。所以开展柴油机有害排放物控制方法的研究，是从事柴油机设计者的首要任务。排气再循环系统是将柴油机产生的废气的一小部分再送回气缸。再循环排气由于具有惰性将会延缓燃烧过程，也就是说燃烧速度将会放慢从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。另外，提高废气再循环率会使总的排气流量减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。在中速工况时，发动机需要较大的排气再循环率，以降低排温，减小污染；在低速工况时，发动机需要较小的排气再循环率，以提高发动机的进气量。

经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL200410063439.5，专利名称：电子式排气再循环气体控制装置，该专利技术提供了一种控制发动机排气再循环率的装置，能较好地兼顾发动机的中高转速工况；但是其排气再循环率的变化是通过专门的控制结构来实现的，从而使控制系统变的比较复杂。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种压控式机械旋转机构，使其排气再循环率可以自我调节，较好地兼顾发动机的中低转速工况，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、发动机排气管、涡轮、涡轮排气管、连接轴、第一连接管、第二连接管、第三连接管、阀座、阀体、容积腔、隔板、旋转体、旋转轴和弹性部件，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、发动机排气管的进气口相连接，涡轮的进出气口分别与发动机排气管的出气口、涡轮排气管的进气口相连接，压气机与涡轮通过连接轴同轴相连，阀座的上端带有内螺纹孔，阀座的下端带有容积室，阀体的上端带有外螺纹，阀体安装在阀座内，阀体上端的外螺纹与阀座上端的内螺纹孔相匹配，阀体的下端布置在容积室内，容积腔的壁面均固结在一起，容积腔的纵截面为长方形，旋转体安装在容积腔内并与容积腔的内壁面密封接触，容积腔的横截面为圆环状，旋转体的横截面为均圆弧状，旋转轴的外侧壁构成容积腔的内侧壁，容积腔的轴线、旋转轴的轴线、阀体轴线重合在一起，阀体穿过旋转轴并与旋转轴固结在一起，旋转体与旋转轴固结在一起，隔板安装在容积腔内并位于容积腔的正上方，隔板的下端与旋转轴密封接触，隔板的左壁面通过弹性部件与旋转体相连接，第一连接管的两端分别与容积室的进气口、发动机排气管相连通，第二连接管的两端分别与容积室的出气口、压气机进气管相连通，第三连接管的两端分别与发动机进气管、隔板右侧的容积腔相连通。

进一步地，在本发明中弹性部件为弹簧，第一连接管、第三连接管均为等截面圆管。

在本发明的工作过程中，旋转体可以在容积腔内自由旋转，旋转体、旋转轴、阀体固结在一起。当发动机进气管内压力较大时，隔板右侧的容积腔内压力也较大，旋转体顺时针旋转并压缩弹性部件，旋转轴和阀体也同步顺时针旋转，阀体与阀座之间的喉口面积变大，发动机排气再循环率增大，从而使发动机的爆压和最高燃烧温度降低；当发动机进气管内压力较小时，隔板右侧的容积腔内压力也较小，在弹性部件的弹性作用下旋转体逆时针旋转，旋转轴和阀体也同步逆时针旋转，阀体与阀座之间的喉口面积变小，发动机排气再循环率减小，从而使发动机进气量增大，油耗降低。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明设计合理，结构简单，适用于带有涡轮增压器的排气再循环系统，既能兼顾发动机的中低转速工况，又能使排气再循环系统不需要专门的排气再循环率控制机构。

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；

图3为图2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、发动机排气管，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、第三连接管，12、阀座，13、阀体，14、容积室，15、容积腔，16、隔板，17、旋转体，18、旋转轴，19、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至图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、发动机排气管5、涡轮6、涡轮排气管7、连接轴8、第一连接管9、第二连接管10、第三连接管11、阀座12、阀体13、容积腔15、隔板16、旋转体17、旋转轴18和弹性部件19，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、发动机排气管5的进气口相连接，涡轮6的进出气口分别与发动机排气管5的出气口、涡轮排气管7的进气口相连接，压气机2与涡轮6通过连接轴8同轴相连，阀座12的上端带有内螺纹孔，阀座12的下端带有容积室14，阀体13的上端带有外螺纹，阀体13安装在阀座12内，阀体13上端的外螺纹与阀座12上端的内螺纹孔相匹配，阀体13的下端布置在容积室14内，容积腔15的壁面均固结在一起，容积腔15的纵截面为长方形，旋转体17安装在容积腔15内并与容积腔15的内壁面密封接触，容积腔15的横截面为均圆环状，旋转体17的横截面为均圆弧状，旋转轴18的外侧壁构成容积腔15的内侧壁，容积腔15的轴线、旋转轴18的轴线、阀体13轴线重合在一起，阀体13穿过旋转轴18并与旋转轴18固结在一起，旋转体17与旋转轴18固结在一起，隔板16安装在容积腔15内并位于容积腔15的正上方，隔板16的下端与旋转轴18密封接触，隔板16的左壁面通过弹性部件19与旋转体17相连接，第一连接管9的两端分别与容积室14的进气口、发动机排气管5相连通，第二连接管10的两端分别与容积室14的出气口、压气机进气管1相连通，第三连接管11的两端分别与发动机进气管3、隔板16右侧的容积腔15相连通，弹性部件19为弹簧，第一连接管9、第三连接管11均为等截面圆管。

在本发明中，旋转体17可以在容积腔15内自由旋转。当发动机进气管3内压力较大时，隔板16右侧的容积腔15内压力也较大，旋转体17顺时针旋转并压缩弹性部件19，旋转轴18和阀体13也同步顺时针旋转，阀体13与阀座12之间的喉口面积变大，发动机排气再循环率增大，从而使发动机的爆压和最高燃烧温度降低；当发动机进气管3内压力较小时，隔板16右侧的容积腔15内压力也较小，在弹性部件19的弹性作用下旋转体17逆时针旋转，旋转轴18和阀体13也同步逆时针旋转，阀体13与阀座12之间的喉口面积变小，发动机排气再循环率减小，从而使发动机进气量增大，油耗降低。

Claims

1.一种压控式机械旋转机构，包括压气机进气管（1）、压气机（2）、发动机进气管（3）、发动机（4）、发动机排气管（5）、涡轮（6）、涡轮排气管（7）和连接轴（8），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、发动机排气管（5）的进气口相连接，涡轮（6）的进出气口分别与发动机排气管（5）的出气口、涡轮排气管（7）的进气口相连接，压气机（2）与涡轮（6）通过连接轴（8）同轴相连，其特征在于，还包括第一连接管（9）、第二连接管（10）、第三连接管（11）、阀座（12）、阀体（13）、容积腔（15）、隔板（16）、旋转体（17）、旋转轴（18）和弹性部件（19），阀座（12）的上端带有内螺纹孔，阀座（12）的下端带有容积室（14），阀体（13）的上端带有外螺纹，阀体（13）安装在阀座（12）内，阀体（13）上端的外螺纹与阀座（12）上端的内螺纹孔相匹配，阀体（13）的下端布置在容积室（14）内，容积腔（15）的壁面均固结在一起，容积腔（15）的纵截面为长方形，旋转体（17）安装在容积腔（15）内并与容积腔（15）的内壁面密封接触，容积腔（15）的横截面为圆环状，旋转体（17）的横截面为均圆弧状，旋转轴（18）的外侧壁构成容积腔（15）的内侧壁，容积腔（15）的轴线、旋转轴（18）的轴线、阀体（13）轴线重合在一起，阀体（13）穿过旋转轴（18）并与旋转轴（18）固结在一起，旋转体（17）与旋转轴（18）固结在一起，隔板（16）安装在容积腔（15）内并位于容积腔（15）的正上方，隔板（16）的下端与旋转轴（18）密封接触，隔板（16）的左壁面通过弹性部件（19）与旋转体（17）相连接，第一连接管（9）的两端分别与容积室（14）的进气口、发动机排气管（5）相连通，第二连接管（10）的两端分别与容积室（14）的出气口、压气机进气管（1）相连通，第三连接管（11）的两端分别与发动机进气管（3）、隔板（16）右侧的容积腔（15）相连通。

2.根据权利要求1所述的压控式机械旋转机构，其特征是，弹性部件（19）为弹簧，第一连接管（9）、第三连接管（11）均为等截面圆管。