CN105221252A - 脉动能大小可变机构 - Google Patents

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CN105221252A CN201510666408.7A CN201510666408A CN105221252A CN 105221252 A CN105221252 A CN 105221252A CN 201510666408 A CN201510666408 A CN 201510666408A CN 105221252 A CN105221252 A CN 105221252A
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苗瑞
吴易洲
刘志雷
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Abstract

一种属于内燃机技术领域的脉动能大小可变机构，包括旋转轴、旋转板、控制体、弹簧、移动体、连接管，旋转轴镶嵌在涡轮前的排气管上，旋转板的一端与旋转轴固结在一起，第一移动体的纵截面为拱形结构，第一连接管的一端穿过控制体的下壁面后与第二移动体、第三移动体之间的腔体相连通，第一连接管的另一端与压气机、柴油机之间的进气管相连通第二连接管的一端穿过控制体的左壁面后与第三移动体左侧的腔体相连通，第二连接管的另一端与涡轮、消音器之间的排气管相连通。在本发明中，当发动机负荷较大时，涡轮前排气管喉口面积较大；当发动机负荷较小时，涡轮前排气管喉口面积较小。本发明设计合理，结构简单，适用于柴油机涡轮增压系统的设计。

Description

脉动能大小可变机构
技术领域
本发明属于内燃机设计技术领域，具体地说，是一种可以实现涡轮前排气管喉口面积自调节的脉动能大小可变机构。
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，专利名称为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
本发明针对上述不足，提供一种脉动能大小可变机构，可以实现涡轮前排气管喉口面积自调节。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括进气管、空滤、压气机、柴油机、排气管、涡轮、消音器、旋转轴、旋转板、伸缩杆、控制体、第一弹簧、第一移动体、第二弹簧、第二移动体、第三移动体、第一连接管、第二连接管，柴油机的进气口与进气管的出气口相连接，柴油机的排气口与排气管的进气口相连接，空滤、压气机依次连接在进气管上，涡轮、消音器依次连接在排气管上，旋转轴镶嵌在涡轮前的排气管上，旋转板的一端与旋转轴固结在一起，第一移动体、第二移动体、第三移动体均布置在控制体内，控制体的内部腔体横截面为长方形，第一移动体、第二移动体、第三移动体的横截面均为长方形，第一移动体的纵截面为拱形结构，第一移动体、第二移动体、第三移动体的纵截面均带有斜坡结构且相互配合，伸缩杆的一端与旋转板的另一端铰接在一起，伸缩杆的另一端穿过控制体的下壁面后与第一移动体的下壁面铰接在一起，第一移动体的上壁面通过第一弹簧与控制体的上壁面连接在一起，第二移动体、第三移动体通过第二弹簧连接在一起，第一连接管的一端穿过控制体的下壁面后与第二移动体、第三移动体之间的腔体相连通，第一连接管的另一端与压气机、柴油机之间的进气管相连通，第二连接管的一端穿过控制体的左壁面后与第三移动体左侧的腔体相连通，第二连接管的另一端与涡轮、消音器之间的排气管相连通。
本发明的有益效果是：本发明设计合理，结构简单，可以实现涡轮前排气管喉口面积的自我调节。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的局部放大图；
图3为图1中A-A剖面的结构示意图；
图4为图1中B-B剖面的结构示意图；
图5为图1中C-C剖面的结构示意图；
附图中的标号分别为：1、进气管，2、空滤，3、压气机，4、柴油机，5、排气管，6、涡轮，7、消音器，8、旋转轴，9、旋转板，10、伸缩杆，11、控制体，12、第一弹簧，13、第一移动体，14、第二弹簧，15、第二移动体，16、第三移动体，17、第一连接管，18、第二连接管。
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
本发明的实施例如图1至图5所示，本发明包括进气管1、空滤2、压气机3、柴油机4、排气管5、涡轮6、消音器7、旋转轴8、旋转板9、伸缩杆10、控制体11、第一弹簧12、第一移动体13、第二弹簧14、第二移动体15、第三移动体16、第一连接管17、第二连接管18，柴油机4的进气口与进气管1的出气口相连接，柴油机4的排气口与排气管5的进气口相连接，空滤2、压气机3依次连接在进气管1上，涡轮6、消音器7依次连接在排气管5上，旋转轴8镶嵌在涡轮6前的排气管5上，旋转板9的一端与旋转轴8固结在一起，第一移动体13、第二移动体15、第三移动体16均布置在控制体11内，控制体11的内部腔体横截面为长方形，第一移动体13、第二移动体15、第三移动体16的横截面均为长方形，第一移动体13的纵截面为拱形结构，第一移动体13、第二移动体15、第三移动体16的纵截面均带有斜坡结构且相互配合，伸缩杆10的一端与旋转板9的另一端铰接在一起，伸缩杆10的另一端穿过控制体11的下壁面后与第一移动体13的下壁面铰接在一起，第一移动体13的上壁面通过第一弹簧12与控制体11的上壁面连接在一起，第二移动体15、第三移动体16通过第二弹簧14连接在一起，第一连接管17的一端穿过控制体11的下壁面后与第二移动体15、第三移动体16之间的腔体相连通，第一连接管17的另一端与压气机3、柴油机4之间的进气管1相连通，第二连接管18的一端穿过控制体11的左壁面后与第三移动体16左侧的腔体相连通，第二连接管18的另一端与涡轮6、消音器7之间的排气管相连通。
在本发明的实施过程中，第二移动体15、第三移动体16在控制体11内可以左右移动，第一移动体13在控制体内可以上下移动。当柴油机4负荷较大时，压气机3、柴油机4之间的进气管1内压力较大，第二移动体15向右移动、第三移动体17向左移动并拉伸第二弹簧14，第一移动体13向上移动并压缩第一弹簧12，从而使伸缩杆10拉动旋转板9逆时针旋转，涡轮6前排气管5的喉口面积变大，柴油机4泵气损失较小；当柴油机4负荷较小时，压气机3、柴油机4之间的进气管1内压力较小，在第一弹簧12的弹性作用下以及在第二弹簧14的拉伸作用下，第二移动体15向左移动，第三移动体16向右移动，第一移动体13向下移动，从而使伸缩杆10拉动旋转板9顺时针旋转，涡轮6前排气管5的喉口面积变小，柴油机4可以充分利用脉冲能量。在第三移动体16左侧腔体内引入柴油机排气，可以使控制机构的切换更加柔顺。

Claims (1)

1.一种脉动能大小可变机构，包括进气管(1)、空滤(2)、压气机(3)、柴油机(4)、排气管(5)、涡轮(6)、消音器(7)，柴油机(4)的进气口与进气管(1)的出气口相连接，柴油机(4)的排气口与排气管(5)的进气口相连接，空滤(2)、压气机(3)依次连接在进气管(1)上，涡轮(6)、消音器(7)依次连接在排气管(5)上，其特征在于，还包括旋转轴(8)、旋转板(9)、伸缩杆(10)、控制体(11)、第一弹簧(12)、第一移动体(13)、第二弹簧(14)、第二移动体(15)、第三移动体(16)、第一连接管(17)、第二连接管(18)，旋转轴(8)镶嵌在涡轮(6)前的排气管(5)上，旋转板(9)的一端与旋转轴(8)固结在一起，第一移动体(13)、第二移动体(15)、第三移动体(16)均布置在控制体(11)内，控制体(11)的内部腔体横截面为长方形，第一移动体(13)、第二移动体(15)、第三移动体(16)的横截面均为长方形，第一移动体(13)的纵截面为拱形结构，第一移动体(13)、第二移动体(15)、第三移动体(16)的纵截面均带有斜坡结构且相互配合，伸缩杆(10)的一端与旋转板(9)的另一端铰接在一起，伸缩杆(10)的另一端穿过控制体(11)的下壁面后与第一移动体(13)的下壁面铰接在一起，第一移动体(13)的上壁面通过第一弹簧(12)与控制体(11)的上壁面连接在一起，第二移动体(15)、第三移动体(16)通过第二弹簧(14)连接在一起，第一连接管(17)的一端穿过控制体(11)的下壁面后与第二移动体(15)、第三移动体(16)之间的腔体相连通，第一连接管(17)的另一端与压气机(3)、柴油机(4)之间的进气管(1)相连通，第二连接管(18)的一端穿过控制体(11)的左壁面后与第三移动体(16)左侧的腔体相连通，第二连接管(18)的另一端与涡轮(6)、消音器(7)之间的排气管相连通。
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