CN106948928A - 排气管容积离心控制装置 - Google Patents

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张慧龑
靳嵘
程江华
石磊
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    • F02B37/12—Control of the pumps
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Abstract

一种机械设计技术领域的排气管容积离心控制装置，包括调节体、控制体、弹簧、移动块、立杆、滚动体、离心体、空心槽、旋转轴、拉伸杆，旋转板布置在调节体内，移动块布置在控制体的上部，旋转轴的一端穿过控制体的下端后壁面后镶嵌在控制体的下端前壁面上，空心槽布置在控制体的旋转轴上，离心体布置在空心槽内，离心体的外壁面旋转到第一滚动体、第二滚动体的下方时能带动第一滚动体、第二滚动体转动。当发动机转速较高时，旋转板逆时针旋转，排气总管容积较大；当发动机转速较低时，旋转板顺时针旋转，排气总管容积较小。本发明设计合理，结构简单，适用于涡轮增压系统排气管容积的优化设计。

Description

排气管容积离心控制装置
技术领域
本发明涉及的是一种机械设计技术领域的排气管容积离心控制装置，特别是一种适用于增压发动机排气系统的排气管容积离心控制装置。
背景技术
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。
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
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种排气管容积离心控制装置，可以使发动机排气总管容积根据发动机转速进行自我调节。
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、排气总管、涡轮、涡轮排气管、调节体、旋转板、控制体、拉伸轴、第一弹簧、移动块、第一立杆、第一滚动体、第二立杆、第二滚动体、离心体、空心槽、第二弹簧、旋转轴、拉伸杆、调节杆、调节轴、连接管26、第三弹簧27，压气机的进出气口分别与压气机进气管、发动机进气管相连接，发动机的进气道与发动机进气管相连接，发动机的排气道分别与排气支管的进气口相连接，排气支管的出气口均与排气总管相连接，涡轮的进气口与排气总管的出气口相连接，涡轮的出气口与涡轮排气管，调节体布置在排气总管的后端，调节轴镶嵌在调节体内，旋转板布置在调节体内并与调节轴固结在一起，调节杆的一端与调节轴相连接，调节杆的另一端与拉伸杆的一端相连接，移动块布置在控制体的上部，拉伸轴的一端伸入控制体内并与移动块固结在一起，移动块的顶部通过第一弹簧与控制体的上部内壁面连接在一起，第一立杆、第二立杆的顶部均与移动块的底部固结在一起，第一立杆、第二立杆的底部分别与第一滚动体、第二滚动体连接在一起，旋转轴的一端穿过控制体的下端后壁面后镶嵌在控制体的下端前壁面上，旋转轴的另一端通过链条与发动机的曲轴相连接，空心槽布置在控制体内的旋转轴上，离心体布置在空心槽内，离心体的内壁面通过第二弹簧与旋转轴连接在一起，离心体的外壁面旋转到第一滚动体、第二滚动体的下方时能带动第一滚动体、第二滚动体转动，拉伸杆的一端与拉伸轴的另一端固结在一起，拉伸杆的另一端穿过调节体的壁面后与旋转板固结在一起；连接管的一端与发动机进气管相连通，连接管的另一端与调节体的上部腔体相连通，旋转板通过第三弹簧与调节体的内壁面相连接。
进一步地，在本发明中，调节体内部腔体横截面为长方形，控制体的上部腔体横截面为长方形，控制体的下部腔体横截面为圆形，旋转轴的轴心与控制体的下部腔体轴心重合，空心槽在旋转轴上为阵列式布置，离心体的外壁面带有圆弧倒角。
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；排气总管容积可以根据发动机转速进行连续可调，从而兼顾发动机的各种运行工况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中调节体的剖面图；
图3为图2中A-A剖面的结构示意图；
图4为本发明中控制体的剖面图；
图5为图4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、排气总管，7、涡轮，8、涡轮排气管，9、调节体，10、旋转板，11、控制体，12、拉伸轴，13、第一弹簧，14、移动块，15、第一立杆，16、第一滚动体，17、第二立杆，18、第二滚动体，19、离心体，20、空心槽，21、第二弹簧，22、旋转轴，23、拉伸杆，24、调节杆，25、调节轴，26、连接管，27、第三弹簧。
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5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、排气总管6、涡轮7、涡轮排气管8、调节体9、旋转板10、控制体11、拉伸轴12、第一弹簧13、移动块14、第一立杆15、第一滚动体16、第二立杆17、第二滚动体18、离心体19、空心槽20、第二弹簧21、旋转轴22、拉伸杆23、调节杆24、调节轴25、连接管26、第三弹簧27，压气机2的进出气口分别与压气机进气管1、发动机进气管3相连接，发动机4的进气道与发动机进气管3相连接，发动机4的排气道分别与排气支管5的进气口相连接，排气支管5的出气口均与排气总管6相连接，涡轮7的进气口与排气总管6的出气口相连接，涡轮7的出气口与涡轮排气管8，调节体9布置在排气总管6的后端，调节轴25镶嵌在调节体9内，旋转板10布置在调节体9内并与调节轴25固结在一起，调节杆24的一端与调节轴25相连接，调节杆24的另一端与拉伸杆23的一端相连接，移动块14布置在控制体11的上部，拉伸轴12的一端伸入控制体11内并与移动块14固结在一起，移动块14的顶部通过第一弹簧13与控制体11的上部内壁面连接在一起，第一立杆15、第二立杆17的顶部均与移动块14的底部固结在一起，第一立杆15、第二立杆17的底部分别与第一滚动体16、第二滚动体18连接在一起，旋转轴22的一端穿过控制体11的下端后壁面后镶嵌在控制体11的下端前壁面上，旋转轴22的另一端通过链条与发动机4的曲轴相连接，空心槽20布置在控制体11内的旋转轴22上，离心体19布置在空心槽20内，离心体19的内壁面通过第二弹簧21与旋转轴22连接在一起，离心体19的外壁面旋转到第一滚动体16、第二滚动体18的下方时能带动第一滚动体16、第二滚动体18转动，拉伸杆23的一端与拉伸轴12的另一端固结在一起，拉伸杆23的另一端穿过调节体9的壁面后与旋转板10固结在一起；调节体9内部腔体横截面为长方形，控制体11的上部腔体横截面为长方形，控制体11的下部腔体横截面为圆形，旋转轴22的轴心与控制体11的下部腔体轴心重合，空心槽20在旋转轴22上为阵列式布置，离心体19的外壁面带有圆弧倒角；连接管26的一端与发动机进气管3相连通，连接管26的另一端与调节体9的上部腔体相连通，旋转板10通过第三弹簧27与调节体9的内壁面相连接。
在本发明的工作过程中，当离心体19转动时，第一滚动体16、第二滚动体18也能同步跟随转动；当离心体19向外离心运动时，第一滚动体16、第二滚动体18也能同步向上移动。当发动机4转速增大时，旋转轴22的转速也增大，布置在空心槽20内的离心体19在旋转过程中离心力增大，离心体19同步向外移动并推动移动块14、第一立杆15、第一滚动体16、第二立杆17、第二滚动体18一起向上移动，并压缩第一弹簧13、拉伸第二弹簧21，移动块14带动拉伸轴12向上移动，拉伸轴12带动拉伸杆23上移，从而使拉伸杆23带动旋转板10逆时针旋转，排气总管6的容积变大，发动机泵气损失较小；发动机4转速较低时，旋转轴22的转速也较低，在第一弹簧13、第二弹簧21的作用下移动块14、离心体19同步向下移动，从而使拉伸轴12、拉伸杆23同步向下移动，带动旋转板10顺时针旋转，排气总管6的容积变小，涡轮6可以充分利用发动机排气的脉冲能量。
在连接管26、第三弹簧27的作用下，旋转板10的旋转比较平顺。

Claims (2)

1.一种排气管容积离心控制装置，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)、排气总管(6)、涡轮(7)、涡轮排气管(8)，压气机(2)的进出气口分别与压气机进气管(1)、发动机进气管(3)相连接，发动机(4)的进气道与发动机进气管(3)相连接，发动机(4)的排气道分别与排气支管(5)的进气口相连接，排气支管(5)的出气口均与排气总管(6)相连接，涡轮(7)的进气口与排气总管(6)的出气口相连接，涡轮(7)的出气口与涡轮排气管(8)相连接，其特征在于，还包括调节体(9)、旋转板(10)、控制体(11)、拉伸轴(12)、第一弹簧(13)、移动块(14)、第一立杆(15)、第一滚动体(16)、第二立杆(17)、第二滚动体(18)、离心体(19)、空心槽(20)、第二弹簧(21)、旋转轴(22)、拉伸杆(23)、调节杆(24)、调节轴(25)、连接管(26)、第三弹簧(27)，调节体(9)布置在排气总管(6)的后端，调节轴(25)镶嵌在调节体(9)内，旋转板(10)布置在调节体(9)内并与调节轴(25)固结在一起，调节杆(24)的一端与调节轴(25)相连接，调节杆(24)的另一端与拉伸杆(23)的一端相连接，移动块(14)布置在控制体(11)的上部，拉伸轴(12)的一端伸入控制体(11)内并与移动块(14)固结在一起，移动块(14)的顶部通过第一弹簧(13)与控制体(11)的上部内壁面连接在一起，第一立杆(15)、第二立杆(17)的顶部均与移动块(14)的底部固结在一起，第一立杆(15)、第二立杆(17)的底部分别与第一滚动体(16)、第二滚动体(18)连接在一起，旋转轴(22)的一端穿过控制体(11)的下端后壁面后镶嵌在控制体(11)的下端前壁面上，旋转轴(22)的另一端通过链条与发动机(4)的曲轴相连接，空心槽(20)布置在控制体(11)内的旋转轴(22)上，离心体(19)布置在空心槽(20)内，离心体(19)的内壁面通过第二弹簧(21)与旋转轴(22)连接在一起，离心体(19)的外壁面旋转到第一滚动体(16)、第二滚动体(18)的下方时能带动第一滚动体(16)、第二滚动体(18)转动，拉伸杆(23)另的一端与拉伸轴(12)的另一端固结在一起；连接管(26)的一端与发动机进气管(3)相连通，连接管(26)的另一端与调节体(9)的上部腔体相连通，旋转板(10)通过第三弹簧(27)与调节体(9)的内壁面相连接。
2.根据权利要求1所述的排气管容积离心控制装置，其特征在于调节体(9)内部腔体横截面为长方形，控制体(11)的上部腔体横截面为长方形，控制体(11)的下部腔体横截面为圆形，旋转轴(22)的轴心与控制体(11)的下部腔体轴心重合，空心槽(20)在旋转轴(22)上为阵列式布置，离心体(19)的外壁面带有圆弧倒角。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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