CN107387231A - 磁铁调节式排气支管面积控制系统 - Google Patents

Abstract

一种属于内燃机技术领域的磁铁调节式排气支管面积控制系统，包括旋转轮、控制体、拉伸轴、拉伸杆、移动体、弹簧、磁铁、镶嵌槽、旋转轴，移动体布置在控制体上部，移动体顶部通过第一弹簧与控制体的顶部壁面相连接，第一磁铁与移动体底部固结在一起，镶嵌槽阵列式布置在控制体内的旋转轴上，第二磁铁布置在镶嵌槽内，第二磁铁的内侧壁面通过第二弹簧与旋转轴相连接，第一磁铁、第二磁铁的同极相对。在本发明中，当发动机在低速工况运行时排气支管的缩口较小，在高速工况运行时排气支管的缩口较大。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。

Description

磁铁调节式排气支管面积控制系统

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，具体地说，是一种可以实现排气支管缩口自我调节的 磁铁调节式排气支管面积控制系统。

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，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 支管的出口面积，也可以实现发动机高低转速工况的兼顾。在低速工况排气支管出口面 积变小，涡轮前可用能较多；在高速工况排气支管出口面积变大，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：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

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种排气支管缩口率可变系统，使其排气 支管出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。

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、固定座、回位弹、皮带、控制体、拉伸 轴、拉伸杆、第一弹簧、移动体、第二弹簧、第一磁铁、第二磁铁、镶嵌槽、旋转轴、 第一旋转轮、控制轴、第二旋转轮、拉绳、调节轴、链条、调节板，压气机进气管的 出气口与压气机的进气口相连接，发动机进气管的两端分别与压气机、发动机相连接， 排气支管的两端分别与发动机、排气总管相连接，排气总管的出气口与涡轮的进气口相 连接，皮带缠绕在第一旋转轮的外部，回位弹簧的两端分别与固定座、皮带的一端连接 在一起，拉绳的一端与皮带的另一端相连接，拉绳的另一端绕过第二旋转轮后与拉伸杆 的下端连接在一起，控制轴与第一旋转轮固结在一起，控制轴和第一旋转轮的轴线重合， 调节轴镶嵌在排气支管的侧壁上，调节板布置在排气支管内并与调节轴固结在一起，调 节轴与控制轴通过链条相连接；控制体的上部为长方体结构，控制体的下部为圆柱状结 构，移动体布置在控制体的上部，移动体的顶部通过第一弹簧与控制体的顶部壁面相连 接，第一磁铁与移动体的底部固结在一起，旋转轴的一端与发动机的曲轴相连接，旋转 轴的另一端穿过控制体的下部前壁面后镶嵌在下部后壁面上，镶嵌槽阵列式布置在控制 体内的旋转轴上，第二磁铁布置在镶嵌槽内，第二磁铁的内侧壁面通过第二弹簧与旋转 轴相连接，第一磁铁、第二磁铁的同极相对，拉伸轴的一端与移动体相连接，拉伸轴的 另一端与拉伸杆的上端相连接。

本发明的有益效果是：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的排气支管出口面积控制机构。

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为本发明中调节轴与控制轴的连接示意图；

图6为本发明中控制体的剖面图；

图7为图6中C-C剖面的结构示意图；

附图中的标号分别为：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、固定座，9、回位弹簧，10、皮带，11、 控制体，12、拉伸轴，13、拉伸杆，14、第一弹簧，15、移动体，16、第二弹簧，17、 第一磁铁，18、第二磁铁，19、镶嵌槽，20、旋转轴，21、第一旋转轮，22、控制轴，23、第二旋转轮，24、拉绳，25、调节轴，26、链条，27、调节板。

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7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、固定座8、回位弹簧9、皮带 10、控制体11、拉伸轴12、拉伸杆13、第一弹簧14、移动体15、第二弹簧16、第一 磁铁17、第二磁铁18、镶嵌槽19、旋转轴20、第一旋转轮21、控制轴22、第二旋转 轮23、拉绳24、调节轴25、链条26、调节板27，压气机进气管1的出气口与压气机 2的进气口相连接，发动机进气管3的两端分别与压气机2、发动机4相连接，排气支 管5的两端分别与发动机4、排气总管6相连接，排气总管6的出气口与涡轮7的进气 口相连接，皮带10缠绕在第一旋转轮21的外部，回位弹簧9的两端分别与固定座8、 皮带10的一端连接在一起，拉绳24的一端与皮带10的另一端相连接，拉绳24的另一 端绕过第二旋转轮23后与拉伸杆13的下端连接在一起，控制轴22与第一旋转轮21固 结在一起，控制轴22和第一旋转轮21的轴线重合，调节轴25镶嵌在排气支管5的侧 壁上，调节板27布置在排气支管5内并与调节轴25固结在一起，调节轴25与控制轴 22通过链条26相连接；控制体11的上部为长方体结构，控制体11的下部为圆柱状结 构，移动体15布置在控制体11的上部，移动体15的顶部通过第一弹簧14与控制体11 的顶部壁面相连接，第一磁铁17与移动体15的底部固结在一起，旋转轴20的一端与 发动机4的曲轴相连接，旋转轴20的另一端穿过控制体11的下部前壁面后镶嵌在下部 后壁面上，镶嵌槽19阵列式布置在控制体11内的旋转轴20上，第二磁铁18布置在镶 嵌槽19内，第二磁铁18的内侧壁面通过第二弹簧16与旋转轴20相连接，第一磁铁17、 第二磁铁18的同极相对，拉伸轴12的一端与移动体15相连接，拉伸轴12的另一端与 拉伸杆13的上端相连接。

在本发明的工作过程中，第一磁铁17、第二磁铁18的同极相对，当第一磁铁17 的底部为正极时，第二磁铁18的外部也为正极；当第一磁铁17的底部为负极时，第二 磁铁18的外部也为负极。当发动机4转速增大时，旋转轴20的转速也增大，布置在镶 嵌槽19内的第二磁铁18在旋转过程中离心力增大，第二磁铁18向外移动并拉伸第二 弹簧16；第二磁铁18向外移动时，第一磁铁17、第二磁铁18之间的间隙变小，磁场 力推动第一磁铁17、移动体15一起向上移动并压缩第一弹簧14，移动体15带动拉伸 轴12、拉伸杆13一起向上移动，从而使拉伸杆13带动第一旋转轮21、控制轴22、第 二旋转轮23、调节轴25、链条26、调节板27一起同步逆时针旋转，排气支管5的缩口 变大，发动机泵气损失较小。发动机4转速降低时，旋转轴20的转速也降低，第二磁 铁18受到的离心力较小，在第一弹簧14、第二弹簧16的作用下，移动体15带动拉伸 轴12、拉伸杆13一起向下移动，从而使第一旋转轮21、控制轴22、第二旋转轮23、 调节轴25、链条26、调节板27一起同步顺时针旋转，排气支管5的缩口变小，排气脉 冲能量可以充分利用。

Claims (1)

1.一种磁铁调节式排气支管面积控制系统，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)，压气机进气管(1)的出气口与压气机(2)的进气口相连接，发动机进气管(3)的两端分别与压气机(2)、发动机(4)相连接，排气支管(5)的两端分别与发动机(4)、排气总管(6)相连接，排气总管(6)的出气口与涡轮(7)的进气口相连接，其特征在于，还包括固定座(8)、回位弹簧(9)、皮带(10)、控制体(11)、拉伸轴(12)、拉伸杆(13)、第一弹簧(14)、移动体(15)、第二弹簧(16)、第一磁铁(17)、第二磁铁(18)、镶嵌槽(19)、旋转轴(20)、第一旋转轮(21)、控制轴(22)、第二旋转轮(23)、拉绳(24)、调节轴(25)、链条(26)、调节板(27)，皮带(10)缠绕在第一旋转轮(21)的外部，回位弹簧(9)的两端分别与固定座(8)、皮带(10)的一端连接在一起，拉绳(24)的一端与皮带(10)的另一端相连接，拉绳(24)的另一端绕过第二旋转轮(23)后与拉伸杆(13)的下端连接在一起，控制轴(22)与第一旋转轮(21)固结在一起，控制轴(22)和第一旋转轮(21)的轴线重合，调节轴(25)镶嵌在排气支管(5)的侧壁上，调节板(27)布置在排气支管(5)内并与调节轴(25)固结在一起，调节轴(25)与控制轴(22)通过链条(26)相连接；控制体(11)的上部为长方体结构，控制体(11)的下部为圆柱状结构，移动体(15)布置在控制体(11)的上部，移动体(15)的顶部通过第一弹簧(14)与控制体(11)的顶部壁面相连接，第一磁铁(17)与移动体(15)的底部固结在一起，旋转轴(20)的一端与发动机(4)的曲轴相连接，旋转轴(20)的另一端穿过控制体(11)的下部前壁面后镶嵌在下部后壁面上，镶嵌槽(19)阵列式布置在控制体(11)内的旋转轴(20)上，第二磁铁(18)布置在镶嵌槽(19)内，第二磁铁(18)的内侧壁面通过第二弹簧(16)与旋转轴(20)相连接，第一磁铁(17)、第二磁铁(18)的同极相对，拉伸轴(12)的一端与移动体(15)相连接，拉伸轴(12)的另一端与拉伸杆(13)的上端相连接。