CN108087110B - 一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置，包括支撑壳体、活塞阀和弹簧，所述支撑壳体的上端开口作为发动机排气进口，支撑壳体的一侧从上至下依次设有高压级涡轮进口、低压级涡轮进口和增压系统旁通放气口；所述活塞阀的阀杆底部和弹簧上端固定，活塞阀和弹簧一起设置在支撑壳体内。本发明应用于二级增压系统涡轮旁通调节，在5种调节模式中，依靠与活塞阀的固定的弹簧弹力来实现自适应调节，当发动机排气压力升高时，推动活塞阀下行，依次出现5种调节模式，当发动机排气压力下降时，弹簧回弹，实现系统自适应调节。

Description

一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置
技术领域
本发明属于涡轮增压器技术领域，具体涉及一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置。
背景技术
涡轮增压器是利用发动机排出废气的能量来提高发动机进气密度，由于增压发动机的高功率、低油耗、低排放的特点，在发动机上应用相当广泛。二级增压系统是适应目前高排放要求、小尺寸高功率输出发动机的气系统解决方案，采用二级增压后的增压压力可大幅度提高，每个独立增压器均可以工作在较高效率的工作区域内，两个增压器工作时，发动机流量范围大大拓宽，高压比工况增压压力提高是单级增压难以达到的，可以很好满足柴油机提高功率和满足排放的需求。
二级增压系统是用两台增压器不同工种状态来满足发动机不同工况需求。从发动机需求来看，排气从排气总管出来以后，如果发动机处在低速小负荷时，所有排气先经高压级涡轮膨胀，再经低压级涡轮膨胀；如果发动机处在高速大负荷工况，需要部分发动机排气不经高压级涡轮而直接经低压级涡轮膨胀后排出，以降低高压级涡轮功和进气压比，发动机进一步提高功率，需要再有一部分涡轮能量直接旁通到大气中，减少低压级涡轮的做功，来实现进气压力降低，以控制发动机爆压。综上，至少需要三个调节阀来实现二级增压系统涡轮端的调节，即进高压级涡轮的调节，高低压级之间的调节，进低压级涡轮的调节。但三个调节阀会带来系统控制量增加、可靠性降低等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置，以实现高低压级涡轮三种调节状态，同时简单可靠。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置，包括支撑壳体、活塞阀和弹簧，所述支撑壳体的上端开口作为发动机排气进口，支撑壳体的一侧从上至下依次设有高压级涡轮进口、低压级涡轮进口和增压系统旁通放气口；
所述活塞阀的阀杆底部和弹簧上端固定，活塞阀和弹簧一起设置在支撑壳体内，活塞阀的阀杆端部的厚度大于高压级涡轮进口、低压级涡轮进口和增压系统旁通放气口。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明应用于二级增压系统涡轮旁通调节，在5种调节模式中，依靠与活塞阀固定的弹簧弹力来实现自适应调节，当发动机排气压力升高时，推动活塞阀下行，依次出现5种调节模式，当发动机排气压力下降时，弹簧回弹，实现系统自适应调节；
(2)本发明结构简单，容易实现。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置的5种工作模式。
附图标记说明：
1-发动机排气进口，2-高压级涡轮进口，3-低压级涡轮进口，4-增压系统旁通放气口，5-活塞阀，6-弹簧，7-支撑壳体。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置，如图1所示，包括支撑壳体7、活塞阀5和弹簧6，所述支撑壳体7的上端开口作为发动机排气进口1，支撑壳体7的一侧从上至下依次设有高压级涡轮进口2、低压级涡轮进口3和增压系统旁通放气口4；所述活塞阀5的阀杆底部和弹簧6上端固定，活塞阀5和弹簧6一起设置在支撑壳体7内。
弹簧6不发生形变时，活塞阀5的阀杆端部处于使高压级涡轮进口2部分开启的状态。燃气从发动机排气进口1进入，此时活塞阀5的位置是高压级涡轮进口2部分开启，随着发动机排气压力升高，排气压力推动活塞阀5向下运动，依次会出现高压级涡轮进口2全开、高压级涡轮进口2全开+低压级涡轮进口3部分开启、高压级涡轮进口2全开+低压级涡轮进口3全开、高压级涡轮进口2全开+低压级涡轮进口3全开+旁通放气口4开启等状态来适应发动机不同工况对气系统的压力需求，发动机排气压力下降时，弹簧6起作用，推动活塞阀5上行，适应发动机低速工况的调节模式。
具体的如图2的(1)至(5)所示，分别为本发明二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置的5种工作模式，
模式(1)为高压级涡轮进口2部分开，利于提高发动机排气管气流速度。适用于发动机怠速到低速工况。
模式(2)为高压级涡轮进口2全开，适用于发动机低速工况，在模式(1)的基础上功率的进一步提升。
模式(3)为高压级涡轮进口2全开，低压级涡轮进口3部分开，适用于发动机中速工况，低压级增压器的转速提升可以加大发动机流量范围。
模式(4)为高压级涡轮进口2全开，低压级涡轮进口3全开，适用于发动机高速工况，高压级增压器转速基本恒定，低压级增压器起主要作用。
模式(5)为高压级涡轮进口2全开，低压级涡轮进口3全开，增压系统旁通放气口4起作用，适用于发动机高速工况，此时增压压力达到极限值，通过旁通放气，实现发动机可靠工作。
本发明是为了实现发动机二级增压系统涡轮旁通自适应调节。燃气从发动机排气进口1进入，此时活塞阀5的位置是高压级涡轮进口2部分开启，随着发动机排气压力升高，排气压力推动活塞阀5向下运动，依次出现适应不同发动机排气压力有5种调节模式，当发动机排气压力下降时，弹簧6回弹，实现系统自适应调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置，其特征在于：包括支撑壳体(7)、活塞阀(5)和弹簧(6)，所述支撑壳体(7)的上端开口作为发动机排气进口(1)，支撑壳体(7)的一侧从上至下依次设有高压级涡轮进口(2)、低压级涡轮进口(3)和增压系统旁通放气口(4)；
所述活塞阀(5)的阀杆底部和弹簧(6)上端固定，活塞阀(5)和弹簧(6)一起设置在支撑壳体(7)内，活塞阀(5)的阀杆端部的厚度大于高压级涡轮进口(2)、低压级涡轮进口(3)和增压系统旁通放气口(4)。
2.根据权利要求1所述的一种二级增压系统涡轮旁通自适应调节装置，其特征在于：弹簧(6)不发生形变时，活塞阀(5)的阀杆端部处于使高压级涡轮进口(2)部分开启的状态；燃气从发动机排气进口(1)进入，此时活塞阀(5)的位置是高压级涡轮进口(2)部分开启，随着发动机排气压力升高，排气压力推动活塞阀(5)向下运动，依次出现高压级涡轮进口(2)全开、高压级涡轮进口(2)全开+低压级涡轮进口(3)部分开启、高压级涡轮进口(2)全开+低压级涡轮进口(3)全开、高压级涡轮进口(2)全开+低压级涡轮进口(3)全开+增压系统旁通放气口(4)开启的5种工作模式；等发动机排气压力下降时，弹簧(6)作用，推动活塞阀(5)上行，适应发动机低速工况的调节模式。
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