排氣管容積自調節式渦輪增壓系統的製作方法

2023-05-31 13:09:51

專利名稱：排氣管容積自調節式渦輪增壓系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種內燃機領域的渦輪增壓系統，特別是一種排氣管容積自調節式渦輪增壓系統。
背景技術：
隨著社會的發展和環保要求的提高，發動機增壓技術的應用越來越廣泛，中大功率的發動機大都採用渦輪增壓技術，以提高功率和降低燃油消耗率。渦輪增壓系統的兩種基本型式為定壓增壓系統和脈衝增壓系統。定壓增壓系統，各缸共用一根容積較大的排氣管，排氣管繫結構比較簡單，排氣管內壓力基本上保持恆定，壓力大小僅與發動機的負荷和轉速有關，不同缸數柴油機的增壓系統可以進行統一設計。定壓增壓系統在高速工況時， 泵氣損失較小，渦輪效率較高，性能較優；但是在低速工況時，不能充分利用排氣脈衝能量。 脈衝增壓系統，依據各缸發火順序，將排氣不發生幹擾的兩個氣缸或三個氣缸和同一根排氣管相連接，排氣管系管徑較小，排氣脈衝能量可以充分利用，低速工況和瞬態工況性能較好；但是在高速工況時，泵氣損失較大。由此可見，如果一臺發動機的排氣管容積可以隨著工況的變換而變化，高速工況時使排氣管容積變大，低速工況時使排氣管容積變小，這是較為理想的。經過對現有技術文獻的檢索發現，中國專利號ZL200410050996.，專利名稱一種渦輪增壓柴油機可變模件式脈衝轉換增壓裝置，該專利技術提供了一種排氣管容積連續可變的裝置，能較好地兼顧發動機的高低轉速工況；但是其排氣管容積的變化是通過移動杆的上下移動來實現的，這就需要增加一套專門的控制機構來控制移動杆的移動，從而使增壓系統結構變的比較複雜。

發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種排氣管容積自調節式渦輪增壓系統，使其排氣管容積可以自我調節，較好地兼顧發動機的高低轉速工況，而且結構簡單，不需要專門的控制機構。本發明是通過以下技術方案來實現的，本發明包括第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸、第四氣缸、第一排氣支管、第二排氣支管、第三排氣支管、第四排氣支管、排氣管、渦輪、 連接管、擋板環、套管、第一彈性部件、第二彈性部件、套管側壁和套管後壁，第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸、第四氣缸分別通過第一排氣支管、第二排氣支管、第三排氣支管、第四排氣支管與排氣管相連接，排氣管的出口與渦輪的入口相連接，套管側壁與套管後壁固定連接， 連接管的一開口端與排氣管的尾部相連接，連接管的另一開口端伸入套管的開口端，擋板環安裝在連接管內後端並與連接管的壁面固定連接，擋板環分別通過第一彈性部件、第二彈性部件與套管後壁相連接，連接管和套管均為等截面管，連接管的外壁面與套管側壁的內壁面密封接觸。所述連接管和套管均為圓管，所述擋板環為圓環。
所述第一彈性部件和第二彈性部件均為彈簧，所述第一彈性部件和第二彈性部件的軸線均與所述連接管的軸線平行。在本發明的工作過程中，套管側壁可以在連接管外前後移動；為了安裝第一彈性部件和第二彈性部件，在連接管中安裝了擋板環。當發動機處於低速工況時，排氣管內排氣壓力較低，套管後壁向著靠近擋板環的方向移動，排氣管的容積相對較小，脈衝能量可以充分利用，發動機進氣壓力較高，發動機整機性能較優；當發動機處於高速工況時，排氣管內排氣壓力較高，套管後壁向著遠離擋板環的方向移動，排氣管的容積相對較大，泵氣損失較小，發動機整機性能較優。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果為本發明設計合理，結構簡單，適用於渦輪進口有一個且渦輪側置的渦輪增壓系統，既能兼顧發動機的高低轉速工況，又能使增壓系統不需要專門的排氣管容積控制機構。


圖1為本發明排氣管容積自調節式渦輪增壓系統的結構示意圖；圖2為圖1的局部放大圖；圖3為圖1中A-A剖面的結構示意圖；其中1、第一氣缸，2、第二氣缸，3、第三氣缸，4、第四氣缸，5、第一排氣支管，6、第二排氣支管，7、第三排氣支管，8、第四排氣支管，9、排氣管，10、渦輪，11、連接管，12、擋板環，13、套管，14、第一彈性部件，15、第二彈性部件，16、套管側壁，17套管後壁。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例以本發明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。實施例如圖1和圖2所示，本發明包括第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3、第四氣缸4、 第一排氣支管5、第二排氣支管6、第三排氣支管7、第四排氣支管8、排氣管9、渦輪10、連接管11、擋板環12、套管13、第一彈性部件14、第二彈性部件15、套管側壁16和套管後壁17， 第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3、第四氣缸4分別通過第一排氣支管5、第二排氣支管6、 第三排氣支管7、第四排氣支管8與排氣管9相連接，排氣管9的出口與渦輪10的入口相連接，套管側壁16與套管後壁17固定連接，連接管11的一開口端與排氣管9的尾部相連接， 連接管11的另一開口端伸入套管13的開口端，擋板環12安裝在連接管11內後端並與連接管11的壁面固定連接，擋板環12分別通過第一彈性部件14、第二彈性部件15與套管後壁17相連接，連接管11和套管13均為等截面管，連接管11的外壁面與套管側壁16的內壁面密封接觸。所述連接管11和套管13均為圓管，所述擋板環12為圓環。所述第一彈性部件14和第二彈性部件15均為彈簧，所述第一彈性部件14和第二彈性部件15的軸線均與所述連接管11的軸線平行。如圖2和圖3所示，連接管11和套管13均為圓管，擋板環12為圓環。在本發明的工作過程中，套管側壁16可以在連接管11外前後內移動；為了安裝第一彈性部件14和第二彈性部件15，在連接管11中安裝了擋板環12。當發動機處於低速工況時，排氣管9內排氣壓力較低，套管後壁17向著靠近擋板環12的方向移動，排氣管9的容積相對較小，脈衝能量可以充分利用，發動機進氣壓力較高，發動機整機性能較優；當發動機處於高速工況時，排氣管9內排氣壓力較高，套管後壁17向著遠離擋板環12的方向移動，排氣管9的容積相對較大，泵氣損失較小，發動機整機性能較優。因此，本發明可以較好的兼顧發動機的高低轉速工況。
權利要求
1.一種排氣管容積自調節式渦輪增壓系統，包括第一氣缸(1)、第二氣缸O)、第三氣缸(3)、第四氣缸(4)、第一排氣支管( 、第二排氣支管(6)、第三排氣支管(7)、第四排氣支管(8)、排氣管(9)和渦輪(10)，第一氣缸(1)、第二氣缸(2)、第三氣紅(3)、第四氣缸(4) 分別通過第一排氣支管(5)、第二排氣支管(6)、第三排氣支管(7)、第四排氣支管(8)與排氣管(9)相連接，排氣管(9)的出口與渦輪(10)的入口相連接，其特徵在於還包括連接管 (11)、擋板環(12)、套管(13)、第一彈性部件(14)、第二彈性部件(15)、套管側壁(16)和套管後壁(17)，套管側壁(16)與套管後壁(17)固定連接，連接管(11)的一開口端與排氣管 (9)的尾部相連接，連接管(11)的另一開口端伸入套管(13)的開口端，擋板環(12)安裝在連接管(11)內後端並與連接管(11)的壁面固定連接，擋板環(1 分別通過第一彈性部件(14)、第二彈性部件(15)與套管後壁(17)相連接，連接管(11)和套管(13)均為等截面管，連接管(11)的外壁面與套管側壁(16)的內壁面密封接觸。
2.根據權利要求1所述的排氣管容積自調節式渦輪增壓系統，其特徵是，所述連接管 (11)和套管(13)均為圓管，所述擋板環(12)為圓環。
3.根據權利要求2所述的排氣管容積自調節式渦輪增壓系統，其特徵是，所述第一彈性部件(14)和第二彈性部件(1 均為彈簧，所述第一彈性部件(14)和第二彈性部件(15) 的軸線均與所述連接管(11)的軸線平行。
全文摘要
一種內燃機技術領域的排氣管容積自調節式渦輪增壓系統，包括氣缸、排氣管、渦輪、連接管、套管、擋板環和彈性部件，連接管的一開口端與排氣管的尾部相連接，連接管的另一開口端伸入套管的開口端，擋板環安裝在連接管內，彈性部件安裝在擋板環和套管後壁之間。當發動機處於低速工況時，套管後壁向著靠近擋板環的方向移動，排氣管容積相對較小，脈衝能量可以充分利用，發動機進氣壓力較高，發動機整機性能較優；當發動機處於高速工況時，套管後壁向著遠離擋板環的方向移動，排氣管容積相對較大，泵氣損失較小，發動機整機性能較優。本發明設計合理，結構簡單，適用於渦輪進口有一個且渦輪側置的渦輪增壓系統。
文檔編號F02B37/00GK102392723SQ20111033509
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者王紹明, 石磊, 鄧康耀, 陸振華 申請人:上海交通大學