壓差式兩旋轉軸同步旋轉系統的製作方法
2023-04-30 11:03:31
壓差式兩旋轉軸同步旋轉系統的製作方法
【專利摘要】一種機械設計【技術領域】的壓差式兩旋轉軸同步旋轉系統，包括容積腔、旋轉體、隔板、旋轉軸、旋轉板和鏈條，容積腔的縱截面為圓環狀，旋轉體的縱截面為圓弧狀，排氣管的橫截面為長方形，第一連接管的一端與隔板右側的容積腔相連通，第一連接管的另一端與發動機進氣管相連通，第二連接管的兩端分別與隔板左側的容積腔、排氣管相連通。當發動機進氣管壓力大於排氣管壓力時，旋轉體帶動旋轉板逆時針旋轉，排氣管喉口面積相對較大；當發動機進氣管壓力小於排氣管壓力時，旋轉體帶動旋轉板順時針旋轉，排氣管喉口面積相對較小。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。
【專利說明】壓差式兩旋轉軸同步旋轉系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種機械設計【技術領域】的渦輪增壓系統，特別是一種壓差式兩旋轉軸同步旋轉系統。
【背景技術】
[0002]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。在排氣管容積不變的前提下，通過改變排氣管的出口面積，也可以實現發動機高低轉速工況的兼顧。在低速工況排氣管出口面積變小，渦輪前可用能較多；在高速工況排氣管出口面積變大，泵氣損失較小，這也是較為理想的。
[0003]經過對現有技術文獻的檢索發現，中國專利號ZL201020532937.0，專利名稱:排氣管出口面積可變的渦輪增壓裝置，該專利技術提供了一種排氣管出口面積連續可變的裝置，能較好地兼顧發動機的高低轉速工況；但是其排氣管出口面積的變化是通過旋轉把手的旋轉來實現的，這就需要增加一套專門的控制機構來控制旋轉把手的旋轉，從而使增壓系統結構變的比較複雜。
【發明內容】
[0004]本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種壓差式兩旋轉軸同步旋轉系統，使其排氣管出口面積可以自我調節，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。
[0005]本發明是通過以下技術方案來實現的，本發明包括壓氣機進氣管、壓氣機、發動機進氣管、發動機、第一排氣支管、第二排氣支管、排氣管、渦輪、渦輪排氣管、連接軸、第一連接管、容積腔、第二連接管、旋轉體、隔板、第一旋轉軸、第二旋轉軸、旋轉板和鏈條，壓氣機的進出氣口分別與壓氣機進氣管的出氣口、發動機進氣管的進氣口相連接，發動機的進氣口與發動機進氣管的排氣口相連接，第一排氣支管的進氣口、第二排氣支管的進氣口分別與發動機的排氣道相連接，第一排氣支管的出氣口、第二排氣支管的出氣口均與排氣管相連接，渦輪的進出氣口分別與排氣管的出氣口、渦輪排氣管的進氣口相連接，壓氣機與渦輪通過連接軸同軸相連，容積腔的縱截面為圓環狀，旋轉體的縱截面為圓弧狀，容積腔與旋轉體的橫截面均為長方形，第一連接軸的軸線與容積腔的軸線重合，第一連接軸的一端穿過容積腔後鑲嵌在容積腔的側壁上，隔板安裝在容積腔內並與容積腔的內壁面固結為一體，隔板的上端面與第一連接軸密封接觸，旋轉體安裝在容積腔內且與容積腔的內壁面密封接觸，旋轉體與容積腔內的第一連接軸固結為一體，第一連接管的一端與隔板右側的容積腔相連通，第一連接管的另一端與發動機進氣管相連通，第二連接管的兩端分別與隔板左側的容積腔、排氣管相連通，排氣管的橫截面為長方形，第二旋轉軸的一端穿過排氣管後鑲嵌在排氣管的壁面上，旋轉板安裝在排氣管內並與第二旋轉軸固結為一體，旋轉板的橫截面為長方形，第一旋轉軸的另一端、第二旋轉軸的另一端通過鏈條相連接。
[0006]在本發明的工作過程中，旋轉體可以在容積腔內旋轉，旋轉體與第一旋轉軸固結為一體，旋轉板與第二旋轉軸固結為一體；當旋轉體旋轉時，鏈條帶動第二旋轉軸、旋轉板同步同方向旋轉。當發動機進氣管內壓力大於排氣管內壓力時，隔板右側的容積腔內壓力也較高，旋轉體帶動旋轉板逆時針旋轉，從而使排氣管的縮口率變大，發動機的泵氣損失較小；當發動機進氣管內壓力小於排氣管內壓力時，隔板右側的容積腔內壓力也較低，旋轉體再次帶動旋轉板順時針旋轉，從而使排氣管的縮口率變小，脈衝能量可以充分利用，渦輪前可用能較多。
[0007]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支管出口面積控制機構。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的結構示意圖；
[0009]圖2為圖1中A-A剖面的結構示意圖；
[0010]圖3為圖1中B-B剖面的結構示意圖；
[0011]圖4為圖1中C-C剖面的結構示意圖；
[0012]圖5為本發明中鏈條連接的結構示意圖；
[0013]其中:1、壓氣機進氣管,2、壓氣機,3、發動機進氣管,4、發動機,5、第一排氣支管，6、第二排氣支管，7、排氣管，8、渦輪，9、渦輪排氣管，10、連接軸，11、第一連接管，12、容積腔，13、第二連接管，14、旋轉體，15隔板，16、第一旋轉軸，17、第二旋轉軸，18、旋轉板，19、鏈條。
【具體實施方式】
[0014]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。
[0015]實施例
[0016]如圖1至圖5所示，本發明包括:包括壓氣機進氣管1、壓氣機2、發動機進氣管3、發動機4、第一排氣支管5、第二排氣支管6、排氣管7、渦輪8、渦輪排氣管9、連接軸10、第一連接管11、容積腔12、第二連接管13、旋轉體14、隔板15、第一旋轉軸16、第二旋轉軸17、旋轉板18和鏈條19，壓氣機2的進出氣口分別與壓氣機進氣管I的出氣口、發動機進氣管3的進氣口相連接，發動機4的進氣口與發動機進氣管3的排氣口相連接，第一排氣支管5的進氣口、第二排氣支管6的進氣口分別與發動機4的排氣道相連接，第一排氣支管5的出氣口、第二排氣支管6的出氣口均與排氣管7相連接，渦輪8的進出氣口分別與排氣管7的出氣口、渦輪排氣管9的進氣口相連接，壓氣機2與渦輪8通過連接軸10同軸相連，容積腔12的縱截面為圓環狀，旋轉體14的縱截面為圓弧狀，容積腔12與旋轉體14的橫截面均為長方形，第一連接軸16的軸線與容積腔12的軸線重合，第一連接軸16的一端穿過容積腔12後鑲嵌在容積腔12的側壁上，隔板15安裝在容積腔12內並與容積腔12的內壁面固結為一體，隔板15的上端面與第一連接軸16密封接觸，旋轉體14安裝在容積腔12內且與容積腔12的內壁面密封接觸，旋轉體14與容積腔12內的第一連接軸16固結為一體，第一連接管11的一端與隔板15右側的容積腔12相連通，第一連接管11的另一端與發動機進氣管3相連通，第二連接管13的兩端分別與隔板15左側的容積腔12、排氣管7相連通，排氣管7的橫截面為長方形，第二旋轉軸17的一端穿過排氣管7後鑲嵌在排氣管7的壁面上，旋轉板18安裝在排氣管7內並與第二旋轉軸17固結為一體，旋轉板18的橫截面為長方形，第一旋轉軸16的另一端、第二旋轉軸17的另一端通過鏈條19相連接。
[0017]在本發明的工作過程中，旋轉體14可以在容積腔12內旋轉，旋轉體14與第一旋轉軸16固結為一體，旋轉板18與第二旋轉軸17固結為一體；當旋轉體14旋轉時，鏈條19帶動第二旋轉軸17、旋轉板18同步同方向旋轉。當發動機進氣管3內壓力大於排氣管7內壓力時，隔板15右側的容積腔12內壓力也較高，旋轉體14帶動旋轉板18逆時針旋轉，從而使排氣管7的縮口率變大，發動機的泵氣損失較小；當發動機進氣管3內壓力大於排氣管7內壓力時，隔板15右側的容積腔12內壓力也較低，旋轉體14再次帶動旋轉板18順時針旋轉，從而使排氣管7的縮口率變小，脈衝能量可以充分利用，渦輪前可用能較多。
【權利要求】
1.一種壓差式兩旋轉軸同步旋轉系統，包括壓氣機進氣管(I)、壓氣機(2)、發動機進氣管(3)、發動機(4)、第一排氣支管(5)、第二排氣支管(6)、排氣管(7)、渦輪(8)、渦輪排氣管(9 )和連接軸(10 )，壓氣機(2 )的進出氣口分別與壓氣機進氣管(I)的出氣口、發動機進氣管(3)的進氣口相連接，發動機(4)的進氣口與發動機進氣管(3)的排氣口相連接，第一排氣支管(5)的進氣口、第二排氣支管(6)的進氣口分別與發動機(4)的排氣道相連接，第一排氣支管(5)的出氣口、第二排氣支管(6)的出氣口均與排氣管(7)相連接，渦輪(8)的進出氣口分別與排氣管(7)的出氣口、渦輪排氣管(9)的進氣口相連接，壓氣機(2)與渦輪(8)通過連接軸(10)同軸相連，其特徵在於，還包括第一連接管(11)、容積腔(12)、第二連接管(13)、旋轉體(14)、隔板(15)、第一旋轉軸(16)、第二旋轉軸(17)、旋轉板(18)和鏈條(19)，容積腔(12)的縱截面為圓環狀，旋轉體(14)的縱截面為圓弧狀，容積腔(12)與旋轉體(14)的橫截面均為長方形，第一連接軸(16)的軸線與容積腔(12)的軸線重合，第一連接軸(16)的一端穿過容積腔(12)後鑲嵌在容積腔(12)的側壁上，隔板(15)安裝在容積腔(12)內並與容積腔(12)的內壁面固結為一體，隔板(15)的上端面與第一連接軸(16)密封接觸，旋轉體(14)安裝在容積腔(12)內且與容積腔(12)的內壁面密封接觸，旋轉體(14)與容積腔(12)內的第一連接軸(16)固結為一體，第一連接管(11)的一端與隔板(15)右側的容積腔(12)相連通，第一連接管(11)的另一端與發動機進氣管(3)相連通，第二連接管(13)的兩端分別與隔板(15)左側的容積腔(12)、排氣管(7)相連通，排氣管(7)的橫截面為長方形，第二旋轉軸(17)的一端穿過排氣管(7)後鑲嵌在排氣管(7)的壁面上，旋轉板(18)安裝在排氣管(7)內並與第二旋轉軸(17)固結為一體，旋轉板(18)的橫截面為長方形，第一旋轉軸(16)的另一端、第二旋轉軸(17)的另一端通過鏈條(19)相連接。
【文檔編號】F02B37/22GK103573390SQ201310442370
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】韋紅雨 申請人:上海交通大學