排氣壓力調節式並聯增壓系統的製作方法

2023-04-24 18:58:16 1

專利名稱：排氣壓力調節式並聯增壓系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種機械設計技術領域的渦輪增壓系統，特別是一種可以實現渦輪增壓器串聯工作的排氣壓力調節式並聯增壓系統。
背景技術：
面對日趨嚴峻的環境和能源危機，提高功率密度，降低油耗和減少排放成為內燃機發展的主要方向。渦輪增壓不僅是強化內燃機的最有效手段，而且同時實現降低油耗和減少排放的目的，已經成為現代內燃機技術一項不可或缺的技術手段。但是，受渦輪增壓器壓氣機流動特性的影響，對於傳統的單渦單壓系統，壓氣機只能在比較窄的高效率區工作，限制了渦輪增壓技術的大範圍推廣。如果發動機需要運行高壓比工況，單級渦輪增壓系統也很難滿足要求，往往需要通過複雜的兩級增壓系統來實現。經過對現有技術文獻的檢索發現，中國專利申請號200510025774.0，專利名稱:大小渦輪增壓器串並聯可調高增壓系統，該專利技術在具體實施方案中，通過多個控制閥的開關控制，可以實現兩個增壓器的串並聯可調；但是此發明由於用到多個控制閥，結構比較複雜。

發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種排氣壓力調節式並聯增壓系統，可以實現一個增壓器的單級工作和兩個增壓器的並聯工作。本發明是通過以下技術方案來實現的，本發明包括第一壓氣機進氣管、第一壓氣機、發動機進氣管、發動機、發動機排氣管、第一渦輪、第一渦輪排氣管、第一連接軸、第一連接管、第二連接管、第三連接管、第四連接管、第一貫穿管、第二貫穿管、第三貫穿管、容積腔、移動體、彈簧、第二壓氣機進氣管、第二壓氣機、第二壓氣機排氣管、第二渦輪進氣管、第二渦輪、第二渦輪排氣管和第二連接軸，第一壓氣機的進出氣口分別與第一壓氣機進氣管的出氣口、發動機進氣管的進氣口相連接，發動機的進出氣口分別與發動機進氣管的出氣口、發動機排氣管的進氣口相連接，第一渦輪的進出氣口分別與發動機排氣管的出氣口、第一渦輪排氣管的進氣口相連接，第一壓氣機與第一渦輪通過第一連接軸同軸相連，第一壓氣機進氣管的進氣口、第一連接管的進氣口、第一渦輪排氣管的出氣口均與容積腔的上壁面連通，第三連接管的出氣口、第二壓氣機排氣管的出氣口、第四連接管的進氣口、第二渦輪進氣管的進氣口均與容積腔的下壁面連通，移動體安裝在容積腔內並與容積腔的內壁面密封接觸，第一貫穿管、第二貫穿管、第三貫穿管均貫穿移動體的上下兩壁面，第二壓氣機的進出氣口分別與第二壓氣機進氣管的出氣口、第二壓氣機排氣管的進氣口相連接，第二渦輪的進出氣口分別與第二渦輪進氣管的出氣口、第二渦輪排氣管的進氣口相連接，第二壓氣機與第二渦輪通過第二連接軸同軸相連，第一連接管的出氣口與發動機進氣管相連通，第二連接管的兩端分別與發動機排氣管、容積腔的右壁面相連通，移動體的左壁面通過彈簧與容積腔的左壁面相連接。
進一步地，在本發明中，第一壓氣機進氣管、第一渦輪排氣管、第一連接管、第三連接管、第四連接管、第二貫穿管、第二壓氣機排氣管、第二渦輪進氣管均為圓管且內徑相等，第一貫穿管、第三貫穿管均為圓管且內徑相等，第一貫穿管的內徑大於第二貫穿管的內徑。在本發明的工作過程中，移動體可以容積腔內左右移動。當發動機排氣管內壓力較高時，移動體右側的容積腔內壓力也較高，移動體向左移動並壓縮彈簧，第一壓氣機進氣管、第一貫穿管、第三連接管相連通，第一連接管、第二貫穿管、第二壓氣機排氣管相連通，第一渦輪排氣管、第三貫穿管、第四連接管相連通，第二連接管、容積腔、第二渦輪進氣管相連通，第一壓氣機、第一渦輪、第二壓氣機、第二渦輪同時工作，兩個增壓器並聯。當發動機排氣管內壓力較低時，移動體右側的容積腔內壓力也較低，在彈簧的彈性力作用下移動體向右移動，第一壓氣機進氣管、第一貫穿管、第三連接管相連通，第一連接管、第二壓氣機排氣管相隔斷，第一渦輪排氣管、第三貫穿管、第四連接管相連通，第二連接管、第二渦輪進氣管相隔斷，僅第一壓氣機和第一渦輪同時工作。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，控制策略簡單，適用於各種氣缸數的渦輪增壓系統，能實現單增壓器工作模式和雙增壓器並聯工作模式的切換。在低速工況單個增壓器工作時進氣壓力較多，燃燒較好；在高速工況兩個增壓器並聯時泵氣損失較小，油耗較低。


圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1中A-A剖面的結構示意圖；其中:1、第一壓氣機進氣管,2、第一壓氣機,3、發動機進氣管,4、發動機,5、發動機排氣管，6、第一渦輪，7、第一渦輪排氣管，8、第一連接軸，9、第一連接管，10、第二連接管，
11、第三連接管，12、第四連接管，13、第一貫穿管，14、第二貫穿管，15、第三貫穿管，16、容積腔，17、移動體,18、彈簧，19、第二壓氣機進氣管,20、第二壓氣機,21、第二壓氣機排氣管，
22、第二渦輪進氣管，23、第二渦輪，24、第二渦輪排氣管，25、第二連接軸。
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，本發明包括第一壓氣機進氣管1、第一壓氣機2、發動機進氣管
3、發動機4、發動機排氣管5、第一渦輪6、第一渦輪排氣管7、第一連接軸8、第一連接管9、第二連接管10、第三連接管11、第四連接管12、第一貫穿管13、第二貫穿管14、第三貫穿管
15、容積腔16、移動體17、彈簧18、第二壓氣機進氣管19、第二壓氣機20、第二壓氣機排氣管
21、第二渦輪進氣管22、第二渦輪23、第二渦輪排氣管24和第二連接軸25，第一壓氣機2的進出氣口分別與第一壓氣機進氣管I的出氣口、發動機進氣管3的進氣口相連接，發動機4的進出氣口分別與發動機進氣管3的出氣口、發動機排氣管5的進氣口相連接，第一渦輪6的進出氣口分別與發動機排氣管5的出氣口、第一渦輪排氣管7的進氣口相連接，第一壓氣機2與第一渦輪6通過第一連接軸8同軸相連，第一壓氣機進氣管I的進氣口、第一連接管9的進氣口、第一渦輪排氣管7的出氣口均與容積腔16的上壁面連通，第三連接管11的出氣口、第二壓氣機排氣管21的出氣口、第四連接管12的進氣口、第二渦輪進氣管22的進氣口均與容積腔16的下壁面連通，移動體17安裝在容積腔16內並與容積腔16的內壁面密封接觸，第一貫穿管13、第二貫穿管14、第三貫穿管15均貫穿移動體17的上下兩壁面，第二壓氣機20的進出氣口分別與第二壓氣機進氣管19的出氣口、第二壓氣機排氣管21的進氣口相連接，第二渦輪23的進出氣口分別與第二渦輪進氣管22的出氣口、第二渦輪排氣管24的進氣口相連接，第二壓氣機20與第二渦輪23通過第二連接軸25同軸相連，第一連接管9的出氣口與發動機進氣管3相連通，第二連接管10的兩端分別與發動機排氣管5、容積腔16的右壁面相連通，移動體17的左壁面通過彈簧18與容積腔16的左壁面相連接，第一壓氣機進氣管1、第一渦輪排氣管7、第一連接管9、第三連接管11、第四連接管12、第二貫穿管14、第二壓氣機排氣管21、第二渦輪進氣管22均為圓管且內徑相等，第一貫穿管13、第三貫穿管15均為圓管且內徑相等，第一貫穿管13的內徑大於第二貫穿管14的內徑。在本發明的工作過程中，移動體17可以容積腔16內左右移動。當發動機排氣管5內壓力較高時，移動體17右側的容積腔16內壓力也較高，移動體17向左移動並壓縮彈簧18，第一壓氣機進氣管1、第一貫穿管13、第三連接管11相連通，第一連接管9、第二貫穿管14、第二壓氣機排氣管21相連通，第一渦輪排氣管7、第三貫穿管15、第四連接管12相連通，第二連接管10、容積腔16、第二渦輪進氣管22相連通，第一壓氣機2、第一渦輪6、第二壓氣機20、第二渦輪23同時工作，兩個增壓器並聯。當發動機排氣管5內壓力較低時，移動體17右側的容積腔16內壓力也較低，在彈簧18的彈性力作用下移動體17向右移動，第一壓氣機進氣管1、第一貫穿管13、第三連接管11相連通，第一連接管9、第二壓氣機排氣管21相隔斷，第一渦輪排氣管7、第三貫穿管15、第四連接管12相連通，第二連接管10、第二渦輪進氣管22相隔斷，僅第一壓氣機2和第一渦輪6同時工作。在低速工況單個增壓器工作時進氣壓力較多，燃燒較好；在高速工況兩個增壓器並聯時泵氣損失較小，油耗較低。
權利要求
1.一種排氣壓力調節式並聯增壓系統,包括第一壓氣機進氣管(I)、第一壓氣機(2)、發動機進氣管(3)、發動機(4)、發動機排氣管(5)、第一潤輪(6)、第一潤輪排氣管(7)和第一連接軸(8)，第一壓氣機(2)的進出氣口分別與第一壓氣機進氣管(I)的出氣口、發動機進氣管(3)的進氣口相連接，發動機(4)的進出氣口分別與發動機進氣管(3)的出氣口、發動機排氣管(5)的進氣口相連接，第一渦輪(6)的進出氣口分別與發動機排氣管(5)的出氣口、第一渦輪排氣管(7)的進氣口相連接，第一壓氣機(2)與第一渦輪(6)通過第一連接軸(8)同軸相連，其特徵在於還包括第一連接管(9)、第二連接管(10)、第三連接管(11)、第四連接管(12)、第一連接管(13)、第二貫穿管(14)、第二貫穿管(15)、容積腔(16)、移動體(17)、彈簧(18)、第二壓氣機進氣管(19)、第二壓氣機(20)、第二壓氣機排氣管(21)、第二渦輪進氣管(22)、第二渦輪(23)、第二渦輪排氣管(24)和第二連接軸(25)，第一壓氣機進氣管(I)的進氣口、第一連接管(9)的進氣口、第一渦輪排氣管(7)的出氣口均與容積腔(16)的上壁面連通，第三連接管(11)的出氣口、第二壓氣機排氣管(21)的出氣口、第四連接管(12)的進氣口、第二渦輪進氣管(22)的進氣口均與容積腔(16)的下壁面連通，移動體(17)安裝在容積腔(16)內並與容積腔(16)的內壁面密封接觸，第一貫穿管(13)、第二貫穿管(14)、第三貫穿管(15)均貫穿移動體(17)的上下兩壁面，第二壓氣機(20)的進出氣口分別與第二壓氣機進氣管(19)的出氣口、第二壓氣機排氣管(21)的進氣口相連接，第二渦輪(23)的進出氣口分別與第二渦輪進氣管(22)的出氣口、第二渦輪排氣管(24)的進氣口相連接，第二壓氣機(20)與第二渦輪(23)通過第二連接軸(25)同軸相連，第一連接管(9)的出氣口與發動機進氣管(3)相連通，第二連接管(10)的兩端分別與發動機排氣管(5)、容積腔(16)的右壁面相連通，移動體(17)的左壁面通過彈簧(18)與容積腔(16)的左壁面相連接。
2.根據權利要求1所述的排氣壓力調節式並聯增壓系統，其特徵在於第一壓氣機進氣管(I)、第一渦輪排氣管(7)、第一連接管(9)、第三連接管(11)、第四連接管(12)、第二貫穿管(14)、第二壓氣機排氣管(21)、第二渦輪進氣管(22)均為圓管且內徑相等，第一貫穿管(13)、第三貫穿管(15)均為圓管且內徑相等，第一貫穿管(13)的內徑大於第二貫穿管(14)的內徑。
全文摘要
一種機械設計技術領域的排氣壓力調節式並聯增壓系統，包括壓氣機、發動機、渦輪、連接管、貫穿管、容積腔、移動體和彈簧，移動體安裝在容積腔內並與容積腔的內壁面密封接觸，第一貫穿管、第二貫穿管、第三貫穿管均貫穿移動體的上下兩壁面，第二連接管的兩端分別與發動機排氣管、容積腔的右壁面相連通，移動體的左壁面通過彈簧與容積腔的左壁面相連接。當發動機排氣管內壓力較高時，移動體向左移動，兩個增壓器並聯工作；當發動機排氣管內壓力較低時，移動體向右移動，僅第一個增壓器工作。本發明設計合理，控制策略簡單，適用於各種氣缸數的渦輪增壓系統。
文檔編號F02B37/00GK103089400SQ20131001518
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者石磊, 孫祐成 申請人:上海交通大學