排氣管出口面積可調式渦輪增壓系統的製作方法

2023-04-25 10:44:46

專利名稱：排氣管出口面積可調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，特別是一種排氣管出口面積可調式渦輪增壓系統。
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。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。經過對現有技術文獻的檢索發現，中國專利號ZL20102053^37. 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
本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種排氣管出口面積可調式渦輪增壓系統，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。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、第一排氣支管、第二排氣支管、第三排氣支管、排氣管、渦輪、排氣管側壁、排氣管後壁、 旋轉板、旋轉軸和彈性部件，第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸分別通過第一排氣支管、第二排氣支管、第三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，排氣管側壁與排氣管後壁固定連接，排氣管為等截面圓管，旋轉軸穿過旋轉板並與旋轉板固定相連，旋轉板非對稱分布在旋轉軸的上下兩側，旋轉軸的兩端安裝在排氣管側壁上，旋轉軸的軸線與排氣管的軸線垂直且不在同一平面上，旋轉板通過彈性部件與排氣管側壁相連接。所述旋轉板為圓板，所述彈性部件為彈簧，所述彈性部件的軸線與所述排氣管的軸線垂直且在同一平面上。在本發明的工作過程中，旋轉板可以在排氣管內以旋轉軸為軸線旋轉。當發動機處於高速工況時，排氣管內排氣壓力較高，旋轉板帶動旋轉軸逆時針旋轉並使彈性部件得到拉伸，排氣管的出口面積相對較大，泵氣損失較小，發動機整機性能較優；當發動機處於低速工況時，排氣管內排氣壓力較低，在彈性部件的作用下，旋轉板帶動旋轉軸順時針向迴旋轉，排氣管的出口面積相對較小，渦輪前可用能較多，發動機進氣壓力較高，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出口面積控制機構。


圖1為本發明排氣管出口面積可調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、第一排氣支管，5、第二排氣支管， 6、第三排氣支管，7、排氣管，8、渦輪，9、排氣管側壁，10、排氣管後壁，11、旋轉板，12、旋轉軸，13、彈性部件。
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、圖2和圖3所示，本發明包括第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3、第一排氣支管4、第二排氣支管5、第三排氣支管6、排氣管7、渦輪8、排氣管側壁9、排氣管後壁10、 旋轉板11、旋轉軸12和彈性部件13，第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3分別通過第一排氣支管4、第二排氣支管5、第三排氣支管6與排氣管7相連接，排氣管7的出口與渦輪8的入口相連接，排氣管側壁9與排氣管後壁10固定連接，排氣管7為等截面圓管，旋轉軸12 穿過旋轉板11並與旋轉板11固定相連，旋轉板11非對稱分布在旋轉軸12的上下兩側，旋轉軸12的兩端安裝在排氣管側壁9上，旋轉軸12的軸線與排氣管7的軸線垂直且不在同一平面上，旋轉板11通過彈性部件13與排氣管側壁9相連接，旋轉板11為圓板，彈性部件 13為彈簧，彈性部件13的軸線與排氣管7的軸線垂直且在同一平面上。在本發明的工作過程中，旋轉板11可以在排氣管7內以旋轉軸12為軸線旋轉。當發動機處於高速工況時，排氣管7內排氣壓力較高，旋轉板11帶動旋轉軸12逆時針旋轉並使彈性部件13得到拉伸，排氣管7的出口面積相對較大，泵氣損失較小，發動機整機性能較優；當發動機處於低速工況時，排氣管7內排氣壓力較低，在彈性部件13的作用下，旋轉板 11帶動旋轉軸12順時針向迴旋轉，排氣管7的出口面積相對較小，渦輪前可用能較多，發動機進氣壓力較高，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
1.一種排氣管出口面積可調式渦輪增壓系統，包括第一氣缸(1)、第二氣缸O)、第三氣缸(3)、第一排氣支管(4)、第二排氣支管(5)、第三排氣支管(6)、排氣管(7)、渦輪(8)、 排氣管側壁(9)和排氣管後壁(10)，第一氣缸(1)、第二氣缸( 、第三氣缸C3)分別通過第一排氣支管G)、第二排氣支管(5)、第三排氣支管(6)與排氣管(7)相連接，排氣管(7)的出口與渦輪(8)的入口相連接，排氣管側壁(9)與排氣管後壁(10)固定連接，排氣管(7)為等截面圓管，其特徵在於還包括旋轉板(11)、旋轉軸(1 和彈性部件(13)，旋轉軸(12) 穿過旋轉板(11)並與旋轉板(11)固定相連，旋轉板(11)非對稱分布在旋轉軸(1 的上下兩側，旋轉軸(1 的兩端安裝在排氣管側壁(9)上，旋轉軸(1 的軸線與排氣管(7)的軸線垂直且不在同一平面上，旋轉板(11)通過彈性部件(1 與排氣管側壁(9)相連接。
2.根據權利要求1所述的排氣管出口面積可調式渦輪增壓系統，其特徵是，所述旋轉板(11)為圓板，所述彈性部件(1 為彈簧，所述彈性部件(1 的軸線與所述排氣管(7) 的軸線垂直且在同一平面上。
全文摘要
一種內燃機技術領域的排氣管出口面積可調式渦輪增壓系統，包括氣缸、排氣管、渦輪、旋轉板、旋轉軸和彈性部件，旋轉軸穿過旋轉板並與旋轉板固定相連，旋轉板非對稱分布在旋轉軸的上下兩側，旋轉軸的兩端安裝在排氣管側壁上，旋轉板通過彈性部件與排氣管側壁相連接。當發動機處於高速工況時，旋轉板帶動旋轉軸逆時針旋轉，排氣管出口面積相對較大，泵氣損失較小，發動機整機性能較優；當發動機處於低速工況時，旋轉板帶動旋轉軸順時針向迴旋轉，排氣管出口面積相對較小，渦輪前可用能較多，發動機進氣壓力較高，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F02B37/22GK102425489SQ20111036097
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者崔毅, 汪文輝, 王紹明, 鄧康耀 申請人:上海交通大學