專利名稱：排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，中大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用渦輪增壓技術(shù)，以提高功率和降低燃油消耗率。渦輪增壓系統(tǒng)的兩種基本型式為定壓增壓系統(tǒng)和脈沖增壓系統(tǒng)。定壓增壓系統(tǒng)，各缸共用一根容積較大的排氣管，排氣管系結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，排氣管內(nèi)壓力基本上保持恒定，壓力大小僅與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速有關(guān)，不同缸數(shù)柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)可以進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)。定壓增壓系統(tǒng)在高速工況時(shí)，泵氣損失較小，性能較優(yōu)；但是在低速工況時(shí)，不能充分利用排氣脈沖能量。脈沖增壓系統(tǒng)， 依據(jù)各缸發(fā)火順序，將排氣不發(fā)生干擾的兩個(gè)氣缸或三個(gè)氣缸和同一根排氣管相連接，排氣管系管徑較小，排氣脈沖能量可以充分利用，低速工況和瞬態(tài)工況性能較好；但是在高速工況時(shí)，泵氣損失較大。由此可見，如果一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管容積可以隨著工況的變換而變化，高速工況時(shí)使排氣管容積變大，低速工況時(shí)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(guò)改變排氣管的出口面積，也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高低轉(zhuǎn)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(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利號(hào)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(shù)提供了一種排氣管出口面積連續(xù)可變的裝置，能較好地兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況；但是其排氣管出口面積的變化是通過(guò)旋轉(zhuǎn)把手的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就需要增加一套專門的控制機(jī)構(gòu)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)把手的旋轉(zhuǎn)，從而使增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變的比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)，使其排氣管出口面積可以自我調(diào)節(jié)，較好地兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要專門的控制機(jī)構(gòu)。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)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(cè)壁、排氣管后壁、 第一容積腔、第一容積腔側(cè)壁、第一容積腔后壁、第二容積腔、第二容積腔側(cè)壁、第二容積腔后壁、第一移動(dòng)板、第二移動(dòng)板和彈性部件，第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸分別通過(guò)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(cè)壁與排氣管后壁固定連接，第一容積腔和第二容積腔均為等截面管，第一容積腔和第二容積腔均安裝在排氣管的前部，第一容積腔側(cè)壁與第一容積腔后壁、排氣管側(cè)壁均固定連接，第二容積腔側(cè)壁與第二容積腔后壁、排氣管側(cè)壁均固定連接，第一移動(dòng)板安裝在第一容積腔內(nèi)，第二移動(dòng)板安裝在第二容積腔內(nèi)，第一移動(dòng)板通過(guò)彈性部件與第二移動(dòng)板相連接，第一移動(dòng)板與第一容積腔的內(nèi)壁密封接觸，第二移動(dòng)板與第二容積腔的內(nèi)壁密封接觸。所述排氣管為等截面圓管，所述第一容積腔和所述第二容積腔對(duì)稱分布在排氣管的兩側(cè)，所述第一移動(dòng)板和所述第二移動(dòng)板均為長(zhǎng)方體。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(fā)明的工作過(guò)程中，兩個(gè)移動(dòng)板分別可以在兩個(gè)容積腔內(nèi)上下移動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速工況時(shí)，排氣管內(nèi)排氣壓力較低，第一移動(dòng)板向著遠(yuǎn)離第一容積腔后壁的方向移動(dòng)，第二移動(dòng)板向著遠(yuǎn)離第二容積腔后壁的方向移動(dòng)，排氣管的出口面積相對(duì)較小，渦輪前可用能較多，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力較高，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速工況時(shí)，排氣管內(nèi)排氣壓力較高，第一移動(dòng)板向著靠近第一容積腔后壁的方向移動(dòng)，第二移動(dòng)板向著靠近第二容積腔后壁的方向移動(dòng)，排氣管的出口面積相對(duì)較大，泵氣損失較小，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果為本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于渦輪進(jìn)口有一個(gè)且渦輪側(cè)置的渦輪增壓系統(tǒng)，既能兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況，又能使增壓系統(tǒng)不需要專門的排氣管出口面積控制機(jī)構(gòu)。


圖1為本發(fā)明排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中B-B剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中C-C剖面的結(jié)構(gòu)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(cè)壁，10、排氣管后壁，11、第一容積腔，12、第一容積腔側(cè)壁，13、第一容積腔后壁，14、第二容積腔，15、第二容積腔側(cè)壁，16、第二容積腔后壁，17、第一移動(dòng)板，18、第二移動(dòng)板，19、彈性部件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)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(cè)壁9、排氣管后壁10、第一容積腔11、第一容積腔側(cè)壁12、第一容積腔后壁13、第二容積腔14、第二容積腔側(cè)壁15、第二容積腔后壁16、第一移動(dòng)板17、第二移動(dòng)板18和彈性部件19，第一氣缸1、 第二氣缸2、第三氣缸3分別通過(guò)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(cè)壁9與排氣管后壁10固定連接，第一容積腔11和第二容積腔14均為等截面管，第一容積腔11和第二容積腔14均安裝在排氣管7的前部，第一容積腔側(cè)壁12與第一容積腔后壁13、排氣管側(cè)壁9均固定連接， 第二容積腔側(cè)壁15與第二容積腔后壁16、排氣管側(cè)壁9均固定連接，第一移動(dòng)板17安裝在第一容積腔11內(nèi)，第二移動(dòng)板18安裝在第二容積腔14內(nèi)，第一移動(dòng)板17通過(guò)彈性部件 19與第二移動(dòng)板18相連接，第一移動(dòng)板17與第一容積腔11的內(nèi)壁密封接觸，第二移動(dòng)板 18與第二容積腔14的內(nèi)壁密封接觸，排氣管7為等截面圓管，第一容積腔11和第二容積腔 14對(duì)稱分布在排氣管7的兩側(cè)，第一移動(dòng)板17和第二移動(dòng)板18均為長(zhǎng)方體，彈性部件19 為彈簧，彈性部件19的軸線與排氣管7的軸線垂直且在同一平面上。
在本發(fā)明的工作過(guò)程中，兩個(gè)移動(dòng)板分別可以在兩個(gè)容積腔內(nèi)上下移動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速工況時(shí)，排氣管7內(nèi)排氣壓力較低，第一移動(dòng)板17向著遠(yuǎn)離第一容積腔后壁13 的方向移動(dòng)，第二移動(dòng)板18向著遠(yuǎn)離第二容積腔后壁16的方向移動(dòng)，排氣管7的出口面積相對(duì)較小，渦輪前可用能較多，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力較高，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速工況時(shí)，排氣管7內(nèi)排氣壓力較高，第一移動(dòng)板17向著靠近第一容積腔后壁13的方向移動(dòng)，第二移動(dòng)板18向著靠近第二容積腔后壁16的方向移動(dòng)，排氣管7的出口面積相對(duì)較大，泵氣損失較小，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)。因此，本發(fā)明可以較好的兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況。
權(quán)利要求
1.一種排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)，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(cè)壁(9)和排氣管后壁(10)，第一氣缸(1)、第二氣缸( 、第三氣缸C3)分別通過(guò)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(cè)壁(9)與排氣管后壁(10)固定連接，其特征在于還包括第一容積腔(11)、第一容積腔側(cè)壁(12)、第一容積腔后壁(13)、第二容積腔(14)、 第二容積腔側(cè)壁(15)、第二容積腔后壁(16)、第一移動(dòng)板(17)、第二移動(dòng)板(18)和彈性部件(19)，第一容積腔(11)和第二容積腔(14)均為等截面管，第一容積腔(11)和第二容積腔(14)均安裝在排氣管(7)的前部，第一容積腔側(cè)壁(1 與第一容積腔后壁(13)、排氣管側(cè)壁(9)均固定連接，第二容積腔側(cè)壁(1 與第二容積腔后壁(16)、排氣管側(cè)壁(9)均固定連接，第一移動(dòng)板(17)安裝在第一容積腔(11)內(nèi)，第二移動(dòng)板(18)安裝在第二容積腔 (14)內(nèi)，第一移動(dòng)板(17)通過(guò)彈性部件(19)與第二移動(dòng)板(18)相連接，第一移動(dòng)板(17) 與第一容積腔(11)的內(nèi)壁密封接觸，第二移動(dòng)板(18)與第二容積腔(14)的內(nèi)壁密封接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述排氣管(7)為等截面圓管，所述第一容積腔(11)和所述第二容積腔(14)對(duì)稱分布在排氣管(7) 的兩側(cè)，所述第一移動(dòng)板(17)和所述第二移動(dòng)板(18)均為長(zhǎng)方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述彈性部件(19)為彈簧，所述彈性部件(19)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(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的排氣管出口面積可變式渦輪增壓系統(tǒng)，包括氣缸、排氣管、渦輪、容積腔、移動(dòng)板和彈性部件，容積腔為等截面管，容積腔安裝在排氣管的前部，移動(dòng)板安裝在容積腔的內(nèi)部，第一移動(dòng)板通過(guò)彈性部件與第二移動(dòng)板相連接。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速工況時(shí)，移動(dòng)板向著遠(yuǎn)離容積腔后壁的方向移動(dòng)，排氣管出口面積相對(duì)較小，渦輪前可用能較多，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力較高，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速工況時(shí)，移動(dòng)板向著靠近容積腔后壁的方向移動(dòng)，排氣管出口面積相對(duì)較大，泵氣損失較小，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于渦輪進(jìn)口有一個(gè)且渦輪側(cè)置的渦輪增壓系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02B37/22GK102505984SQ201110361740
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者崔毅, 汪文輝, 王紹明, 鄧康耀 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)