專利名稱：排氣管出口面積自適應(yīng)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)燃機領(lǐng)域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種排氣管出口面積自適應(yīng)式渦輪增壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，發(fā)動機增壓技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，中大功率的發(fā)動機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)比較簡單，排氣管內(nèi)壓力基本上保持恒定，壓力大小僅與發(fā)動機的負荷和轉(zhuǎn)速有關(guān)，不同缸數(shù)柴油機的增壓系統(tǒng)可以進行統(tǒng)一設(shè)計。定壓增壓系統(tǒng)在高速工況時， 泵氣損失較小，渦輪效率較高，性能較優(yōu)；但是在低速工況時，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，泵氣損失較大。由此可見，如果一臺發(fā)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(xiàn)發(fā)動機高低轉(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)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，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(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)動機的高低轉(zhuǎn)速工況；但是其排氣管出口面積的變化是通過旋轉(zhuǎn)把手的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，這就需要增加一套專門的控制機構(gòu)來控制旋轉(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)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種排氣管出口面積自適應(yīng)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)動機的高低轉(zhuǎn)速工況，而且結(jié)構(gòu)簡單，不需要專門的控制機構(gòu)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(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、 容積腔、容積腔側(cè)壁、容積腔后壁、移動板和彈性部件，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(cè)壁與排氣管后壁固定連接，容積腔為等截面管，容積腔安裝在排氣管的前部，容積腔側(cè)壁與容積腔后壁、排氣管側(cè)壁均固定連接，移動板安裝在容積腔的內(nèi)部， 移動板通過彈性部件與容積腔后壁相連接，移動板與容積腔的內(nèi)壁密封接觸。所述排氣管為等截面圓管，所述移動板為長方體。
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)明的工作過程中，移動板可以在容積腔內(nèi)上下移動。當(dāng)發(fā)動機處于低速工況時，排氣管內(nèi)排氣壓力較低，移動板向著遠離容積腔后壁的方向移動，排氣管的出口面積相對較小，渦輪前可用能較多，發(fā)動機進氣壓力較高，發(fā)動機整機性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動機處于高速工況時，排氣管內(nèi)排氣壓力較高，移動板向著靠近容積腔后壁的方向移動，排氣管的出口面積相對較大，泵氣損失較小，發(fā)動機整機性能較優(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)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，適用于渦輪進口有一個且渦輪側(cè)置的渦輪增壓系統(tǒng)，既能兼顧發(fā)動機的高低轉(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構(gòu)。


圖1為本發(fā)明排氣管出口面積自適應(yīng)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；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、容積腔，12、容積腔側(cè)壁，13、容積腔后壁，14、移動板，15、彈性部件。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例以本發(fā)明技術(shù)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(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例如圖1、圖2和圖3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、 容積腔11、容積腔側(cè)壁12、容積腔后壁13、移動板14和彈性部件15，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(cè)壁9與排氣管后壁10固定連接，容積腔11為等截面管，容積腔11安裝在排氣管7的前部，容積腔側(cè)壁12與容積腔后壁13、排氣管側(cè)壁9均固定連接，移動板14安裝在容積腔11的內(nèi)部，移動板14通過彈性部件15與容積腔后壁13相連接，移動板14與容積腔11的內(nèi)壁密封接觸，排氣管7為等截面圓管，移動板14為長方體，彈性部件15為彈簧，彈性部件15的軸線與排氣管7的軸線垂直且在同一平面上。在本發(fā)明的工作過程中，移動板14可以在容積腔11內(nèi)上下移動。當(dāng)發(fā)動機處于低速工況時，排氣管7內(nèi)排氣壓力較低，移動板14向著遠離容積腔后壁13的方向移動，排氣管7的出口面積相對較小，渦輪前可用能較多，發(fā)動機進氣壓力較高，發(fā)動機整機性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動機處于高速工況時，排氣管7內(nèi)排氣壓力較高，移動板14向著靠近容積腔后壁 13的方向移動，排氣管7的出口面積相對較大，泵氣損失較小，發(fā)動機整機性能較優(yōu)。因此， 本發(fā)明可以較好的兼顧發(fā)動機的高低轉(zhuǎn)速工況。
權(quán)利要求
1.一種排氣管出口面積自適應(yīng)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G)、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(2)、第三氣紅(3)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(cè)壁(9)與排氣管后壁(10)固定連接，其特征在于還包括容積腔(11)、容積腔側(cè)壁(12)、容積腔后壁(13)、移動板(14)和彈性部件 (15)，容積腔(11)為等截面管，容積腔(11)安裝在排氣管(7)的前部，容積腔側(cè)壁(12)與容積腔后壁(13)、排氣管側(cè)壁(9)均固定連接，移動板(14)安裝在容積腔(11)的內(nèi)部，移動板(14)通過彈性部件(1 與容積腔后壁(1 相連接，移動板(14)與容積腔(11)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自適應(yīng)式渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述排氣管(7)為等截面圓管，所述移動板(14)為長方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣管出口面積自適應(yīng)式渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，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(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域的排氣管出口面積自適應(yīng)式渦輪增壓系統(tǒng)，包括氣缸、排氣管、渦輪、容積腔、移動板和彈性部件，容積腔為等截面管，容積腔安裝在排氣管的前部，移動板安裝在容積腔的內(nèi)部，移動板通過彈性部件與容積腔后壁相連接。當(dāng)發(fā)動機處于低速工況時，移動板向著遠離容積腔后壁的方向移動，排氣管出口面積相對較小，渦輪前可用能較多，發(fā)動機進氣壓力較高，發(fā)動機整機性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動機處于高速工況時，移動板向著靠近容積腔后壁的方向移動，排氣管出口面積相對較大，泵氣損失較小，發(fā)動機整機性能較優(yōu)。本發(fā)明設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，適用于渦輪進口有一個且渦輪側(cè)置的渦輪增壓系統(tǒng)。
文檔編號F02B27/06GK102425485SQ20111036100
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者崔毅, 王紹明, 鄧康耀 申請人:上海交通大學(xué)