[发明专利]隔板轴侧置式排气管容积可调的涡轮增压系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机涡轮增压系统，特别是一种涡轮单进口且涡轮侧置的可变排气管容积涡轮增压系统，属于内燃机技术领域。

背景技术

随着社会的发展和环保要求的提高，现在发动机增压技术应用越来越广泛，中大功率的发动机大都采用涡轮增压技术，以提高功率和降低燃油消耗率。涡轮增压发动机的两种基本增压系统为定压增压系统和脉冲增压系统。定压增压系统的结构特点就是排气管容积较大，排气管起到稳压作用，排气压力波动小，通过涡轮的流量稳定，涡轮具有较高的效率；但在排气阀门处节流损失较大，排气从排气阀门处到涡轮进口处之间的熵增较大，排气脉冲能量几乎完全损失；负荷越高，脉冲能量在所有排气能量中所占的比例就会越少，所以定压系统对于高负荷稳定运行是有利的。脉冲增压系统的排气管容积较小，排气从排气阀门处到涡轮进口处之间的熵增较小，排气能量利用率高，而且能及时反映负荷的变化，响应速度快；但由于涡轮是脉动进气，造成涡轮效率低，所以脉冲增压系统对于低负荷和瞬态工况是有利的。由此可见，如果一台发动机若同时配备定压增压方式与脉冲增压方式，高负荷时用定压增压系统，低负荷和瞬态工况时用脉冲增压系统，这是较为理想的，但现有的发动机增压系统的排气管容积都是不能调节的。模件式脉冲转换增压系统结合了定压增压与脉冲增压方式的优点，但在最低负荷和最高负荷其运行效果都不是最好的。在已有技术中，专利号为ZL200410050996.3，名称为一种涡轮增压柴油机可变模件式脉冲转换增压装置的发明专利，提供了一种排气管容积持续可变的装置，是与本发明最接近的现有技术，本发明提供了一种与其结构不同的装置。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供一种隔板轴侧置式排气管容积可调的涡轮增压系统。排气管的容积随发动机的运行工况的变化而变化，低负荷时排气管容积变小，高负荷时排气管容积变大，以使发动机的各个运行工况都能获得较优的性能，并同时满足经济性和动力性方面的要求。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：该系统包括排气支管、排气管、涡轮、连接管、隔板轴和隔板，排气支管的进口和气缸头排气道相连接，排气支管的出口和排气管相连接，涡轮为单进口涡轮，排气管的出口和涡轮的进口之间用连接管相连接，排气管的侧壁由排气管上侧壁和排气管下侧壁组成，排气管上侧壁的弧度为180度，排气管下侧壁的弧度为90度，排气管下侧壁的内径是排气管上侧壁内径的2倍，沿着排气管下侧壁的轴线有一个隔板轴，隔板轴镶嵌在排气管上侧壁中，隔板安装在排气管下侧壁和隔板轴之间，排气管由排气管前壁、排气管上侧壁、排气管下侧壁、排气管后壁、隔板轴、隔板构成；隔板为圆弧板，隔板和隔板轴为一个整体部件，隔板和排气管下侧壁、排气管前壁、排气管后壁光滑密封接触，隔板轴和排气管侧壁光滑密封接触，在隔板上有一个隔板旋转把手。

排气管的出口与涡轮的进口之间连接管的截面形状，可以是排气管出口截面的形状，也可以由排气管出口截面的形状过渡到圆形。

本发明的有益效果：

本发明设计合理，不受气缸数限制，满足发动机变工况运行要求，适用于涡轮单进口且涡轮侧置的涡轮增压系统，使发动机在整个负荷运行范围内都可以获得较优的性能。

附图说明

图1是本发明涡轮增压系统结构示意图；

图2是图1中A-A剖面的结构示意图；

图3是图2中B-B剖面的结构示意图；

图4是图3中C-C剖面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施做进一步描述。

如图1和图2所示，本发明包括排气支管9、排气管10、涡轮1、连接管5、隔板轴6和隔板7，排气支管9的进口和气缸头排气道相连接，排气支管9的出口和排气管10相连接，涡轮1为单进口涡轮，排气管10的出口和涡轮1的进口之间用连接管5相连接，排气管10的侧壁由排气管上侧壁3和排气管下侧壁12组成，排气管上侧壁3的弧度为180度，排气管下侧壁12的弧度为90度，排气管下侧壁12的内径是排气管上侧壁3内径的2倍，沿着排气管下侧壁12的轴线有一个隔板轴6，隔板轴6镶嵌在排气管上侧壁3中，隔板7安装在排气管下侧壁12和隔板轴6之间，排气管10由排气管前壁2、排气管上侧壁3、排气管下侧壁12、排气管后壁4、隔板轴6、隔板7构成，隔板7为圆弧板，隔板7和隔板轴6为一个整体部件，隔板7和排气管下侧壁12、排气管前壁2、排气管后壁4光滑密封接触，隔板轴6和排气管侧壁3光滑密封接触，在隔板7上有一个隔板旋转把手8。排气管10由排气管前壁2、排气管上侧壁3、排气管下侧壁12、排气管后壁4、隔板轴6、隔板7构成，就是指排气管10是由这些结构所围成的腔体构成。通过推动或拉动隔板旋转把手8时隔板7跟着旋转，就可以实现排气管容积的变化，但隔板7旋转的范围有一个限制，因为有排气管出口截面11形状和排气管前壁2结构的限制，即排气管10的容积有一个最大和最小限制，如图3和图4所示。当隔板7处于排气管出口截面11中时，就会发生漏气现象。当隔板7逆时针旋转时，排气管10容积就会逐渐变大；当隔板7顺时针旋转时，排气管10容积就会逐渐变小。当工况变低时，通过隔板旋转把手8旋转隔板7使排气管10的容积变小；当工况变高时，通过隔板旋转把手8旋转隔板7使排气管10的容积变大。