排气管出口面积自变式涡轮增压系统的制作方法
专利名称：排气管出口面积自变式涡轮增压系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种内燃机领域的涡轮增压系统，特别是一种排气管出口面积自变式涡轮增压系统。
背景技术：
随着社会的发展和环保要求的提高，发动机增压技术的应用越来越广泛，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。涡轮增压系统的两种基本型式为定压增压系统和脉冲增压系统。定压增压系统，各缸共用一根容积较大的排气管，排气管系结构比较简单，排气管内压力基本上保持恒定，压力大小仅与发动机的负荷和转速有关，不同缸数柴油机的增压系统可以进行统一设计。定压增压系统在高速工况时， 泵气损失较小，涡轮效率较高，性能较优；但是在低速工况时，不能充分利用排气脉冲能量。 脉冲增压系统，依据各缸发火顺序，将排气不发生干扰的两个气缸或三个气缸和同一根排气管相连接，排气管系管径较小，排气脉冲能量可以充分利用，低速工况和瞬态工况性能较好；但是在高速工况时，泵气损失较大。由此可见，如果一台发动机的排气管容积可以随着工况的变换而变化，高速工况时使排气管容积变大，低速工况时使排气管容积变小，这是较为理想的。在排气管容积不变的前提下，通过改变排气管的出口面积，也可以实现发动机高低转速工况的兼顾。在低速工况排气管出口面积变小，涡轮前可用能较多；在高速工况排气管出口面积变大，泵气损失较小，这也是较为理想的。经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL20102053^37. 0，专利名称排气管出口面积可变的涡轮增压装置，该专利技术提供了一种排气管出口面积连续可变的装置，能较好地兼顾发动机的高低转速工况；但是其排气管出口面积的变化是通过旋转把手的旋转来实现的，这就需要增加一套专门的控制机构来控制旋转把手的旋转，从而使增压系统结构变的比较复杂。
发明内容本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种排气管出口面积自变式涡轮增压系统，使其排气管出口面积可以自我调节，较好地兼顾发动机的高低转速工况，而且结构简单，不需要专门的控制机构。本实用新型是通过以下技术方案来实现的，本实用新型包括第一气缸、第二气缸、第三气缸、第一排气支管、第二排气支管、第三排气支管、排气管、涡轮、排气管侧壁、排气管后壁、旋转板、旋转轴和弹簧，第一气缸、第二气缸、第三气缸分别通过第一排气支管、 第二排气支管、第三排气支管与排气管相连接，排气管的出口与涡轮的入口相连接，排气管侧壁与排气管后壁固定连接，排气管为等截面圆管，旋转轴穿过旋转板并与旋转板固定相连，旋转板非对称分布在旋转轴的左右两侧，旋转轴的两端安装在排气管侧壁上，旋转轴的轴线与排气管的轴线垂直且不在同一平面上，旋转板通过弹簧与排气管侧壁相连接，旋转板为圆板，弹簧的轴线与排气管的轴线垂直且在同一平面上。[0006]在本实用新型的工作过程中，旋转板可以在排气管内以旋转轴为轴线旋转。当发动机处于高速工况时，排气管内排气压力较高，旋转板带动旋转轴逆时针旋转并使弹簧得到拉伸，排气管的出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优；当发动机处于低速工况时，排气管内排气压力较低，在弹簧的作用下，旋转板带动旋转轴顺时针向回旋转，排气管的出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果为本实用新型设计合理，结构简单，适用于涡轮进口有一个且涡轮侧置的涡轮增压系统，既能兼顾发动机的高低转速工况， 又能使增压系统不需要专门的排气管出口面积控制机构。
图1为本实用新型排气管出口面积自变式涡轮增压系统的结构示意图；图2为图1中A-A剖面的结构示意图；图3为图2中B-B剖面的结构示意图；其中1、第一气缸，2、第二气缸，3、第三气缸，4、第一排气支管，5、第二排气支管， 6、第三排气支管，7、排气管，8、涡轮，9、排气管侧壁，10、排气管后壁，11、旋转板，12、旋转轴，13、弹簧。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1、图2和图3所示，本实用新型包括第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3、第一排气支管4、第二排气支管5、第三排气支管6、排气管7、涡轮8、排气管侧壁9、排气管后壁10、旋转板11、旋转轴12和弹簧13，第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3分别通过第一排气支管4、第二排气支管5、第三排气支管6与排气管7相连接，排气管7的出口与涡轮8 的入口相连接，排气管侧壁9与排气管后壁10固定连接，排气管7为等截面圆管，旋转轴12 穿过旋转板11并与旋转板11固定相连，旋转板11非对称分布在旋转轴12的左右两侧，旋转轴12的两端安装在排气管侧壁9上，旋转轴12的轴线与排气管7的轴线垂直且不在同一平面上，旋转板11通过弹簧13与排气管侧壁9相连接，旋转板11为圆板，弹簧13的轴线与排气管7的轴线垂直且在同一平面上。在本实用新型的工作过程中，旋转板11可以在排气管7内以旋转轴12为轴线旋转。当发动机处于高速工况时，排气管7内排气压力较高，旋转板11带动旋转轴12逆时针旋转并使弹簧13得到拉伸，排气管7的出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优；当发动机处于低速工况时，排气管7内排气压力较低，在弹簧13的作用下，旋转板11 带动旋转轴12顺时针向回旋转，排气管7的出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优。因此，本实用新型可以较好的兼顾发动机的高低转速工况。
权利要求1. 一种排气管出口面积自变式涡轮增压系统，包括第一气缸(1)、第二气缸O)、第三气缸(3)、第一排气支管(4)、第二排气支管(5)、第三排气支管(6)、排气管(7)、涡轮(8)、 排气管侧壁(9)和排气管后壁(10)，第一气缸(1)、第二气缸( 、第三气缸C3)分别通过第一排气支管G)、第二排气支管(5)、第三排气支管(6)与排气管(7)相连接，排气管(7)的出口与涡轮(8)的入口相连接，排气管侧壁(9)与排气管后壁(10)固定连接，排气管(7)为等截面圆管，其特征在于还包括旋转板(11)、旋转轴(1 和弹簧(13)，旋转轴(1 穿过旋转板(11)并与旋转板(11)固定相连，旋转板(11)非对称分布在旋转轴(1 的左右两侧，旋转轴(12)的两端安装在排气管侧壁(9)上，旋转轴(12)的轴线与排气管(7)的轴线垂直且不在同一平面上，旋转板(11)通过弹簧(1 与排气管侧壁(9)相连接，旋转板(11) 为圆板，弹簧(1 的轴线与排气管(7)的轴线垂直且在同一平面上。
专利摘要一种内燃机技术领域的排气管出口面积自变式涡轮增压系统，包括气缸、排气管、涡轮、旋转板、旋转轴和弹簧，旋转轴穿过旋转板并与旋转板固定相连，旋转板非对称分布在旋转轴的左右两侧，旋转轴的两端安装在排气管侧壁上，旋转板通过弹簧与排气管侧壁相连接。当发动机处于高速工况时，旋转板带动旋转轴逆时针旋转，排气管出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优；当发动机处于低速工况时，旋转板带动旋转轴顺时针向回旋转，排气管出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优。本实用新型设计合理，结构简单，适用于涡轮进口有一个且涡轮侧置的涡轮增压系统。
文档编号F02B37/22GK202300636SQ20112045226
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者崔毅, 王绍明, 邓康耀 申请人:上海交通大学
技术领域：
本实用新型涉及的是一种内燃机领域的涡轮增压系统，特别是一种排气管出口面积自变式涡轮增压系统。
背景技术：
随着社会的发展和环保要求的提高，发动机增压技术的应用越来越广泛，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。涡轮增压系统的两种基本型式为定压增压系统和脉冲增压系统。定压增压系统，各缸共用一根容积较大的排气管，排气管系结构比较简单，排气管内压力基本上保持恒定，压力大小仅与发动机的负荷和转速有关，不同缸数柴油机的增压系统可以进行统一设计。定压增压系统在高速工况时， 泵气损失较小，涡轮效率较高，性能较优；但是在低速工况时，不能充分利用排气脉冲能量。 脉冲增压系统，依据各缸发火顺序，将排气不发生干扰的两个气缸或三个气缸和同一根排气管相连接，排气管系管径较小，排气脉冲能量可以充分利用，低速工况和瞬态工况性能较好；但是在高速工况时，泵气损失较大。由此可见，如果一台发动机的排气管容积可以随着工况的变换而变化，高速工况时使排气管容积变大，低速工况时使排气管容积变小，这是较为理想的。在排气管容积不变的前提下，通过改变排气管的出口面积，也可以实现发动机高低转速工况的兼顾。在低速工况排气管出口面积变小，涡轮前可用能较多；在高速工况排气管出口面积变大，泵气损失较小，这也是较为理想的。经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL20102053^37. 0，专利名称排气管出口面积可变的涡轮增压装置，该专利技术提供了一种排气管出口面积连续可变的装置，能较好地兼顾发动机的高低转速工况；但是其排气管出口面积的变化是通过旋转把手的旋转来实现的，这就需要增加一套专门的控制机构来控制旋转把手的旋转，从而使增压系统结构变的比较复杂。
发明内容本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种排气管出口面积自变式涡轮增压系统，使其排气管出口面积可以自我调节，较好地兼顾发动机的高低转速工况，而且结构简单，不需要专门的控制机构。本实用新型是通过以下技术方案来实现的，本实用新型包括第一气缸、第二气缸、第三气缸、第一排气支管、第二排气支管、第三排气支管、排气管、涡轮、排气管侧壁、排气管后壁、旋转板、旋转轴和弹簧，第一气缸、第二气缸、第三气缸分别通过第一排气支管、 第二排气支管、第三排气支管与排气管相连接，排气管的出口与涡轮的入口相连接，排气管侧壁与排气管后壁固定连接，排气管为等截面圆管，旋转轴穿过旋转板并与旋转板固定相连，旋转板非对称分布在旋转轴的左右两侧，旋转轴的两端安装在排气管侧壁上，旋转轴的轴线与排气管的轴线垂直且不在同一平面上，旋转板通过弹簧与排气管侧壁相连接，旋转板为圆板，弹簧的轴线与排气管的轴线垂直且在同一平面上。[0006]在本实用新型的工作过程中，旋转板可以在排气管内以旋转轴为轴线旋转。当发动机处于高速工况时，排气管内排气压力较高，旋转板带动旋转轴逆时针旋转并使弹簧得到拉伸，排气管的出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优；当发动机处于低速工况时，排气管内排气压力较低，在弹簧的作用下，旋转板带动旋转轴顺时针向回旋转，排气管的出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果为本实用新型设计合理，结构简单，适用于涡轮进口有一个且涡轮侧置的涡轮增压系统，既能兼顾发动机的高低转速工况， 又能使增压系统不需要专门的排气管出口面积控制机构。
图1为本实用新型排气管出口面积自变式涡轮增压系统的结构示意图；图2为图1中A-A剖面的结构示意图；图3为图2中B-B剖面的结构示意图；其中1、第一气缸，2、第二气缸，3、第三气缸，4、第一排气支管，5、第二排气支管， 6、第三排气支管，7、排气管，8、涡轮，9、排气管侧壁，10、排气管后壁，11、旋转板，12、旋转轴，13、弹簧。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1、图2和图3所示，本实用新型包括第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3、第一排气支管4、第二排气支管5、第三排气支管6、排气管7、涡轮8、排气管侧壁9、排气管后壁10、旋转板11、旋转轴12和弹簧13，第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3分别通过第一排气支管4、第二排气支管5、第三排气支管6与排气管7相连接，排气管7的出口与涡轮8 的入口相连接，排气管侧壁9与排气管后壁10固定连接，排气管7为等截面圆管，旋转轴12 穿过旋转板11并与旋转板11固定相连，旋转板11非对称分布在旋转轴12的左右两侧，旋转轴12的两端安装在排气管侧壁9上，旋转轴12的轴线与排气管7的轴线垂直且不在同一平面上，旋转板11通过弹簧13与排气管侧壁9相连接，旋转板11为圆板，弹簧13的轴线与排气管7的轴线垂直且在同一平面上。在本实用新型的工作过程中，旋转板11可以在排气管7内以旋转轴12为轴线旋转。当发动机处于高速工况时，排气管7内排气压力较高，旋转板11带动旋转轴12逆时针旋转并使弹簧13得到拉伸，排气管7的出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优；当发动机处于低速工况时，排气管7内排气压力较低，在弹簧13的作用下，旋转板11 带动旋转轴12顺时针向回旋转，排气管7的出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优。因此，本实用新型可以较好的兼顾发动机的高低转速工况。
权利要求1. 一种排气管出口面积自变式涡轮增压系统，包括第一气缸(1)、第二气缸O)、第三气缸(3)、第一排气支管(4)、第二排气支管(5)、第三排气支管(6)、排气管(7)、涡轮(8)、 排气管侧壁(9)和排气管后壁(10)，第一气缸(1)、第二气缸( 、第三气缸C3)分别通过第一排气支管G)、第二排气支管(5)、第三排气支管(6)与排气管(7)相连接，排气管(7)的出口与涡轮(8)的入口相连接，排气管侧壁(9)与排气管后壁(10)固定连接，排气管(7)为等截面圆管，其特征在于还包括旋转板(11)、旋转轴(1 和弹簧(13)，旋转轴(1 穿过旋转板(11)并与旋转板(11)固定相连，旋转板(11)非对称分布在旋转轴(1 的左右两侧，旋转轴(12)的两端安装在排气管侧壁(9)上，旋转轴(12)的轴线与排气管(7)的轴线垂直且不在同一平面上，旋转板(11)通过弹簧(1 与排气管侧壁(9)相连接，旋转板(11) 为圆板，弹簧(1 的轴线与排气管(7)的轴线垂直且在同一平面上。
专利摘要一种内燃机技术领域的排气管出口面积自变式涡轮增压系统，包括气缸、排气管、涡轮、旋转板、旋转轴和弹簧，旋转轴穿过旋转板并与旋转板固定相连，旋转板非对称分布在旋转轴的左右两侧，旋转轴的两端安装在排气管侧壁上，旋转板通过弹簧与排气管侧壁相连接。当发动机处于高速工况时，旋转板带动旋转轴逆时针旋转，排气管出口面积相对较大，泵气损失较小，发动机整机性能较优；当发动机处于低速工况时，旋转板带动旋转轴顺时针向回旋转，排气管出口面积相对较小，涡轮前可用能较多，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优。本实用新型设计合理，结构简单，适用于涡轮进口有一个且涡轮侧置的涡轮增压系统。
文档编号F02B37/22GK202300636SQ20112045226
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者崔毅, 王绍明, 邓康耀 申请人:上海交通大学
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