排气总管缩口率可变的涡轮增压系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010267171.2

申请日:

2010.08.31

公开号:

CN101936215A

公开日:

2011.01.05

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):F02B 37/22申请日:20100831授权公告日:20120704终止日期:20140831|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F02B 37/22申请日:20100831|||公开

IPC分类号:

F02B37/22

主分类号:

F02B37/22

申请人:

上海交通大学

发明人:

石磊; 邓康耀; 李胜达; 刘秋颖; 王绍明

地址:

200240 上海市闵行区东川路800号

优先权:

专利代理机构:

上海交达专利事务所 31201

代理人:

周文娟

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内容摘要

排气总管缩口率可变的涡轮增压系统,属于内燃机技术领域,包括排气支管、排气管、涡轮、隔板、排气支管导流板和隔板轴,隔板轴一端和隔板旋转把手固接,另一端垂直穿过排气管侧壁与排气管内壁光滑紧密接触;排气支管导流板其一端与排气管上壁面固接,且与排气支管相切,另一端与隔板轴光滑紧密接触;隔板一端为自由端,另一端和隔板轴固为一体,两侧端与排气管的内侧壁光滑密封接触。通过旋转隔板来调节排气总管的缩口率。当发动机在低速工况运行时,旋转隔板使排气总管的缩口率变小;当发动机在高速工况运行时,使排气总管的缩口率变大。本发明设计合理,满足发动机变工况运行要求,不受气缸数限制,适用于涡轮单进口且涡轮侧置的涡轮增压系统。

权利要求书

1: 一种排气总管缩口率可变的涡轮增压系统, 包括排气支管 (2)、 排气管 (5) 和涡轮 (1), 排气支管 (2) 的进口和气缸头排气道相连接, 排气支管 (2) 的出口和排气管 (5) 相连 接, 涡轮 (1) 为单进口涡轮, 排气管 (5) 的出口和涡轮 (1) 的进口相连接, 其特征在于还包 括隔板 (3)、 隔板轴 (4)、 隔板旋转把手 (7)、 排气支管导流板 (6), 排气管 (5) 的管壁由侧面 两块平板和上下两块圆弧板组成, 隔板轴 (4) 的一端和隔板旋转把手 (7) 固为一体, 隔板轴 (4) 的另一端从排气管 (5) 侧壁的一块平板的上端穿通后垂直穿进另一块平板的凹槽内且 与排气管 (5) 的侧壁光滑紧密接触 ; 排气支管导流板 (6) 为平板, 其一端与排气管 (5) 上 壁面相固接, 且与排气支管 (2) 相切, 另一端为凹弧形并与隔板轴 (4) 光滑紧密接触 ; 隔板 (3) 为直板或圆弧板, 隔板 (3) 一端为自由端, 另一端和隔板轴 (4) 固为一体, 两侧端与排气 管 (5) 的内侧壁光滑密封接触。

说明书


排气总管缩口率可变的涡轮增压系统

    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排气 总管缩口率可变的涡轮增压系统, 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 功率的发动机大部分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, 排气管容积大, 管内压力基本保持恒定, 扫气干扰小、 泵气损失少, 高速工况性能好 ; 脉冲增压系统, 排气 管容积小, 即能避免扫气干扰, 又能较好地利用排气脉冲能量, 低速工况和加速加载性能 好。理想的情况是发动机在低速和加速加载工况运行时排气管容积能变小, 实现脉冲增 压方式, 能充分利用脉冲能量 ; 在发动机高速工况运行时排气管容积能变大, 实现定压增 压方式, 使泵气损失减少。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, 高速工况时用定压增压系统, 低速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基本部是不能调节的。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, 它通过改变排 气管容积来实现高低转速工况的兼顾, 但在低工况时, 排气管容积较小, 从排气支管出来的 排气撞击损失较大。
     发明内容
     为了克服已有技术的不足, 本发明提供了一种排气管缩口率可变的涡轮增压系 统。 排气管的缩口率随发动机的运行工况的变化而变化, 低速工况时排气管缩口率变小, 高 速工况时排气管缩口率变大, 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、 隔板、 隔板轴、 隔板旋转把手、 排气支管导流板, 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相连 接, 排气管管壁由侧面两块平板和上下两块圆弧板组成, 隔板轴一端和隔板旋转把手固为 一体, 隔板轴的另一端从排气管侧壁的一块平板的上端穿通后垂直穿进另一块平板的凹槽 内且与排气管侧壁光滑紧密接触 ; 排气支管导流板为平板, 其一端与排气管上壁面相固接, 且与排气支管相切, 另一端为凹弧形并与隔板轴光滑紧密接触 ; 隔板为直板或圆弧板, 隔板 一端为自由端, 另一端和隔板轴固为一体, 两侧端与排气管的内侧壁光滑密封接触。 在本发 明中, 排气管底部为圆弧状, 这样可以保证较好的排气的流动性能。 隔板与隔板轴固接为一 体, 通过隔板旋转把手的旋转来实现隔板转动, 从而可以调节排气管的缩口率。 当发动机在 当排气管 低速工况运行时, 旋转隔板使之靠近排气管底部, 这样排气管的缩口率就变小了。的缩口率变小时, 泵气损失增大, 涡轮前的可用能也同时增大, 进气流量变大, 缸内燃烧变 好, 油耗降低。当发动机在高速工况运行时, 旋转隔板使之远离排气管底部, 这样排气管的 缩口率就变大了。当排气管的缩口率变大时, 泵气损失减小, 油耗降低。
     本发明的有益效果 : 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部可以获得较优的性 能。 附图说明
     图 1 是本发明涡轮增压系统的结构示意图 ; 图 2 是图 1 中 A-A 剖面的结构示意图 ; 图 3 是图 1 中 B-B 剖面的结构示意图 ; 图 4 是图 1 中 C-C 剖面的结构示意图 ; 图 5 是图 1 中 D-D 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、 图 2、 图 3、 图 4 和图 5 所示, 本发明包括排气支管 2、 排气管 5、 涡轮 1、 隔板 3、 隔板轴 4、 隔板旋转把手 7、 排气支管导流板 6, 排气支管 2 的进口和气缸头排气道相连接, 排气支管 2 的出口和排气管 5 相连接, 涡轮 1 为单进口涡轮, 排气管 5 的出口和涡轮 1 的进 口相连接, 排气管 5 的管壁由侧面两块平板和上下两块圆弧板组成, 隔板轴 4 一端和隔板旋 转把手 7 固为一体, 隔板轴 4 的另一端从排气管 5 侧壁的一块平板的上端穿通后垂直穿进 另一块平板的凹槽内且与排气管 5 侧壁光滑紧密接触 ; 排气支管导流板 6 为平板, 其一端 与排气管 5 上壁面相固接, 且与排气支管 2 相切, 另一端为凹弧形并与隔板轴 4 光滑紧密接 触; 隔板 3 为直板或圆弧板, 隔板 3 一端为自由端, 另一端和隔板轴 4 固为一体, 两侧端与排 气管 5 的内侧壁光滑密封接触。在本发明中, 排气管 5 底部为圆弧状, 这样可以保证较好的 排气的流动性能。隔板 3 与隔板轴 4 固接为一体, 通过隔板旋转把手 7 的旋转来实现隔板 3 的转动, 从而调节排气管 5 的缩口率。当发动机在低速工况运行时, 旋转隔板 3 使之靠近 排气管 5 底部, 这样排气管 5 的缩口率就变小了。当排气管 5 的缩口率变小时, 泵气损失增 大, 涡轮前的可用能也同时增大, 进气流量变大, 缸内燃烧变好, 油耗降低。 当发动机在高速 工况运行时, 旋转隔板 3 使之远离排气管 5 底部, 这样排气管 5 的缩口率就变大了。当排气 管 5 的缩口率变大时, 泵气损失减小, 油耗降低。
    

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1、10申请公布号CN101936215A43申请公布日20110105CN101936215ACN101936215A21申请号201010267171222申请日20100831F02B37/2220060171申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号72发明人石磊邓康耀李胜达刘秋颖王绍明74专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人周文娟54发明名称排气总管缩口率可变的涡轮增压系统57摘要排气总管缩口率可变的涡轮增压系统,属于内燃机技术领域,包括排气支管、排气管、涡轮、隔板、排气支管导流板和隔板轴,隔板轴一端和隔板旋转把手固接,另一端垂直穿过排气管侧壁与排气管内壁光滑。

2、紧密接触;排气支管导流板其一端与排气管上壁面固接,且与排气支管相切,另一端与隔板轴光滑紧密接触;隔板一端为自由端,另一端和隔板轴固为一体,两侧端与排气管的内侧壁光滑密封接触。通过旋转隔板来调节排气总管的缩口率。当发动机在低速工况运行时,旋转隔板使排气总管的缩口率变小;当发动机在高速工况运行时,使排气总管的缩口率变大。本发明设计合理,满足发动机变工况运行要求,不受气缸数限制,适用于涡轮单进口且涡轮侧置的涡轮增压系统。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图3页CN101936215A1/1页21一种排气总管缩口率可变的涡轮增压系统,包括排气支管2。

3、、排气管5和涡轮1,排气支管2的进口和气缸头排气道相连接,排气支管2的出口和排气管5相连接,涡轮1为单进口涡轮,排气管5的出口和涡轮1的进口相连接,其特征在于还包括隔板3、隔板轴4、隔板旋转把手7、排气支管导流板6,排气管5的管壁由侧面两块平板和上下两块圆弧板组成,隔板轴4的一端和隔板旋转把手7固为一体,隔板轴4的另一端从排气管5侧壁的一块平板的上端穿通后垂直穿进另一块平板的凹槽内且与排气管5的侧壁光滑紧密接触;排气支管导流板6为平板,其一端与排气管5上壁面相固接,且与排气支管2相切,另一端为凹弧形并与隔板轴4光滑紧密接触;隔板3为直板或圆弧板,隔板3一端为自由端,另一端和隔板轴4固为一体,两。

4、侧端与排气管5的内侧壁光滑密封接触。权利要求书CN101936215A1/2页3排气总管缩口率可变的涡轮增压系统技术领域0001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排气总管缩口率可变的涡轮增压系统,属于内燃机技术领域。背景技术0002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部分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,排气管容积大,管内压力基本保持恒定,扫气干扰小、泵气损失少,高速工况性能好;脉冲增压系统,排气管容积小,即能避免扫气干扰,又。

5、能较好地利用排气脉冲能量,低速工况和加速加载性能好。理想的情况是发动机在低速和加速加载工况运行时排气管容积能变小,实现脉冲增压方式,能充分利用脉冲能量;在发动机高速工况运行时排气管容积能变大,实现定压增压方式,使泵气损失减少。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,高速工况时用定压增压系统,低速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基本部是不能调节的。在已有技术中,专利号为ZL2004100509963,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,它通。

6、过改变排气管容积来实现高低转速工况的兼顾,但在低工况时,排气管容积较小,从排气支管出来的排气撞击损失较大。发明内容0003为了克服已有技术的不足,本发明提供了一种排气管缩口率可变的涡轮增压系统。排气管的缩口率随发动机的运行工况的变化而变化,低速工况时排气管缩口率变小,高速工况时排气管缩口率变大,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。0004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、隔板、隔板轴、隔板旋转把手、排气支管导流板,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。

7、轮的进口相连接,排气管管壁由侧面两块平板和上下两块圆弧板组成,隔板轴一端和隔板旋转把手固为一体,隔板轴的另一端从排气管侧壁的一块平板的上端穿通后垂直穿进另一块平板的凹槽内且与排气管侧壁光滑紧密接触;排气支管导流板为平板,其一端与排气管上壁面相固接,且与排气支管相切,另一端为凹弧形并与隔板轴光滑紧密接触;隔板为直板或圆弧板,隔板一端为自由端,另一端和隔板轴固为一体,两侧端与排气管的内侧壁光滑密封接触。在本发明中,排气管底部为圆弧状,这样可以保证较好的排气的流动性能。隔板与隔板轴固接为一体,通过隔板旋转把手的旋转来实现隔板转动,从而可以调节排气管的缩口率。当发动机在低速工况运行时,旋转隔板使之靠近。

8、排气管底部,这样排气管的缩口率就变小了。当排气管说明书CN101936215A2/2页4的缩口率变小时,泵气损失增大,涡轮前的可用能也同时增大,进气流量变大,缸内燃烧变好,油耗降低。当发动机在高速工况运行时,旋转隔板使之远离排气管底部,这样排气管的缩口率就变大了。当排气管的缩口率变大时,泵气损失减小,油耗降低。0005本发明的有益效果不受气缸数限制,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部可以获得较优的性能。附图说明0006图1是本发明涡轮增压系统的结构示意图;0007图2是图1中AA剖面的结构示意图;0008图3是图1中BB剖面的结构。

9、示意图;0009图4是图1中CC剖面的结构示意图;0010图5是图1中DD剖面的结构示意图。具体实施方式0011下面结合附图,对本发明的具体实施做进一步描述。0012如图1、图2、图3、图4和图5所示,本发明包括排气支管2、排气管5、涡轮1、隔板3、隔板轴4、隔板旋转把手7、排气支管导流板6,排气支管2的进口和气缸头排气道相连接,排气支管2的出口和排气管5相连接,涡轮1为单进口涡轮,排气管5的出口和涡轮1的进口相连接,排气管5的管壁由侧面两块平板和上下两块圆弧板组成,隔板轴4一端和隔板旋转把手7固为一体,隔板轴4的另一端从排气管5侧壁的一块平板的上端穿通后垂直穿进另一块平板的凹槽内且与排气管5。

10、侧壁光滑紧密接触;排气支管导流板6为平板,其一端与排气管5上壁面相固接,且与排气支管2相切,另一端为凹弧形并与隔板轴4光滑紧密接触;隔板3为直板或圆弧板,隔板3一端为自由端,另一端和隔板轴4固为一体,两侧端与排气管5的内侧壁光滑密封接触。在本发明中,排气管5底部为圆弧状,这样可以保证较好的排气的流动性能。隔板3与隔板轴4固接为一体,通过隔板旋转把手7的旋转来实现隔板3的转动,从而调节排气管5的缩口率。当发动机在低速工况运行时,旋转隔板3使之靠近排气管5底部,这样排气管5的缩口率就变小了。当排气管5的缩口率变小时,泵气损失增大,涡轮前的可用能也同时增大,进气流量变大,缸内燃烧变好,油耗降低。当发动机在高速工况运行时,旋转隔板3使之远离排气管5底部,这样排气管5的缩口率就变大了。当排气管5的缩口率变大时,泵气损失减小,油耗降低。说明书CN101936215A1/3页5图1图2说明书附图CN101936215A2/3页6图3图4说明书附图CN101936215A3/3页7图5说明书附图。

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