專利名稱：增壓方式可換的套管式渦輪增壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種增壓方式可換的套管式渦 輪增壓系統(tǒng)，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛， 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
增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的兩種基本增壓系統(tǒng)為定壓增壓系統(tǒng)和脈沖增壓系統(tǒng)。定壓增壓系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是排氣管容積較大，排氣管起到穩(wěn)壓作用，排氣壓力波動(dòng)小，通過 渦輪的流量穩(wěn)定，渦輪具有較高的效率；但在排氣闊門處節(jié)流損失較大，排氣從 排氣閥門處到渦輪進(jìn)口處之間的熵增較大，排氣脈沖能量幾乎完全損失；負(fù)荷越 高，脈沖能量在所有排氣能量中所占的比例就會(huì)越少，所以定壓系統(tǒng)對(duì)于高負(fù)荷 穩(wěn)定運(yùn)行是有利的。脈沖增壓系統(tǒng)的排氣管容積較小，排氣從排氣閥門處到渦輪 進(jìn)口處之間的熵增較小，排氣能量利用率高，而且能及時(shí)反映負(fù)荷的變化，響應(yīng) 速度快；但由于渦輪是脈動(dòng)進(jìn)氣，造成渦輪效率低，所以脈沖增壓系統(tǒng)對(duì)于低負(fù) 荷和瞬態(tài)工況是有利的。由此可見，如果一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)若同時(shí)配備定壓增壓方式與 脈沖增壓方式，高負(fù)荷時(shí)用定壓增壓系統(tǒng)，低負(fù)荷和瞬態(tài)工況時(shí)用脈沖增壓系統(tǒng)， 這是較為理想的，但現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)的排氣管容積都是不能調(diào)節(jié)的。在己 有技術(shù)中，專利號(hào)為ZL 200410050996. 3，名稱為一種渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式 脈沖轉(zhuǎn)換增壓系統(tǒng)的發(fā)明專利，在它的實(shí)施例二和實(shí)施例三中，當(dāng)負(fù)荷較低時(shí)， 各缸排氣干擾很大，致使泵氣損失加大；在高負(fù)荷時(shí)不能形成本發(fā)明所述的準(zhǔn)定 壓增壓系統(tǒng)，致使渦輪效率較低；而且采用二位控制閥控制致使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)變的 更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種增壓方式可換的套管式渦輪增壓 系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低工況和瞬態(tài)工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓方式為脈沖增壓方式，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于較高工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓方式為定壓增壓方式，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)運(yùn)行 工況下都能獲得較優(yōu)的性能，并同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性方面的要求。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的本發(fā)明采取的第一種技術(shù)方案是該系統(tǒng)包括氣缸、排 氣支管、排氣管、渦輪、排氣管套管和閥門，氣缸通過排氣支管與排氣管相連接， 渦輪為單進(jìn)口，排氣管的出口與渦輪的進(jìn)口相連接，排氣管套管由排氣管套管側(cè) 壁、排氣管套管前壁、排氣管套管后壁組成，閥門安裝在排氣管的尾部，排氣管 穿過排氣管套管前壁的中心、插入排氣管套管內(nèi)，排氣支管穿過排氣管套管側(cè)壁。 排氣管套管的內(nèi)徑D的取值范圍為2d《D《3d，其中d為排氣管的內(nèi)徑。
本發(fā)明的第二種技術(shù)方案是該系統(tǒng)氣缸、排氣支管、排氣管、渦輪、排氣 管套管和閥門，氣缸通過排氣支管與排氣管相連接，渦輪為單進(jìn)口，排氣管的出 口與渦輪的進(jìn)口相連接，排氣管套管由排氣管套管側(cè)壁、排氣管套管前壁、排氣 管套管后壁組成，閥門安裝在排氣管的尾部，排氣管穿過排氣管套管前壁、緊貼 排氣管套管側(cè)壁插入排氣管套管內(nèi)，排氣管外壁與排氣管套管側(cè)壁重合部分為圓
弧形狀的壁面。排氣管套管的內(nèi)徑D的取值范圍為2d《D《3d，其中d為排氣管的 內(nèi)徑。
當(dāng)氣缸數(shù)《4且渦輪為單進(jìn)口時(shí)，可以直接采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)；當(dāng)氣缸數(shù)^4且渦輪有
兩個(gè)以上的進(jìn)口時(shí)，和每個(gè)渦輪進(jìn)口單獨(dú)相連的各個(gè)排氣管各自采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。通過閥 門的開關(guān)實(shí)現(xiàn)定壓增壓與脈沖增壓之間的轉(zhuǎn)換，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓方式為脈沖增
壓，脈沖增壓在發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷和瞬態(tài)工況時(shí)性能比較好；當(dāng)閥門打開時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓方式
為定壓增壓，這樣可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的高負(fù)荷性能。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不受缸數(shù)和渦輪入口數(shù)的限制，使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)負(fù)荷運(yùn)行 范圍內(nèi)都可以獲得較優(yōu)的性能。


圖1是本發(fā)明渦輪增壓系統(tǒng)的第一種實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1中B-B剖面的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明渦輪增壓系統(tǒng)的第二種實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4中C-C剖面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖4中D-D剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施做進(jìn)一步描述。
實(shí)施例一如圖l、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括氣缸5、排氣支管8、排氣管9、渦輪l、 排氣管套管10和閥門6，氣缸5通過排氣支管8與排氣管9相連接，渦輪l為單進(jìn)口，排氣 管9的出口與渦輪1的進(jìn)口相連接，排氣管套管10由排氣管套管側(cè)壁3、排氣管套管前壁2、 排氣管套管后壁7組成，閥門6安裝在排氣管9的尾部，排氣管9穿過排氣管套管前壁2的 中心、插入排氣管套管10內(nèi)，排氣支管8穿過排氣管套管側(cè)壁3。排氣管套管10的內(nèi)徑D 的取值范圍為2d《D《3d，其中d為排氣管9的內(nèi)徑。在實(shí)際的安裝過程中，可以根據(jù)發(fā)動(dòng) 機(jī)空間的大小來調(diào)整排氣管套管IO的位置和大小。當(dāng)閥門6關(guān)閉時(shí)，排氣所占的體積為原來 排氣管9的體積，體積比較小，可以看作是脈沖增壓系統(tǒng)；當(dāng)閥門6打開時(shí)，排氣所占的體 積約為排氣套管10的體積，體積比較大，可以看作是定壓增壓系統(tǒng)。這樣通過闊門6的開關(guān)， 就可以實(shí)現(xiàn)定壓增壓系統(tǒng)與脈沖增壓系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。
實(shí)施例二如圖4、圖5、圖6所示，本發(fā)明增壓方式可換的套管式渦輪增壓系統(tǒng)包括 氣缸5、排氣支管8、排氣管9、渦輪l、排氣管套管10和閥門6，氣缸5通過排氣支管8與 排氣管9相連接，渦輪l為單進(jìn)口，排氣管9的出口與渦輪1的進(jìn)口相連接，排氣管套管IO 由排氣管套管側(cè)壁3、排氣管套管前壁2、排氣管套管后壁7組成，閥門6安裝在排氣管9的 尾部，排氣管9穿過排氣管套管前壁2、緊貼排氣管套管側(cè)壁3插入排氣管套管10內(nèi)，排氣 管外壁4與排氣管套管側(cè)壁3重合部分為圓弧形狀的壁面11。排氣管套管10的內(nèi)徑D的取 值范圍為2d《D《3d，其中d為排氣管9的內(nèi)徑。在實(shí)際的安裝過程中，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)空 間的大小來調(diào)整排氣管套管10的大小。當(dāng)閥門6關(guān)閉時(shí)，排氣所占的體積為原來排氣管9的 體積，體積比較小，可以看作是脈沖增壓系統(tǒng)；當(dāng)閥門6打開時(shí)，排氣所占的體積約為排氣 套管10的體積，體積比較大，可以看作是定壓增壓系統(tǒng)。這樣通過閥門6的開關(guān)，就可以實(shí) 現(xiàn)定壓增壓系統(tǒng)與脈沖增壓系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。
權(quán)利要求
1. 一種增壓方式可換的套管式渦輪增壓系統(tǒng)，包括氣缸(5)、排氣支管(8)、排氣管(9)和渦輪(1)，氣缸(5)通過排氣支管(8)與排氣管(9)相連接，渦輪(1)為單進(jìn)口，排氣管(9)的出口與渦輪(1)的進(jìn)口相連接，其特征在于還包括排氣管套管(10)和閥門(6)，排氣管套管(10)由排氣管套管側(cè)壁(3)、排氣管套管前壁(2)、排氣管套管后壁(7)組成，閥門(6)安裝在排氣管(9)的尾部，排氣管(9)穿過排氣管套管前壁(2)的中心、插入排氣管套管(10)內(nèi)，排氣支管(8)穿過排氣管套管側(cè)壁(3)。
2. —種增壓方式可換的套管式渦輪增壓系統(tǒng)，包括氣缸(5)、排氣支管(8)、 排氣管(9)和渦輪(1)，氣缸(5)通過排氣支管(8)與排氣管(9)相連接， 渦輪(1)為單進(jìn)口，排氣管(9)的出口與渦輪(1)的進(jìn)口相連接，其特征在于 還包括排氣管套管(10)和閥門(6)，排氣管套管(10)由排氣管套管側(cè)壁(3)、 排氣管套管前壁(2)、排氣管套管后壁(7)組成，閥門(6)安裝在排氣管(9) 的尾部，排氣管(9)穿過排氣管套管前壁(2)、緊貼排氣管套管側(cè)壁(3)插入 排氣管套管(10)內(nèi)，排氣管外壁(4)與排氣管套管側(cè)壁(3)重合部分為圓弧 形狀的壁面(11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的增壓方式可換的套管式渦輪增壓系 統(tǒng)，其特征是所述的排氣管套管(10)的內(nèi)徑D的取值范圍為2d《D《3d，其中d 為排氣管(9)的內(nèi)徑。
全文摘要
增壓方式可換的套管式渦輪增壓系統(tǒng)，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。包括氣缸、排氣支管、排氣管、渦輪、排氣管套管和閥門，在排氣管的尾部有一個(gè)閥門，排氣管插入排氣套管內(nèi)。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓方式為脈沖增壓，脈沖增壓在發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷和瞬態(tài)工況時(shí)性能比較好；當(dāng)閥門打開時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓方式為定壓增壓，這樣可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的高負(fù)荷性能。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增壓方式可轉(zhuǎn)換，適用于各種脈沖渦輪增壓系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02B37/12GK101413431SQ20081020305
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者毅 崔, 王紹明, 田中旭, 磊 石, 鄧康耀 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)