專(zhuān)利名稱：一種渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)是應(yīng)用最廣的一種動(dòng)力機(jī)械，中大功率柴油機(jī)大多采用了渦輪增壓技術(shù)，以提高功率，降低燃油消耗率，但隨著增壓度的不斷提高，部分負(fù)荷性能差的問(wèn)題更為突出。渦輪增壓柴油機(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)是排氣管容積較大，排氣管起到穩(wěn)壓的作用，排氣壓力波動(dòng)小，通過(guò)渦輪的流量穩(wěn)定，具有渦輪效率高的優(yōu)點(diǎn)，但排氣流動(dòng)節(jié)流損失大，排氣脈沖能量幾乎完全損失，定壓增壓系統(tǒng)對(duì)于高負(fù)荷有利；而脈沖增壓系統(tǒng)的排氣管容積小，排氣壓力波動(dòng)大，排氣流動(dòng)節(jié)流損失小，排氣的脈沖能量得到部分利用，排氣能量利用率高，但由于渦輪脈動(dòng)進(jìn)氣，造成渦輪效率低些，脈沖增壓系統(tǒng)對(duì)于低負(fù)荷較為有利。由此可見(jiàn)，如果一臺(tái)柴油機(jī)同時(shí)配備定壓增壓系統(tǒng)和脈沖增壓系統(tǒng)，高負(fù)荷時(shí)增壓壓力較高，啟用定壓增壓系統(tǒng)，低負(fù)荷時(shí)增壓壓力較低，啟用脈沖增壓系統(tǒng)，部分負(fù)荷性能就可以得到的改善，這是較為理想的。模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓系統(tǒng)綜合了定壓增壓系統(tǒng)和脈沖增壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，綜合性能較好。在模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓系統(tǒng)中，排氣管容積對(duì)性能影響較大，理想的情況是排氣管容積隨柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的變化而變化，柴油機(jī)的負(fù)荷較高時(shí)，排氣管容積較大，使模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓系統(tǒng)更接近于定壓增壓系統(tǒng)，若柴油機(jī)的負(fù)荷較低時(shí)，排氣管容積較小，使該系統(tǒng)更接近于脈沖增壓系統(tǒng)。但現(xiàn)有的模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓系統(tǒng)的排氣管容積不能調(diào)節(jié)。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置，使排氣管容積隨柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的變化而改變，以獲得較優(yōu)的性能，滿足柴油機(jī)變工況運(yùn)行的要求，使渦輪增壓柴油機(jī)低負(fù)荷性能得到改善。
本發(fā)明由可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件、活動(dòng)壁和調(diào)節(jié)桿組成，可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件(17)由引射器(1)和氣缸排氣管(14)構(gòu)成，引射器(1)裝在氣缸排氣管(14)的一側(cè)，引射器(1)的法蘭(13)連接在氣缸排氣道出口上，所有氣缸排氣管(14)的法蘭(2)連接起來(lái)，構(gòu)成柴油機(jī)排氣管(3)，排氣管(3)的下游端與渦輪(7)的進(jìn)口相聯(lián)，在排氣管(3)內(nèi)裝有活動(dòng)壁(4)，活動(dòng)壁(4)的兩端裝有調(diào)節(jié)桿(12)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排氣管容積可調(diào)，滿足柴油機(jī)變工況運(yùn)行的要求，使柴油機(jī)在各種工況下運(yùn)行時(shí)，可獲得較優(yōu)的性能，綜合性能相對(duì)較優(yōu)，應(yīng)用不受氣缸數(shù)的限制。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)中可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)中可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件A-A剖視圖；圖4是本發(fā)明排氣管容積有級(jí)調(diào)節(jié)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明排氣管容積有級(jí)調(diào)節(jié)另一種方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了排氣管容積調(diào)節(jié)的三個(gè)實(shí)施方案。
如圖1所示，本發(fā)明排氣管容積無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)實(shí)施方案由可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件、活動(dòng)壁和調(diào)節(jié)桿組成，可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件(17)由引射器(1)和氣缸排氣管(14)構(gòu)成，引射器(1)裝在氣缸排氣管(14)的一側(cè)，如圖2所示，引射器(1)的法蘭(13)連接在氣缸的排氣道出口上，所有氣缸排氣管(14)的法蘭(2)連接起來(lái)，構(gòu)成柴油機(jī)的排氣管(3)。排氣管(3)的下游端與渦輪(7)的進(jìn)口相聯(lián)，在排氣管(3)內(nèi)裝有活動(dòng)壁(4)，活動(dòng)壁(4)的兩端裝有調(diào)節(jié)桿(12)，如圖3所示，活動(dòng)壁(4)的上部空間構(gòu)成排氣管容積，調(diào)節(jié)桿(12)的升降由控制機(jī)構(gòu)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)桿(12)可調(diào)節(jié)活動(dòng)壁(4)的位置，來(lái)改變排氣管容積。當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)荷增大時(shí)，向下調(diào)低活動(dòng)壁(4)的位置，使排氣管容積增大。反之，當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)荷降低時(shí)，向上調(diào)高活動(dòng)壁(4)的位置，使排氣管容積減小。
如圖4所示，本發(fā)明排氣管容積有級(jí)調(diào)節(jié)實(shí)施方案由上游排氣管、主排氣管、副排氣管、三通管和二位控制閥組成，上游排氣管(9)的下游端與三通管(16)的上游端相聯(lián)，三通管(16)的兩個(gè)下游端分別與主排氣管(6)和副排氣管(8)的上游端相聯(lián)，三通管(16)交口處裝有一個(gè)二位控制閥(10)，主排氣管(6)和上游排氣管(9)的一側(cè)裝有截面收縮的支管(15)，支管(15)與氣缸排氣道出口相聯(lián)，當(dāng)連接同一根排氣管，上游排氣管(9)或主排氣管(6)所有氣缸的排氣相位不重疊或重疊很小時(shí)，支管(15)可采用等截面。主排氣管(6)和副排氣管(8)的下游端分別與渦輪(7)的進(jìn)口相聯(lián)。當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)荷較高時(shí)，二位控制閥(10)關(guān)閉上游排氣管(9)與主排氣管(6)的通道，上游排氣管(9)內(nèi)氣流流入副排氣管(8)，排氣管容積等于主排氣管(6)容積、上游排氣管(9)容積和副排氣管(8)容積之和，這時(shí)排氣管的容積最大。反之，當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)荷較低時(shí)，二位控制閥(10)關(guān)閉上游排氣管(9)與副排氣管(8)的通道，上游排氣管(9)內(nèi)氣流流入主排氣管(6)，排氣管容積等于主排氣管(6)容積和上游排氣管(9)容積之和，這時(shí)排氣管的容積最小。
如圖5所示，本發(fā)明排氣管容積有級(jí)調(diào)節(jié)的另一實(shí)施方案由上游排氣管、主排氣管、副排氣管、三通管、脈沖轉(zhuǎn)換器和二位控制閥組成，上游排氣管(9)的下游端與三通管(16)的上游端相聯(lián)，三通管(16)的兩個(gè)下游端分別與主排氣管(6)和副排氣管(8)的上游端相聯(lián)，三通管(16)的交口處裝有一個(gè)二位控制閥(10)，主排氣管(6)和副排氣管(9)的一側(cè)裝有支管(15)，支管(15)與氣缸排氣道出口相聯(lián)，主排氣管(6)和副排氣管(8)的下游端分別與脈沖轉(zhuǎn)換器(11)的兩個(gè)上游端相聯(lián)，脈沖轉(zhuǎn)換器(11)的下游端與渦輪(7)的進(jìn)口相聯(lián)。脈沖轉(zhuǎn)換器(11)的上游是兩根截面收縮管道，下游是混合管，從主排氣管(6)和副排氣管(8)來(lái)的兩股氣流首先分別流經(jīng)截面收縮管道，使其壓力下降而速度上升，然后在混合管中混合成一股穩(wěn)定氣流，再經(jīng)渦輪(7)做功，以獲得高的渦輪效率。當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)荷較高時(shí)，二位控制閥(10)關(guān)閉上游排氣管(9)與主排氣管(6)的通道，上游排氣管(9)內(nèi)氣流流入副排氣管(8)，排氣管容積等于主排氣管(6)容積、上游排氣管(9)容積和副排氣管(8)容積之和，這時(shí)排氣管的容積最大。反之，當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)荷較低時(shí)，二位控制閥(10)關(guān)閉上游排氣管(9)與副排氣管(8)的通道，上游排氣管(9)內(nèi)氣流流入主排氣管(6)，排氣管容積等于主排氣管(6)容積和上游排氣管(9)容積之和，這時(shí)排氣管的容積最小。
權(quán)利要求
1.一種渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置，由可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件、活動(dòng)壁和調(diào)節(jié)桿組成，可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件(17)由引射器(1)和氣缸排氣管(14)構(gòu)成，引射器(1)裝在氣缸排氣管(14)的一側(cè)，引射器(1)的法蘭(13)連接在氣缸排氣道出口上，所有氣缸排氣管(14)的法蘭(2)連接起來(lái)，構(gòu)成柴油機(jī)排氣管(3)，排氣管(3)的下游端與渦輪(7)的進(jìn)口相聯(lián)，在排氣管(3)內(nèi)裝有活動(dòng)壁(4)，活動(dòng)壁(4)的兩端裝有調(diào)節(jié)桿(12)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置，其特征是由上游排氣管、主排氣管、副排氣管、三通管和二位控制閥組成，上游排氣管(9)的下游端與三通管(16)的上游端相聯(lián)，三通管(16)的兩個(gè)下游端分別與主排氣管(6)和副排氣管(8)的上游端相聯(lián)，三通管(16)交口處裝有一個(gè)二位控制閥(10)，主排氣管(6)和上游排氣管(9)的一側(cè)裝有支管(15)，支管(15)與氣缸排氣道出口相聯(lián)，主排氣管(6)和副排氣管(8)的下游端分別與渦輪(7)的進(jìn)口相聯(lián)。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置，其特征是由上游排氣管、主排氣管、副排氣管、三通管、脈沖轉(zhuǎn)換器和二位控制閥組成，上游排氣管(9)的下游端分別與三通管(16)的上游端相聯(lián)，三通管(16)的兩個(gè)下游端分別與主排氣管(6)和副排氣管(8)的上游端相聯(lián)，三通管(16)的交口處裝有一個(gè)二位控制閥(10)，主排氣管(6)和副排氣管(9)的一側(cè)裝有支管(15)，支管(15)與氣缸排氣道出口相聯(lián)，主排氣管(6)和副排氣管(8)的下游端分別與脈沖轉(zhuǎn)換器(11)的兩個(gè)上游端相聯(lián)，脈沖轉(zhuǎn)換器(11)的下游端與渦輪(7)的進(jìn)口相聯(lián)，脈沖轉(zhuǎn)換器(11)的上游是兩根截面收縮管道，下游是等截面混合管。
4.據(jù)權(quán)利要求2或3所述的渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置，其特征是支管(15)采用截面收縮管道，當(dāng)連接到同一根排氣管，上游排氣管(9)或主排氣管(6)所有氣缸的排氣相位不重疊或重疊很小時(shí)，支管(15)可采用等截面管道。
全文摘要
一種渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置，由可變?nèi)莘e模件式脈沖轉(zhuǎn)換器模件、活動(dòng)壁和調(diào)節(jié)桿組成，排氣管容積隨柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的變化而改變，以獲得較優(yōu)的性能，滿足柴油機(jī)變工況運(yùn)行的要求，使渦輪增壓柴油機(jī)低負(fù)荷性能得到改善。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排氣管容積可調(diào)，滿足柴油機(jī)變工況運(yùn)行的要求，使柴油機(jī)在各種工況下運(yùn)行時(shí)，可獲得較優(yōu)的性能，綜合性能相對(duì)較優(yōu)，應(yīng)用不受氣缸數(shù)的限制。
文檔編號(hào)F02B37/00GK1598265SQ20041005099
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者邱偉光 申請(qǐng)人:湛江海洋大學(xué)