雙流道渦輪增壓器的壓力對稱旁通裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙流道渦輪增壓器，具體的說是一種雙流道渦輪增壓器的壓力對稱旁通裝置，屬于發(fā)動機(jī)渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪殼內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的壓葉輪，壓葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增加，壓葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于高速大負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，為了避免增壓壓力和增壓器轉(zhuǎn)速過高，通常會通過廢氣旁通閥放掉一部分廢氣，這部分廢氣不會通過渦輪做功，而是直接被旁通到渦輪殼出口，從而將增壓壓力及增壓器轉(zhuǎn)速控制在安全范圍內(nèi)。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，有兩種廢氣旁通結(jié)構(gòu)，單閥單孔旁通和單閥雙孔旁通。對于單閥單孔旁通，廢氣旁通閥通常被放在在靠近出口的流道上，當(dāng)旁通閥開啟之后，兩個(gè)流道的渦前壓力不一致，從而導(dǎo)致與兩個(gè)流道分別相連的兩組氣缸壓力不一致，也就是充氣效率不一致，空氣量分配不均勻，而各缸噴的油是一樣的，從而導(dǎo)致燃燒不均勻，各個(gè)氣缸爆發(fā)壓力也不一致，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)整體的燃燒效率降低。對于單閥雙孔旁通，新近披露該結(jié)構(gòu)的專利是US 2009/0028694，在該專利描述的結(jié)構(gòu)中，旁通氣流出口被放在渦輪殼側(cè)面，即旁通氣流與主氣流方向相同，該結(jié)構(gòu)有以下缺點(diǎn):第一，兩個(gè)旁通通道不對稱(長度及截面不同)，因此在旁通閥閥片開啟后，兩個(gè)進(jìn)氣流道間的壓力差依然存在，影響發(fā)動機(jī)的整體燃燒效率，同時(shí)，對旁通閥閥片的沖擊磨損也比較大；第二，進(jìn)氣流道及旁通通道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可靠性較差；第三，在閥片關(guān)閉的情況下，旁通通道空間對主氣流的干擾比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種雙流道渦輪增壓器的壓力對稱旁通裝置，在旁通閥閥片開啟時(shí)，徹底平衡兩個(gè)進(jìn)氣流道之間的壓力差，提高發(fā)動機(jī)的整體燃燒效率，進(jìn)而提高燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)降低對旁通閥閥片的沖擊磨損。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，雙流道渦輪增壓器的壓力對稱旁通裝置包括渦輪殼，其特征是:渦輪殼內(nèi)上部設(shè)有第一渦輪殼廢氣旁通通道和第二渦輪殼廢氣旁通通道，渦輪殼內(nèi)下部設(shè)有第一渦輪殼進(jìn)氣流道和第二渦輪殼進(jìn)氣流道，第一渦輪殼進(jìn)氣流道和第一渦輪殼廢氣旁通通道連通，第二渦輪殼進(jìn)氣流道和第二渦輪殼廢氣旁通通道連通；第一渦輪殼廢氣旁通通道和第二渦輪殼廢氣旁通通道對稱設(shè)置；渦輪殼內(nèi)上部設(shè)有旁通閥閥片，旁通閥閥片上連接能夠帶動旁通閥閥片轉(zhuǎn)動的搖臂軸，旁通閥閥片轉(zhuǎn)動到關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，旁通閥閥片能夠同時(shí)密封第一渦輪殼廢氣旁通通道和第二渦輪殼廢氣旁通通道，搖臂帶動旁通閥閥片轉(zhuǎn)動到開啟狀態(tài)時(shí)，第一渦輪殼廢氣旁通通道和第二渦輪殼廢氣旁通通道打開；所述搖臂軸外側(cè)連接搖臂，搖臂外側(cè)連接氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠帶動搖臂軸轉(zhuǎn)動，從而控制旁通閥閥片開啟或關(guān)閉。
[0006]進(jìn)一步的，搖臂軸上設(shè)有襯套，襯套位于旁通閥閥片和渦輪殼內(nèi)側(cè)壁之間。
[0007]本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、合理，本發(fā)明的兩個(gè)旁通通道對稱設(shè)置，且空間小，對主氣流干擾??；旁通時(shí)，本發(fā)明能夠平衡兩個(gè)進(jìn)氣流道之間的壓力差，從而提高發(fā)動機(jī)整體燃燒效率，同時(shí)也可以降低旁通氣流對旁通閥閥片的沖擊磨損；其次，本發(fā)明的旁通通道結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較；再次，由于旁通通道分割墻短而且簡單，熱疲勞及熱狀態(tài)下的漏氣風(fēng)險(xiǎn)低。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的旁通閥閥片開啟狀態(tài)的立體圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的旁通閥閥片關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。
[0010]圖3為本發(fā)明的旁通通道主視圖。
[0011]附圖標(biāo)記說明:1-渦輪殼、2a_第一渦輪殼廢氣旁通通道、2b_第二渦輪廢氣旁通通道、3a-第一渦輪殼進(jìn)氣流道、3b-第二渦輪殼進(jìn)氣流道、4-旁通閥閥片、5-氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、6-搖臂、7-搖臂軸、8-襯套。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述:
如圖1~3所示，本發(fā)明主要包括渦輪殼1，渦輪殼1內(nèi)上部設(shè)有第一渦輪殼廢氣旁通通道2a和第二渦輪殼廢氣旁通通道2b，渦輪殼1內(nèi)下部設(shè)有第一渦輪殼進(jìn)氣流道3a和第二渦輪殼進(jìn)氣流道3b，第一渦輪殼進(jìn)氣流道3a和第一渦輪殼廢氣旁通通道2a連通，第二渦輪殼進(jìn)氣流道3b和第二廢氣旁通通道2b連通。
[0013]第一渦輪殼進(jìn)氣流道3a和第二渦輪殼進(jìn)氣流道3b對稱設(shè)置。第一渦輪殼廢氣旁通通道2a和第二渦輪殼廢氣旁通通道2b的面積及形狀根據(jù)兩個(gè)流道的壓力差有針對性的進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)壓力對稱旁通，第一渦輪殼廢氣旁通通道2a和第二渦輪殼廢氣旁通通道2b的橫截面積根據(jù)具體應(yīng)用能夠設(shè)置為不相等，通常是S2b>S2a。
[0014]渦輪殼1內(nèi)上部設(shè)有旁通閥閥片4，旁通閥閥片4上連接能夠帶動旁通閥閥片4轉(zhuǎn)動的搖臂軸7，旁通閥閥片4轉(zhuǎn)動到關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，旁通閥閥片4能夠同時(shí)密封第一渦輪殼廢氣旁通通道2a和第二渦輪殼廢氣旁通通道2b ;搖臂6帶動旁通閥閥片4轉(zhuǎn)動到開啟狀態(tài)時(shí)，第一渦輪殼廢氣旁通通道2a和第二渦輪殼廢氣旁通通道2b打開。
[0015]所述搖臂軸7外側(cè)連接搖臂6，搖臂6外側(cè)連接氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)5，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)5能夠帶動搖臂軸7轉(zhuǎn)動，從而控制旁通閥閥片4開啟或關(guān)閉。
[0016]所述搖臂軸7上設(shè)有襯套8，襯套8位于旁通閥閥片4和渦輪殼1內(nèi)側(cè)壁之間，襯套8避免旁通閥閥片4在轉(zhuǎn)動時(shí)與渦輪殼1內(nèi)側(cè)壁摩擦導(dǎo)致的磨損。
[0017]本發(fā)明的工作原理是:當(dāng)發(fā)動機(jī)處于低速區(qū)時(shí)，為了獲得足夠的增壓壓力，提高發(fā)動機(jī)扭矩，旁通閥閥片在氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，將兩個(gè)旁通通道封閉，使全部廢氣通過渦輪做功。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于高速大負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動機(jī)排出的廢氣速度增加，為了控制增壓壓力及增壓器轉(zhuǎn)速在規(guī)定的范圍內(nèi)，旁通閥閥片在氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)及渦輪殼進(jìn)口處廢氣壓力的作用下，繞搖臂軸的軸線翻轉(zhuǎn)開啟，兩個(gè)進(jìn)氣流道中的一部分廢氣分別通過兩個(gè)旁通通道排到渦輪殼出口，不經(jīng)過渦輪做功，從而控制增壓壓力及增壓器轉(zhuǎn)速。
[0018]與專利US 2009/0028694中所述旁通通道相比，本發(fā)明的兩個(gè)旁通通道對稱設(shè)置，且空間小，對主氣流干擾??；另外，旁通時(shí)，能夠平衡兩個(gè)進(jìn)氣流道之間的壓力差，從而提高發(fā)動機(jī)整體燃燒效率，同時(shí)也可以降低旁通氣流對旁通閥閥片的沖擊磨損；其次，本發(fā)明的旁通通道結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較；再次，由于旁通通道分割墻短而且簡單，熱疲勞及熱狀態(tài)下的漏氣風(fēng)險(xiǎn)低。
[0019]上述實(shí)施例中，為了徹底平衡兩個(gè)進(jìn)氣流道之間的壓力差，實(shí)現(xiàn)壓力對稱旁通，旁通通道的出口截面積設(shè)計(jì)成不相等，準(zhǔn)確地說，為s2b>s2a，s2b為遠(yuǎn)離渦輪殼出口的第二廢氣旁通通道的出口截面積，s2a為靠近渦輪殼出口的第一廢氣旁通通道的出口截面積。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙流道渦輪增壓器的壓力對稱旁通裝置，包括渦輪殼(1)，其特征是:渦輪殼(1)內(nèi)上部設(shè)有第一渦輪殼廢氣旁通通道(2a)和第二渦輪殼廢氣旁通通道(2b)，渦輪殼(1)內(nèi)下部設(shè)有第一渦輪殼進(jìn)氣流道(3a)和第二渦輪殼進(jìn)氣流道(3b)，第一渦輪殼進(jìn)氣流道(3a)和第一渦輪殼廢氣旁通通道(2a)連通，第二渦輪殼進(jìn)氣流道(3b)和第二渦輪殼廢氣旁通通道(2b)連通；第一渦輪殼廢氣旁通通道(2a)和第二渦輪殼廢氣旁通通道(2b)對稱設(shè)置；渦輪殼(1)內(nèi)上部設(shè)有旁通閥閥片(4)，旁通閥閥片(4)上連接能夠帶動旁通閥閥片(4)轉(zhuǎn)動的搖臂軸(7)，旁通閥閥片(4)轉(zhuǎn)動到關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，旁通閥閥片(4)能夠同時(shí)密封第一渦輪殼廢氣旁通通道(2a)和第二渦輪殼廢氣旁通通道(2b)，搖臂(6)帶動旁通閥閥片(4)轉(zhuǎn)動到開啟狀態(tài)時(shí)，第一渦輪殼廢氣旁通通道(2a)和第二渦輪殼廢氣旁通通道(2b)打開；所述搖臂軸(7)外側(cè)連接搖臂(6)，搖臂(6)外側(cè)連接氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5 )能夠帶動搖臂軸(7 )轉(zhuǎn)動，從而控制旁通閥閥片(4)開啟或關(guān)閉。2.如權(quán)利要求1所述的雙流道渦輪增壓器的壓力對稱旁通裝置，其特征是:所述搖臂軸(7)上設(shè)有襯套(8)，襯套(8)位于旁通閥閥片(4)和渦輪殼(1)內(nèi)側(cè)壁之間。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙流道渦輪增壓器，具體的說是一種雙流道渦輪增壓器的壓力對稱旁通裝置，屬于發(fā)動機(jī)渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域。其包括渦輪殼，渦輪殼內(nèi)上部設(shè)有第一渦輪殼廢氣旁通通道和第二渦輪殼廢氣旁通通道，渦輪殼內(nèi)下部設(shè)有第一渦輪殼進(jìn)氣流道和第二渦輪殼進(jìn)氣流道，第一渦輪殼進(jìn)氣流道和第一渦輪殼廢氣旁通通道連通，第二渦輪殼進(jìn)氣流道和第二渦輪殼廢氣旁通通道連通。第一渦輪殼進(jìn)氣流道和第二渦輪殼進(jìn)氣流道對稱設(shè)置。本發(fā)明的兩個(gè)廢氣旁通通道對稱設(shè)置，且空間小，對主氣流干擾?。慌酝〞r(shí)，本發(fā)明能夠平衡兩個(gè)進(jìn)氣流道之間的壓力差，從而提高發(fā)動機(jī)整體燃燒效率，同時(shí)也可以降低旁通氣流對旁通閥閥片的沖擊磨損。
【IPC分類】F01D25/24, F02B37/18
【公開號】CN105257348
【申請?zhí)枴緾N201510719726
【發(fā)明人】曹釗, 高同軍
【申請人】無錫康明斯渦輪增壓技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月29日