專利名稱：可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兼具可變截面功能和廢氣旁通功能的渦輪增壓器，具體地說，涉及一種帶旁通功能的用于渦輪增壓器的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
為滿足高的排放標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動機(jī)需要采用可變截面增壓器來控制進(jìn)排氣壓力，使增壓器和發(fā)動機(jī)在各個工況下都能實(shí)現(xiàn)良好的匹配，但隨著發(fā)動機(jī)特別是車用發(fā)動機(jī)的功率和扭矩的進(jìn)一步提升，可變截面增壓器的調(diào)節(jié)范圍越來越寬，由于可變截面增壓器普遍沒有旁通放氣功能，這種過寬的調(diào)解范圍將導(dǎo)致某些工況特別是低速工況下增壓器的效率過低。從實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，采用可變截面增壓器后，發(fā)動機(jī)低速扭矩能夠獲得較大提高，但代價也比較大，發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣負(fù)壓差很高，泵氣損失過大，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)低速油耗偏高。可變流道增壓器是可變截面增壓器的一種，具有結(jié)構(gòu)相對簡單、可靠性高的優(yōu)勢，但也存在低速工況效率差的問題。為解決上述問題，希望設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高，控制方便的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，具有可變截面功能和廢氣旁通功能，采用一套控制機(jī)構(gòu)同時控制渦輪進(jìn)氣流量和廢氣旁通量，既保證渦輪在各個工況具有較高的工作效率又滿足發(fā)動機(jī)在各個工況下的增壓要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對可變流道渦輪增壓器調(diào)節(jié)范圍過寬、低速效率差的問題，提出一種兼具可變截面功能和廢氣旁通功能的結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高、控制方便的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，包括蝸殼，所述蝸殼上安裝有執(zhí)行裝置和進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置，所述執(zhí)行裝置與進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置傳動連接，所述蝸殼上安裝有廢氣旁通裝置，所述執(zhí)行裝置與廢氣旁通裝置傳動連接。所述執(zhí)行裝置可以同時控制進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置和廢氣旁通裝置來實(shí)現(xiàn)可變流道渦輪的進(jìn)氣流道的選擇、進(jìn)氣流量的控制和廢氣旁通量的控制，在保證渦輪高效工作的同時實(shí)現(xiàn)增壓器的可變截面功能，滿足發(fā)動機(jī)全工況增壓要求。以下是本發(fā)明對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)所述執(zhí)行裝置包括執(zhí)行器，所述執(zhí)行器通過執(zhí)行器支架固定在蝸殼上，執(zhí)行器上設(shè)有推桿，所述推桿的另一端安裝有連接銷軸。進(jìn)一步改進(jìn)所述連接銷軸的其中一端與進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置傳動連接。另一種改進(jìn)可變流道渦輪蝸殼進(jìn)氣流道變?yōu)槊}沖式雙進(jìn)氣流道時，還可以在連接銷軸的兩端分別連接一套進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)雙流道可變流道渦輪進(jìn)氣的調(diào)節(jié)。進(jìn)一步改進(jìn)所述進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置包括安裝在蝸殼進(jìn)口段的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門上連接有第一搖臂，所述第一搖臂的另一端連接有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸與連接銷軸之間設(shè)有傳動片，所述傳動片的兩端分別與轉(zhuǎn)軸和連接銷軸固定連接。更進(jìn)一步改進(jìn)所述廢氣旁通裝置包括安裝在蝸殼上的旁通閥門，所述旁通閥門上設(shè)有第二搖臂，所述第二搖臂的另一端連接有傳動軸，在傳動軸的另一端安裝有傳動板。進(jìn)一步改進(jìn)所述傳動板與傳動片之間設(shè)有L型傳動片，所述L型傳動片的其中一端與傳動片轉(zhuǎn)動連接。進(jìn)一步改進(jìn)所述L型傳動片上設(shè)有L型滑槽，所述傳動板上與L型滑槽對應(yīng)的位置設(shè)有傳動銷，所述傳動銷位于L型滑槽內(nèi)并可沿L型滑槽滑動。傳動片帶動L型傳動片前后運(yùn)動，L型傳動片同時旋轉(zhuǎn)，帶動傳動板轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)旁通閥門的開度控制。進(jìn)一步改進(jìn)在傳動軸的外部安裝有傳動軸軸套。本發(fā)明采用上述方案，可同時實(shí)現(xiàn)對可變流道渦輪進(jìn)氣流道的選擇、進(jìn)氣流量和廢氣旁通量的控制，既能保證渦輪在高效率區(qū)工作又能實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)在全工況范圍內(nèi)的進(jìn)排氣壓力需求。在發(fā)動機(jī)低速工況下，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門和旁通閥門都關(guān)閉，渦輪流通截面積小，可有效提高渦輪進(jìn)氣壓力，使渦輪獲得足夠的能量推動壓氣機(jī)做功。在發(fā)動機(jī)中速工況下，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門開啟而旁通閥門關(guān)閉，渦輪流通截面積增加， 通過執(zhí)行裝置控制進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門的開度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣流道選擇和流量分配的功能，根據(jù)發(fā)動機(jī)工況控制渦輪流通截面積從而控制發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣壓力，達(dá)到可變截面的目的，滿足發(fā)動機(jī)在中速工況下增壓需求。在發(fā)動機(jī)高速工況下，此時廢氣流量比較大，為了避免發(fā)動機(jī)增壓過度，旁通閥門開啟，放走一部分廢氣以控制增壓壓力和增壓器轉(zhuǎn)速。執(zhí)行裝置同時控制旁通閥門的開度和進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門的開度，使渦輪的通流能力滿足發(fā)動機(jī)高速工況需求。本發(fā)明中的渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置可以有效地滿足發(fā)動機(jī)全工況范圍的增壓要求，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方式容易實(shí)現(xiàn)、可靠性高的特點(diǎn)，容易快速實(shí)現(xiàn)工程化。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中可變流道渦輪及其進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中執(zhí)行裝置和進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中發(fā)動機(jī)低速工況下可變流道渦輪的進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置工作狀態(tài)示意圖；附圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中發(fā)動機(jī)中速工況下可變流道渦輪的進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置工作狀態(tài)示意圖；附圖5為本發(fā)明實(shí)施例1發(fā)動機(jī)高速工況下可變流道渦輪的進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置工作狀態(tài)示意圖；附圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中脈沖進(jìn)氣的可變流道渦輪及其進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7為本發(fā)明實(shí)施例2中執(zhí)行裝置和進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1-蝸殼；2-執(zhí)行裝置；3-進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置；4-廢氣旁通裝置；5-執(zhí)行器支架；6-執(zhí)行器；7-執(zhí)行器推桿；8-第一搖臂；9-連接銷軸；10-傳動片；11-轉(zhuǎn)軸；12-進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門；13-L型傳動片；14-L型滑槽；15-傳動銷；16-傳動板；17-傳動軸；18-傳動軸軸套；19-第二搖臂；20-旁通閥門；21-固定螺母；Al、A2、A3-軸線。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，如附圖1、圖2所示，一種可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，包括蝸殼1，所述蝸殼1上安裝有執(zhí)行裝置2和進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置3，所述執(zhí)行裝置2與進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置3 傳動連接，所述蝸殼1上安裝有廢氣旁通裝置4，所述執(zhí)行裝置2與廢氣旁通裝置4傳動連接。所述執(zhí)行裝置2可同時控制進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置3和廢氣旁通裝置4，實(shí)現(xiàn)可變流道渦輪的進(jìn)氣流道的選擇、進(jìn)氣流量的控制和廢氣旁通量的控制，在保證渦輪高效工作的同時實(shí)現(xiàn)增壓器的可變截面功能，滿足發(fā)動機(jī)全工況增壓要求。所述執(zhí)行裝置2包括執(zhí)行器6，所述執(zhí)行器6通過執(zhí)行器支架5固定在蝸殼1上， 執(zhí)行器6上設(shè)有推桿7，所述推桿7的另一端安裝有連接銷軸9，所述連接銷軸9可繞其自身軸線Al轉(zhuǎn)動。所述進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置3包括安裝在蝸殼1進(jìn)口段的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門12，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門12上連接有第一搖臂8，所述第一搖臂8的另一端連接有轉(zhuǎn)軸11，所述轉(zhuǎn)軸11與連接銷軸9之間設(shè)有傳動片10，所述傳動片10的兩端分別與轉(zhuǎn)軸11和連接銷軸9固定連接。所述轉(zhuǎn)軸11可繞其自身軸線A3轉(zhuǎn)動。所述執(zhí)行器推桿7根據(jù)發(fā)動機(jī)工況軸向移動帶動傳動片10轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門12的開度也隨之改變，實(shí)現(xiàn)可變流道渦輪蝸殼進(jìn)氣流道的選擇和流通能力的控制。所述廢氣旁通裝置4包括安裝在蝸殼1的旁通閥門20，所述旁通閥門20上設(shè)有第二搖臂19，所述第二搖臂19的另一端連接有傳動軸17，在傳動軸17的外部安裝有傳動軸軸套18，在傳動軸17的另一端安裝有傳動板16。所述傳動板16與傳動片10之間設(shè)有L型傳動片13，所述L型傳動片13的其中一端與傳動片10轉(zhuǎn)動連接。所述L型傳動片13上設(shè)有L型滑槽14，L型滑槽14分為A、B兩段，所述傳動板 16上與L型滑槽14對應(yīng)的位置設(shè)有傳動銷15，所述傳動銷15位于L型滑槽14內(nèi)并可沿 L型滑槽14滑動。傳動片10帶動L型傳動片13前后運(yùn)動，L型傳動片13同時繞軸線A2旋轉(zhuǎn)，帶動傳動板16繞軸線A3轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)旁通閥門20的開度控制。如附圖3所示，發(fā)動機(jī)怠速和低速工況下，增壓壓力未達(dá)到預(yù)定值，執(zhí)行器推桿7產(chǎn)生拉力，此時進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門12和旁通閥門20都關(guān)閉，可變流道渦輪的流通截面積最小， 可有效提升渦輪的進(jìn)氣壓力，提升廢氣中的能量使渦輪獲得足夠的動力推動壓氣機(jī)做功， 滿足發(fā)動機(jī)低速工況增壓要求。如附圖4所示，發(fā)動機(jī)中低速工況下，廢氣流量和能量增加，執(zhí)行器6根據(jù)發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣壓力需求控制執(zhí)行器推桿7的位移，產(chǎn)生推力推動傳動片10的轉(zhuǎn)動一定角度，使進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門12開啟，此時與傳動片10傳動連接的L型傳動片13的位置也改變，傳動銷15 在L型滑槽14的A段移動，不會改變傳動板16的位置，旁通閥門20仍處于關(guān)閉狀態(tài)。執(zhí)行器6根據(jù)發(fā)動機(jī)工況實(shí)時控制進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門12的開度，實(shí)現(xiàn)可變流道渦輪的流道選擇和流量分配，控制渦輪的流通截面積以改變渦輪進(jìn)氣壓力和壓氣機(jī)出口壓力，滿足發(fā)動機(jī)在中低速工況下進(jìn)排氣壓力需求。如附圖5所示，發(fā)動機(jī)中高速時，增壓壓力繼續(xù)升高，執(zhí)行器推桿7推動傳動片10 的轉(zhuǎn)動角度變大，使進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門12在大開度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。此時與傳動片10可動連接的 L型傳動片13的位置也發(fā)生大的改變，傳動銷15在L型滑槽14的B段移動，使傳動板16 的轉(zhuǎn)動從而打開旁通閥門20，放走一部分廢氣，保證增壓壓力不會過度。傳動板16的轉(zhuǎn)動角度受執(zhí)行器推桿7的位移、L型滑槽14的A段和B段的長度和夾角的控制，實(shí)現(xiàn)不同工況下不同的旁通閥門開度，滿足發(fā)動機(jī)中高速增壓要求。實(shí)施例2，如附圖6、圖7所示，可變流道渦輪蝸殼進(jìn)氣流道變?yōu)槊}沖式雙進(jìn)氣流道時，還可以在連接銷軸9的兩端分別連接一套進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置3，實(shí)現(xiàn)雙流道可變流道渦輪進(jìn)氣的調(diào)節(jié)。執(zhí)行器推桿7用固定螺母21固定在連接銷軸9上，其蝸殼進(jìn)氣調(diào)節(jié)和廢氣旁通控制同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，包括蝸殼(1)，所述蝸殼(1)上安裝有執(zhí)行裝置 (2)和進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置(3)，所述執(zhí)行裝置( 與進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置C3)傳動連接，其特征在于所述蝸殼(1)上安裝有廢氣旁通裝置G)，所述執(zhí)行裝置( 與廢氣旁通裝置(4) 傳動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述執(zhí)行裝置(2) 包括執(zhí)行器(6)，執(zhí)行器(6)上設(shè)有推桿(7)，所述推桿(7)的另一端安裝有連接銷軸(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述連接銷軸(9) 的其中一端與進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置C3)傳動連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述連接銷軸(9) 的兩端分別連接一套進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置C3)包括安裝在蝸殼(1)進(jìn)口段的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門(12)，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥門(12) 上連接有第一搖臂(8)，所述第一搖臂(8)的另一端連接有轉(zhuǎn)軸(11)，所述轉(zhuǎn)軸(11)與連接銷軸(9)之間設(shè)有傳動片(10)，所述傳動片(10)的兩端分別與轉(zhuǎn)軸(11)和連接銷軸(9) 固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述廢氣旁通裝置(4)包括安裝在蝸殼(1)上的旁通閥門(20)，所述旁通閥門00)上設(shè)有第二搖臂(19)， 所述第二搖臂(19)的另一端連接有傳動軸(17)，在傳動軸(17)的另一端安裝有傳動板 (16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述傳動板(16) 與傳動片(10)之間設(shè)有L型傳動片(13)，所述L型傳動片(13)的其中一端與傳動片(10) 轉(zhuǎn)動連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述L型傳動片 (13)上設(shè)有L型滑槽(14)，所述傳動板(16)上與L型滑槽(14)對應(yīng)的位置設(shè)有傳動銷 (15)，所述傳動銷(15)位于L型滑槽(14)內(nèi)并可沿L型滑槽(14)滑動。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于在傳動軸(17)的外部安裝有傳動軸軸套(18)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可變流道渦輪進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置，包括蝸殼，所述蝸殼上安裝有執(zhí)行裝置和進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置，所述執(zhí)行裝置與進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置傳動連接，所述蝸殼上安裝有廢氣旁通裝置，所述執(zhí)行裝置與廢氣旁通裝置傳動連接，所述執(zhí)行裝置可以同時控制進(jìn)氣流量調(diào)節(jié)裝置和廢氣旁通裝置來實(shí)現(xiàn)可變流道渦輪的進(jìn)氣流道的選擇、進(jìn)氣流量的控制和廢氣旁通量的控制，在保證渦輪高效工作的同時實(shí)現(xiàn)增壓器的可變截面功能，滿足發(fā)動機(jī)全工況增壓要求。
文檔編號F02B37/12GK102182544SQ20111004811
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者劉瑩, 宋麗華, 朱智富, 李永泰, 王聰聰, 王艷霞, 紀(jì)旭娜, 袁道軍 申請人:康躍科技股份有限公司