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CN102588077A - 进气管容积可变的发动机进气系统 - Google Patents

进气管容积可变的发动机进气系统 Download PDF

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CN102588077A CN2012100855195A CN201210085519A CN102588077A CN 102588077 A CN102588077 A CN 102588077A CN 2012100855195 A CN2012100855195 A CN 2012100855195A CN 201210085519 A CN201210085519 A CN 201210085519A CN 102588077 A CN102588077 A CN 102588077A
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CN
China
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volume cavity
compressor
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CN2012100855195A
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庄建
乔信起
张贵阳
白金龙
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Shanghai Jiao Tong University
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Shanghai Jiao Tong University
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Abstract

一种内燃机技术领域的进气管容积可变的发动机进气系统，包括：压气机、涡轮、发动机、容积腔、移动板、挡环和弹性部件，容积腔横截面为长方形，压气机出气管的出气口与容积腔上壁面相连通，发动机进气管的进气口与容积腔下壁面相连通，挡环均安装在容积腔内，移动板安装在挡环与容积腔壁面之间，移动板与容积腔的内壁面密封接触，移动板通过弹性部件与容积腔壁面相连接。在发动机工作过程中，移动板可以在容积腔内左右移动；在低速工况，压气机后进气管总容积变小，进气压力增大，发动机充气效率较高；在高速工况，压气机后进气管总容积增大，进气压力减小，发动机的爆压降低。本发明设计合理，结构简单，适用于发动机的涡轮增压系统。

Description

进气管容积可变的发动机进气系统
技术领域
本发明涉及的是一种内燃机领域的进气系统，特别是增压发动机进气管容积可变的发动机进气系统。
背景技术
随着现代社会的发展，人们对发动机的动力性和经济性要求越来越高。在排量一定的情况下，要想提高发动机的输出功率，最有效的方法就是提供更多的燃料进行燃烧。通过喷油嘴向气缸提供更多的燃料很容易做到，然而要同时提供与增加的燃料量相匹配的空气量，却没那么容易做到；燃料在空气量不足的前提下进行燃烧，燃烧效果较差。当喷油量一定，气缸进气量较大时，则燃烧较好，油耗和排放较低。传统的自然吸气发动机完全依靠活塞向下运动时在气缸内形成的真空度吸入空气，这种传统的方式很难提供足够量的空气以支持燃料的完全燃烧。因此，想要为发动机的燃烧提供足够空气，使发动机的动力性和经济性较好，涡轮增压技术扮演着非常重要的角色。但是现有的涡轮增压系统都不能较好地兼顾发动机的高低转速工况。
经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL200410050996.3，专利名称：一种涡轮增压柴油机可变模件式脉冲转换增压装置，该专利技术提供了一种排气管内排气所占容积连续可变的装置，能较好地兼顾发动机的高低转速工况；但是其排气管内排气所容积的变化是通过移动杆的上下移动来实现的，这就需要增加一套专门的控制机构来控制移动杆的移动，从而使增压系统结构变的比较复杂，而且在高温情况下其排气管系的密封性也较差。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种进气管容积可变的发动机进气系统，能够较好的兼顾发动机的高低转速工况。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括：压气机进气管、压气机、压气机出气管、连接轴、发动机排气管、涡轮、涡轮出气管、发动机、发动机进气管、容积腔、容积腔上壁面、容积腔下壁面、容积腔左壁面、容积腔右壁面、容积腔前壁面、容积腔后壁面、第一移动板、第二移动板、第一挡环、第二挡环、第一弹性部件和第二弹性部件，压气机与涡轮通过连接轴同轴相连，压气机的进出气口分别与压气机进气管的出气口、压气机出气管的进气口相连接，涡轮的进出气口分别与发动机排气管的出气口、涡轮出气管的进气口相连接，发动机的进出气口分别与发动机进气管的出气口、发动机排气管的进气口相连接，容积腔的横截面为长方形，压气机出气管的出气口与容积腔上壁面相连通，发动机进气管的进气口与容积腔下壁面相连通，容积腔上壁面、容积腔下壁面、容积腔左壁面、容积腔右壁面、容积腔前壁面、容积腔后壁面固结为一体，第一挡环与第二挡环均安装在容积腔内，第一移动板安装在第一挡环与容积腔左壁面之间，第二移动板安装在第二挡环与容积腔右壁面之间，第一移动板、第二移动板均与容积腔的内壁面密封接触，第一移动板通过第一弹性部件与容积腔左壁面相连接，第二移动板通过第二弹性部件与容积腔右壁面相连接。第一弹性部件和第二弹性部件均为弹簧。
在本发明的工作过程中，第一移动板与第二移动板均可以在容积腔内左右移动。当发动机处于高速工况时，第一移动板向左移动并压缩第一弹性部件，第二移动板向右移动并压缩第二弹性部件，从压气机出口到发动机入口之间的进气管总容积相对增大，从而使发动机的进气压力相对减小，发动机的爆压降低；当发动机处于低速工况时，在弹性部件的作用下，第一移动板向右移动，第二移动板向左移动，从压气机出口到发动机入口之间的进气管总容积相对减小，从而使发动机进气压力相对增大，燃烧较好，油耗较低。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明可以使发动机在低速工况时燃烧较好、油耗较低，在高速工况时爆压较低；而且容积腔内温度较低，移动板与容积腔之间的密封问题也容易解决。
附图说明
图1为本发明进气管容积可变的发动机进气系统的结构示意图；
图2为图1中A-A剖面的结构示意图；
图3为图1中B-B剖面的结构示意图；
其中：1、压气机进气管，2、压气机，3、压气机出气管，4、连接轴，5、发动机排气管，6、涡轮，7、涡轮出气管，8、发动机，9、发动机进气管，10、容积腔，11、容积腔上壁面，12、容积腔下壁面，13、容积腔左壁面，14、容积腔右壁面，15、容积腔前壁面，16、容积腔后壁面，17、第一移动板，18、第二移动板，19、第一挡环，20、第二挡环，21、第一弹性部件，22、第二弹性部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1、图2和图3所示，本发明包括：压气机进气管1、压气机2、压气机出气管3、连接轴4、发动机排气管5、涡轮6、涡轮出气管7、发动机8、发动机进气管9、容积腔10、容积腔上壁面11、容积腔下壁面12、容积腔左壁面13、容积腔右壁面14、容积腔前壁面15、容积腔后壁面16、第一移动板17、第二移动板18、第一挡环19、第二挡环20、第一弹性部件21和第二弹性部件22，压气机2与涡轮6通过连接轴4同轴相连，压气机2的进出气口分别与压气机进气管1的出气口、压气机出气管3的进气口相连接，涡轮6的进出气口分别与发动机排气管5的出气口、涡轮出气管7的进气口相连接，发动机8的进出气口分别与发动机进气管9的出气口、发动机排气管5的进气口相连接，容积腔10的横截面为长方形，压气机出气管3的出气口与容积腔上壁面11相连通，发动机进气管9的进气口与容积腔下壁面12相连通，容积腔上壁面11、容积腔下壁面12、容积腔左壁面13、容积腔右壁面14、容积腔前壁面15、容积腔后壁面16固结为一体，第一挡环19与第二挡环20均安装在容积腔10内，第一移动板17安装在第一挡环19与容积腔左壁面13之间，第二移动板18安装在第二挡环20与容积腔右壁面14之间，第一移动板17、第二移动板18均与容积腔10的内壁面密封接触，第一移动板17通过第一弹性部件21与容积腔左壁面13相连接，第二移动板18通过第二弹性部件22与容积腔右壁面14相连接，第一弹性部件21和第二弹性部件22均为弹簧。
在本发明的工作过程中，第一移动板17与第二移动板18均可以在容积腔10内左右移动。当发动机8处于高速工况时，第一移动板17向左移动并压缩第一弹性部件21，第二移动板18向右移动并压缩第二弹性部件22，从压气机2的出口到发动机8的入口之间的进气管总容积相对增大，从而使发动机8的进气压力相对减小，爆压降低；当发动机8处于低速工况时，在弹性部件的作用下，第一移动板17向右移动，第二移动板18向左移动，从压气机2的出口到发动机8的入口之间的进气管总容积相对减小，从而使发动机8的进气压力相对增大，燃烧较好，油耗较低。因此，本发明可以较好地兼顾发动机的高低转速工况。

Claims (2)

1.一种进气管容积可变的发动机进气系统，包括压气机进气管(1)、压气机(2)、压气机出气管(3)、连接轴(4)、发动机排气管(5)、涡轮(6)、涡轮出气管(7)、发动机(8)和发动机进气管(9)，压气机(2)与涡轮(6)通过连接轴(4)同轴相连，压气机(2)的进出气口分别与压气机进气管(1)的出气口、压气机出气管(3)的进气口相连接，涡轮(6)的进出气口分别与发动机排气管(5)的出气口、涡轮出气管(7)的进气口相连接，发动机(8)的进出气口分别与发动机进气管(9)的出气口、发动机排气管(5)的进气口相连接，其特征在于还包括容积腔(10)、容积腔上壁面(11)、容积腔下壁面(12)、容积腔左壁面(13)、容积腔右壁面(14)、容积腔前壁面(15)、容积腔后壁面(16)、第一移动板(17)、第二移动板(18)、第一挡环(19)、第二挡环(20)、第一弹性部件(21)和第二弹性部件(22)，容积腔(10)的横截面为长方形，压气机出气管(3)的出气口与容积腔上壁面(11)相连通，发动机进气管(9)的进气口与容积腔下壁面(12)相连通，容积腔上壁面(11)、容积腔下壁面(12)、容积腔左壁面(13)、容积腔右壁面(14)、容积腔前壁面(15)、容积腔后壁面(16)固结为一体，第一挡环(19)与第二挡环(20)均安装在容积腔(10)内，第一移动板(17)安装在第一挡环(19)与容积腔左壁面(13)之间，第二移动板(18)安装在第二挡环(20)与容积腔右壁面(14)之间，第一移动板(17)、第二移动板(18)均与容积腔(10)的内壁面密封接触，第一移动板(17)通过第一弹性部件(21)与容积腔左壁面(13)相连接，第二移动板(18)通过第二弹性部件(22)与容积腔右壁面(14)相连接。
2.根据权利要求1所述的进气管容积可变的发动机进气系统，其特征在于所述第一弹性部件(21)和第二弹性部件(22)均为弹簧。
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