一種渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪和葉輪，在渦輪側(cè)設(shè)置有渦輪進(jìn)管和渦輪出管，在葉輪側(cè)設(shè)置有葉輪進(jìn)管和葉輪出管；包括第一驅(qū)動(dòng)器，在渦輪進(jìn)管內(nèi)安裝有廢氣擋板，廢氣擋板固定在轉(zhuǎn)軸上；第一驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，在第一驅(qū)動(dòng)器上連接有第一壓力管，第一壓力管與葉輪出管相連接，第一壓力管內(nèi)的空氣壓力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型采用葉輪出管內(nèi)的空氣壓力作為第一驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力來(lái)源，使廢氣擋板打開(kāi)角度與葉輪出管內(nèi)的空氣壓力成正比關(guān)系，減少葉輪出管內(nèi)的空氣壓力波動(dòng)，改善渦輪增壓器的遲滯效應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩曲線(xiàn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種渦輪増壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，汽油機(jī)增壓技術(shù)發(fā)展迅速。為了提高小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放，使發(fā)動(dòng)機(jī)小型化、輕量化，增壓技術(shù)的使用變得越來(lái)越普遍。
[0003]渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增加，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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。
[0004]因?yàn)橐揽繌U氣能量來(lái)沖動(dòng)渦輪，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，排氣速度越快，渦輪增壓器的增壓效果就越好。轉(zhuǎn)速較低時(shí)，因?yàn)榕艢馑俣纫驳?，廢氣就沒(méi)有足夠的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪。所以渦輪增壓器一般都存在一個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，低于這個(gè)轉(zhuǎn)速，渦輪增壓器將不會(huì)啟動(dòng)。這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)功率和扭矩不足，加速無(wú)力。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)開(kāi)大，從低速開(kāi)始急加速時(shí)，渦輪要從靜止開(kāi)始加速，其轉(zhuǎn)速提升總會(huì)滯后于油門(mén)變化，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率明顯跟不上油門(mén)反應(yīng)，這就是渦輪增壓器的遲滯效應(yīng)。對(duì)于工況經(jīng)常變化的車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)而言，這些缺點(diǎn)顯得非常突出，不僅降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性，而且因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)提速過(guò)程中的動(dòng)力變化顯得突兀，甚至使車(chē)輛的可操作性變差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提出一種渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)，以提高渦輪增壓器啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，改善渦輪增壓器的遲滯效應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩曲線(xiàn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)性。
[0006]—方面，本實(shí)用新型提供了一種渦輪增壓器，包括渦輪和葉輪，在渦輪側(cè)設(shè)置有渦輪進(jìn)管和渦輪出管，在葉輪側(cè)設(shè)置有葉輪進(jìn)管和葉輪出管;包括第一驅(qū)動(dòng)器，在渦輪進(jìn)管內(nèi)安裝有廢氣擋板，廢氣擋板固定在轉(zhuǎn)軸上;第一驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，在第一驅(qū)動(dòng)器上連接有第一壓力管，第一壓力管與葉輪出管相連接，第一壓力管內(nèi)的空氣壓力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0007]為了調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力，在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，第一驅(qū)動(dòng)器包括筒體、隔膜、調(diào)節(jié)彈簧、推桿;隔膜將筒體內(nèi)腔體分隔為上腔體和下腔體;第一壓力管與上腔體連接；在筒體上安裝有用于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力的調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)彈簧位于下腔體內(nèi)，調(diào)節(jié)彈簧兩端分別抵靠在調(diào)節(jié)螺栓和隔膜上，推桿兩端分別與隔膜和轉(zhuǎn)軸相連接。
[0008]為了保護(hù)渦輪增壓器，使葉輪出管的空氣壓力維持一個(gè)穩(wěn)定值，在進(jìn)一步地技術(shù)方案中，在渦輪側(cè)設(shè)置有廢氣旁通道，廢氣旁通道使渦輪進(jìn)管和渦輪出管相連，在廢氣旁通道內(nèi)安裝有廢氣旁通閥，廢氣旁通道入口位于廢氣擋板上游。
[0009]進(jìn)一步地，包括第二驅(qū)動(dòng)器，第二驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)廢氣旁通閥開(kāi)閉，在第二驅(qū)動(dòng)器上連接有第二壓力管，第二壓力管與葉輪出管相連接，第二壓力管內(nèi)的空氣壓力驅(qū)動(dòng)廢氣旁通閥開(kāi)閉。
[0010]為了降壓保護(hù)渦輪增壓器，在進(jìn)一步地技術(shù)方案中，在葉輪側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣旁通道，進(jìn)氣旁通道使葉輪進(jìn)管和葉輪出管相連接，在進(jìn)氣旁通道內(nèi)安裝在泄壓閥。
[0011]另外，本實(shí)用新型還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述的渦輪增壓器。
[0012]本實(shí)用新型提供的一種渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)，采用葉輪出管內(nèi)的空氣壓力作為第一驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力來(lái)源。當(dāng)葉輪出管內(nèi)的空氣壓力增大時(shí)，廢氣擋板打開(kāi)角度隨之增大，進(jìn)入渦輪室內(nèi)的廢氣通道截面積隨之增大，保證發(fā)動(dòng)機(jī)排氣暢通，充分發(fā)揮增壓作用。當(dāng)葉輪出管內(nèi)的空氣壓力減少時(shí)，廢氣擋板打開(kāi)角度隨之減少，進(jìn)入渦輪室內(nèi)的廢氣通道截面積隨之減少，使進(jìn)入渦輪的廢氣速度加快，加大對(duì)渦輪的沖擊力度，使渦輪在發(fā)動(dòng)機(jī)低速下也可啟動(dòng)，采用葉輪出管內(nèi)的空氣壓力作為第一驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力來(lái)源，使廢氣擋板打開(kāi)角度與葉輪出管內(nèi)的空氣壓力成正比關(guān)系，減少葉輪出管內(nèi)的空氣壓力波動(dòng)，改善渦輪增壓器的遲滯效應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩曲線(xiàn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)性。
【附圖說(shuō)明】
[0013]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0014]圖1為本實(shí)用新型渦輪增壓器示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型第一驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型優(yōu)選提供渦輪增壓器，包括渦輪I和葉輪2，渦輪I和葉輪2同軸連接，渦輪I驅(qū)動(dòng)葉輪2—起旋轉(zhuǎn)。在渦輪I側(cè)設(shè)置有渦輪進(jìn)管11和渦輪出管10，在葉輪2側(cè)設(shè)置有葉輪進(jìn)管20和葉輪出管21。發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣從渦輪進(jìn)管11進(jìn)入，經(jīng)過(guò)渦輪I后從渦輪出管10排出?？諡V器的空氣從葉輪進(jìn)管20進(jìn)入，經(jīng)葉輪2壓縮后從葉輪出管21排出，葉輪出管21排出的增壓空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。
[0018]為了提高渦輪增壓器啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，改善渦輪增壓器的遲滯效應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩曲線(xiàn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)性。
[0019]在渦輪進(jìn)管11內(nèi)安裝有廢氣擋板3，廢氣擋板3固定在轉(zhuǎn)軸4上。轉(zhuǎn)軸4與廢氣擋板3的一側(cè)固定。第一驅(qū)動(dòng)器7驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)，在第一驅(qū)動(dòng)器7上連接有第一壓力管75，第一壓力管75與葉輪出管21相連接，第一壓力管75內(nèi)的空氣壓力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)。第一驅(qū)動(dòng)器7可以采用單程汽缸。
[0020]如圖2所示，本實(shí)用新型提供了第一驅(qū)動(dòng)器7，包括筒體70、隔膜71、調(diào)節(jié)彈簧72、推桿74;隔膜71將筒體70內(nèi)腔體分隔為上腔體和下腔體;第一壓力管75與上腔體連通;在筒體70上安裝有用于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧72預(yù)緊力的調(diào)節(jié)螺栓73，調(diào)節(jié)彈簧72位于下腔體內(nèi)，調(diào)節(jié)彈簧72兩端分別抵靠在調(diào)節(jié)螺栓73和隔膜71上，推桿74兩端分別與隔膜71和轉(zhuǎn)軸4相連接。擰緊或擰松調(diào)節(jié)螺栓73可以調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧72的預(yù)緊力。
[0021 ]如圖1所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣量少。此時(shí)，葉輪出管21壓力小，無(wú)法推動(dòng)轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)，廢氣擋板3其本處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入渦輪室內(nèi)的廢氣通道截面積最小。由于廢氣通道截面積最小，使進(jìn)入渦輪室內(nèi)的廢氣速度增加，廢氣對(duì)渦輪I的慣性沖力增加，使渦輪I旋轉(zhuǎn)。從而提高渦輪增壓器啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。
[0022]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高后，發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣量大，渦輪I旋轉(zhuǎn)速度升高，葉輪出管21壓力增大，推動(dòng)轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)，廢氣擋板3逐漸打開(kāi)，進(jìn)入渦輪室內(nèi)的廢氣通道截面積逐漸增大，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣暢通。
[0023]綜上所述，廢氣擋板3打開(kāi)角度與葉輪出管21內(nèi)的空氣壓力成正比關(guān)系，減少葉輪出管21內(nèi)的空氣壓力波動(dòng)，改善渦輪增壓器的遲滯效應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩曲線(xiàn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)性。
[0024]為了保護(hù)渦輪增壓器，使葉輪出管21的空氣壓力維持一個(gè)穩(wěn)定值，在進(jìn)一步地技術(shù)方案中，在渦輪I側(cè)設(shè)置有廢氣旁通道12，廢氣旁通道12使渦輪進(jìn)管11和渦輪出管10相連，在廢氣旁通道12內(nèi)安裝有廢氣旁通閥5，廢氣旁通道12入口位于廢氣擋板3上游。第二驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)廢氣旁通閥5開(kāi)閉，在第二驅(qū)動(dòng)器上連接有第二壓力管，第二壓力管與葉輪出管21相連接，第二壓力管內(nèi)的空氣壓力驅(qū)動(dòng)廢氣旁通閥5開(kāi)閉。第二驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與第一驅(qū)動(dòng)器7結(jié)構(gòu)相同。
[0025]當(dāng)葉輪出管21的空氣壓力升高后，第二驅(qū)動(dòng)器在第二壓力管內(nèi)的空氣壓力下驅(qū)動(dòng)廢氣旁通閥5逐漸打開(kāi)，一部分廢氣經(jīng)過(guò)渦輪進(jìn)管11和廢氣擋板3流向渦輪室，另一部分廢氣經(jīng)過(guò)廢氣旁通道12和廢氣旁通閥5流向渦輪出管10。使得渦輪I轉(zhuǎn)速下降，葉輪出管21的空氣壓力下降。
[0026]當(dāng)葉輪出管21的空氣壓力達(dá)到一定值時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)器在第二壓力管內(nèi)的空氣壓力下驅(qū)動(dòng)廢氣旁通閥5完全打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣經(jīng)過(guò)廢氣旁通道12進(jìn)入渦輪出管10。廢氣不進(jìn)入渦輪室內(nèi)，使得渦輪I轉(zhuǎn)速快速下降。葉輪出管21的空氣壓力下降。
[0027]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，在葉輪2側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣旁通道22，進(jìn)氣旁通道22使葉輪進(jìn)管20和葉輪出管21相連接，在進(jìn)氣旁通道22內(nèi)安裝在泄壓閥6。
[0028]在駕駛過(guò)程中收油門(mén)(如換擋、急剎車(chē)時(shí))，節(jié)氣門(mén)關(guān)閉。渦輪增壓器在慣性作用下仍舊持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)因節(jié)氣門(mén)的截?cái)嗪腿~輪2的繼續(xù)增壓所致，進(jìn)氣管路中(在節(jié)氣門(mén)與葉輪2之間)的空氣壓力會(huì)迅速提高。為了保護(hù)渦輪增壓器，當(dāng)空氣壓力達(dá)到某一限定值后，泄壓閥6打開(kāi)，葉輪出管21內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣旁通道22和泄壓閥6流向葉輪室，實(shí)現(xiàn)降壓保護(hù)。
[0029]另外，本實(shí)用新型還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述的渦輪增壓器。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦輪增壓器，包括渦輪(I)和葉輪(2)，在渦輪(I)側(cè)設(shè)置有渦輪進(jìn)管(11)和渦輪出管(10)，在葉輪(2)側(cè)設(shè)置有葉輪進(jìn)管(20)和葉輪出管(21);其特征在于，包括第一驅(qū)動(dòng)器(7)，在渦輪進(jìn)管(11)內(nèi)安裝有廢氣擋板(3)，廢氣擋板(3)固定在轉(zhuǎn)軸(4)上;第一驅(qū)動(dòng)器(7)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)，在第一驅(qū)動(dòng)器(7)上連接有第一壓力管(75)，第一壓力管(75)與葉輪出管(21)相連接，第一壓力管(75)內(nèi)的空氣壓力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，第一驅(qū)動(dòng)器(7)包括筒體(70)、隔膜(71)、調(diào)節(jié)彈簧(72)、推桿(74);隔膜(71)將筒體(70)內(nèi)腔體分隔為上腔體和下腔體;第一壓力管(75)與上腔體連接;在筒體(70)上安裝有用于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧(72)預(yù)緊力的調(diào)節(jié)螺栓(73)，調(diào)節(jié)彈簧(72)位于下腔體內(nèi)，調(diào)節(jié)彈簧(72)兩端分別抵靠在調(diào)節(jié)螺栓(73)和隔膜(71)上，推桿(74)兩端分別與隔膜(71)和轉(zhuǎn)軸(4)相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，在渦輪(I)側(cè)設(shè)置有廢氣旁通道(12)，廢氣旁通道(12)使渦輪進(jìn)管(11)和渦輪出管(10)相連，在廢氣旁通道(12)內(nèi)安裝有廢氣旁通閥(5)，廢氣旁通道(12)入口位于廢氣擋板(3)上游。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪增壓器，其特征在于，包括第二驅(qū)動(dòng)器，第二驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)廢氣旁通閥(5)開(kāi)閉，在第二驅(qū)動(dòng)器上連接有第二壓力管，第二壓力管與葉輪出管(21)相連接，第二壓力管內(nèi)的空氣壓力驅(qū)動(dòng)廢氣旁通閥(5)開(kāi)閉。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的渦輪增壓器，其特征在于，在葉輪(2)側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣旁通道(22)，進(jìn)氣旁通道(22)使葉輪進(jìn)管(20)和葉輪出管(21)相連接，在進(jìn)氣旁通道(22)內(nèi)安裝在泄壓閥(6)。6.—種發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的渦輪增壓器。
【文檔編號(hào)】F02B37/18GK205532850SQ201620338063
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】劉君, 楊靜
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院