双流道涡轮增压器的双通道放气装置

摘要

本发明公开了一种双流道涡轮增压器的双通道放气装置，包括涡轮蜗壳，所述涡轮蜗壳内设有两个进气流道，所述涡轮蜗壳上设有与两个进气流道分别连通的放气通道，在放气通道的出口处安装有放气阀门，所述放气阀门与安装在涡轮蜗壳上的执行机构传动连接，本发明采用简单的装置抑制了双流道涡轮蜗壳两个进气流道的排气脉冲的相互影响，减少了发动机低速时废气进入放气通道所造成的能量损失。本发明结构简单，其放气口在涡轮蜗壳铸造过程中成型，相对于双放气通道双放气阀门装置，可有效降低加工和装配的难度和成本，有利于提高放气阀门的密封性能和提高涡轮增压器旁通放气装置的可靠性。

权利要求

1.一种双流道涡轮增压器的双通道放气装置，包括涡轮蜗壳(1)，所述涡轮蜗壳(1)内设有两个进气流道(2a、2b)，其特征在于：所述涡轮蜗壳(1)上设有与两个进气流道(2a、

2b)分别连通的放气通道，在放气通道的出口处安装有放气阀门(11)，所述放气阀门(11)与安装在涡轮蜗壳(1)上的执行机构(6)传动连接；

所述放气通道包括依次连通的放气通道前部(5)、放气通道汇合部(7)、放气通道中部(8)和放气通道后部(12)；

所述涡轮蜗壳(1)上位于放气通道中部(8)与放气通道后部(12)之间的位置设有凸台形阀座(13)，所述放气阀门(11)的阀盖与凸台形阀座(13)配合连接；

所述两个进气流道(2a、2b)分别设有放气口(3a、3b)，其中一个放气口(3a)与放气通道前部(5)连通，另一个放气口(3b)与放气通道汇合部(7)连通。

2.根据权利要求1所述的双流道涡轮增压器的双通道放气装置，其特征在于：所述放气口(3a、3b)的轴向截面形状为渐缩状结构形状，所述放气口(3a3b)的入口面积(F1)大于出口面积(F2)。

3.根据权利要求1所述的双流道涡轮增压器的双通道放气装置，其特征在于：所述放气通道前部(5)的截面积(F3)大于放气口(3a、3b)的出口面积(F2)，且小于放气通道中部(8)的截面积(F4)。

4.根据权利要求1所述的双流道涡轮增压器的双通道放气装置，其特征在于：所述放气通道汇合部(7)的轴向截面形状为渐扩型结构形状。

说明书

双流道涡轮增压器的双通道放气装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种涡轮增压器的废气旁通装置，具体地说，涉及一种用于双流道涡轮增压器的旁通放气装置。

背景技术

[0002] 车用发动机涡轮增压器工作时，发动机排出的废气进入涡轮增压器的涡轮蜗壳，推动涡轮叶轮旋转做功后排出，涡轮叶轮带动同轴安装的压气机叶轮高速旋转，外界吸入空气并压缩后送入发动机气缸燃烧，从而提高发动机的进气密度，达到提高发动机功率并降低排放的目的。

[0003] 随着排放法规的加严和人们对发动机性能要求的不断提高，涡轮增压器普遍应用于柴油发动机，并且由原来的固定截面装置发展到废气旁通装置。采用废气旁通装置的增压器可以使增压器与发动机的匹配点由额定点向最大扭矩点移动，有利于提高发动机的低速扭矩特性和加速特性，有效地解决了柴油机加速冒黑烟的问题并降低了发动机的排放。在发动机低速低负荷时，发动机排出的废气全部进入涡轮做功；在发动机高速高负荷时，为避免过高的增压压力和增压器转速，废气旁通阀打开，进入涡轮蜗壳的一部分废气不经过涡轮叶轮直接旁通到涡轮蜗壳出口，从而使增压压力控制在安全的范围内。目前旁通放气装置已经成为涡轮增压器上普遍采用的装置。

[0004] 为提高发动机的低速扭矩和加速特性，对多缸发动机普遍采用脉冲进气的增压系统，相应地涡轮增压器也采用了双流道进气涡轮装置。高工况放气时为使发动机各缸的排气压力保持一致，避免发动机的不同气缸工作在不同状态下，双流道进气的涡轮增压器普遍采用双通道旁通放气装置。

[0005] 如附图1所示，传统的双流道涡轮增压器的涡轮蜗壳1设有进气流道2a和 进气流道2b，进气流道2a连通有放气通道14a，进气流道2b连通有放气通道14b，在放气通道14a上安装有放气阀门15a、在放气通道14b上安装有放气阀门15b，放气阀门15a和放气阀门15b分别控制放气通道14a和放气通道14b的放气，装置相对复杂，同时为了保证进气流道2a和进气流道2b的放气量相同并避免放气阀门15a、放气阀门15b关闭时不发生漏气，对两个阀座的加工精度和阀门总成的装配精度要求很高，这给生产加工带来困难。 [0006] 而且这种涡轮增压器在发动机低速工况下，其放气阀门处于关闭状态，此时采用两个进气流道处于密闭连通状态，发动机的排气脉冲进入其中一个进气流道后，部分废气在流动压差的作用下从放气通道冲入另一个进气流道，造成发动机各缸排气相互干扰且不利于涡轮工作状态保持稳定。

发明内容

[0007] 本发明要解决的问题是为了克服传统的双流道旁通放气装置存在的缺陷，提供一种装置简单、加工方便、占用空间小并能有效控制旁通放气量的双流道涡轮增压器的旁通放气装置。

[0008] 为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

[0009] 一种双流道涡轮增压器的双通道放气装置，包括涡轮蜗壳，所述涡轮蜗壳内设有两个进气流道，所述涡轮蜗壳上设有与两个进气流道分别连通的放气通道，在放气通道的出口处安装有放气阀门，所述放气阀门与安装在涡轮蜗壳上的执行机构传动连接。 [0010] 以下是本发明对上述方案的进一步改进：

[0011] 所述放气通道包括依次连通的放气通道前部、放气通道汇合部、放气通道中部和放气通道后部。

[0012] 进一步改进：

[0013] 所述涡轮蜗壳上位于放气通道中部与放气通道后部之间的位置设有凸台形阀座，所述放气阀门的阀盖与凸台形阀座配合连接。

[0014] 进一步改进：

[0015] 所述两个进气流道分别设有放气口，其中一个放气口与放气通道前部连通，另一个放气口与放气通道汇合部连通。

[0016] 进一步改进：

[0017] 所述放气口的轴向截面形状为渐缩状结构形状，所述放气口的入口面积大于出口面积。

[0018] 进一步改进：

[0019] 所述放气通道前部的截面积大于放气口的出口面积、小于放气通道中部的截面积。

[0020] 进一步改进：

[0021] 所述放气通道汇合部的轴向截面形状为渐扩型结构形状。

[0022] 本发明采用上述方案，发动机处于低速运转时，为提高低速扭矩，获得较大运转扭矩，放气阀门在执行机构的控制下处于闭合状态，因而将带旁通放气装置的涡轮增压器的放气通道关闭，从而给发动机提供足够高的增压压力。

[0023] 所述放气口和放气口的轴向截面形状为渐缩状结构形状，当其中一个进气流道的发动机排气脉冲进入后，由于废气从一个进气流道进入放气通道再进入另一个进气流道的过程中，其压力先下降后上升、流速先增加后下降，是一种先加速后扩压的流动过程，进入另一个进气流道排气脉冲基本衰减为零，流动受到很大的阻碍，有效地抑制了废气从一个进气流道进入另一个进气流道，从而有效地避免了发动机两组气缸之间的排气脉冲干扰。 [0024] 发动机处于中、高速运转时，发动机排出的废气能量充足，为了将增压压 力和最高爆发压力及增压器转速限制在允许的范围内，放气阀门在执行机构的控制下处于打开状态，双流道装置的涡轮蜗壳的两个流道处于开放连通状态。进入涡轮机的一部分废气不经过涡轮叶轮而通过放气通道排掉，使发动机在高负荷运转状态下的一部运行线接近于水平线，从而降低增压压力。由于放气口和放气口的纵向截面形状为渐缩状结构形状，进入放气流道的废气为降压加速流动，并且由于排气间隔时间缩短，两个流道的内部压力在发动机排气间隔期间相差不大，并且其内部压力都高于放气通道内的压力，保证了废气不能从放气通道进入涡轮蜗壳流道，无论发动机工作在何种工作状态，都能有效避免双流道涡轮蜗壳的两个流道产生排气脉冲干扰，有效抑制在发动机低速时废气进入放气通道造成过多的能量损失。

[0025] 本发明通过调节放气通道的开闭来调节涡轮增压器的转速，达到控制发动机输出功率，提高发动机工作效率的目的，使发动机的动力性、经济性得到显著提高，满足各种排放标准。

[0026] 本发明采用简单的装置抑制了双流道涡轮蜗壳两个进气流道的排气脉冲的相互影响，减少了发动机低速时废气进入放气通道所造成的能量损失。本发明结构简单，其放气口在涡轮蜗壳铸造过程中成型，相对于双放气通道双放气阀门装置，可有效降低加工和装配的难度和成本，有利于提高放气阀门的密封性能和提高涡轮增压器旁通放气装置的可靠性。

[0027] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

附图说明

[0028] 附图1是背景技术中用于双流道涡轮增压器的双放气通道双阀门装置示意图； [0029] 附图2是本发明实施例中用于双流道涡轮增压器的双放气通道单阀门装置 阀门闭合状态的装置示意图；

[0030] 附图3是本发明实施例中进气流道和放气通道的结构示意图；

[0031] 附图4是本发明实施例中双流道涡轮增压器的双放气通道单阀门装置阀门开启状态的空间剖视图。

[0032] 图中：1-涡轮蜗壳；2a、2b-进气流道；3a、3b-放气口；4、14a、14b-放气通道；5-放气通道前部；6-执行机构；7-放气通道汇合部；8-放气通道中部；9-传动装置；10-摇臂；11、15a、15b-放气阀门；12-放气通道后部；13-凸台形阀座；F1-入口面积；F2-出口面积；F3、F4-截面积。

具体实施方式

[0033] 实施例，如图2所示，一种双流道涡轮增压器的双通道放气装置，包括涡轮蜗壳1，所述涡轮蜗壳1内设有两个进气流道：进气流道2a和进气流道2b，所述涡轮蜗壳1上设有与进气流道2a和进气流道2b分别连通的放气通道4，在放气通道4的出口处安装有放气阀门11，所述放气阀门11与安装在涡轮蜗壳1上的执行机构6传动连接。

[0034] 所述放气通道4包括依次连通的放气通道前部5、放气通道汇合部7、放气通道中部8和放气通道后部12。

[0035] 所述涡轮蜗壳1上位于放气通道中部8与放气通道后部12之间的位置设有凸台形阀座13，所述放气阀门11与凸台形阀座13配合连接。

[0036] 所述进气流道2a设有放气口3a，进气流道2b设有放气口3b，所述放气口3a与放气通道前部5连通，所述放气口3b与放气通道汇合部7连通。

[0037] 所述放气阀门11与执行机构6之间通过传动装置9和摇臂10传动连接，由执行机构6和传动装置9驱动，绕A1轴旋转，从而打开或关闭放气通道，其开度由执行机构6控制。

[0038] 发动机处于低速运转时，为提高低速扭矩，获得较大运转扭矩，放气阀门11在执行机构6的控制下处于闭合状态，因而将放气通道4关闭，从而给发动机提供足够高的增压压力。

[0039] 如图3所示，为有效避免双流道涡轮蜗壳的两个流道产生排气脉冲干扰，有效抑制在发动机低速时废气进入放气通道4造成过多的能量损失，所述放气口3a和放气口3b的轴向截面形状为渐缩状结构形状，所述放气口3a和放气口3b的入口面积F1大于出口面积F2。

[0040] 当其中一个进气流道的发动机排气脉冲进入后，由于废气从一个进气流道进入放气通道再进入另一个进气流道的过程中，其压力先下降后上升、流速先增加后下降，是一种先加速后扩压的流动过程，进入另一个进气流道排气脉冲基本衰减为零，流动受到很大的阻碍，有效地抑制了废气从一个进气流道进入另一个进气流道，从而有效地避免了发动机两组气缸之间的排气脉冲干扰。

[0041] 所述放气通道前部5的截面积F3大于放气口3b的出口面积F2，且小于放气通道中部8的截面积F4；放气通道汇合部7的轴向截面形状为渐扩型结构形状。 [0042] 如图4所示，发动机处于中、高速运转时，发动机排出的废气能量充足，为了将增压压力和最高爆发压力及增压器转速限制在允许的范围内，放气阀门11在执行机构6的控制下处于打开状态，双流道装置的涡轮蜗壳的两个流道处于开放连通状态。进入涡轮机的一部分废气不经过涡轮叶轮而通过放气通道4排掉，使发动机在高负荷运转状态下的一部运行线接近于水平线，从而降低增压压力。由于放气口3a和放气口3b的纵向截面形状为渐缩状结构形状，进入放气流道4的废气为降压加速流动，并且由于排气间隔时间缩短，两个流道的内部压力在发动机排气间隔期间相差不大，并且其内部压力都高于放气通道4 内的压力，保证了废气不能从放气通道进入涡轮蜗壳流道。

[0043] 本发明通过调节放气通道的开闭来调节涡轮增压器的转速，达到控制发动机输出功率，提高发动机工作效率的目的，使发动机的动力性、经济性得到显著提高，满足各种排放标准。

[0044] 上述实施例中，所述放气口3a、放气口3b的径向截面形状可为圆形或矩形，所述放气通道前部5、放气通道汇合部7、放气通道中部8的截面形状相应的设计为圆形或矩形。 [0045] 现在我们已经按照国家专利法对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员会识别本文所公开的具体实施例的改进或代替。这些修改是在本发明的精神和范围内的。