兩級增壓的渦輪增壓器的制作方法 1

兩級增壓的渦輪增壓器的制作方法1

兩級增壓的渦輪增壓器的制作方法專利名稱:兩級增壓的渦輪增壓器的制作方法技術(shù)領(lǐng)域:本創(chuàng)造涉及乘用車輛的內(nèi)燃機增壓器設備技術(shù)領(lǐng)域,特殊涉及一種兩級增壓的渦輪增壓器。

背景技術(shù):渦輪增壓器可以在內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)不變的狀況下提高功率、降低燃油消耗率、縮小內(nèi)燃機的形狀尺寸,高原功率恢復等優(yōu)點,但采納傳統(tǒng)上的單一渦輪增壓器與發(fā)動機匹配時存在諸多缺陷不能兼顧發(fā)動機高速和低速的工況,低速扭矩不足、低速和部分負荷時經(jīng)濟性差,起動、加速性能差,瞬態(tài)響應性遲緩和冒煙嚴峻等,對于轉(zhuǎn)速和負荷范圍要求都比較寬廣的車用發(fā)動機而言,這些缺陷尤為突出,越來越難以滿意市場的需求。

為了同時滿意額定工況點和低速大扭矩點的性能,滿意將來排放法規(guī)的要求,采納兩級增壓技術(shù)受到越來越高的重視,是渦輪增壓技術(shù)進展的主要方向,目前所使用的兩級渦輪增壓器多是采納一個小的高壓增壓器和一個大的低壓增壓器進行串聯(lián),此種結(jié)構(gòu)的兩級渦輪增壓器結(jié)構(gòu)簡單,連接管路繁多,占用空間大,這就使得兩級渦輪增壓器在乘用車輛等發(fā)動機空間狹小的車輛上使用受限;再有就是連接管路繁多,各管路的接口就多,不僅增加了安裝工人的工作強度,且各管路的接口處很簡單因連接不好而發(fā)生漏氣的現(xiàn)象,造成的能耗也高,嚴峻的影響了兩級渦輪增壓器的工作牢靠性,進而影響了車輛的性能。

創(chuàng)造內(nèi)容本創(chuàng)造目的是為了克服上述不足,供應一種兩級增壓的渦輪增壓器,該兩級增壓的渦輪增壓器結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間小,且密封性能好,工作牢靠性高,適于在乘用車輛等發(fā)動機空間狹小的車輛上使用。

為解決上述技術(shù)問題,本創(chuàng)造的技術(shù)方案是一種兩級增壓的渦輪增壓器,包括連接在一起的高壓增壓器和低壓增壓器,所述高壓增壓器包括高壓壓縮機和高壓渦輪,所述高壓渦輪外部設有高壓渦輪殼,所述高壓渦輪殼上設有高壓渦輪排氣口和用于連接發(fā)動機排氣管的高壓渦輪進氣口;所述低壓增壓器包括低壓壓縮機和低壓渦輪,所述低壓渦輪外部設有低壓渦輪殼,所述低壓渦輪殼上設有低壓渦輪進氣口和低壓渦輪排氣口,所述高壓渦輪殼的殼體上設有連通所述高壓渦輪進氣口與所述低壓渦輪進氣口的氣體通道,所述氣體通道上安裝有用于掌握所述氣體通道內(nèi)氣流的流量掌握閥;所述低壓渦輪殼與所述高壓渦輪殼連接為一體,所述低壓渦輪進氣口連接所述高壓渦輪排氣口。

作為一種改進,所述低壓渦輪殼為整體鑄造結(jié)構(gòu)。

作為進一步的改進,所述流量掌握閥的閥體安裝于所述低壓渦輪殼上且位于所述氣體通道的位置,所述流量掌握閥的閥桿穿出所述低壓渦輪殼的殼體并連接閥桿掌握單元ο本創(chuàng)造的有益效果在于由于高壓渦輪殼的殼體上設有連通高壓渦輪進氣口與低壓渦輪進氣口的氣體通道,且氣體通道上安裝有用于掌握氣體通道內(nèi)氣體流量的流量掌握閥,當發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速時,流量掌握閥關(guān)閉,發(fā)動機排出的廢氣流經(jīng)高壓渦輪,驅(qū)動高壓渦輪旋轉(zhuǎn),帶動高壓壓縮機工作,從而能在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時供應穩(wěn)定的扭矩和更好的加速性能;當發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升,增壓壓力達到高壓增壓器的設定值時,流量掌握閥打開,由于高壓渦輪的阻力作用,此時發(fā)動機排出的廢氣大部分將通過氣體通道直接進入低壓增壓器,驅(qū)動低壓渦輪旋轉(zhuǎn),從而帶動低壓壓縮機工作,只有少部分的氣體流經(jīng)高壓渦輪,驅(qū)動高壓渦輪旋轉(zhuǎn)帶動高壓壓縮機工作,此時高壓增壓器和低壓增壓器同時工作,既保證了切換的平順性又保證了功率的穩(wěn)定增加,及較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高扭矩輸出。

這種將原來的高壓增壓器旁通管路直接設計于高壓渦輪殼殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)不僅節(jié)約了空間,同時還避開了因管路間密封不嚴而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象,提高了兩級渦輪增壓器運行的牢靠性。

由于將低壓渦輪殼與高壓渦輪殼連接為一體,低壓渦輪進氣口與高壓渦輪排氣口連接,高壓渦輪排氣口與低壓潤輪排氣口通過低壓渦輪殼連通,此種結(jié)構(gòu)將原有的高壓渦輪殼與低壓渦輪殼之間的連接管路、以及高壓渦輪的排氣管路都整合到了低壓渦輪殼的殼體內(nèi),解決了原有兩級渦輪增壓器結(jié)構(gòu)簡單,連接管路繁多,占用空間大的問題,還極大的削減了生產(chǎn)工人的工作量,提高了工人的工作效率;同時由于用整體的殼體代替了原有簡單的管路,不僅避開了因管路間密封不嚴而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象,而且還削減了能量的損耗,進一步的提升了兩級渦輪增壓器運行的穩(wěn)定性和牢靠性,從而提高了發(fā)動機的性能。

綜上所述,本創(chuàng)造不僅解決了乘用車輛發(fā)動機低轉(zhuǎn)速下高扭矩和高轉(zhuǎn)速下功率最大化的沖突,且結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間小,密封性能好,工作牢靠性高,生產(chǎn)安裝簡潔便利,在乘用車輛等發(fā)動機空間狹小的車輛上具有很高的使用價值。

圖是本創(chuàng)造的整體結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本創(chuàng)造低壓渦輪殼與高壓渦輪殼的連接示意圖;圖3是圖2的-線剖視圖;圖4是本創(chuàng)造的低壓渦輪殼的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5是圖4的俯視圖;圖6是本創(chuàng)造高壓渦輪殼的結(jié)構(gòu)示意圖;圖中1、高壓增壓器,10、高壓壓縮機,11、高壓渦輪殼,110、高壓渦輪進氣口,111、高壓渦輪排氣口,112、氣體通道,2、低壓增壓器,20、低壓壓縮機,21、低壓渦輪殼,210、低壓渦輪進氣口,211、低壓渦輪排氣口,212、進氣管道腔,3、流量掌握閥,30、閥體,31、閥桿,32、閥桿掌握單元。

詳細實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例,進一步闡述本創(chuàng)造。

如圖、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6共同所示,一種兩級增壓的渦輪增壓器,包括連接在一起的高壓增壓器和低壓增壓器2,高壓增壓器包括高壓壓縮機10和高壓渦輪,高壓渦輪外部設有高壓渦輪殼11,高壓渦輪殼11上設有高壓渦輪排氣口111和用于連接發(fā)動機排氣管的高壓渦輪進氣口110;低壓增壓器2包括低壓壓縮機20和低壓渦輪,低壓渦輪外部設有低壓渦輪殼21,低壓渦輪殼21上設有低壓渦輪進氣口210和低壓渦輪排氣ロ211,高壓渦輪殼11的殼體上設有連通高壓渦輪進氣ロ110與低壓渦輪進氣ロ210的氣體通道112,氣體通道112上安裝有用于掌握所述氣體通道112內(nèi)氣流的流量掌握閥3;低壓渦輪殼21與高壓渦輪殼11連接為一體,所述低壓渦輪進氣ロ210連接高壓渦輪排氣ロ111。

由于高壓渦輪殼11的殼體上設有連通高壓渦輪進氣ロ110與低壓渦輪進氣ロ210的氣體通道112,且氣體通道112上安裝有用于掌握氣體通道112內(nèi)氣體流量的流量掌握閥3,當發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速時,流量掌握閥3關(guān)閉,發(fā)動機排出的廢氣流經(jīng)高壓渦輪,驅(qū)動高壓渦輪旋轉(zhuǎn),帶動高壓壓縮機10工作,從而能在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時供應穩(wěn)定的扭矩和更好的加速性能;當發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升,增壓壓力達到高壓增壓器的設定值時,流量掌握閥3打開,由于高壓渦輪的阻力作用,此時發(fā)動機排出的廢氣大部分將通過氣體通道112直接進入低壓增壓器2,驅(qū)動低壓渦輪旋轉(zhuǎn),從而帶動低壓壓縮機20工作,只有少部分的氣體流經(jīng)高壓渦輪,驅(qū)動高壓渦輪旋轉(zhuǎn)帶動高壓壓縮機10工作,此時高壓增壓器和低壓增壓器2同時エ作,既保證了切換的平順性又保證了功率的穩(wěn)定增加,及較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高扭矩輸出。

這種將原來的高壓增壓器旁通管路直接設于高壓渦輪殼殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)不僅節(jié)約了空間,同時還避開了因管路間密封不嚴而產(chǎn)生漏氣的現(xiàn)象,提高了兩級渦輪增壓器運行的牢靠性。

由于將低壓渦輪殼21與高壓渦輪殼11連接為一體,低壓渦輪進氣ロ210與高壓渦輪排氣ロ111相連接,高壓渦輪排氣ロ111與低壓渦輪排氣ロ211通過低壓渦輪殼21連通,此種結(jié)構(gòu)將原有的高壓渦輪殼與低壓渦輪殼之間的連接管路、以及高壓渦輪的排氣管路都整合到了低壓渦輪殼21的殼體內(nèi),解決了原有兩級渦輪增壓器結(jié)構(gòu)簡單,連接管路繁多,占用空間大的問題,還極大的減少了生產(chǎn)工人的工作量,提高了工人的工作效率;同時由于用整體的殼體代替了原有簡單的管路,不僅避開了因管路間密封不嚴而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象,而且還削減了能量的損耗,進ー步的提升了兩級渦輪增壓器運行的穩(wěn)定性和牢靠性,從而提高了發(fā)動機的性能。

如圖2、圖3、圖4和圖5共同所示,低壓渦輪殼為整體鑄造結(jié)構(gòu)。

低壓渦輪殼21內(nèi)設有相連通的低壓渦輪腔和進氣管道腔212,低壓渦輪排氣ロ211設于低壓渦輪腔的一側(cè),低壓渦輪進氣ロ210設于進氣管道腔212的端部,進氣管道腔212部位的低壓渦輪殼21的殼體結(jié)構(gòu)與發(fā)動機的空間相適應,該部位的長度和彎曲弧度可以依據(jù)不同車型的發(fā)動機的空間進行調(diào)整。

當流量掌握閥3關(guān)閉時,發(fā)動機排出的廢氣從高壓渦輪進氣ロ110進入,流經(jīng)高壓渦輪,驅(qū)動高壓渦輪旋轉(zhuǎn)后,經(jīng)高壓渦輪排氣ロ111、低壓渦輪進氣ロ210進入到低壓渦輪殼21的進氣管道腔212內(nèi),流經(jīng)進氣管道腔212后進入低壓渦輪腔,最終經(jīng)低壓渦輪排氣ロ211排出;當流量掌握閥3打開時,發(fā)動機排出的廢氣從高壓渦輪進氣ロ110進入,由于高壓渦輪的阻力作用,使得大部分氣體通過氣體通道112、低壓渦輪進氣ロ210進入低壓渦輪殼21的進氣管道腔212內(nèi),流經(jīng)進氣管道腔212后進入低壓渦輪腔,驅(qū)動低壓渦輪旋轉(zhuǎn)后,經(jīng)低壓渦輪排氣ロ211排出,只有少部分氣體經(jīng)過高壓渦輪,驅(qū)動高壓渦輪旋轉(zhuǎn)后經(jīng)高壓渦輪排氣ロ111、低壓渦輪進氣ロ210進入到低壓渦輪殼21的進氣管道腔212內(nèi),流經(jīng)進氣管道腔212后進入低壓渦輪腔,最終經(jīng)低壓渦輪排氣ロ211排出。

如圖3和圖4共同所示,流量掌握閥3的閥體30安裝于低壓渦輪殼2上且位于高壓渦輪進氣ロ110與低壓渦輪進氣ロ210連通的氣體通道112處,流量掌握閥3的閥桿31穿出低壓渦輪殼21的殼體并連接閥桿掌握単元32,閥桿掌握単元32可以用氣動或電動結(jié)構(gòu)實現(xiàn),因流量掌握閥3不是本創(chuàng)造的創(chuàng)造要點,故在此不再詳述。

本創(chuàng)造的工作原理本創(chuàng)造所述的兩級渦輪增壓器是由一個小的高壓增壓器和一個大的低壓增壓器2串聯(lián)而成。

在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速工作的狀況下,位于氣體通道112端部的流量掌握閥3關(guān)閉,高壓增壓器與發(fā)動機同步工作,從而能在發(fā)動機低速狀態(tài)下供應穩(wěn)定的扭矩和更好的加速性能;隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加,當增壓壓力達到高壓增壓器的設定值時,位于氣體通道112端部的流量掌握閥3打開,低壓增壓器2開頭參加工作,此時小的高壓增壓器和大的低壓增壓器2同時工作,既保證了切換的平順性又能保證功率穩(wěn)定增加,及較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高扭矩輸出。

不僅解決了乘用車輛發(fā)動機低轉(zhuǎn)速下高扭矩和高轉(zhuǎn)速下功率最大化的沖突,并通過對低油耗區(qū)的掩蓋區(qū)間進行調(diào)整,改善了燃油經(jīng)濟性,排放性能得到了優(yōu)化,且結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間小,密封性能好,工作牢靠性高,生產(chǎn)安裝簡潔便利,在乘用車輛等發(fā)動機空間狹小的車輛上具有很高的使用價值。

本創(chuàng)造不局限于上述詳細的實施方式,本事域的一般技術(shù)人員從上述構(gòu)思動身,不經(jīng)過制造性的勞動,所作出的種種變換,均落在本創(chuàng)造的愛護范圍之內(nèi)。

,包括連接在一起的高壓增壓器和低壓增壓器,所述高壓增壓器包括高壓壓縮機和高壓渦輪,所述高壓渦輪外部設有高壓渦輪売,所述高壓渦輪殼上設有高壓渦輪排氣口和用于連接發(fā)動機排氣管的高壓渦輪進氣ロ;所述低壓增壓器包括低壓壓縮機和低壓渦輪,所述低壓渦輪外部設有低壓渦輪売,所述低壓渦輪殼上設有低壓渦輪進