[发明专利]一种连续可调式分段排气机械装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种发动机，具体地说是发动机的排气装置。

背景技术

为了使内燃机功率密度大、效率高、排放性能好，现在普遍采用废气涡轮增压技术。废气涡轮增压技术，利用内燃机废气能量推动增压器对内燃机进气压缩，提高进气密度，进而增加进气量，并且改善扫气效果。如此就提高了废气能量利用率，提高了内燃机功率密度，一定程度上提高了空燃比，降低了内燃机排放。

随着内燃机增压技术的发展，产生了很多种增压方式以及增压系统，比如脉冲增压、等压增压、相继增压、多级增压等。其中，脉冲增压方式能充分利用废气中的脉冲能量，对于增压度不高或者低负荷的情况下增压效果较好；等压增压方式，或者定压增压方式，由于可以使废气在涡轮进口前波动较小，使得涡轮效率较高，对于增压度较高或者是中高负荷情况下由于脉冲能量所占废气能量的比例较小，因此增压效果较好；相继增压系统包括两个或者多个增压器，能够根据内燃机工况大小控制投入工作的增压器个数，各个增压器之间并联运行；多级增压系统也包括两个或者多个增压器，也能够根据内燃机工况大小控制投入工作的增压器个数，只是各个增压器之间串联运行。

废气能量主要包括压力能和脉动能，内燃机工况变化时，两种能量所占的比例随之变化。当处于低工况时，脉动能比例较大，压力能比例较小；随着工况的升高，脉动能所占的比例逐渐降低，压力能比例逐渐升高，当工况高到一定程度时，压力能占废气的大部分能量。对于内燃机单个排气过程来说，排气能量的组成也随排气持续时间而变化，并且内燃机所需要的排气环境也会随之而变。在排气阶段初期，由于缸内废气和排气管中压差较大，排出的废气中压力能很大部分转变为脉动能，此时脉动能比例较大，压力能比例较小；随着排气的持续，排气管中压力已经建立起来，缸内废气压力也变小，两者压差较小，排出的废气压力能比例较大，脉动能比例较小；排气末期，废气中压力更小，废气排出几乎是靠气缸上行以及高压进气挤压出去，可用能量很少，同时此阶段正是内燃机扫气过程，希望排气背压较小，以实现较好扫气。针对上述情况，分段排气是一个很好的选择。目前国内外对于分段排气系统已经做了很多研究，例如公开号为CN1944981A的一项专利就是关于一种增压内燃机的排气分段装置，此发明能很好的实现分段排气，并且能根据发动机的转速和负载大小通过排气辅助控制阀和其中所述的角度提前器配合来调整排气持续期的开启角度，以达到最佳工况。上海柴油机股份有限公司对分段排气系统以上述专利为基础做了进一步的研究，并提出进排气分段的系统，进气分段和排气分段原理相同，并且还对该系统引入EGR循环做了一定的研究。但是，以上两种分段排气系统只能对排气持续期的开启角度进行调整，而不能对各段排气持续角度进行调整，这对于分段排气系统来说是一个很重要的功能。也不能实现当发动机排气量较少时只投入一个涡轮增压器工作，会使涡轮增压器工作在效率较低的区域，这会发动机低工况性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供提高涡轮增压器效率、改善内燃机动力性能的一种连续可调式分段排气机械装置。

本发明的目的是这样实现的：