[发明专利]一种自适应海拔高度的涡轮增压器放气阀

说明书

技术领域

本发明属于发动机涡轮增压器技术领域，尤其是涉及一种自适应海拔高度的涡轮增压器放气阀，用于控制流向涡轮增压器的排气气流。

背景技术

内燃机性能受到限制的一个因素是进气不足，在内燃机上采用涡轮增压器来增加进气量改善内燃机性能已经获得广泛的研究并成功的应用于工程，然而在某些条件下，涡轮增压器进气增压能力过高，导致缸内爆发压力过高，发动机可靠性下降，除此之外，涡轮增压器的超速运转也会导致涡轮增压器的损坏。已经公知的是，在流向涡轮增压器的排气气流中使用放气阀，可以调节流向涡轮增压器的排气气流，从而控制涡轮机叶轮的转速以及缸内的最大爆发压力。

相比自然吸气发动机，带有放气阀的涡轮增压发动机在高海拔工作时更有优势。然而一个难以解决的问题是，随着海拔升高，减小的大气环境压力会导致放气阀提前开启，从而难以兼顾高低海拔工况。例如，随着海拔升高，大气压力降低，同样进气压力的条件下，高海拔进气流量下降，同样存在进气不足，性能变差问题，因此高海拔需要更高的进气压力来保持动力性，但由于高海拔大气压力较低，克服放气阀阻力也降低，放气阀开启压力反而减小，导致发动机在高海拔地区难以发挥涡轮增压应有的巨大优势。

已经公知的是，通过采用带电子或液压控制放气阀门的增压器，可以根据不同海拔工况实时调节流向涡轮增压器的排气气流，然而上述控制系统存在布置困难、造价高、可靠性较低等问题。通过采用带气囊式气压自补偿功能的放气阀，如发明名称“涡轮增压器排气门的海拔高度补偿”的中国专利ZL2006101263921，可具有结构简单以及费用低的优点，但由于该发明采用气囊通过杠杆直接改变弹簧的安装弹簧原理来控制放气阀开启压力，一方面导致气囊需克服较高的反作用力，加大了气囊的体积以提高必要的致动力，另一方面弹簧在运动时对气囊产生了一定干扰，这导致对放气阀的精确控制变得困难。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种自适应海拔高度的涡轮增压器放气阀，以实现根据不同海拔高度的不同大气压对涡轮增压器放气阀气流的适应性调节。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种自适应海拔高度的涡轮增压器放气阀，配合进气增压通道的气体压力调节流向涡轮增压器的排气气流，包括壳体；

壳体内设有若干分隔板，将壳体内部空间分为两位三通气动阀、致动器、可调节流装置和气囊式压力补偿装置四个子部分；

两位三通气动阀和致动器均与进气增压通道连通；

两位三通气动阀控制流经致动器的气流运动方向；

可调节流装置改变流经致动器的气体压力大小；

气囊式压力补偿装置控制可调节流装置的开度。

进一步的，致动器包括单杆活塞、第二预紧弹簧和放气阀门；

单杆活塞的活塞与分隔板及壳体的内壁滑动密封配合，活塞杆位于活塞的下端，且活塞杆的下端穿过壳体并伸至外界；

放气阀门固定在活塞杆的下端，控制调节流向涡轮增压器的排气气流；

单杆活塞的无杆端一侧通过第一通道与进气增压通道连通，另一侧通过第三开口与可调节流装置连通；

单杆活塞的活塞下端连接有第二预紧弹簧。

进一步的，两位三通气动阀包括阀芯和第一预紧弹簧；

阀芯上表面与进气增压通道连通，阀芯下表面通过第二开口与外界大气环境连通，两位三通气动阀和可调节流装置之间的分隔板上设有第三通道；

阀芯与分隔板及壳体的内壁滑动密封配合，该阀芯的下端连接有第一预紧弹簧；

阀芯内设有第四通道和第五通道，环绕阀芯的外回转侧表面分别设有第一环形凹槽和第二环形凹槽，第四通道的两端分别与进气增压通道和第二环形凹槽连通，第五通道的两端分别与第二开口和第一环形凹槽连通；

当第二环形凹槽与第三通道相通时，两位三通气动阀处于A位状态，当第一环形凹槽与第三通道相通时，两位三通气动阀处于B位状态；

且第一预紧弹簧的弹簧力小于第二预紧弹簧的弹簧力。

进一步的，可调节流装置包括固定螺栓和带帽螺母；

固定螺栓的一端固定在壳体的内壁上，另一端与带帽螺母螺纹配合；

带帽螺母的顶端呈锥形，并与第三开口相对配合形成锥形节流通道；

带帽螺母的中部环绕该带帽螺母的旋转外侧面设有齿轮状结构。

进一步的，带帽螺母的无帽端为锯齿型螺纹，并与固定螺栓互相旋转配合且自锁，其内部形成螺母密闭空间，螺母密闭空间的侧壁上开设有一与带帽螺母外表面连通的第二通道。