[实用新型]涡轮增压器防喘振阀

说明书

本实用新型涉及一种涡轮增压器防喘振阀。

在现有技术中，当环境温度大幅度降低导致涡轮增压器发生喘振时，常采用在涡轮增压器的出口管道上安装放气阀的方法，放掉多余的气体，以控制与涡轮增压器相匹配柴油机的进气压力等措施防止喘振。如从法国引进的内燃机车的AGO型柴油机上的涡轮增压器就装有放气阀；又如US4791906、US4322948和US4387571号美国专利说明书所述，也是采用放气阀控制进入柴油机气缸内的气体压力防止发生喘振。上述放气阀的传感元件均采用的是薄膜式的，其缺点是当涡轮增压器处于高负荷区运转的非喘振区时，一直处于开启放气状态，使进入柴油机气缸内的空气量减少而性能下降。

本实用新型的目的是提供一种涡轮增压器防喘振阀，克服现有放气阀存在的缺点，使涡轮增压器处于高负荷区运转时，该阀自动地关闭放气通道，以保证与涡轮增压器匹配的柴油机处于最佳经济条件下正常运转。

本实用新型的涡轮增压器防喘振阀，包括一个由上阀体和下阀体通过止口和法兰连接而成的筒形阀体。阀体上下两端分别装有带调整螺钉的调压盖和带通气孔的底盖。阀体内下部装有滑阀，滑阀上部装有弹簧，下阀体中部侧壁开有与阀体内腔连通的动力气源孔，阀体直径方向开有穿过两侧壁的增压空气进孔、出孔。其结构特点是滑阀带有与增压空气进孔、出孔对应的气流通道。滑阀上部装有的弹簧，直径较小的弹簧的一端通过弹簧座压靠于滑阀的大端，另一端通过弹簧座压靠于调整螺钉；套在直径较小的弹簧外的直径较大的弹簧一端通过弹簧座压靠于下阀体内的上环形端面，另一端通过弹簧座压靠于调压盖。这样当气压超过喘振区后，压力进一步提高时，滑阀向上移动，滑阀的气流通道移过增压空气进孔、出孔，能在高负荷下运转时又自动关闭排气孔，达到与涡轮增压器相匹配的柴油机处于最经济状态正常工作的目的。滑阀即是传感元件又是放气执行元件，结构比较简单，维修方便。本实用新型的涡轮增压器防喘振阀可直接装于涡轮增压器，不必改变涡轮增压器的结构，安装方便。筒形阀体内自下向上可分别镶有三个直径逐级增大的固定滑套。

本实用新型经装机试验证明，柴油机在－10℃～－30℃的外界温度下运用，涡轮增压器不发生喘振，工作安全可靠。

附图1涡轮增压器的喘振特性曲线图。图中横坐标为标准大气压条件下的空气流量Gnp（kg／s）；纵坐标为同一条件下涡轮增压器的压比πk，Nnp（r／min）为其转速，ηk为压气机的效率，26表示喘振线，27表示涡轮增压器运行线，28表示防喘振阀开启时涡轮增压器的运行线，29表示已有技术中的防喘振阀开启时涡轮增压器的运行线。

图2  防喘振阀的纵向剖视图。

图3  防喘振阀在涡轮增压器上的安装示意图，21表示涡轮增压器，22表示塞门，23表示动力气源管，24表示本实用新型的防喘振阀，25表示增压空气出口管。

现结合附图对本实用新型实例详述如下：

如图2所示，在通过止口、法兰和螺栓将上阀体10与下阀体13连接组成的筒形阀体孔内，自下向上分别镶有三个孔径逐级增大的固定式粉末冶金滑套15、14和9。阀体下端装有带通气孔19的底盖18，其上端装有带调整螺钉1的调压盖3。调整螺钉1和调压盖3上分别设有锁紧螺母2和6。阀体孔内下部的滑套14和15内滑动地装入带两道环形槽的滑阀16，其两道环形槽间的圆柱面关闭沿阀体直径方向穿过其两侧壁及滑套15的通孔B，上环槽与滑套14及对应的阀体侧壁通孔A连通。滑阀16的下端面与底盖18之间有缓冲橡胶垫17。内弹簧12的上下两端分别通过弹簧座7和11压靠于调整螺钉1和滑阀16的上端盲孔底面；与弹簧12共轴的外弹簧5的上下两端分别通过弹簧座4和8压靠于调压盖3和滑套14的上环形端面。滑阀16上部空腔的阀体侧壁开有防止产生背压的通气孔20。

涡轮增压器与柴油机匹配运转时，动力气源的气流经孔A进入滑阀16的上环槽与滑套14的孔围成的空腔内，当气压大于调整螺钉1调定内弹簧12对滑阀16的压力时，滑阀16开始沿其轴线上移，同时，其下环槽逐渐上移开启增压空气进排气孔B，此时防喘阀开始放气，如附图2中箭头所示。随着涡轮增压器转速上升、气压升高，滑阀16继续上移，将进排气孔B全部开启，此时滑阀16的顶端环形面抵住外弹簧座8的底平面，在未能克服外弹簧5调定的预紧力时，孔B仍处于全开启状态。当涡轮增压器的转速上升达到高转速区（约18000r／min）时，（此时柴油机处于高负荷状态运转）高气压使滑阀16又克服外弹簧5的预紧力，与弹簧座8一起上移，滑阀16的下环槽以下的柱面逐渐地将孔B关闭。当弹簧座8移至上止点时，孔B被全部关闭，从而使涡轮增压器安全地越过了喘振区，如图1中双点划弧线AB所示，因此与之相匹配的柴油机即处于高负荷经济运转状态。