[发明专利]发动机废气涡轮增压器进气调节装置

说明书

本发明涉及一种涡轮增压发动机的附加装置，主要用于改善发动机与涡轮增压器匹配工况。

目前已有的涡轮增压发动机在外特性工况下，高转速与低转速时不能都处于最佳工作状况。原因是由于涡轮增压器与发动机匹配不佳。目前国内外在本领域中有采用可变几何的涡轮增压器，顺序增压及涡轮端放气等方案来改变其匹配工况，但结构复杂，高温工况下的可靠性，漏气损失及效率等问题均末得到圆满解决。

本发明的目的正是针对上述已有技术的不足而设计的一种涡轮增压发动机用进气调节装置。它根据发动机与涡轮增压器的匹配原理而设计，随着发动机的不同工况，改变进气口截面积的大小，同时改变发动机的性能。

本发明的目的是由以下措施来实现：用于发动机废气涡轮增压器的进气调节装置，包括由前后两块盖板及矩形箱体构成的壳体，以及连杆、传动轴、齿轮。连杆装于箱体两侧，一端与壳体中部的传动齿轮相连，另一端通过变位销装于半圆块上，传动轴装于壳体的中部，横穿过壳体的两侧，传动轴两轴端装有齿轮。壳体内上、下两部分通过导向销与半圆块相连，半圆块的结构一半为圆形，另一半的几何外形加工成型线。半圆块的两边分别与长摆块和短摆块相啮合。长、短摆块分别通过各自窄端的孔装于两侧壳体上。上、短摆块加工成外卡钳型，其宽端为叉式凹型，一边为直叉形，另一边为钩状叉。导向销是横截面为正方形的销轴。装于箱体上、下两侧，并伸入半圆块内，起导向作用。在壳体中部上、下两个半圆块之间装有棱形块。

通过将本发明装在12150L发动机上试验表明，最大扭矩转速下降14%，最大扭矩值可增加7.1%，燃油比耗量降低1～2%，低转速时功率可增加5%，扭矩系数也增加7%，并可在700℃以上长期工作，控制方便。

下面结合附图对本发明做详细说明：

图1为本发明的结构图

图2为图1的俯视图

图3为壳体中间无棱形块的另一方案图

图4为本发明与已有技术的发动机外特性及通用特性对比曲线

图5为变位销的安装示意图

图6为图5的左侧

附图说明：

1-棱形块    2-壳体    3-盖板    4-半圆块

5-长摆块    6-短摆块    7-销轴    8-变位销

9-导向销    10-盖板    11-连杆    12-传动轴

13-齿轮    14-小齿轮轴    15-压板    16-方键

该装置可装于发动机排气管与涡轮蜗壳之间，或直接装在涡轮进口段内，该装置包括有壳体、连杆、传动轴、齿轮。壳体由前、后两块盖板及矩形箱体构成。连杆装于箱体前后两侧，一端与壳体中部的传动齿轮相连，另一端通过变位销装于半圆块4上。传动轴装于壳体的中部，横穿过壳体的两侧。传动轴两轴端装有齿轮。壳体内上、下两部分通过导向销与半圆块相连，半圆块的结构一半为圆形，另一半的几何外形加工成型线。半圆块的两边分别与长摆块、短摆块相啮合，长、短摆块分别通过各自窄端的孔装于两侧箱体上。长、短摆块加工成外卡钳型。其宽端为叉式凹形，一边为直叉形，另一边为钩状叉。导向销是横截面为正方形的销轴。装于箱体上、下两侧，并伸入半圆块内起导向作用。工作时，动力经小齿轮轴14带动齿轮13转动，齿轮13与传动轴12、连杆11相连，连杆推动变位销8做上下移动，变位销装在半圆块4上，因此带动半圆块做上、下移动，与半圆块相啮合的长摆块5与短摆块6也随之做摆动，从而在发动机不同工况下，形成喷管状流道的最小截面积作相应变化。即在发动机高转速时，半圆块4及长、短摆块5、6处于上限位置，这时进气口的截面最大，通过的气流最多。当发动机低转速时，半圆块及长、短摆快处于下限位置，进气口截面最小，此时流量比未装本专利时有所增加。导向轴9用来限制半圆块，使它保持做上、下移动，而不能转动。

半圆块的几何外形是一半为半圆形，另一半加工成型线，长摆块，短摆块加工成大小不同的外卡钳形，窄端有一圆孔，通过销轴7安装在壳体2上，宽的一端加工成叉式凹型，一侧为直叉状，另一侧为钩状叉。即当半圆块做上、下移动时，长、短摆块的直叉沿着半圆块的半圆面轨迹移动，钩状叉则沿着半圆块的型线轨迹移动。当半圆块运动到下限位置时，齿轮13停止转动，连杆11也停止移动，半圆块、长、短摆块处于极限位置;当发动机工况变大时，机构做反向移动。这样反复上下移动形成可变进气口。

在壳体的中部，上、下两个半圆块之间可以安装一个棱形块1，它的安装与否可视不同要求工况、尺寸及发动机的配置情况而定。传动装置也可采用螺母、螺栓装置或涡轮、蜗杆装置，可参见图3。