单涡轮与双涡轮切换系统技术方案

一种机械设计技术领域的单涡轮与双涡轮切换系统，包括：压气机、进气管、发动机、排气管、涡轮、容积腔、连接管、移动体、弹簧和连通管，移动体安装在容积腔内并与容积腔的内壁面密封接触，移动体的左壁面通过弹簧与容积腔左壁面相连接。发动机进气管内压力较高时，移动体向右移动，第一压气机、第二压气机、第一涡轮、第二涡轮同时工作，发动机泵气损失较小，发动机整机性能较优；当发动机进气管内压力较低时，移动体向左移动，仅有第一压气机与第一涡轮工作，脉冲能量充分利用，发动机进气压力较高，发动机整机性能较优。本发明专利技术设计合理，结构简单，适用于带有双涡轮和双压气机的涡轮增压系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种机械设计
的涡轮增压系统，特别是一种单涡轮与双涡轮切换系统。
技术介绍
随着社会的发展和环保要求的提高，发动机增压技术的应用越来越广泛，中大功率的发动机大都采用涡轮增压技术，以提高功率和降低燃油消耗率。涡轮增压系统的两种基本型式为定压增压系统和脉冲增压系统。定压增压系统，各缸共用一根容积较大的排气管，排气管系结构比较简单，涡轮当量流通面积较大，排气管内压力基本上保持恒定，压力大小仅与发动机的负荷和转速有关，不同缸数柴油机的增压系统可以进行统一设计。定压增压系统在高速工况时，泵气损失较小，涡轮效率较高，性能较优；但是在低速工况时，不能充分利用排气脉冲能量。脉冲增压系统，依据各缸发火顺序，将排气不发生干扰的两个气缸或三个气缸和同一根排气管相连接，排气管系管径较小，涡轮当量流通面积也较小，排气脉冲能量可以充分利用，低速工况和瞬态工况性能较好；但是在高速工况时，泵气损失较大。由此可见，如果一台发动机的涡轮当量流通面积可以随着工况的变换而变化，高速工况时使涡轮当量流通面积变大，低速工况时使涡轮当量流通面积变小，这是较为理想的。经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL200820226936.6，专利名称:一种涡轮增压器的压气机并联增压装置，该专利技术提供了一种压气机壳体可变的装置，能较好地兼顾发动机的高低转速工况；但是其壳体的变化需要一套专门的控制机构，从而使增压系统结构变的比较复杂。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，提供了一种单涡轮与双涡轮切换系统，使增压系统可以自我调节，较好地兼顾发动机的高低转速工况，而且结构简单，不需要专门的控制机构。本专利技术是通过以下技术方案来实现的，本专利技术包括:第一压气机进气管、第一压气机、第一涡轮出气管、第一涡轮、第二压气机进气管、第二压气机、第二涡轮出气管、第二涡轮、发动机进气管、发动机、发动机排气管、连接轴、容积腔、容积腔上壁面、容积腔下壁面、容积腔左壁面、容积腔右壁面、容积腔前壁面、容积腔后壁面、移动体、弹簧、第一连接管、第二连接管、第三连接管、第四连接管、第一连通管和第二连通管，第一压气机的进出气口分别与第一压气机进气管的出气口、发动机进气管的进气口相连接，第二压气机的进气口与第二压气机进气管的出气口相连接，第一涡轮的进出气口分别与发动机排气管的出气口、第一涡轮出气管的进气口相连接，第二涡轮的出气口与第二涡轮出气管的进气口相连接，发动机的进出气口分别与发动机进气管的出气口、发动机排气管的进气口相连接，第一压气机、第二压气机、第二涡轮、第一涡轮通过连接轴同轴相连，容积腔的横截面为长方形，容积腔上壁面、容积腔下壁面、容积腔左壁面、容积腔右壁面、容积腔前壁面、容积腔后壁面固接为一体，第一连接管的两端分别与发动机进气管、容积腔左壁面相连通，第二连接管的两端分别与发动机排气管、容积腔右壁面相连通，第三连接管的两端分别与第二压气机的出气口、容积腔下壁面相连通，第四连接管的两端分别与第二涡轮的进气口、容积腔下壁面相连通，移动体安装在容积腔内并与容积腔的内壁面密封接触，第一连通管的两端分别与移动体的左壁面和下壁面相连通，第二连通管的两端分别与移动体的右壁面和下壁面相连通，移动体的左壁面通过弹簧与容积腔左壁面相连接。在本专利技术中，移动体可以在容积腔内左右移动。当发动机进气管内压力较高时，移动体左方的容积腔内压力也较高，移动体向右移动并拉伸弹簧，从而使第一连接管与第三连接管相连通，第二连接管与第四连接管相连通，在整个增压系统中第一压气机、第二压气机、第一涡轮和第二涡轮均同时在工作，涡轮当量入口面积较大，发动机泵气损失较小，发动机整机性能较优；当发动机进气管内压力较低时，移动体左方的容积腔内压力也较低，在弹簧的拉伸作用下，移动体向左移动，从而使第一连接管与第三连接管相隔断，第二连接管与第四连接管相隔断，在整个增压系统中仅有第一压气机和第一涡轮在工作，涡轮当量入口面积较小，脉冲能量可以充分利用，发动机进气压力较大，发动机整机性能较优。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果为:本专利技术设计合理，结构简单，既能兼顾发动机的高低转速工况，又能使增压系统不需要专门控制机构。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1中A-A剖面的结构示意图；其中:1、第一压气机进气管，2、第一压气机，3、第一润轮出气管，4、第一润轮,5、第二压气机进气管，6、第二压气机，7、第二涡轮出气管，8、第二涡轮，9、发动机进气管，10、发动机，11、发动机排气管，12、连接轴，13、容积腔，14、容积腔上壁面，15、容积腔下壁面，16、容积腔左壁面，17、容积腔右壁面，18、容积腔前壁面，19、容积腔后壁面，20、移动体，21、弹簧，22、第一连接管，23、第二连接管，24、第三连接管，25、第四连接管，26、第一连通管，27、第二连通管。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例以本专利技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1和图2所示，本专利技术包括:第一压气机进气管1、第一压气机2、第一涡轮出气管3、第一涡轮4、第二压气机进气管5、第二压气机6、第二涡轮出气管7、第二涡轮8、发动机进气管9、发动机10、发动机排气管11、连接轴12、容积腔13、容积腔上壁面14、容积腔下壁面15、容积腔左壁面16、容积腔右壁面17、容积腔前壁面18、容积腔后壁面19、移动体20、弹簧21、第一连接管22、第二连接管23、第三连接管24、第四连接管25、第一连通管26和第二连通管27,第一压气机2的进出气口分别与第一压气机进气管I的出气口、发动机进气管9的进气口相连接，第二压气机6的进气口与第二压气机进气管5的出气口相连接，第一涡轮4的进出气口分别与发动机排气管11的出气口、第一涡轮出气管3的进气口相连接，第二涡轮8的出气口与第二涡轮出气管7的进气口相连接，发动机10的进出气口分别与发动机进气管9的出气口、发动机排气管11的进气口相连接，第一压气机2、第二压气机6、第二涡轮8、第一涡轮4通过连接轴12同轴相连，容积腔13的横截面为长方形，容积腔上壁面14、容积腔下壁面15、容积腔左壁面16、容积腔右壁面17、容积腔前壁面18、容积腔后壁面19固接为一体，第一连接管22的两端分别与发动机进气管9、容积腔左壁面16相连通，第二连接管23的两端分别与发动机排气管11、容积腔右壁面17相连通，第三连接管24的两端分别与第二压气机6的出气口、容积腔下壁面15相连通，第四连接管25的两端分别与第二涡轮8的进气口、容积腔下壁面15相连通，移动体20安装在容积腔13内并与容积腔13的内壁面密封接触，第一连通管26的两端分别与移动体20的左壁面和下壁面相连通，第二连通管27的两端分别与移动体20的右壁面和下壁面相连通，移动体20的左壁面通过弹簧21与容积腔左壁面16相连接。在本专利技术中，移动体20可以在容积腔13内左右移动。当发动机进气管9内压力较高时，移动体20左方的容积腔13内压力也较高，移动体20向右移动并拉伸弹簧21，从而使第一连接管22与第三连接管24相连通，第二连接管23与第四连接管25相连通，在整个增压系统中第一压气机2、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单涡轮与双涡轮切换系统，包括:第一压气机进气管（1）、第一压气机（2）、第一涡轮出气管（3）、第一涡轮（4）、第二压气机进气管（5）、第二压气机（6）、第二涡轮出气管（7）、第二涡轮（8）、发动机进气管（9）、发动机（10）、发动机排气管（11）和连接轴（12），第一压气机（2）的进出气口分别与第一压气机进气管（1）的出气口、发动机进气管（9）的进气口相连接，第二压气机（6）的进气口与第二压气机进气管（5）的出气口相连接，第一涡轮（4）的进出气口分别与发动机排气管（11）的出气口、第一涡轮出气管（3）的进气口相连接，第二涡轮（8）的出气口与第二涡轮出气管（7）的进气口相连接，发动机（10）的进出气口分别与发动机进气管（9）的出气口、发动机排气管（11）的进气口相连接，第一压气机（2）、第二压气机（6）、第二涡轮（8）、第一涡轮（4）通过连接轴（12）同轴相连，其特征在于还包括容积腔（13）、容积腔上壁面（14）、容积腔下壁面（15）、容积腔左壁面（16）、容积腔右壁面（17）、容积腔前壁面（18）、容积腔后壁面（19）、移动体（20）、弹簧（21）、第一连接管（22）、第二连接管（23）、第三连接管（24）、第四连接管（25）、第一连通管（26）和第二连通管（27），容积腔（13）的横截面为长方形，容积腔上壁面（14）、容积腔下壁面（15）、容积腔左壁面（16）、容积腔右壁面（17）、容积腔前壁面（18）、容积腔后壁面（19）固接为一体，第一连接管（22）的两端分别与发动机进气管（9）、容积腔左壁面（16）相连通，第二连接管（23）的两端分别与发动机排气管（11）、容积腔右壁面（17）相连通，第三连接管（24）的两端分别与第二压气机（6）的出气口、容积腔下壁面（15）相连通，第四连接管（25）的两端分别与第二涡轮（8）的进气口、容积腔下壁面（15）相连通，移动体（20）安装在容积腔（13）内并与容积腔（13）的内壁面密封接触，第一连通管（26）的两端分别与移动体（20）的左壁面和下壁面相连通，第二连通管（27）的两端分别与移动体（20）的右壁面和下壁面相连通，移动体（20）的左壁面通过弹簧（21）与容积腔左壁面（16）相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种单涡轮与双涡轮切换系统，包括:第一压气机进气管(I)、第一压气机(2)、第一涡轮出气管(3)、第一涡轮(4)、第二压气机进气管(5)、第二压气机(6)、第二涡轮出气管(7)、第二涡轮(8)、发动机进气管(9)、发动机(10)、发动机排气管(11)和连接轴(12)，第一压气机(2 )的进出气口分别与第一压气机进气管(I)的出气口、发动机进气管(9 )的进气口相连接，第二压气机(6)的进气口与第二压气机进气管(5)的出气口相连接，第一涡轮(4)的进出气口分别与发动机排气管(11)的出气口、第一涡轮出气管(3)的进气口相连接，第二涡轮(8)的出气口与第二涡轮出气管(7)的进气口相连接，发动机(10)的进出气口分别与发动机进气管(9)的出气口、发动机排气管(11)的进气口相连接，第一压气机(2)、第二压气机(6)、第二涡轮(8)、第一涡轮(4)通过连接轴(12)同轴相连，其特征在于还包括容积腔(13)、容积腔上壁面(14)、容积腔下壁面(15)、容积腔左壁面(16)、容积腔右壁面(17)、容积腔前壁面(18)、容积腔后壁面...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛冰，柳伟杰，袁用文，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：