增压发动机排气管容积控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机排气管排气容积控制技术，尤其涉及增压发动机排气系统的增压发动机排气管容积控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]增压发动机的涡轮增压系统主要有脉冲增压系统和定压增压系统。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，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。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，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，如果一台发动机若同时配备定压增压系统与脉冲增压系统，高速工况时采用定压增压系统，低速或瞬态工况时采用脉冲增压系统，这是较为理想的。
[0003]经过检索，申请人发现申请号为200810203032.6的专利文献于2009年4月22日公开了一种利用隔板旋转来调节排气管容积的涡轮增压装置的技术，提供了一种利用旋转板来实现排气管容积连续可变的技术，但是由于旋转板的旋转需要用手动，不能实现自我旋转，不仅操作不便，且不能实现排气管容积的自我调节，不能满足使用需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供能够实现排气容积的自我调节，提高发动机工作性能的增压发动机排气管容积控制系统及控制方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]增压发动机排气管容积控制系统，包括和发动机的排气支管连接的排气总管，排气总管一端连接涡轮，排气总管另一端连接有调节排气容积的调节体；所述调节体内设有和调节体内壁密封接触的移动体，所述移动体上连接有一端伸入所述调节体内的拉伸杆，所述拉伸杆的另一端和与发动机曲轴连接的控制体连接。
[0007]所述控制体包括壳体和离心轴，所述离心轴一端固定在所述壳体上，所述离心轴的另一端穿出所述壳体和发动机的曲轴通过传动系统连接；还包括设于壳体内和所述离心轴连接的离心腔，所述离心腔内设有和所述离心轴连接的离心弹簧及离心体，所述离心体一端和所述离心弹簧连接，所述离心体的另一端和圆弧板一侧密封接触，所述圆弧板的另一侧设有套在圆弧板上的松紧带；位于壳体内上端的圆弧板连接有拉伸轴，所述拉伸杆和所述拉伸轴连接。
[0008]所述离心腔、设于离心腔内的离心弹簧、离心体以及圆弧板构成离心组件，所述离心组件为两组以上，所述离心组件呈阵列布置。
[0009]所述离心轴安装在壳体中部。
[0010]所述圆弧板的个数大于或等于离心腔的个数。
[0011]所述圆弧板之间的间隙宽度小于离心体的横截面宽度。
[0012]所述离心体和圆弧板密封接触的一端端面为和圆弧板适配的弧面。
[0013]所述移动体的横截面为倒V形结构，所述移动体底端通过拉伸弹簧和调节体底端连接。
[0014]所述调节体内部腔体的横截面为长方形；所述控制体内部腔体的横截面为圆形。
[0015]排气管排气容积控制方法，利用上述的增压发动机排气管容积控制系统来实现，具体为:
[0016]当发动机转速增大时，离心轴的转速增大，布置在离心腔内的离心体在旋转过程中离心力增大，离心体同步向外移动并拉伸离心弹簧，布置在控制体的壳体内上端的圆弧板受到离心体的离心力的作用后向上移动，拉伸轴也同步上移，拉伸轴带动拉伸杆上移，从而使拉伸杆带动移动体向上移动，排气总管中排气所占容积增大，发动机泵气损失较小；
[0017]发动机转速较低时，离心轴的转速较低，在离心弹簧、松紧带的作用下离心体同步向内移动，布置在控制体的壳体内上端的圆弧板向下移动，拉伸轴也同步下移，拉伸轴带动拉伸杆下移，使拉伸杆带动移动体向下移动，排气总管中排气所占容积减小，脉冲能量能够充分利用。
[0018]本发明的优点在于:本发明增压发动机排气管容积控制系统及控制方法，排气总管容积根据发动机转速进行连续可调，且调整过程是自动实现的，不仅结构简单合理，且能兼顾发动机的各种运行工况，能够大幅度提高发动机的工作性能。
【附图说明】
[0019]下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0020]图1为本发明增压发动机排气管容积控制系统的俯视示意图。
[0021]图2为图1中A-A剖面的结构示意图。
[0022]图3为本发明中增压发动机排气管容积控制系统的控制体的横截面剖面图。
[0023]图4为图3中B-B剖面的结构示意图。
[0024]图5为图4中C-C剖面的结构示意图。
[0025]其中:1、压气机进气管，2、压气机，3、发动机进气管，4、发动机，5、排气支管，6、排气总管，7、涡轮，8、涡轮排气管，9、调节体，10、移动体，11、控制体，12、拉伸轴，13、拉伸杆，14、离心轴，15、离心腔，16、离心体，17、离心弹簧，18、圆弧板，19、松紧带，20、拉伸弹簧。
【具体实施方式】
[0026]下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0027]如图1至图5所示，本发明增压发动机排气管容积控制系统，包括和发动机的排气支管5连接的排气总管6，排气总管6 —端连接涡轮7，排气总管6另一端连接有调节排气容积的调节体9 ;调节体9内设有和调节体9内壁密封接触的移动体10，移动体10上连接有一端伸入调节体9内的拉伸杆13，拉伸杆13的另一端连接有控制体11，控制体11和发动机曲轴连接。发动机曲轴转动，使控制体11实现移动体10在调节体9内上下移动，以实现发动机排气管容积的调整，以使发动机兼顾各种工况，提高发动机的工作性能。
[0028]具体地，增压发动机排气管容积控制系统包括压气机进气管1、压气机2、发动机进气管3、发动机4、排气支管5、排气总管6、涡轮7、涡轮排气管8、调节体9、移动体10、控制体11、拉伸轴12、拉伸杆13、离心轴14、离心腔15、离心体16、离心弹簧17、圆弧板18、松紧带19、拉伸弹簧20，压气机2的进出气口分别与压气机进气管I的出气口、发动机进气管3的进气口相连接，发动机4的进出气口分别与发动机进气管3的出气口、排气支管5的进气口相连接，排气支管5的进气口相连接的出气口与排气总管6相连接，涡轮7的进出气口分别与排气总管6的出气口、涡轮排气管8的进气口相连接，调节体9与排气总管6的后端口相连接。
[0029]调节体9内部腔体的横截面为长方形，移动体10布置在调节体9内并与调节体9的内壁面密封接触，拉伸杆13的一端穿过调节体9上壁面后与移动体10上壁面固结在一起，拉伸杆13的另一端与拉伸轴12的一端固结在一起，拉伸轴12的另一端与控制体11内部上端的圆弧板18固结在一起。
[0030]控制体11内部腔体的横截面为圆形，为离心组件提供足够的运动空间，控制体11包括壳体和离心轴14，壳体上端设有供拉伸轴12伸出的孔；离心轴14的一端穿入控制体11的壳体中部后镶嵌在控制体11的后壁上，离心轴14的一端穿出壳体和发动机的曲轴通过传动系统连接。优选离心轴14通过链条及链轮与发动机4的曲轴相连接。离心腔15、离心体16、离心弹簧17、圆弧板18、松紧带19均布置在控制体11的壳体内，离心腔15与离心轴14固结在一起，离心弹簧17和离心轴4连接，离心体16的一端布置在离心腔15内并通过离心弹簧17与离心轴14相连接，离心体16的另一端穿出离心腔15与圆弧板18密封接触，离心体16和圆弧板密封接触的一端端面为和圆弧板1