一种可实现单级、两级增压的涡轮增压器结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种内燃机，具体地说是涡轮增压内燃机的增压器。
【背景技术】
[0002]采用两级增压都可以提高增压器效率，提高增压内燃机经济性和排放性，因此得到了广泛的使用。但是现阶段，一般通过几套增压器通过管道和阀门的连接实现这种增压技术，其缺点在于过多的管路和阀门会占据大量的空间。为了节省空间，公开号为CN104612983A的专利提出了一种单轴串联式两级压气机结构，但这种结构的缺点在于只能进行两级增压，而不能进行单级增压。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供解决在单级增压和两级增压之间切换问题的一种可实现单级、两级增压的涡轮增压器结构。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
[0005]本发明一种可实现单级、两级增压的涡轮增压器结构，其特征是:包括涡轮、压气机以及连接涡轮与压气机的轴，所述轴包括相连在一起的轴A段和轴B段，所述压气机包括叶轮A和叶轮B，叶轮A和叶轮B通过轴B段相连，叶轮B和涡轮通过轴A段相连，叶轮A的进口通过进口气路I与大气相通，叶轮A的出口连接出口气路I，出口气路I上接有切换控制阀I，切换控制阀I后气路分成两路，第一路与连通气路I相连，第二路与连通气路II相连，叶轮B的进口连接进口气路II，进口气路II上接有切换控制阀II，切换控制阀II分别与连通气路I和大气相通，叶轮B的出口气路II与连通气路II相连汇成一支气路后与内燃机的进气管相连通。
[0006]本发明还可以包括:
[0007]1、所述切换控制阀I具有两种状态，即:切换控制阀I第一种状态为，把出口气路I与连通气路I相连通，同时出口气路I与连通气路II断开；切换控制阀I第二种状态为，把出口气路I与连通气路II相连通，同时出口气路I与连通气路I断开。
[0008]2、所述切换控制阀II具有两种状态，即:切换控制阀II第一种状态为，把进口气路II与连通气路I相连通，同时进口气路与大气断开；切换控制阀II第二种状态为，把进口气路与大气相连通，同时进口气路II与连通气路I断开。
[0009]本发明的优势在于:本发明提出了一种新型的涡轮增压器结构，此结构通过切换控制阀I 5、切换控制阀II 4的开关状态，使两个叶轮在串联工作和并联工作间切换，即可实现两级增压和单级增压的切换，可以明显减小增压系统的结构尺寸。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图；
[0011]图2为两级增压状态下增压器压气机内部连接结构图；
[0012]图3为单级增压状态下增压器压气机内部连接结构图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0014]结合图1?3，本发明所述的增压器包括:祸轮1，压气机6和轴A段8。
[0015]本发明中对压气机结构在原有的压气机的基础上进行了改进，所述压气机6结构包括为:进口气路I 04、叶轮A3、出口气路I 07、切换控制阀I 5、连通气路I 03、连通气路II 08、切换控制阀II 4、进口气路II 06、叶轮B2、连通气路II 08相连和出口气路II 05。
[0016]增压器的轴为两段:轴A段8和轴B段9，由于两段轴在一根轴上，所以涡轮1，叶轮B2，叶轮A3的旋转速度相同。
[0017]所述的涡轮1由进口气路III 02与内燃机的排气管相连，把废气引入涡轮做功，通过出口气路III 01排出废气。
[0018]所述的叶轮B2和叶轮A3的尺寸大小可以根据实际情况确定，本发明中采用相同的两个压气机组成。
[0019]所述的叶轮A3通过进口气路I 04与大气相连，向压气机内部引入空气；在叶轮A3的出口气路I 07后接有切换控制阀I 5，切换控制阀I 5后气路分成两路:其中一条气路与连通气路I 03相连，另一条气路与连通气路II 08相连。
[0020]所述的叶轮B2的进口气路II 06上装有切换控制阀II 4，切换控制阀II 4分别与两条气路连接:其中一条与连通气路I 03相连；另一条气路上与大气相连。
[0021]所述叶轮B2的出口气路II 05与连通气路II 08相连汇成一支气路后，与内燃机的进气管相连，给内燃机提供压缩空气。
[0022]所述的切换控制阀I 5的功能为根据信号选择连通、断开气路，其连接方式为:状态I，把出口气路I 07与连通气路I 03相连，则此时出口气路I 07与连通气路II 08断开；状态II，把出口气路I 07与连通气路II 08相连，则此时出口气路I 07与连通气路I 03断开。
[0023]所述的切换控制阀II 4的功能为根据信号选择连通、断开气路，其连接方式为:状态I，把进口气路II 06与连通气路I 03相连，则此时进口气路II 06与大气断开；状态II，把进口气路II 06与大气连通，则此时进口气路II 06与连通气路I 03断开。
[0024]所述的进口气路I 04为压气机叶轮A3之前的进气道部分，出口气路I 07为叶轮21出口到达切换控制阀I 5之间的气路部分，连通气路II 08为蜗壳I 23中的流道，连通气路I 03为切换控制阀I 5与切换控制阀II 4之间的气路部分，进口气路II 06为切换控制阀II 4与叶轮B2前缘之间的进气道部分，出口气路II 05为叶轮B2出口到蜗壳II 24出口之间的气路部分。蜗壳I 23和蜗壳II 24的出口通过气管连接起来，并一同连接到内燃机的进气管处。
[0025]当所述的切换控制阀I 5、切换控制阀II 4都处于状态I时，则此涡轮增压器处于两级增压状态；当所述的切换控制阀I 5、切换控制阀II 4都处于状态II时，则此涡轮增压器处于单级增压状态。
[0026]当所述的切换控制阀I 5、切换控制阀II 4都处于状态I时，本发明的增压器处于两级增压状态下，此时出口气路I 07与连通气路I 03连通以及连接气路I 03与进口气路II06连接。气体在压气机中的流动过程为:环境中的气体通过进口气路I 04流入到压气机的叶轮A3中，叶轮A3对气体做功，气体从叶轮A3中流出到出口气路I 07中，然后通过连通气路I 03、进口气路II 06进入到叶轮B2中，叶轮B2对气流进行第二次做功，气流从叶轮B2出到出口气路II 05中，然后流出压气机。在此过程中，气流经过两个叶轮做功，完成两级增压的过程。
[0027]当所述的切换控制阀I 5、切换控制阀II 4都处于状态II时，本发明的增压器处于单级增压状态下，此时出口气路I 07与连通气路II 08连通以及进口气路II 06与大气环境连接。气体在压气机中的流动过程为:环境中的气体分成两路进入压气机，(1)通过进口气路I 04流入到叶轮B2中，叶轮B2对气体做功，气体从叶轮B2中流出到连通气路II 08中；
(2)环境中的气体通过进口气路II 06进入到叶轮A3中，叶轮A3对气流做功，气流从叶轮A3流出到出口气路II 05中，然后流出压气机。两路气流在出口气路II 05与连通气路II 08连接处合成一路气流，最终进入内燃机进气管。在此过程中，气流分别经过两个叶轮做功，完成单级增压的过程。
【主权项】
1.一种可实现单级、两级增压的涡轮增压器结构，其特征是:包括涡轮、压气机以及连接涡轮与压气机的轴，所述轴包括相连在一起的轴A段和轴B段，所述压气机包括叶轮A和叶轮B，叶轮A和叶轮B通过轴B段相连，叶轮B和涡轮通过轴A段相连，叶轮A的进口通过进口气路I与大气相通，叶轮A的出口连接出口气路I，出口气路I上接有切换控制阀I，切换控制阀I后气路分成两路，第一路与连通气路I相连，第二路与连通气路II相连，叶轮B的进口连接进口气路II，进口气路II上接有切换控制阀II，切换控制阀II分别与连通气路I和大气相通，叶轮B的出口气路II与连通气路II相连汇成一支气路后与内燃机的进气管相连通。2.根据权利要求1所述的一种可实现单级、两级增压的涡轮增压器结构，其特征是:所述切换控制阀I具有两种状态，即:切换控制阀I第一种状态为，把出口气路I与连通气路I相连通，同时出口气路I与连通气路II断开；切换控制阀I第二种状态为，把出口气路I与连通气路II相连通，同时出口气路I与连通气路I断开。3.根据权利要求1或2所述的一种可实现单级、两级增压的涡轮增压器结构，其特征是:所述切换控制阀II具有两种状态，即:切换控制阀II第一种状态为，把进口气路II与连通气路I相连通，同时进口气路与大气断开；切换控制阀II第二种状态为，把进口气路与大气相连通，同时进口气路II与连通气路I断开。
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种可实现单级、两级增压的涡轮增压器结构，包括涡轮、压气机，压气机包括叶轮A和叶轮B，叶轮A通过进口气路Ⅰ与大气相连，向压气机内部引入空气；在叶轮A的出口气路Ⅰ后接有切换控制阀Ⅰ，切换控制阀Ⅰ后气路分成两路：其中一条气路与连通气路Ⅰ相连，另一条气路与连通气路Ⅱ相连；所述的叶轮B的进口气路Ⅱ上装有切换控制阀Ⅱ，切换控制阀Ⅱ分别与两条气路连接：其中一条与连通气路Ⅰ相连；另一条气路上与大气相连；所述叶轮B的出口气路Ⅱ与连通气路Ⅱ相连汇成一支气路后，与内燃机的进气管相连，给内燃机提供压缩空气。本发明可实现两级增压和单级增压的切换，可以明显减小增压系统的结构尺寸。
【IPC分类】F02B37/12, F04D29/28, F04D17/12
【公开号】CN105317534
【申请号】CN201510771193
【发明人】王银燕, 孙永瑞, 王贺春, 杨传雷, 祖象欢, 李旭
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月12日