[发明专利]一种用于两级涡轮增压器的旁通阀装置

说明书

本发明公开了一种用于两级涡轮增压器的旁通阀装置，包括：外筒、内筒、推杆和弹簧，外筒嵌装于高压级涡轮箱内，内筒设于外筒的内部空腔内，且其上设有通孔及若干开孔；推杆包括推杆杆身、设于推杆杆身一端的推杆进口面以及设于推杆杆身另外一端的推杆出口面，推杆杆身自通孔穿过内筒的内部空腔；弹簧套设于推杆杆身上，且始终处于压缩状态，弹簧的一端固定于推杆进口面上，另外一端固定于通孔的内壁面上。本发明将两级涡轮增压器的旁通阀及执行机构小型化嵌入在高压级涡轮箱内，通过对气动执行装置的开启压力的控制实现了对涡轮增压器废气旁通阀的开启时刻、旁通特性、最大废气旁通量等重要性能影响参数的控制，且最大程度上保证了结构的紧凑性。

技术领域

本发明涉及涡轮增压器技术领域，更具体的说，涉及一种用于两级涡轮增压器的旁通阀装置。

背景技术

要想实现发动机的节能减排，最为关键的是在保证发动机输出功率符合要求的前提下使发动机实现小型化，而实现其小型化的一个关键措施就是利用增压技术。在相同输出功率的情况下，增压发动机的排量可比自然吸气发动机减小15％～32％，燃油消耗率降低10％左右。因此，目前涡轮增压技术在节能减排方面的重要作用已得到广泛重视。

而相比单级增压，两级增压系统不但同样具备提升柴油机动力性、燃油经济性、高原适应性以及改善尾气排放等优点，还可以弥补单级增压系统高压比时流量范围较窄、稳态匹配难以同时兼顾高、低转速工况和瞬态响应迟滞等不足，具有很好的应用价值。

由于实际发动机运行工况范围较广，涡轮增压器既要保证发动机在低速区域下的动力响应性，又要保证高速工况下的运行安全性，故现在一般采用带有涡轮机废气旁通阀机构的涡轮增压器，低速不旁通废气保证动力响应性，高速旁通废气限制转速过高保运行安全性。其中，气动式废气旁通阀执行器是目前应用最为普遍的技术方案。但是，传统的涡轮增压器废气旁通阀需要复杂的机械结构且占据一定的空间位置，不利于紧凑性增压器的布置，尤其是在匹配了两级增压系统的发动机舱内。

因此，如何简化废气旁通阀的整体结构，以使两级增压系统布置的更为紧凑，便成为了本领域技术人员的一个重要研究课题。

发明内容

由于两级涡轮增压器中传统涡轮增压器废气旁通阀需要复杂的机械结构且占据一定的空间位置，有鉴于此，本发明提出了一种用于两级涡轮增压器的旁通阀装置，其具体技术方案如下：

一种用于两级涡轮增压器的旁通阀装置，该旁通阀装置整体为圆柱状的空腔结构，且嵌装于高压级涡轮箱内，其允许由发动机排出的废气从高压级涡轮旁通，废气不流经高压级涡轮，直接经低压级涡轮排出；

所述旁通阀装置包括：外筒、内筒、推杆和弹簧，所述外筒嵌装于高压级涡轮箱内，且所述外筒的两端分别设有外筒进口和外筒出口；所述内筒设于所述外筒的内部空腔内，其一端与所述外筒进口处的内侧壁固连，并在该端端面上设有内筒进口；所述内筒另外一端端面的中心处设有通孔；所述内筒的外周面上还均匀设有若干开孔；

所述推杆包括推杆杆身、设于所述推杆杆身一端的推杆进口面以及设于所述推杆杆身另外一端的推杆出口面，所述推杆杆身自所述通孔穿过所述内筒的内部空腔；所述推杆进口面能够适配密封住所述内筒进口，所述推杆出口面能够适配密封住所述外筒出口；所述弹簧套设于所述推杆杆身上，且始终处于压缩状态，所述弹簧的一端固定于所述推杆进口面上，另外一端固定于所述通孔的内壁面上。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种用于两级涡轮增压器的旁通阀装置，其中的内筒与外筒为整体结构，内筒承担着三个任务，一，内筒的筒身上均匀分布有若干开孔，可以使流进内筒的废气快速扩散至外筒的腔室中，进而随着推杆杆身受力，开度的增加流出；二，由于内筒固定，内筒通孔的内壁面上固定弹簧一端，弹簧另一端便可随着推杆杆体的受压而压缩，进而实现了引导部分废气不流经高压级涡轮，直接经低压级涡轮排出；三，内筒中的通孔还可以限制推杆杆身的轴向位置。