技术领域
[0001] 本
发明属汽油机技术领域，具体涉及一种双膜盒式汽油机废气涡轮
旁通阀控制结构。
背景技术
[0002] 为获得更大的
扭矩输出，汽油机往往采取废气
涡轮增压器的方式提高进气压
力以增大进气量。但由于汽油机的运行工况是瞬变的，
发动机转速可以从
怠速直接变化到最高转速，也可以从小负荷突变到大负荷，因此固定涡壳和涡轮大小的废气
涡轮增压器并不能在汽油机运行的所有工况范围内都保持高效，废气
涡轮增压器匹配到高转速大负荷会造成低转速时扭矩不足，而匹配到低转速小负荷又会在高转速大负荷时产生过增压和较大排气阻力。为应对上述问题，现在较为普遍的解决方法是将废气涡轮增压器匹配到低转速，保证汽油机的低速扭矩输出，而到高转速大负荷时采用旁通阀放气的形式将过多的废气旁通掉，降低
压气机的
增压压力。废气涡轮增压器应用较多的是膜盒式的
废气旁通阀放气结构，膜盒上腔室与压气机出口直接相通，当增压压力超过设定的压力限值时，膜盒上腔室内的压力会
挤压膜片克服外部
大气压力和
弹簧弹力推动
推杆将废气旁通阀打开实现放气。
[0003] 废气涡轮增压器在提升进气压力的同时也增大了发动机的排气阻力，也正因为其增大了发动机的功率输出，这部分损失也往往被忽略。对于汽油机量调节的负荷控制方式来说，部分负荷节气
门未全开，节气门后压力往往低于当地大气压，也就是说，发动机不需要进气增压也能满足部分负荷工况的进气量需求，此时继续保持废气涡轮增压器增压状态反而会增大发动机的排气阻力，降低发动机部分负荷的经济性。鉴于此，本发明提出了一种双膜盒式的汽油机废气涡轮旁通阀控制方法及结构，在保证过增压放气的同时，还能实现进气压力低于当地大气压不需要增压进气时同样开启废气旁通阀，增大废气流通界面，降低排气阻力损失，改善汽油机部分负荷的燃油经济性。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于解决上述
现有技术中存在的
缺陷，提供一种过增压的大负荷和无需增压的部分负荷开启涡轮增压器废气旁通阀、降低增压汽油机部分负荷排气阻力的技术手段。
[0005] 为解决上述问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
[0006] 本发明由膜盒ⅠA、膜盒ⅡB、
涡轮机壳体1、旁通阀2、销轴Ⅰ3、
摇臂4、销轴Ⅱ5、
复位弹簧6、推杆Ⅰ7、推杆Ⅱ8、进气管节气门前出口9、进气管节气门后出口10、节气门11、进气管路12和压气机壳体13组成，其中涡轮机壳体1与压气机壳体13对接。
[0007] 进气管节气门前出口9置于节气门11前的进气管路12上，进气管节气门后出口10置于节气门11后的进气管路12上。
[0008] 膜盒ⅠA与膜盒ⅡB分置于摇臂4的两侧；膜盒ⅠA通过推杆Ⅰ7与摇臂4相连，膜盒ⅡB通过推杆Ⅱ8与摇臂4相连。
[0009] 推杆Ⅰ7与推杆Ⅱ8与摇臂4垂直布置。
[0010] 膜盒ⅠA左端与进气管节气门前出口9连通；膜盒ⅠA右端通过通孔Ⅰ22与大气连通。
[0011] 膜盒ⅡB右端与进气管节气门后出口10连通；膜盒ⅡB左端通过通孔通孔Ⅱ23与大气相通。
[0012] 节气门11固接于进气管路12中；进气管路12与压气机壳体13固接。
[0013] 旁通阀2置于涡轮机壳体1内，销轴Ⅰ3固接于旁通阀2左端，旁通阀2右端对准增压器放气口a；
[0014] 销轴Ⅱ5固接于涡轮机壳体1內。
[0015] 摇臂4的孔Ⅰ14与销轴Ⅰ3活动连接，摇臂4的孔Ⅱ15与销轴Ⅱ5活动连接。
[0016] 推杆Ⅰ7的圆头Ⅰ28与膜盒ⅠA的膜片Ⅰ19固接，推杆Ⅰ7的杆Ⅰ29与膜盒ⅠA的通孔Ⅰ22间隙配合，
[0017] 推杆Ⅰ7的长孔Ⅰ30与摇臂4的销轴Ⅳ17滑动连接。
[0018] 推杆Ⅱ8的圆头Ⅱ33与膜盒ⅡB的膜片Ⅱ25固接，推杆Ⅱ8的杆Ⅱ32与膜盒ⅡB的通孔Ⅱ23间隙配合，
[0019] 推杆Ⅱ8的长孔Ⅱ31与摇臂4的销轴Ⅲ16滑动连接。
[0020] 复位弹簧6一端固接于涡轮机壳体1，复位弹簧6另一端固接于摇臂4的孔Ⅱ15和销轴Ⅲ16之间。
[0021] 所述的膜盒ⅠA由左壳体Ⅰ18、膜片Ⅰ19、右壳体Ⅰ20和弹簧Ⅰ21组成，其中左壳体Ⅰ18与右壳体Ⅰ20固接形成罐状结构，膜片Ⅰ19外缘固接于左壳体Ⅰ18内面，并与其形成密闭空腔，弹簧Ⅰ21置于膜片Ⅰ19和右壳体Ⅰ20内面之间，通孔Ⅰ22设于右壳体Ⅰ20右端。
[0022] 所述的膜盒ⅡB由左壳体Ⅱ24、膜片Ⅱ25、弹簧Ⅱ26和右壳体Ⅱ27组成，其中左壳体Ⅱ24与右壳体Ⅱ27固接形成罐状结构，膜片Ⅱ25外缘固接于左壳体Ⅰ18内面，并与其形成密闭空腔，弹簧Ⅱ26置于膜片Ⅱ25和右壳体Ⅱ27内面之间，通孔Ⅱ23设于左壳体Ⅱ24左端。
[0023] 所述的摇臂4上部设有孔Ⅰ14和孔Ⅱ15，摇臂4下部固接有销轴Ⅲ16和销轴Ⅳ17。
[0024] 所述推杆Ⅰ7包括圆头Ⅰ28杆Ⅰ29长孔Ⅰ30，其中圆头Ⅰ28设于杆Ⅰ29左端，长孔Ⅰ30设于杆Ⅰ29右端，旁通阀2关闭时，摇臂4销轴Ⅳ17位于推杆Ⅰ7长孔Ⅰ30的近膜盒ⅠA处。
[0025] 所述的推杆Ⅱ8包括长孔Ⅱ31、杆Ⅱ32和圆头Ⅱ33，其中长孔Ⅱ31设于杆Ⅱ32左端，圆头Ⅱ33设于杆Ⅱ32右端，旁通阀2关闭时，摇臂4销轴Ⅲ16位于推杆Ⅱ8长孔Ⅰ30的近膜盒ⅡB处。
[0026] 本发明的工作过程如下：
[0027] (1)当发动机处于节气门11后进气压力低于当地大气压的小负荷时：由于进气管节气门后出口10与膜盒ⅡB连通，因此膜片Ⅱ25与右壳体Ⅱ27之间的腔体内呈
负压状态，在外部大气压的压力下膜片Ⅱ25
压缩弹簧Ⅱ26向右壳体Ⅱ27方向移动，并且膜片Ⅱ25会带动推杆Ⅱ8同
时移动，推杆Ⅱ8拉动摇臂3打开旁通阀2，同时复位弹簧(4)被拉长，实现汽油机小负荷的废气旁通，降低排气背压。同时，推杆Ⅰ7右侧为长孔Ⅰ(30)，推杆Ⅰ7不会随推杆Ⅱ8移动。
[0028] (2)当发动机处于节气门11后进气压力大于当地大气压，但节气门前压力未达到增压压力限值的中等负荷时：复位弹簧4拉紧摇臂3使旁通阀2关闭，膜盒ⅠA内膜片Ⅰ19与膜盒ⅡB内膜片Ⅱ25均处于初始伸张状态，推杆Ⅰ7和推杆Ⅱ8不移动，充分发挥废气涡轮增压器的增压作用。
[0029] (3)当发动机处于大负荷，节气门11前压力高于增压压力限值时：由于进气管节气门前出口9与膜盒ⅠA连通，膜片Ⅰ19与左壳体Ⅰ18之间的密闭空腔内压力也高于增压压力限值，膜片Ⅰ19克服弹簧Ⅰ21预紧力后压缩弹簧Ⅰ21向膜盒ⅠA左壳体Ⅰ18移动，同时带动推杆Ⅰ7同方向移动，推杆Ⅱ8不移动，推杆Ⅰ7推动摇臂3打开废气旁通阀2，同时复位弹簧4被拉长，实现汽油机大负荷的废气旁通，防止产生过增压。
[0030] 与现有技术相比本发明的有益效果是：
[0031] 1.本发明通过一个
正压移动的膜盒和一个负压移动的膜盒，可以实现废气涡轮增压汽油机在小负荷不需增压和大负荷过增压时的废气旁通，降低汽油机的排气阻力，改善汽油机的燃油经济性。
[0032] 2.本发明所使用了两个膜盒推杆和一个摇臂的结构，在推杆与摇臂铰接处的长孔设计下，单独推杆的动作不会影响另一个推杆。
[0033] 3.本发明结构简单，实现方便，较小的投入可获得明显的发动机性能改善。
附图说明
[0034] 图1为双膜盒式汽油机废气涡轮旁通阀控制结构在废气旁通阀关闭时的示意图[0035] 图2为摇臂的结构示意图
[0036] 图3为膜盒Ⅰ的结构示意图
[0037] 图4为膜盒Ⅱ的结构示意图
[0038] 图5为推杆Ⅰ的结构示意图
[0039] 图6为推杆Ⅱ的结构示意图
[0040] 图7为双膜盒式汽油机废气涡轮旁通阀控制结构在推杆Ⅰ拉动下废气旁通阀开启的示意图
[0041] 图8为双膜盒式汽油机废气涡轮旁通阀控制结构在推杆Ⅱ推动下废气旁通阀开启的示意图
[0042] 其中：A.膜盒Ⅰ B.膜盒Ⅱ 1.涡轮机壳体 2.旁通阀 3.销轴Ⅰ 4.摇臂 5.销轴Ⅱ 6.复位弹簧 7.推杆Ⅰ 8.推杆Ⅱ 9.进气管节气门前出口 10.进气管节气门后出口 11.节气门 12.进气管路 13.压气机壳体 14.孔Ⅰ 15.孔Ⅱ 16.销轴Ⅲ 17.销轴Ⅳ 18.左壳体Ⅰ
19.膜片Ⅰ 20.右壳体Ⅰ 21.弹簧Ⅰ 22.通孔Ⅰ 23.通孔Ⅱ 24.左壳体Ⅱ 25.膜片Ⅱ 26.弹簧Ⅱ 27.右壳Ⅱ体 28.圆头Ⅰ 29.杆Ⅰ 30.长孔Ⅰ 31.长孔Ⅱ 32.杆Ⅱ 33.圆头Ⅱ a.放气口具体实施方式
[0043] 下面对照附图，通过描述对本发明的具体实施方式所涉及的各机构的形状、构造、各部分之间的相互
位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
[0044] 所述一种双膜盒式的汽油机废气涡轮旁通阀控制结构主要由：膜盒ⅠA、膜盒ⅡB、涡轮机壳体1、旁通阀2、销轴Ⅰ3、摇臂4、销轴Ⅱ5、复位弹簧6、推杆Ⅰ7、推杆Ⅱ8、进气管节气门前出口9、进气管节气门后出口10、节气门11、进气管路12、压气机壳体13、孔Ⅰ14、孔Ⅱ15、销轴Ⅲ16、销轴Ⅳ17、左壳体Ⅰ18、膜片Ⅰ19、右壳体Ⅰ20、弹簧Ⅰ21、通孔Ⅰ22、通孔Ⅱ23、左壳体Ⅱ24、膜片Ⅱ25、弹簧Ⅱ26、右壳体Ⅱ27、圆头Ⅰ28、杆Ⅰ29、长孔Ⅰ30、长孔Ⅱ31、杆Ⅱ32、圆头Ⅱ33组成。
[0045] 如图1和图2所示，所述的涡轮机涡壳1为
铸铁材料，主要起废气引流作用，涡轮机涡壳1的废气入口端和出口端有旁通通道连通；旁通阀2置于涡轮机涡壳1的废气入口端和出口端有旁通通道内，销轴Ⅰ3固接于旁通阀2左端，旁通阀2右端对准放气口a，控制旁通通道的通断。
[0046] 所述的摇臂4上部设有孔Ⅰ14和孔Ⅱ15，摇臂4下部固接有销轴Ⅲ16和销轴Ⅳ17；摇臂4的孔Ⅰ14与销轴Ⅰ3活动连接，摇臂4的孔Ⅱ15与销轴Ⅱ5活动连接，并
支撑在涡轮机涡壳1内。
[0047] 所述推杆Ⅰ7与推杆Ⅱ8与摇臂4垂直布置，并置于摇臂4两侧。
[0048] 所述复位弹簧6一端固接于涡轮机壳体1，复位弹簧6另一端固接于摇臂4的孔Ⅱ15和销轴Ⅲ16之间，确保摇臂4不被推动时，旁通阀2处于使涡轮机涡壳1的废气入口端和出口端之间旁通通道完断开的位置。
[0049] 所述的压气机壳体13与涡轮机涡壳1相对接，用于压缩进气；压气机壳体13出口与进气管路12固接。
[0050] 所述节气门11固接于进气管路12中；进气管节气门前出口9置于节气门11前的进气管路12上，进气管节气门后出口10置于节气门11后的进气管路12上。
[0051] 所述膜盒ⅠA与膜盒ⅡB分置于摇臂4的两侧；膜盒ⅠA通过推杆Ⅰ7与摇臂4相连，膜盒ⅡB通过推杆Ⅱ8与摇臂4相连。
[0052] 所述膜盒ⅠA左端与进气管节气门前出口9连通，并将节气门11前压力传递到膜盒ⅠA内左侧。
[0053] 所述膜盒ⅡB右端与进气管节气门后出口10连通，并将节气门11后压力传递到膜盒ⅡB内右侧。
[0054] 如图3所示，所述的膜盒ⅠA由左壳体Ⅰ18、膜片Ⅰ19、右壳体Ⅰ20和弹簧Ⅰ21组成，其中左壳体Ⅰ18与右壳体Ⅰ20固接形成罐状结构，膜片Ⅰ19外缘固接于左壳体Ⅰ18内面，并与其形成密闭空腔，弹簧Ⅰ21置于膜片Ⅰ19和右壳体Ⅰ20内面之间，通孔Ⅰ22设于右壳体Ⅰ20右端；所述膜片Ⅰ19与左壳体Ⅰ18形成的空腔与进气管节气门前出口9连通；膜片Ⅰ19与右壳体Ⅰ20形成的空腔通过通孔Ⅰ22与大气连通；膜片Ⅰ19在两侧压差的作用下可发生形变。
[0055] 如图4所示，所述的膜盒ⅡB由左壳体Ⅱ24、膜片Ⅱ25、弹簧Ⅱ26和右壳体Ⅱ27组成，其中左壳体Ⅱ24与右壳体Ⅱ27固接形成罐状结构，膜片Ⅱ25外缘固接于左壳体Ⅰ18内面，并与其形成密闭空腔，弹簧Ⅱ26置于膜片Ⅱ25和右壳体Ⅱ27内面之间，通孔Ⅱ23设于左壳体Ⅱ24左端。所述膜片Ⅱ25与左壳体Ⅱ24之间的空腔通过通孔Ⅱ23与大气相连；膜片Ⅱ25与右壳体Ⅱ27之间的空腔与进气管节气门后出口10连通；膜片Ⅱ25在两侧压差的作用下可发生形变。
[0056] 如图5所示，所述推杆Ⅰ7包括圆头Ⅰ28杆Ⅰ29长孔Ⅰ30，其中圆头Ⅰ28设于杆Ⅰ29左端，长孔Ⅰ30设于杆Ⅰ29右端。推杆Ⅰ7的圆头Ⅰ28与膜盒ⅠA的膜片Ⅰ19固接，推杆Ⅰ7的杆Ⅰ29与膜盒ⅠA的通孔Ⅰ22间隙配合，允许推杆Ⅰ7可以有一定的摆动量；推杆Ⅰ7的长孔Ⅰ30与摇臂4的销轴Ⅳ17滑动连接，允许摇臂3的销轴Ⅳ17在长孔Ⅰ30内滑动；当膜盒ⅠA内的膜片Ⅰ19在两侧压差的作用下可发生形变时，推杆Ⅰ7随之移动，进而拉动摇臂4绕销轴Ⅱ5转动，旁通阀2开启；旁通阀2关闭时，摇臂4销轴Ⅳ17位于推杆Ⅰ7长孔Ⅰ30的近膜盒ⅠA处。
[0057] 如图6所示，所述的推杆Ⅱ8包括长孔Ⅱ31、杆Ⅱ32和圆头Ⅱ33，其中长孔Ⅱ31设于杆Ⅱ32左端，圆头Ⅱ33设于杆Ⅱ32右端。推杆Ⅱ8的圆头Ⅱ33与膜盒ⅡB的膜片Ⅱ25固接，推杆Ⅱ8的杆Ⅱ32与膜盒ⅡB的通孔Ⅱ23间隙配合，允许推杆Ⅱ8可以有一定的摆动量；推杆Ⅱ8的长孔Ⅱ31与摇臂4的销轴Ⅲ16滑动连接，允许摇臂3的销轴Ⅲ16在长孔Ⅱ31内滑动；当膜盒ⅡB内的膜片Ⅱ25在两侧压差的作用下可发生形变时，推杆Ⅱ8随之移动，进而推动摇臂4绕销轴Ⅱ5转动，旁通阀2开启；旁通阀2关闭时，摇臂4销轴Ⅲ16位于推杆Ⅱ8长孔Ⅱ31的近膜盒ⅡB处。
[0058] 如图7所示，为节气门11后压力低于当地大气压，膜盒ⅡB内膜片Ⅱ25在负压作用下克服弹簧Ⅱ26压力后拉动推杆Ⅱ8向膜盒ⅡB方向移动，推杆Ⅱ8带动摇臂3旋转将旁通阀2打开，推杆Ⅰ7右端的长孔结构使摇臂3旋转时推杆Ⅰ7并不随之移动。此时，发动机排出废气可经废气涡轮和旁通管路共同排出，增大了废气流通面积，进而降低了发动机的排气阻力损失，发动机部分负荷经济性得到提高。
[0059] 如图8所示，为节气门11前压力高于增压限值，膜盒ⅠA内膜片Ⅰ19在增压压力作用下克服弹簧Ⅰ21压力后推动推杆Ⅰ7向膜盒ⅡB的反方向移动，推杆Ⅰ7带动摇臂3旋转将旁通阀2打开，推杆Ⅱ8由于是长孔结构，其在推杆Ⅰ7推动摇臂3旋转过程也不移动。此时，较多的发动机废气可从旁通管路流出，降低了流经废气涡轮的废气流量，从而降低了大负荷的增压度，起到减小增压度和降低排气阻力的双重作用。
