專(zhuān)利名稱(chēng):一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)，旨在提供一種降低排氣管內(nèi)的掃氣干擾，降低排氣系統(tǒng)阻力，充分利用排氣脈沖能量，從而提高能量傳遞效率的模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)。它包括混合器、兩個(gè)左通式排氣管段和兩個(gè)右通式排氣管段，所述的混合器、左通式排氣管段、右通式排氣管段、右通式排氣管段和左通式排氣管段依次連接。本實(shí)用新型的有益效果是：能有效降低排氣管內(nèi)的掃氣干擾，降低排氣系統(tǒng)阻力，可充分利用排氣脈沖能量，從而提高能量傳遞效率；并且結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，可系列化模件式生產(chǎn)，便于組合安裝，適用于各種缸數(shù)、各種增壓度的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪増壓系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓排氣機(jī)構(gòu)相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性和排放性能要求越來(lái)越高，采用增壓技術(shù)是一種提高柴油機(jī)功率、降低燃油消耗率和降低排放行之有效的方法。目前大、中功率的柴油機(jī)多采用渦輪增壓技術(shù)，為了提高柴油機(jī)熱效率，降低柴油機(jī)排放，降低單位功率生產(chǎn)成本，柴油機(jī)的功率密度和增壓度越來(lái)越高，這對(duì)增壓系統(tǒng)的可靠性、瞬態(tài)響應(yīng)性和掃氣均勻性提出了更高要求。全工況性能好、廢氣能量利用率高、掃氣順暢、瞬態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是目前柴油機(jī)排氣管系優(yōu)化設(shè)計(jì)的綜合指標(biāo)。
[0003]目前為止，研宄者發(fā)展出七種增壓系統(tǒng)形式:定壓增壓系統(tǒng)、脈沖增壓系統(tǒng)、脈沖轉(zhuǎn)換器增壓系統(tǒng)、模件式脈沖增壓系統(tǒng)、混合式脈沖轉(zhuǎn)換器增壓系統(tǒng)、模件式多功能脈沖轉(zhuǎn)換渦輪增壓系統(tǒng)和可變排氣管系統(tǒng)。
[0004]定壓系統(tǒng)掃氣干擾小，泵氣功損失小，但排氣脈沖能量利用率低、低工況性能較差；脈沖系統(tǒng)能夠較好的避免掃氣干擾，排氣脈沖能量利用率高，掃氣均勻性好，低工況性能佳，但渦輪有多個(gè)進(jìn)口，渦輪增壓器效率低，不宜在缸數(shù)較多的柴油機(jī)上使用，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜；與脈沖系統(tǒng)相比脈沖轉(zhuǎn)換器增壓系統(tǒng)渦輪入口少、渦輪效率高，但脈沖轉(zhuǎn)換器的縮口增加了氣流阻力；模件式脈沖增壓系統(tǒng)排氣管系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)，能較好的利用排氣脈沖能量，渦輪效率較高，但該系統(tǒng)降低掃氣干擾的性能較差。
[0005]在現(xiàn)有的技術(shù)中，實(shí)用新型專(zhuān)利97242566.7公開(kāi)的混合式脈沖轉(zhuǎn)換器增壓系統(tǒng)，可較好地利用排氣脈沖能量，瞬態(tài)特性較好，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，降低掃氣干擾的性能較好，但這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨著柴油機(jī)缸數(shù)的增加而急劇復(fù)雜化，其適用范圍有限。發(fā)明專(zhuān)利200810203029.4公開(kāi)了的模件式多功能脈沖轉(zhuǎn)換渦輪增壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但拱形截面的排氣支管延伸段靠近排氣管軸線，導(dǎo)致管內(nèi)流動(dòng)損失較大，而且該系統(tǒng)降低掃氣干擾的能力有限。發(fā)明專(zhuān)利200810203054.2、發(fā)明專(zhuān)利200810203055.7和發(fā)明專(zhuān)利200920210502.1提出的可變排氣管系統(tǒng)方案，通過(guò)控制閥門(mén)使渦輪增壓系統(tǒng)在脈沖增壓和定壓增壓(或準(zhǔn)定壓增壓)之間切換，可兼顧高低工況的要求，但對(duì)降低掃氣干擾沒(méi)有明顯的作用，且這類(lèi)系統(tǒng)需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)確定切換邊界，增加了系統(tǒng)復(fù)雜程度，降低了可靠性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足，提供了一種降低排氣管內(nèi)的掃氣干擾，降低排氣系統(tǒng)阻力，充分利用排氣脈沖能量，從而提高能量傳遞效率的模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)，包括混合器、兩個(gè)左通式排氣管段和兩個(gè)右通式排氣管段，所述的混合器、左通式排氣管段、右通式排氣管段、右通式排氣管段和左通式排氣管段依次連接。
[0009]其中，混合器、左通式排氣管段、右通式排氣管段、右通式排氣管段和左通式排氣管段依次連接，使得左通式排氣管段、右通式排氣管段和混合器組合形成二級(jí)排氣管系。依據(jù)發(fā)火順序，將氣缸分為兩組，一組用左通式排氣管段，另一組用右通式排氣管段，混合器的出口與渦輪入口相連。
[0010]作為優(yōu)選，所述的左通式排氣管段由主排氣支管段、次級(jí)排氣支管段、主排氣管段、次級(jí)排氣管左管段與次級(jí)排氣管右管段固結(jié)為一體構(gòu)成，主排氣支管段連接主排氣管段，次級(jí)排氣支管段的出口連接次級(jí)排氣管左管段，次級(jí)排氣支管段的入口連接氣缸的排氣出口，次級(jí)排氣支管段的軸線與所在氣缸的主排氣支管段的軸線方向一致。在掃氣階段，氣缸排氣流量小，排氣門(mén)壓力低，主排氣管段內(nèi)壓力較高，渦輪入口處是一個(gè)低壓區(qū)，排氣通過(guò)次級(jí)排氣管左管段和次級(jí)排氣管右管段流到混合器，次級(jí)排氣管左管段和次級(jí)排氣管右管段對(duì)氣缸的掃氣起到隔離作用，降低掃氣干擾；排氣門(mén)開(kāi)度較大時(shí)，主排氣支管段內(nèi)壓力較高，次級(jí)排氣支管段的入口截面積相對(duì)較小，節(jié)流效應(yīng)明顯，排氣主要經(jīng)由主排氣管段流入渦輪增壓器，主排氣管段內(nèi)腔光滑，能降低流動(dòng)損失，能夠充分利用排氣脈沖的能量，提高了能量傳遞效率。
[0011]作為優(yōu)選，所述的右通式排氣管段由主排氣支管段、次級(jí)排氣支管段、主排氣管段、次級(jí)排氣管右管段與次級(jí)排氣管左管段固結(jié)為一體構(gòu)成，主排氣支管段連接主排氣管段，次級(jí)排氣支管段的出口連接次級(jí)排氣管右管段，次級(jí)排氣支管段的入口連接氣缸的排氣出口，次級(jí)排氣支管段的軸線與所在氣缸的主排氣支管段的軸線方向一致。在掃氣階段，氣缸排氣流量小，排氣門(mén)壓力低，主排氣管段內(nèi)壓力較高，渦輪入口處是一個(gè)低壓區(qū)，排氣通過(guò)次級(jí)排氣管左管段和次級(jí)排氣管右管段流到混合器，次級(jí)排氣管左管段和次級(jí)排氣管右管段對(duì)氣缸的掃氣起到隔離作用，降低掃氣干擾；排氣門(mén)開(kāi)度較大時(shí)，主排氣支管段內(nèi)壓力較高，次級(jí)排氣支管段的入口截面積相對(duì)較小，節(jié)流效應(yīng)明顯，排氣主要經(jīng)由主排氣管段流入渦輪增壓器，主排氣管段內(nèi)腔光滑，能降低流動(dòng)損失，能夠充分利用排氣脈沖的能量，提高了能量傳遞效率。
[0012]作為優(yōu)選，所述主排氣支管段的入口到次級(jí)排氣支管段的入口的距離為10?20mmo
[0013]作為優(yōu)選，所述主排氣支管段的入口與次級(jí)排氣支管段的入口的截面積比為8: 1，主排氣支管段的出口與次級(jí)排氣支管段的出口的截面積比為16: 1，次級(jí)排氣管左管段或次級(jí)排氣管右管段的出口與主排氣管段出口的截面積比為8: I。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:能有效降低排氣管內(nèi)的掃氣干擾，降低排氣系統(tǒng)阻力，可充分利用排氣脈沖能量，從而提高能量傳遞效率；并且結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，可系列化模件式生產(chǎn)，便于組合安裝，適用于各種缸數(shù)、各種增壓度的發(fā)動(dòng)機(jī)。

【附圖說(shuō)明】

[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是左通式排氣管段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是圖2的正視圖；
[0018]圖4是沿圖3中AA線的剖視圖；
[0019]圖5是沿圖3中BB線的剖視圖；
[0020]圖6是右通式排氣管段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7是圖6的正視圖；
[0022]圖8是沿圖7中CC線的剖視圖；
[0023]圖9是沿圖7中DD線的剖視圖。
[0024]圖中:1.混合器，2.左通式排氣管段，3.右通式排氣管段，4.主排氣管段，5.次級(jí)排氣管左管段，6.次級(jí)排氣管右管段，7.主排氣支管段，8.次級(jí)排氣支管段。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
[0026]如圖1所述的實(shí)施例中，一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)，包括混合器1、兩個(gè)左通式排氣管段2和兩個(gè)右通式排氣管段3，混合器1、左通式排氣管段2、右通式排氣管段3、右通式排氣管段3和左通式排氣管段2依次連接，左通式排氣管段2、右通式排氣管段3和混合器I組合形成二級(jí)排氣管系。如圖2、圖3、圖4、圖5所示，左通式排氣管段2由主排氣支管段7、次級(jí)排氣支管段8、主排氣管段4、次級(jí)排氣管左管段5與次級(jí)排氣管右管段6固結(jié)為一體構(gòu)成，主排氣支管段7連接主排氣管段4，如圖4、圖5所示，次級(jí)排氣支管段8的出口連接次級(jí)排氣管左管段5，次級(jí)排氣支管段8的入口連接氣缸的排氣出口，次級(jí)排氣支管段8的軸線與所在氣缸的主排氣支管段7的軸線方向一致。如圖6、圖7、圖
8、圖9所示，右通式排氣管段3由主排氣支管段7、次級(jí)排氣支管段8、主排氣管段4、次級(jí)排氣管右管段6與次級(jí)排氣管左管段5固結(jié)為一體構(gòu)成，主排氣支管段7連接主排氣管段4，如圖8、圖9所示，次級(jí)排氣支管段8的出口連接次級(jí)排氣管右管段6，次級(jí)排氣支管段8的入口連接氣缸的排氣出口，次級(jí)排氣支管段8的軸線與所在氣缸的主排氣支管段7的軸線方向一致。主排氣支管段7的入口到次級(jí)排氣支管段8的入口的距離為10?20mm，主排氣支管段7的入口與次級(jí)排氣支管段8的入口的截面積比為8: 1，主排氣支管段7的出口與次級(jí)排氣支管段8的出口的截面積比為16: 1，次級(jí)排氣管左管段5或次級(jí)排氣管右管段6的出口與主排氣管段4出口的截面積比為8: I。依據(jù)發(fā)火順序，將氣缸分為兩組，使每組氣缸之間掃氣干擾最低，一組用左通式排氣管段2，另一組用右通式排氣管段3 ;主排氣支管段7與主排氣管段4組合成主排氣管，次級(jí)排氣管左管段5、次級(jí)排氣管右管段6和次級(jí)排氣支管段8組合成次級(jí)排氣管，主排氣管的出口和次級(jí)排氣管的出口連接混合器I的入口，混合器I的出口與渦輪入口相連。
[0027]以四缸柴油機(jī)為例，當(dāng)四缸柴油機(jī)的發(fā)火順序1-3-4-2時(shí)，缸號(hào)為1、4的氣缸之間掃氣干擾比較弱，缸號(hào)為2、3的氣缸之間掃氣干擾比較弱，將缸號(hào)1、4的氣缸分為第一組，將缸號(hào)為2、3氣缸分為第二組，第一組采用左通式排氣管段2，第二組采用右通式排氣管段3，混合器1、左通式排氣管段2和右通式排氣管段3組合形成二級(jí)排氣管系，如圖1所示，其中主排氣支管段7與主排氣管段4組合成主排氣管，次級(jí)排氣管左管段5和次級(jí)排氣管右管段6分別與次級(jí)排氣支管段8組合成左右兩根次級(jí)排氣管。主排氣管、次級(jí)排氣管的左管及右管形成三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，主排氣支管段7與主排氣支管相連，次級(jí)排氣支管段8與次級(jí)排氣支管相連。在掃氣階段，氣缸排氣流量較小，排氣門(mén)處壓力較低，主排氣管內(nèi)壓力較高，排氣主要經(jīng)由次級(jí)排氣管流向渦輪。雖然一組內(nèi)各缸共用一根次級(jí)排氣管的左管或右管，但由于同一組氣缸之間掃氣干擾較弱，不會(huì)影響掃氣；不同組氣缸之間由于次級(jí)排氣管的左管和右管的相對(duì)隔咼作用，可降低掃氣干擾，如圖1、圖2、圖4、圖5、圖6、圖8、圖9所示。
[0028]主排氣支管段7與次級(jí)排氣支管段8入口的截面積比為8: I，主排氣支管段7的入口到與次級(jí)排氣支管段8的入口的距離為10?20mm，次級(jí)排氣支管段8的入口截面積相對(duì)較小，對(duì)流經(jīng)次級(jí)排氣管的流量有限制作用，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)流量較大時(shí)，排氣主要經(jīng)主排氣管流向渦輪，提高脈沖能量利用率，如圖4、圖5、圖8、圖9所示。
[0029]主排氣支管段7連接主排氣管段4，主排氣管段4、次級(jí)排氣管左管段5和次級(jí)排氣管右管段6的出口均與混合器I的入口相連，可增強(qiáng)渦輪入口低壓區(qū)對(duì)次級(jí)排氣管內(nèi)壓力的衰減效應(yīng)，有利于掃氣，如圖1、圖2、圖7所示。
【權(quán)利要求】
1.一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，包括混合器(I)、兩個(gè)左通式排氣管段(2)和兩個(gè)右通式排氣管段(3)，所述的混合器(I)、左通式排氣管段(2)、右通式排氣管段(3)、右通式排氣管段(3)和左通式排氣管段(2)依次連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述的左通式排氣管段(2)由主排氣支管段(7)、次級(jí)排氣支管段(8)、主排氣管段(4)、次級(jí)排氣管左管段(5)與次級(jí)排氣管右管段(6)固結(jié)為一體構(gòu)成，主排氣支管段(7)連接主排氣管段(4)，次級(jí)排氣支管段(8)的出口連接次級(jí)排氣管左管段(5)，次級(jí)排氣支管段(8)的入口連接氣缸的排氣出口，次級(jí)排氣支管段(8)的軸線與所在氣缸的主排氣支管段(7)的軸線方向一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述的右通式排氣管段(3)由主排氣支管段(7)、次級(jí)排氣支管段(8)、主排氣管段(4)、次級(jí)排氣管右管段(6)與次級(jí)排氣管左管段(5)固結(jié)為一體構(gòu)成，主排氣支管段(7)連接主排氣管段(4)，次級(jí)排氣支管段(8)的出口連接次級(jí)排氣管右管段(6)，次級(jí)排氣支管段(8)的入口連接氣缸的排氣出口，次級(jí)排氣支管段(8)的軸線與所在氣缸的主排氣支管段(7)的軸線方向一致。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述主排氣支管段(7)的入口到次級(jí)排氣支管段(8)的入口的距離為10?20mm。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種模件式分流歧管強(qiáng)化掃氣渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述主排氣支管段(7)的入口與次級(jí)排氣支管段(8)的入口的截面積比為8: 1，主排氣支管段(7)的出口與次級(jí)排氣支管段⑶的出口的截面積比為16: 1，次級(jí)排氣管左管段(5)或次級(jí)排氣管右管段(6)的出口與主排氣管段(4)出口的截面積比為8: I。
【文檔編號(hào)】F02B37-00GK204283602SQ201420677001
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