排氣模塊和內(nèi)燃發(fā)動的制造方法
【專利摘要】用于V形發(fā)動機(jī)（11）的排氣模塊（1），該排氣模塊包括：用于將發(fā)動機(jī)（11）的第一排氣歧管（13）連接到第一渦輪增壓器（4）的渦輪入口的第一排氣管（2）；以及第二排氣管（3），其用于將發(fā)動機(jī)（11）的第二排氣歧管（14）連接到第二渦輪增壓器（5）的渦輪入口并橫過第一排氣管（2）。本發(fā)明還涉及一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)（11）。
【專利說明】排氣模塊和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于多缸內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣模塊。本發(fā)明還涉及根據(jù)其它獨立權(quán)利要求的前序部分的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]輪船上的機(jī)艙內(nèi)的可用空間常常是非常有限的，并且因此需要能夠在盡可能小的空間里裝配發(fā)動機(jī)和輔助設(shè)備，例如渦輪增壓器。在V形發(fā)動機(jī)中，通常每個發(fā)動機(jī)組設(shè)置有一個自己的渦輪增壓器，并因此這些渦輪增壓器的定位可能存在問題。需要從旁路廢氣門引出復(fù)雜的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)，這增加了排氣系統(tǒng)的尺寸和成本并且降低了可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于多缸內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的改進(jìn)的排氣模塊，其中這些缸被布置為V形結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的排氣模塊的特征將在權(quán)利要求1的特征部分給出。本發(fā)明的另一目的在于提供一種改進(jìn)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其包括:布置在第一發(fā)動機(jī)組和第二發(fā)動機(jī)組內(nèi)的多個氣缸；用于從所述第一發(fā)動機(jī)組的氣缸接收排氣的第一排氣歧管；用于從所述第二發(fā)動機(jī)組的氣缸接收排氣的第二排氣歧管；處理來自所述發(fā)動機(jī)的所述第一發(fā)動機(jī)組的氣缸的排氣的第一渦輪增壓器；以及處理來自所述發(fā)動機(jī)的所述第二發(fā)動機(jī)組的氣缸的排氣的第二渦輪增壓器。該發(fā)動機(jī)的特征是通過其它獨立權(quán)利要求的特征部分來體現(xiàn)的。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的排氣模塊包括:第一排氣管，該第一排氣管用于將發(fā)動機(jī)的第一排氣歧管連接到第一渦輪增壓器的渦輪入口 ；以及第二排氣管，該第二排氣管用于將發(fā)動機(jī)的第二排氣歧管連接到第二渦輪增壓器的渦輪入口。所述第一排氣管橫過所述第二排氣管。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括以上限定的排氣模塊。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的排氣模塊允許將兩個徑向渦輪增壓器軸向地定位，這有助于減小發(fā)動機(jī)組件的寬度。該排氣模塊制造成本低且易于組裝。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該第二排氣管的入口低于第一排氣管的入口，并且第二排氣管的出口低于第一排氣管的出口。這就允許這兩個排氣管部分交疊地定位，這有助于使排氣模塊緊湊。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該第二排氣管被布置為在該第一排氣管下方通過。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該第一排氣管的出口相對于第一排氣管的入口在水平面中成70度至110度角，并且第二排氣管的出口相對于第二排氣管的入口在水平面中成70度至110度角。當(dāng)其中一個排氣管被布置為在另一排氣管下方通過并且這些排氣管彎曲約90度時，渦輪增壓器可以被布置在發(fā)動機(jī)端部的小空間中。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該第一排氣管的入口與第二排氣管的入口指向相同的方向。因此該排氣模塊可被布置在發(fā)動機(jī)的一端并且直接從排氣歧管接收排氣。[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該第一排氣管的出口相比于第二排氣管的出口指向相反方向。因此渦輪增壓器可被布置在該排氣模塊的相反兩側(cè)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該排氣模塊包括廢氣門管、布置在該第一排氣管與該廢氣門管之間的第一連接管、布置在該第二排氣管與該廢氣門管之間的第二連接管。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該廢氣門管的出口與第二排氣管的入口指向相同的方向。通過第一排氣管和第二排氣管兩者共用的廢氣門管，可以減少引自旁路廢氣門閥的導(dǎo)管數(shù)量，這降低了成本并且也提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該廢氣門管被布置在該第一排氣管和該第二排氣管的下方。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該排氣模塊由單件式鑄件制成。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該第一排氣歧管和第二排氣歧管被布置在發(fā)動機(jī)的頂端上，與該發(fā)動機(jī)的縱軸線平行。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，這些渦輪增壓器為徑向渦輪增壓器，所述徑向渦輪增壓器布置在發(fā)動機(jī)的端部，使得這些渦輪增壓器的軸平行于該發(fā)動機(jī)的縱軸線。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該發(fā)動機(jī)的該第一渦輪增壓器布置在該發(fā)動機(jī)的第二發(fā)動機(jī)組那一側(cè)，并且該第二渦輪增壓器布置在該發(fā)動機(jī)的第一發(fā)動機(jī)組那一側(cè)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，引自該發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的旁通管被連接到該排氣模塊的廢氣門出口。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1不出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的排氣模塊。
[0019]圖2從另一角度示出了圖1中的排氣模塊。
[0020]圖3示出了排氣模塊的橫截面圖。
[0021]圖4結(jié)合發(fā)動機(jī)組及排氣系統(tǒng)的其它部件示出了該排氣模塊。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)在參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一些實施方式。
[0023]在圖1至圖3中，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的排氣模塊I。排氣模塊I被用于與大型內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)連接在一起，在該排氣系統(tǒng)中氣缸被布置成V形結(jié)構(gòu)。發(fā)動機(jī)可以例如為輪船的主發(fā)動機(jī)或輔助發(fā)動機(jī)，或者是被用于在發(fā)電廠發(fā)電的發(fā)動機(jī)。排氣模塊I包括被整合到同一模塊I中的兩個排氣管2、3。該排氣模塊I由單件式鑄件制成。該排氣模塊I的材料可以例如為鑄鐵。第一排氣管2被設(shè)置用于將發(fā)動機(jī)的第一排氣歧管連接到第一渦輪增壓器。第二排氣管3被設(shè)置用于將發(fā)動機(jī)的第二排氣歧管連接到第二渦輪增壓器。該第一排氣管2橫過該第二排氣管3。排氣模塊I可以位于發(fā)動機(jī)的一個端部并且被固定到例如渦輪增壓器托架上。
[0024]排氣模塊I的第一排氣管2可以被布置為通過入口 2a從第一排氣歧管接收排氣。入口 2a可以被直接地或者經(jīng)由中間管連接到第一排氣歧管。第一排氣管2的入口端部設(shè)置有入口法蘭12a，以將第一排氣管2連接到排氣系統(tǒng)的上游側(cè)。排氣模塊I的第二排氣管3可以被布置為通過入口 3a從第二排氣歧管接收排氣。同樣第二排氣管3設(shè)置有入口法蘭13a。入口法蘭13a可被用于將第二排氣管3直接連接到第二排氣歧管或者連接到布置在第二排氣歧管與第二排氣管3之間的中間管。第一排氣管2的另一端部可被布置為經(jīng)由出口 2b將排氣引入到第一渦輪增壓器的渦輪內(nèi)。該出口端設(shè)置有用于將第一排氣管2連接到第一渦輪增壓器的出口法蘭12b。第二排氣管3的另一端部可被布置為經(jīng)由出口 3b將排氣引入到第二渦輪增壓器的渦輪內(nèi)。該出口端設(shè)置有用于將第二排氣管3連接到第二渦輪增壓器的出口法蘭13b。第一排氣管2的出口 2b相對于第一排氣管2的入口 2a在水平面中優(yōu)選成70度至110度角，并且第二排氣管3的出口 3b相對于第二排氣管3的入口3a在水平面中成70度至110度角。
[0025]除了第一排氣管2和第二排氣管3以外，排氣模塊I還包括托架6，以將排氣模塊I緊固至例如渦輪增壓器托架。該第一排氣管2和第二排氣管3被布置在該托架6的上方。排氣管2、3的入口端基本上指向相同的方向。第一排氣管2的入口 2a被布置為在豎向上比第二排氣管3的入口 3a距離托架6遠(yuǎn)。而且第一排氣管2的出口 2b被布置為在豎向上比第二排氣管3的出口 3b距離托架6遠(yuǎn)。第一排氣管2的入口 2a和第二排氣管3的入口3a被布置在排氣模塊I的縱向中心線的相反兩側(cè)上。這里縱向方向是指排氣被引入排氣模塊I內(nèi)所沿的方向。每個排氣管2、3都彎向排氣模塊I的中心線，使得出口 2b、3b相對于入口 2a、3a指向大致成90度的不同方向。因此，第一排氣管2的出口 2b基本上指向與第二排氣管3的出口 3b基本相反的方向。第二排氣管3被布置為在第一排氣管2的下方通過。第一排氣管2和第二排氣管3都被布置為橫過排氣模塊I的中心線。第一排氣管2的出口 2b和第二排氣管3的出口 3b位于排氣模塊I的中心線的相反兩側(cè)并且從該中心線指向外。由于第一排氣管2和第二排氣管3被布置為部分相互交疊，因此排氣模塊I的寬度被最小化。排氣模塊I所占用的空間大大小于分立管可能會占用的空間。
[0026]排氣模塊I還包括廢氣門管8。通過該廢氣門管8，部分廢氣可以在需要時繞過渦輪增壓器。廢氣門管8被布置在第一排氣管2和第二排氣管3的下方。廢氣門管8的出口7基本上與第一排氣管2的入口 2a及第二排氣管3的入口 3a指向相同的方向。第一連接管9被布置在第一排氣管2與廢氣門管8之間，并且第二連接管10被布置在第二排氣管3與廢氣門管8之間。因此，廢氣門管8被兩個排氣管2、3共用，這減少了排氣系統(tǒng)中所需管道的數(shù)量。引自發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的旁通管可以被連接到廢氣門管8的出口 7。通過旁通管，過量進(jìn)氣可以被引入排氣系統(tǒng)以防止壓縮機(jī)喘振。
[0027]在圖4中，結(jié)合V形發(fā)動機(jī)11的發(fā)動機(jī)組示出了排氣模塊I。排氣模塊I被附接到渦輪增壓器托架18上。發(fā)動機(jī)11包括布置在第一發(fā)動機(jī)組Ila和第二發(fā)動機(jī)組Ilb中的多個氣缸12。第一排氣歧管13被布置為從第一發(fā)動機(jī)組Ila的氣缸12接收排氣，并且第二排氣歧管14被布置為從發(fā)動機(jī)11的第二發(fā)動機(jī)組Ilb的氣缸12接收排氣。第一排氣歧管13和第二排氣歧管14被布置在發(fā)動機(jī)11的頂端上并且平行于發(fā)動機(jī)11的縱軸線。排氣歧管13、14位于發(fā)動機(jī)11的第一發(fā)動機(jī)組Ila與第二發(fā)動機(jī)組Ilb之間。排氣模塊I從排氣歧管13、14接收排氣。排氣模塊I的入口 2a、3a面向排氣歧管13、14的出口。排氣模塊I沒有直接連接到排氣歧管13、14，而是發(fā)動機(jī)11設(shè)置有布置在排氣模塊I與排氣歧管13、14之間的中間管15、16。第一中間管15將排氣模塊I的第一排氣管2連接到發(fā)動機(jī)11的第一排氣歧管13，并且第二中間管16將排氣模塊I的第二排氣管3連接到第二排氣歧管14。排氣從第一排氣管2被引入第一渦輪增壓器4的渦輪中。排氣從第二排氣管3被引入到第二渦輪增壓器5的渦輪中。渦輪增壓器4、5為徑向渦輪增壓器，其軸平行于發(fā)動機(jī)11的縱軸線，即平行于曲軸方向。渦輪增壓器4、5位于發(fā)動機(jī)11的端部并且被固定到渦輪增壓器托架18。第一渦輪增壓器4被布置在發(fā)動機(jī)11的第二發(fā)動機(jī)組Ilb那一側(cè)，并且第二渦輪增壓器5被布置在發(fā)動機(jī)11的第一發(fā)動機(jī)組I Ia那一側(cè)。旁通管17被連接在發(fā)動機(jī)11的進(jìn)氣系統(tǒng)與排氣模塊I的廢氣門出口 7之間。
[0028]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本發(fā)明不局限于上述的實施方式，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于多缸內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(11)的排氣模塊(I)，在所述發(fā)動機(jī)(11)中，氣缸(12)被布置為V形結(jié)構(gòu)，所述排氣模塊(I)包括: 第一排氣管(2)，該第一排氣管用于將該發(fā)動機(jī)(11)的第一排氣歧管(13)連接到第一渦輪增壓器(4)的渦輪入口 ；以及 第二排氣管(3)，該第二排氣管用于將該發(fā)動機(jī)(11)的第二排氣歧管(14)連接到第二渦輪增壓器(5)的渦輪入口， 其特征在于，所述第一排氣管(2)橫過所述第二排氣管(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣模塊(I)，其特征在于，所述第二排氣管(3)的入口(3a)低于所述第一排氣管(2)的入口(2a)，并且所述第二排氣管(3)的出口(3b)低于所述第一排氣管(2)的出口(2b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣模塊(I)，其特征在于，所述第二排氣管(3)被布置為從所述第一排氣管(2)下方通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的排氣模塊(I)，其特征在于，所述第一排氣管(2)的出口(2b)相對于所述第一排氣管(2)的入口(2a)在水平面中成70度至110度角，并且所述第二排氣管(3)的出口(3b)相對于所述第二排氣管(3)的入口(3a)在水平面中成70度至110度角。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的排氣模塊(1)，其特征在于，所述第一排氣管(2)的入口(2a)與所述第二排氣管(3)的入口(3a)指向相同的方向。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的排氣模塊(1)，其特征在于，所述第一排氣管(2)的出口(2b)相比于所述第二排 氣管(3)的出口(3b)指向相反的方向。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的排氣模塊(I)，其特征在于，所述排氣模塊(I)包括廢氣門管(8)、布置在所述第一排氣管(2)與所述廢氣門管(8)之間的第一連接管(9)以及布置在所述第二排氣管(3 )與所述廢氣門管(8 )之間的第二連接管(10 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣模塊(1)，其特征在于，所述廢氣門管(8)的出口(7)與所述第二排氣管(3)的入口(3a)指向相同的方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的排氣模塊(I)，其特征在于，所述廢氣門管(8)被布置在所述第一排氣管(2)和所述第二排氣管(3)的下方。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的排氣模塊(1)，其特征在于，所述排氣模塊(I)由單件式鑄件制成。
11.一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(11)，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括: 布置在第一發(fā)動機(jī)組(Ila)和第二發(fā)動機(jī)組(Ilb)內(nèi)的多個氣缸(12)； 用于從所述第一發(fā)動機(jī)組(Ila)的氣缸(12)接收排氣的第一排氣歧管(13)； 用于從所述第二發(fā)動機(jī)組(Ilb)的氣缸(12)接收排氣的第二排氣歧管(14)； 處理來自所述發(fā)動機(jī)(11)的所述第一發(fā)動機(jī)組(Ila)的氣缸(12)的排氣的第一渦輪增壓器(4);以及 處理來自所述發(fā)動機(jī)(11)的所述第二發(fā)動機(jī)組(Ilb)的氣缸(12)的排氣的第二渦輪增壓器(5)， 其特征在于，所述發(fā)動機(jī)(11)包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的排氣模塊(I)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)(11)，其特征在于，這些渦輪增壓器(4，5)為徑向渦輪增壓器，所述徑向渦輪增壓器布置在所述發(fā)動機(jī)(11)的端部，使得這些渦輪增壓器(4,5)的軸平行于所述發(fā)動機(jī)(11)的縱軸線。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(11)，其特征在于，所述第一渦輪增壓器(4)被布置在所述發(fā)動機(jī)(11)的第二發(fā)動機(jī)組那一側(cè)，并且所述第二渦輪增壓器(5)被布置在所述發(fā)動機(jī)(11)的第一發(fā)動機(jī)組那一側(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(11)，其特征在于，引自所述發(fā)動機(jī)(11)的進(jìn)氣系 統(tǒng)的旁通管(17)被連接到所述排氣模塊(I)的廢氣閥門出口(7)。
【文檔編號】F01N13/18GK103764967SQ201280042029
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月30日
【發(fā)明者】A·德桑克蒂斯, E·斯特蘭, G·扎萊蒂尼, O·孔滕托 申請人:瓦錫蘭芬蘭有限公司