一種發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機排氣技術領域，尤其是涉及一種發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置。
【背景技術】
[0002]按排氣能量在渦輪中的利用方式，內(nèi)燃機的排氣渦輪增壓系統(tǒng)有定壓和脈沖渦輪增壓兩種基本形式，其他增壓方式可以認為都是由這兩種系統(tǒng)演變和發(fā)展而來。
[0003]定壓渦輪增壓系統(tǒng)是把內(nèi)燃機所有氣缸的排氣收集到一個體積足夠大的排氣管內(nèi)，然后再引入渦輪。盡管各缸是交替排氣的，但由于排氣管的穩(wěn)壓作用，排氣總管內(nèi)壓力基本保持恒定，大小僅與負荷和轉速有關。渦輪在定壓下全周進氣，效率較高，掃氣干擾小，泵氣功損失小且排氣系統(tǒng)結構簡單，成本較低，易于布置和維護。定壓系統(tǒng)缺點是排氣脈沖能量利用率低及低速轉矩特性和加速性能較差。
[0004]脈沖渦輪增壓系統(tǒng)是把排氣管做得短而細，排氣容積盡可能小，使排氣能直接迅速地進入渦輪機中膨脹做功，減少節(jié)流損失。此外，為減少各缸排氣壓力波的相互干擾，脈沖系統(tǒng)往往采用兩根或更多排氣支管將相鄰發(fā)火氣缸的排氣相互隔開，這樣還可以較好地利用排氣脈沖能量，而且掃氣量大，低工況性能好。與定壓系統(tǒng)相比，脈沖系統(tǒng)尺寸較大，排氣管的結構也比較復雜，制作成本高。
[0005]定壓渦輪增壓系統(tǒng)和脈沖渦輪增壓系統(tǒng)有各自的優(yōu)缺點，因此在實際應用中均存在一定程度的局限性，不能很好地兼顧高速和低速工況。如定壓系統(tǒng)不適合對低工況性能和瞬態(tài)特性要求高的場合，脈沖增壓系統(tǒng)不適合對高速工況性能要求高的場合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置，實現(xiàn)內(nèi)燃機的排氣渦輪增壓系統(tǒng)的定壓和脈沖渦輪增壓兩種基本形式的轉換。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0008]一種發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置，包括發(fā)動機，還包括發(fā)動機進氣管、中冷器、壓氣機、渦輪、發(fā)動機第一排氣管、第一控制閥、發(fā)動機第二排氣管、第二控制閥和發(fā)動機排氣歧管總管；
[0009]所述發(fā)動機和發(fā)動機進氣管直接連接，所述壓氣機和發(fā)動機進氣管之間連接中冷器；所述發(fā)動機排氣歧管總管和發(fā)動機直接連接，發(fā)動機廢氣直接由發(fā)動機流入發(fā)動機排氣歧管總管；
[0010]所述發(fā)動機排氣歧管總管上依次設有若干第一控制閥和若干第二控制閥，所述發(fā)動機第一排氣管和發(fā)動機第二排氣管分別通過第一控制閥和第二控制閥與發(fā)動機排氣歧管總管相連接，其中發(fā)動機排氣歧管總管的個數(shù)與發(fā)動機的氣缸數(shù)一致；
[0011]所述發(fā)動機第一排氣管和發(fā)動機第二排氣管均與渦輪連通；所述渦輪和壓氣機連接。
[0012]進一步的，所述發(fā)動機第一排氣管和發(fā)動機第二排氣管采用上下布置的結構，第一排氣管布置在發(fā)動機第二排氣管上方。
[0013]進一步的，所述發(fā)動機第一排氣管和發(fā)動機第二排氣管通過排氣法蘭接口連接于渦輪；所述排氣法蘭接口設有第一入口、第二入口和出口，所述第一入口與發(fā)動機第一排氣管相連接，所述第二入口與發(fā)動機第二排氣管相連接，所述出口與渦輪入口相連接。
[0014]進一步的，所述渦輪和壓氣機同軸安裝。
[0015]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0016]通過控制第一控制閥和第二控制閥的開啟和關閉，可實現(xiàn)脈沖增壓和定壓增壓之間的切換，因此可以較好的兼顧發(fā)動機的高低轉速工況，提高發(fā)動機的整機性能，當發(fā)動機處于低速工況或加速加載工況時，增壓方式為脈沖增壓，可充分利用脈沖能量，減少油耗和各缸最大排溫差；當發(fā)動機處于高速工況時，增壓方式為定壓增壓，減少泵氣損失，降低油耗；
[0017]另一方面，合理的排氣法蘭接口設計，使該發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置適用于任何接口渦輪增壓器，可以廣泛應用于學校、廠礦、企業(yè)以及發(fā)動機和整車研發(fā)、試驗、認證等領域；
[0018]另一方面，整個裝置設計合理，結構簡單，制作成本低。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結構正視圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的結構側視圖。
[0021]圖中:
[0022]1、發(fā)動機；2、發(fā)動機進氣管；3、中冷器；4、壓氣機；5、渦輪；6、排氣法蘭接口 ；7、發(fā)動機第一排氣管；8、第一控制閥；9、發(fā)動機第二排氣管；10、第二控制閥；11、發(fā)動機排氣歧管總管。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細說明。
[0025]如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置，包括發(fā)動機1、發(fā)動機進氣管2、中冷器3、壓氣機4、禍輪5、排氣法蘭接口 6、發(fā)動機第一排氣管7、第一控制閥8、發(fā)動機第二排氣管9、第二控制閥10及發(fā)動機排氣歧管總管11 ;
[0026]所述發(fā)動機I和發(fā)動機進氣管2直接連接，所述壓氣機4和發(fā)動機進氣管2之間連接一中冷器3，空氣流經(jīng)壓氣機4經(jīng)進氣增壓后首先進入中冷器3進行冷卻，空氣經(jīng)中冷器3冷卻后通過發(fā)動機進氣管2直接進入發(fā)動機I ;
[0027]所述發(fā)動機排氣歧管總管11和發(fā)動機I直接連接，其中發(fā)動機排氣歧管總管11的個數(shù)與發(fā)動機的氣缸數(shù)一致；本實施例以6缸機的發(fā)動機I為例；
[0028]所述發(fā)動機排氣歧管總管11上依次設有6個第一控制閥8和6個第二控制閥10，所述發(fā)動機第一排氣管7和發(fā)動機第二排氣管9分別通過6個第一控制閥8和6個第二控制閥10與發(fā)動機排氣歧管總管11相連接，所述發(fā)動機第一排氣管7和發(fā)動機第二排氣管9均與渦輪5連通；所述渦輪5和壓氣機4連接。
[0029]本發(fā)明實施例所述發(fā)動機第一排氣管7和發(fā)動機第二排氣管9采用上下布置的結構，第一排氣管7布置在發(fā)動機第二排氣管9上方。
[0030]本發(fā)明實施例所述發(fā)動機第一排氣管7和發(fā)動機第二排氣管9通過排氣法蘭接口6連接于渦輪5，所述排氣法蘭接口 6上設有第一入口、第二入口和出口，所述第一入口與發(fā)動機第一排氣管7相連接，所述第二入口與發(fā)動機第二排氣管9相連接，所述出口與渦輪5入口相連接，所述排氣法蘭接口 6出口可根據(jù)渦輪5入口形狀自行進行設計，因此該發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置適用于任何渦輪增壓器。
[0031]本發(fā)明實施例所述發(fā)動機I的廢氣從發(fā)動機第一排氣管7或發(fā)動機第二排氣管9通過排氣法蘭接口 6進入渦輪5，所述渦輪5和壓氣機4同軸安裝，渦輪5將發(fā)動機排氣能量轉換成機械能，驅動壓氣機4對進氣進行壓縮，從而提高發(fā)動機的進氣密度。
[0032]本發(fā)明發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置的工作原理為:
[0033]所述發(fā)動機I啟動后，可通過控制6個第一控制閥8和6個第二控制閥10來實現(xiàn)脈沖增壓和定壓增壓之間的切換，當發(fā)動機處于低速工況或加速加載工況時，關閉6個第二控制閥10，開啟6個第一控制閥8，因此廢氣從發(fā)動機排氣歧管總管11流出后直接進入發(fā)動機第一排氣管7，此時發(fā)動機增壓方式為脈沖增壓；
[0034]當發(fā)動機處于高速工況時，開啟6個第二控制閥10，關閉6個第一控制閥8，因此廢氣從發(fā)動機排氣歧管總管11流出后直接進入發(fā)動機第二排氣管9，此時發(fā)動機的增壓方式為定壓增壓。
[0035]因此，本發(fā)明發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置可以較好的兼顧發(fā)動機的高低轉速工況，提高發(fā)動機的整機性能，當發(fā)動機處于低速工況或加速加載工況時，增壓方式為脈沖增壓，可充分利用脈沖能量，減少油耗和各缸最大排溫差；當發(fā)動機處于高速工況時，增壓方式為定壓增壓，減少泵氣損失，降低油耗。
[0036]以上對本發(fā)明的實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置，包括發(fā)動機(I)，其特征在于:還包括發(fā)動機進氣管(2)、中冷器(3)、壓氣機(4)、禍輪(5)、發(fā)動機第一排氣管(7)、第一控制閥(8)、發(fā)動機第二排氣管(9)、第二控制閥(10)和發(fā)動機排氣歧管總管(11); 所述發(fā)動機(I)和發(fā)動機進氣管(2)直接連接，所述壓氣機(4)和發(fā)動機進氣管(2)之間連接中冷器(3);所述發(fā)動機排氣歧管總管(11)和發(fā)動機(I)直接連接，發(fā)動機廢氣直接由發(fā)動機(I)流入發(fā)動機排氣歧管總管(11); 所述發(fā)動機排氣歧管總管(11)上依次設有若干第一控制閥(8)和若干第二控制閥(10)，所述發(fā)動機第一排氣管(7)和發(fā)動機第二排氣管(9)分別通過第一控制閥(8)和第二控制閥(10)與發(fā)動機排氣歧管總管(11)相連接，其中發(fā)動機排氣歧管總管(11)的個數(shù)與發(fā)動機的氣缸數(shù)一致； 所述發(fā)動機第一排氣管(7)和發(fā)動機第二排氣管(9)均與渦輪(5)連通；所述渦輪(5)和壓氣機(4)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置，其特征在于:所述發(fā)動機第一排氣管(7)和發(fā)動機第二排氣管(9)采用上下布置的結構，第一排氣管(7)布置在發(fā)動機第二排氣管(9)上方。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置，其特征在于:所述發(fā)動機第一排氣管(7)和發(fā)動機第二排氣管(9)通過排氣法蘭接口(6)連接于渦輪(5);所述排氣法蘭接口(6)設有第一入口、第二入口和出口，所述第一入口與發(fā)動機第一排氣管(7)相連接，所述第二入口與發(fā)動機第二排氣管(9)相連接，所述出口與渦輪(5)入口相連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置，其特征在于:所述渦輪(5)和壓氣機(4)同軸安裝。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種發(fā)動機定壓/脈沖排氣轉換裝置，包括發(fā)動機、發(fā)動機進氣管、中冷器、壓氣機、渦輪、發(fā)動機第一排氣管、第一控制閥、發(fā)動機第二排氣管、第二控制閥和發(fā)動機排氣歧管總管；發(fā)動機和發(fā)動機進氣管連接，所述發(fā)動機排氣歧管總管和發(fā)動機連接；所述發(fā)動機排氣歧管總管上設有若干第一控制閥和若干第二控制閥，發(fā)動機第一排氣管和發(fā)動機第二排氣管分別通過第一控制閥和第二控制閥與發(fā)動機排氣歧管總管相連接；發(fā)動機第一排氣管和發(fā)動機第二排氣管與渦輪連通。本發(fā)明的優(yōu)點是：通過第一控制閥和第二控制閥的開啟和關閉，可實現(xiàn)脈沖增壓和定壓增壓之間的切換，較好的兼顧發(fā)動機的高低轉速工況，提高發(fā)動機的整機性能。
【IPC分類】F02B37-12
【公開號】CN104879209
【申請?zhí)枴緾N201510142523
【發(fā)明人】程秀圍, 任貴峰, 王國瑩, 董江峰, 許文燕, 袁永先, 任慶霜, 付海燕, 仲蕾
【申請人】中國北方發(fā)動機研究所(天津)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年3月27日