一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，涉及二級(jí)增壓系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括定壓排氣管，定壓排氣管上設(shè)置有相對(duì)設(shè)置的廢氣進(jìn)口及廢氣出口，且廢氣進(jìn)口傾斜朝向廢氣出口。本發(fā)明專利技術(shù)解決了傳統(tǒng)技術(shù)中在現(xiàn)有中重型發(fā)動(dòng)機(jī)、船用發(fā)動(dòng)機(jī)中，如何實(shí)現(xiàn)緊湊式布置增壓器的同時(shí)還降低生產(chǎn)成本；排氣管受限于排氣流道，增加了因氣流的扭轉(zhuǎn)帶來(lái)的損失；如何保證發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)提高系統(tǒng)響應(yīng)；以及如何在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)有效控制其爆壓值的問題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及二級(jí)增壓系統(tǒng)
，具體涉及一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣的能量來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣密度。目前發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷提高，對(duì)增壓系統(tǒng)提出更高要求。采用二級(jí)增壓后的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力可大幅提高，高、低壓級(jí)增壓器均可以工作在較高效率的工作區(qū)域內(nèi)，兩個(gè)增壓器工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)流量范圍大大拓寬。在串聯(lián)二級(jí)增壓系統(tǒng)中，增壓壓力可提高到6.0(即發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口壓力達(dá)到6個(gè)大氣壓)左右，是單級(jí)增壓難以達(dá)到的，可以很好滿足柴油機(jī)提高功率和滿足排放的需求。串聯(lián)二級(jí)增壓系統(tǒng)在已有發(fā)動(dòng)機(jī)提升功率中應(yīng)用往往也導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)高速爆壓高，可靠性受到影響，內(nèi)燃機(jī)在低增壓時(shí)宜采用脈沖增壓系統(tǒng)，高增壓時(shí)兩種系統(tǒng)均可采用。脈沖渦輪增壓系統(tǒng)中，由于排氣節(jié)流所造成的排氣能量的損失比定壓增壓系統(tǒng)小，同時(shí)還考慮了對(duì)排氣脈沖能量的利用，而在定壓渦輪增壓系統(tǒng)中，脈沖能量由于排氣管容積大而幾乎損失殆盡，所以脈沖增壓對(duì)排氣能量的利用比定壓增壓要好。但當(dāng)定壓比提高時(shí)，定壓系統(tǒng)排氣管內(nèi)的壓力也相應(yīng)提高，排氣能量的損失有所下降，且脈沖能量在排氣能量中所占的比重也隨增壓比的增加而減小，所以兩種系統(tǒng)對(duì)排氣能量的利用效果將隨增壓比的提高而逐漸接近。一般而言，當(dāng)增壓比小于2.5時(shí)，采用脈沖增壓系統(tǒng)對(duì)排氣能量的利用比較好。車用發(fā)動(dòng)機(jī)大部分時(shí)間是在部分負(fù)荷下工作，對(duì)加速性能和轉(zhuǎn)矩特性要求較高，故單增壓時(shí)多采用脈沖增壓系統(tǒng)。對(duì)于船、發(fā)電等場(chǎng)合，由于變工況要求并不突出，對(duì)增壓系統(tǒng)的空間安裝位置也無(wú)嚴(yán)格限制，且增壓度一般較高，故多采用定壓增壓系統(tǒng)。順序二級(jí)增壓系統(tǒng)的中增壓度高，且高壓級(jí)的應(yīng)用大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)低速的性能，對(duì)脈沖渦輪增壓系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)利用發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)的脈沖能量必要性減弱。渦輪前的排氣溫度和壓力都是周期性脈動(dòng)的，進(jìn)入工作輪葉片的排氣流動(dòng)方向也是周期性地改變，這使得氣流的撞擊損失增加；脈動(dòng)壓力有時(shí)還造成渦輪機(jī)的部分進(jìn)氣現(xiàn)象，因此脈沖系統(tǒng)的熱效率較低，定壓系統(tǒng)的渦輪前壓力恒定，渦輪的效率較高。中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開了一個(gè)申請(qǐng)?zhí)枮?00880003872.6的專利，該專利公開了夠使排氣岐管部和組裝有廢氣控制閥的低壓級(jí)連接部一體化，由此減少部件數(shù)量并減輕重量，減少因螺栓結(jié)合等引起的組裝工時(shí)，進(jìn)而減少狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的分解工時(shí)，該排氣岐管部為將排氣岐管和高壓增壓器的高壓渦輪機(jī)殼體一體化的鑄造件。在二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器中，高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器串聯(lián)地配置在廢氣的流路上，并利用廢氣控制閥切換控制所述高壓級(jí)增壓器的廢氣流路和低壓級(jí)增壓器的廢氣流路的流量，其中高壓級(jí)增壓器具有由自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣岐管排出的廢氣驅(qū)動(dòng)的高壓渦輪機(jī)，低壓級(jí)增壓器具有由驅(qū)動(dòng)該高壓級(jí)增壓器后的廢氣驅(qū)動(dòng)的低壓渦輪機(jī)。該二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器的特征在于，將所述排氣歧管、高壓級(jí)增壓器的高壓渦輪機(jī)殼體以及收納有所述廢氣控制閥的閥外殼一體化并構(gòu)成排氣岐管一體型外殼。但是該裝置是排氣管一體型外殼由一體的鑄造件構(gòu)成，在柴油機(jī)市場(chǎng)應(yīng)用中，只在3.0L及以下的輕型柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)中少量使用，因?yàn)檫@類大小的排氣管尺寸較小，由其適用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)中的緊湊式設(shè)置使用，但是廢品率較高；其中中中重型發(fā)動(dòng)機(jī)、船用發(fā)動(dòng)機(jī)等的增壓系統(tǒng)使用，則受限于增壓器體積，加工困難，通用性差等因素，因此排氣管一體型外殼不適合應(yīng)用于中中重型發(fā)動(dòng)機(jī)、船用發(fā)動(dòng)機(jī)等的增壓系統(tǒng)。中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開了一個(gè)申請(qǐng)?zhí)枮?01711177012.1的專利，該方案包括高壓級(jí)增壓器，高壓級(jí)渦輪出口排煙管，增壓器支撐體和低壓級(jí)增壓器；高壓級(jí)增壓器連接發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管；所述增壓器支撐體一端固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上，另一端通過(guò)中空法蘭上面支撐連接低壓級(jí)增壓器，下面連接高壓級(jí)渦輪出口排煙管，法蘭的中空部分為氣流通道；所述高壓級(jí)渦輪出口排煙管上設(shè)有可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)度和角度的軟管結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：本專利技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)二級(jí)增壓系統(tǒng)安裝支撐，在緊湊性連接過(guò)程中，通過(guò)一個(gè)帶中空法蘭的增壓器支撐體，實(shí)現(xiàn)高低壓級(jí)增壓器支撐互不影響；同時(shí)高壓級(jí)增壓器的兩個(gè)支撐中有可調(diào)節(jié)的波紋管設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以避免出現(xiàn)支撐過(guò)定位。該裝置通過(guò)順序二級(jí)增壓是由高、低壓級(jí)增壓器及其控制機(jī)構(gòu)、連接管路等組成，系統(tǒng)體積重量均會(huì)增加，可能導(dǎo)致現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙空間難以安放。尤其是在形式較單級(jí)增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)上，安裝固定兩臺(tái)增壓器更為復(fù)雜困難。中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開了一個(gè)申請(qǐng)?zhí)枮?01711177012.1的專利，該方案包括在缸蓋的左右兩側(cè)分配配置的排氣歧管以及進(jìn)氣歧管、以及利用從排氣歧管排出的廢氣的流體能量對(duì)流入于進(jìn)氣歧管的新氣進(jìn)行壓縮的增壓機(jī)。增壓機(jī)由包括與排氣歧管連結(jié)的高壓增壓機(jī)和與高壓增壓機(jī)連結(jié)的低壓增壓機(jī)的二級(jí)增壓機(jī)構(gòu)成。高壓增壓機(jī)配置于排氣歧管的左右一側(cè)方，并且低壓增壓機(jī)配置于排氣歧管上方。但是該裝置僅限于應(yīng)用于串聯(lián)增壓，不能實(shí)現(xiàn)高速時(shí)或者希望工況下高壓級(jí)斷開，只有低壓級(jí)工作的模式。綜上可得知，現(xiàn)有技術(shù)的研發(fā)人員對(duì)均是圍繞這如何在中小型發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行緊湊式一體設(shè)計(jì)，卻忽略了受限于其加工成本高，加工困難，無(wú)法將其大體積化應(yīng)用于中重型發(fā)動(dòng)機(jī)、船用發(fā)動(dòng)機(jī)等場(chǎng)合使用；及單一模式的順序連接，無(wú)法保證當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)提高系統(tǒng)的響應(yīng)，及如何在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有效控制發(fā)動(dòng)機(jī)的爆壓值；以及現(xiàn)有的二級(jí)增壓系統(tǒng)的排氣管受限于排氣流道，使得增加氣流的扭轉(zhuǎn)帶來(lái)的損失。所以現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專利技術(shù)提供一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)技術(shù)中如何實(shí)現(xiàn)在中重型發(fā)動(dòng)機(jī)、船用發(fā)動(dòng)機(jī)等中，緊湊式布置增壓器的同時(shí)還降低生產(chǎn)成本；排氣管受限于排氣流道，增加了因氣流的扭轉(zhuǎn)帶來(lái)的損失；如何保證低轉(zhuǎn)速時(shí)提高系統(tǒng)響應(yīng)；以及如何高轉(zhuǎn)速時(shí)有效控制發(fā)動(dòng)機(jī)爆壓值的問題。為解決上述問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，包括定壓排氣管，所述定壓排氣管上設(shè)置有相對(duì)設(shè)置的廢氣進(jìn)口及廢氣出口，且所述廢氣進(jìn)口傾斜朝向所述廢氣出口。作為一種改進(jìn)的方案，所述廢氣出口并列設(shè)有兩個(gè)，并通過(guò)兩個(gè)所述廢氣出口對(duì)應(yīng)連接有并聯(lián)設(shè)置的高壓級(jí)渦輪機(jī)及低壓級(jí)渦輪機(jī)。作為一種改進(jìn)的方案，所述廢氣出口與所述定壓排氣管的內(nèi)壁之間呈倒圓結(jié)構(gòu)設(shè)置。作為一種改進(jìn)的方案，所述高壓級(jí)渦輪機(jī)與所述低壓級(jí)渦輪機(jī)之間連接有緊湊式連接腔道。作為一種改進(jìn)的方案，所述緊湊式連接腔道包括連通所述高壓級(jí)渦輪機(jī)的渦后端和所述低壓級(jí)渦輪機(jī)的渦前端的導(dǎo)氣三通管。作為一種改進(jìn)的方案，所述導(dǎo)氣三通管內(nèi)還設(shè)有通斷閥，并利用所述通斷閥將所述定壓排氣管的氣路分為獨(dú)立連通所述低壓級(jí)渦輪機(jī)的渦前端的第一氣路，和獨(dú)立連通所述高壓級(jí)渦輪機(jī)的渦前端的第二氣路。作為一種改進(jìn)的方案，所述導(dǎo)氣三通管的兩進(jìn)口端對(duì)應(yīng)連接所述廢氣進(jìn)口和所述高壓級(jí)渦輪機(jī)的渦后端，所述導(dǎo)氣三通管的出口端連接所述高壓級(jí)渦輪機(jī)的渦前端，并通過(guò)連接所述高壓級(jí)渦輪機(jī)的渦后端的部分形成第三氣路。作為一種改進(jìn)的方案，所述高壓級(jí)渦輪本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，其特征在于：包括定壓排氣管(3)，所述定壓排氣管(3)上設(shè)置有相對(duì)設(shè)置的廢氣進(jìn)口(13)及廢氣出口，且所述廢氣進(jìn)口(13)傾斜朝向所述廢氣出口。/n
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，其特征在于：包括定壓排氣管(3)，所述定壓排氣管(3)上設(shè)置有相對(duì)設(shè)置的廢氣進(jìn)口(13)及廢氣出口，且所述廢氣進(jìn)口(13)傾斜朝向所述廢氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，其特征在于：所述廢氣出口并列設(shè)有兩個(gè)，并通過(guò)兩個(gè)所述廢氣出口對(duì)應(yīng)連接有并聯(lián)設(shè)置的高壓級(jí)渦輪機(jī)(2)及低壓級(jí)渦輪機(jī)(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，其特征在于：所述廢氣出口與所述定壓排氣管(3)的內(nèi)壁之間呈倒圓結(jié)構(gòu)(15)設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，其特征在于：所述高壓級(jí)渦輪機(jī)(2)與所述低壓級(jí)渦輪機(jī)(1)之間連接有緊湊式連接腔道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，其特征在于：所述緊湊式連接腔道包括連通所述高壓級(jí)渦輪機(jī)(2)的渦后端和所述低壓級(jí)渦輪機(jī)(1)的渦前端的導(dǎo)氣三通管(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于定壓排氣管的順序二級(jí)增壓系統(tǒng)，其特征在于：所述導(dǎo)氣三...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬超，李延昭，張金明，孫金輝，信效芬，張西常，劉瑩，王焱，白書戰(zhàn)，李國(guó)祥，王桂華，黃永仲，李成，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：康躍科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東;37
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