一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統技術方案

一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，涉及二級增壓系統技術領域，包括定壓排氣管，定壓排氣管上設置有相對設置的廢氣進口及廢氣出口，且廢氣進口傾斜朝向廢氣出口。本實用新型專利技術解決了傳統技術中在現有中重型發動機、船用發動機中，如何實現緊湊式布置增壓器的同時還降低生產成本；排氣管受限于排氣流道，增加了因氣流的扭轉帶來的損失；如何保證發動機低轉速時提高系統響應；以及如何在發動機高轉速時有效控制其爆壓值的問題。

【技術實現步驟摘要】
一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統
本技術涉及二級增壓系統
，具體涉及一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統。
技術介紹
渦輪增壓器是利用發動機排出廢氣的能量來提高發動機進氣密度。目前發動機功率不斷提高，對增壓系統提出更高要求。采用二級增壓后的發動機增壓壓力可大幅提高，高、低壓級增壓器均可以工作在較高效率的工作區域內，兩個增壓器工作時，發動機流量范圍大大拓寬。在串聯二級增壓系統中，增壓壓力可提高到6.0(即發動機進口壓力達到6個大氣壓)左右，是單級增壓難以達到的，可以很好滿足柴油機提高功率和滿足排放的需求。串聯二級增壓系統在已有發動機提升功率中應用往往也導致發動機高速爆壓高，可靠性受到影響，內燃機在低增壓時宜采用脈沖增壓系統，高增壓時兩種系統均可采用。脈沖渦輪增壓系統中，由于排氣節流所造成的排氣能量的損失比定壓增壓系統小，同時還考慮了對排氣脈沖能量的利用，而在定壓渦輪增壓系統中，脈沖能量由于排氣管容積大而幾乎損失殆盡，所以脈沖增壓對排氣能量的利用比定壓增壓要好。但當定壓比提高時，定壓系統排氣管內的壓力也相應提高，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，所以兩種系統對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，當增壓比小于2.5時，采用脈沖增壓系統對排氣能量的利用比較好。車用發動機大部分時間是在部分負荷下工作，對加速性能和轉矩特性要求較高，故單增壓時多采用脈沖增壓系統。對于船、發電等場合，由于變工況要求并不突出，對增壓系統的空間安裝位置也無嚴格限制，且增壓度一般較高，故多采用定壓增壓系統。順序二級增壓系統的中增壓度高，且高壓級的應用大大提高了發動機低速的性能，對脈沖渦輪增壓系統主要優點利用發動機低速時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的，進入工作輪葉片的排氣流動方向也是周期性地改變，這使得氣流的撞擊損失增加；脈動壓力有時還造成渦輪機的部分進氣現象，因此脈沖系統的熱效率較低，定壓系統的渦輪前壓力恒定，渦輪的效率較高。中國國家知識產權局公開了一個申請號為200880003872.6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連接部一體化，由此減少部件數量并減輕重量，減少因螺栓結合等引起的組裝工時，進而減少狹窄的發動機室內的分解工時，該排氣岐管部為將排氣岐管和高壓增壓器的高壓渦輪機殼體一體化的鑄造件。在二級增壓式排氣渦輪增壓器中，高壓級增壓器和低壓級增壓器串聯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增壓器的廢氣流路和低壓級增壓器的廢氣流路的流量，其中高壓級增壓器具有由自發動機的排氣岐管排出的廢氣驅動的高壓渦輪機，低壓級增壓器具有由驅動該高壓級增壓器后的廢氣驅動的低壓渦輪機。該二級增壓式排氣渦輪增壓器的特征在于，將所述排氣歧管、高壓級增壓器的高壓渦輪機殼體以及收納有所述廢氣控制閥的閥外殼一體化并構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成，在柴油機市場應用中，只在3.0L及以下的輕型柴油機發動機增壓系統中少量使用，因為這類大小的排氣管尺寸較小，由其適用于小型發動機中的緊湊式設置使用，但是廢品率較高；其中中中重型發動機、船用發動機等的增壓系統使用，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用于中中重型發動機、船用發動機等的增壓系統。中國國家知識產權局公開了一個申請號為201711177012.1的專利，該方案包括高壓級增壓器，高壓級渦輪出口排煙管，增壓器支撐體和低壓級增壓器；高壓級增壓器連接發動機排氣管；所述增壓器支撐體一端固定在發動機上，另一端通過中空法蘭上面支撐連接低壓級增壓器，下面連接高壓級渦輪出口排煙管，法蘭的中空部分為氣流通道；所述高壓級渦輪出口排煙管上設有可以調節長度和角度的軟管結構。本技術具有以下優勢：本技術應用于發動機二級增壓系統安裝支撐，在緊湊性連接過程中，通過一個帶中空法蘭的增壓器支撐體，實現高低壓級增壓器支撐互不影響；同時高壓級增壓器的兩個支撐中有可調節的波紋管設計結構，可以避免出現支撐過定位。該裝置通過順序二級增壓是由高、低壓級增壓器及其控制機構、連接管路等組成，系統體積重量均會增加，可能導致現有發動機機艙空間難以安放。尤其是在形式較單級增壓器發動機上，安裝固定兩臺增壓器更為復雜困難。中國國家知識產權局公開了一個申請號為201711177012.1的專利，該方案包括在缸蓋的左右兩側分配配置的排氣歧管以及進氣歧管、以及利用從排氣歧管排出的廢氣的流體能量對流入于進氣歧管的新氣進行壓縮的增壓機。增壓機由包括與排氣歧管連結的高壓增壓機和與高壓增壓機連結的低壓增壓機的二級增壓機構成。高壓增壓機配置于排氣歧管的左右一側方，并且低壓增壓機配置于排氣歧管上方。但是該裝置僅限于應用于串聯增壓，不能實現高速時或者希望工況下高壓級斷開，只有低壓級工作的模式。綜上可得知，現有技術的研發人員對均是圍繞這如何在中小型發動機進行緊湊式一體設計，卻忽略了受限于其加工成本高，加工困難，無法將其大體積化應用于中重型發動機、船用發動機等場合使用；及單一模式的順序連接，無法保證當發動機低轉速時提高系統的響應，及如何在高速轉動時有效控制發動機的爆壓值；以及現有的二級增壓系統的排氣管受限于排氣流道，使得增加氣流的扭轉帶來的損失。所以現有技術在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本技術提供一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，用以解決傳統技術中如何實現在中重型發動機、船用發動機等中，緊湊式布置增壓器的同時還降低生產成本；排氣管受限于排氣流道，增加了因氣流的扭轉帶來的損失；如何保證低轉速時提高系統響應；以及如何高轉速時有效控制發動機爆壓值的問題。為解決上述問題，本技術提供如下技術方案：一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，包括定壓排氣管，所述定壓排氣管上設置有相對設置的廢氣進口及廢氣出口，且所述廢氣進口傾斜朝向所述廢氣出口。作為一種改進的方案，所述廢氣出口并列設有兩個，并通過兩個所述廢氣出口對應連接有并聯設置的高壓級渦輪機及低壓級渦輪機。作為一種改進的方案，所述廢氣出口與所述定壓排氣管的內壁之間呈倒圓結構設置。作為一種改進的方案，所述高壓級渦輪機與所述低壓級渦輪機之間連接有緊湊式連接腔道。作為一種改進的方案，所述緊湊式連接腔道包括連通所述高壓級渦輪機的渦后端和所述低壓級渦輪機的渦前端的導氣三通管。作為一種改進的方案，所述導氣三通管內還設有通斷閥，并利用所述通斷閥將所述定壓排氣管的氣路分為獨立連通所述低壓級渦輪機的渦前端的第一氣路，和獨立連通所述高壓級渦輪機的渦前端的第二氣路。作為一種改進的方案，所述導氣三通管的兩進口端對應連接所述廢氣進口和所述高壓級渦輪機的渦后端，所述導氣三通管的出口端連接所述高壓級渦輪機的渦前端，并通過連接所述高壓級渦輪機的渦后端的部分形成第三氣路。作為一種改本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，其特征在于：包括定壓排氣管(3)，所述定壓排氣管(3)上設置有相對設置的廢氣進口(13)及廢氣出口，且所述廢氣進口(13)傾斜朝向所述廢氣出口。/n

【技術特征摘要】
1.一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，其特征在于：包括定壓排氣管(3)，所述定壓排氣管(3)上設置有相對設置的廢氣進口(13)及廢氣出口，且所述廢氣進口(13)傾斜朝向所述廢氣出口。


2.根據權利要求1所述的一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，其特征在于：所述廢氣出口并列設有兩個，并通過兩個所述廢氣出口對應連接有并聯設置的高壓級渦輪機(2)及低壓級渦輪機(1)。


3.根據權利要求1所述的一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，其特征在于：所述廢氣出口與所述定壓排氣管(3)的內壁之間呈倒圓結構(15)設置。


4.根據權利要求2所述的一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，其特征在于：所述高壓級渦輪機(2)與所述低壓級渦輪機(1)之間連接有緊湊式連接腔道。


5.根據權利要求4所述的一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，其特征在于：所述緊湊式連接腔道包括連通所述高壓級渦輪機(2)的渦后端和所述低壓級渦輪機(1)的渦前端的導氣三通管(10)。


6.根據權利要求5所述的一種用于定壓排氣管的順序二級增壓系統，其特征在于：所述導氣三...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬超，李延昭，張金明，孫金輝，信效芬，張西常，劉瑩，王焱，白書戰，李國祥，王桂華，黃永仲，李成，
申請(專利權)人：康躍科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37