一种用于定压排气管的顺序二级增压系统技术方案

一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，涉及二级增压系统技术领域，包括定压排气管，定压排气管上设置有相对设置的废气进口及废气出口，且废气进口倾斜朝向废气出口。本发明专利技术解决了传统技术中在现有中重型发动机、船用发动机中，如何实现紧凑式布置增压器的同时还降低生产成本；排气管受限于排气流道，增加了因气流的扭转带来的损失；如何保证发动机低转速时提高系统响应；以及如何在发动机高转速时有效控制其爆压值的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于定压排气管的顺序二级增压系统
本专利技术涉及二级增压系统
，具体涉及一种用于定压排气管的顺序二级增压系统。
技术介绍
涡轮增压器是利用发动机排出废气的能量来提高发动机进气密度。目前发动机功率不断提高，对增压系统提出更高要求。采用二级增压后的发动机增压压力可大幅提高，高、低压级增压器均可以工作在较高效率的工作区域内，两个增压器工作时，发动机流量范围大大拓宽。在串联二级增压系统中，增压压力可提高到6.0(即发动机进口压力达到6个大气压)左右，是单级增压难以达到的，可以很好满足柴油机提高功率和满足排放的需求。串联二级增压系统在已有发动机提升功率中应用往往也导致发动机高速爆压高，可靠性受到影响，内燃机在低增压时宜采用脉冲增压系统，高增压时两种系统均可采用。脉冲涡轮增压系统中，由于排气节流所造成的排气能量的损失比定压增压系统小，同时还考虑了对排气脉冲能量的利用，而在定压涡轮增压系统中，脉冲能量由于排气管容积大而几乎损失殆尽，所以脉冲增压对排气能量的利用比定压增压要好。但当定压比提高时，定压系统排气管内的压力也相应提高，排气能量的损失有所下降，且脉冲能量在排气能量中所占的比重也随增压比的增加而减小，所以两种系统对排气能量的利用效果将随增压比的提高而逐渐接近。一般而言，当增压比小于2.5时，采用脉冲增压系统对排气能量的利用比较好。车用发动机大部分时间是在部分负荷下工作，对加速性能和转矩特性要求较高，故单增压时多采用脉冲增压系统。对于船、发电等场合，由于变工况要求并不突出，对增压系统的空间安装位置也无严格限制，且增压度一般较高，故多采用定压增压系统。顺序二级增压系统的中增压度高，且高压级的应用大大提高了发动机低速的性能，对脉冲涡轮增压系统主要优点利用发动机低速时的脉冲能量必要性减弱。涡轮前的排气温度和压力都是周期性脉动的，进入工作轮叶片的排气流动方向也是周期性地改变，这使得气流的撞击损失增加；脉动压力有时还造成涡轮机的部分进气现象，因此脉冲系统的热效率较低，定压系统的涡轮前压力恒定，涡轮的效率较高。中国国家知识产权局公开了一个申请号为200880003872.6的专利，该专利公开了够使排气岐管部和组装有废气控制阀的低压级连接部一体化，由此减少部件数量并减轻重量，减少因螺栓结合等引起的组装工时，进而减少狭窄的发动机室内的分解工时，该排气岐管部为将排气岐管和高压增压器的高压涡轮机壳体一体化的铸造件。在二级增压式排气涡轮增压器中，高压级增压器和低压级增压器串联地配置在废气的流路上，并利用废气控制阀切换控制所述高压级增压器的废气流路和低压级增压器的废气流路的流量，其中高压级增压器具有由自发动机的排气岐管排出的废气驱动的高压涡轮机，低压级增压器具有由驱动该高压级增压器后的废气驱动的低压涡轮机。该二级增压式排气涡轮增压器的特征在于，将所述排气歧管、高压级增压器的高压涡轮机壳体以及收纳有所述废气控制阀的阀外壳一体化并构成排气岐管一体型外壳。但是该装置是排气管一体型外壳由一体的铸造件构成，在柴油机市场应用中，只在3.0L及以下的轻型柴油机发动机增压系统中少量使用，因为这类大小的排气管尺寸较小，由其适用于小型发动机中的紧凑式设置使用，但是废品率较高；其中中中重型发动机、船用发动机等的增压系统使用，则受限于增压器体积，加工困难，通用性差等因素，因此排气管一体型外壳不适合应用于中中重型发动机、船用发动机等的增压系统。中国国家知识产权局公开了一个申请号为201711177012.1的专利，该方案包括高压级增压器，高压级涡轮出口排烟管，增压器支撑体和低压级增压器；高压级增压器连接发动机排气管；所述增压器支撑体一端固定在发动机上，另一端通过中空法兰上面支撑连接低压级增压器，下面连接高压级涡轮出口排烟管，法兰的中空部分为气流通道；所述高压级涡轮出口排烟管上设有可以调节长度和角度的软管结构。本专利技术具有以下优势：本专利技术应用于发动机二级增压系统安装支撑，在紧凑性连接过程中，通过一个带中空法兰的增压器支撑体，实现高低压级增压器支撑互不影响；同时高压级增压器的两个支撑中有可调节的波纹管设计结构，可以避免出现支撑过定位。该装置通过顺序二级增压是由高、低压级增压器及其控制机构、连接管路等组成，系统体积重量均会增加，可能导致现有发动机机舱空间难以安放。尤其是在形式较单级增压器发动机上，安装固定两台增压器更为复杂困难。中国国家知识产权局公开了一个申请号为201711177012.1的专利，该方案包括在缸盖的左右两侧分配配置的排气歧管以及进气歧管、以及利用从排气歧管排出的废气的流体能量对流入于进气歧管的新气进行压缩的增压机。增压机由包括与排气歧管连结的高压增压机和与高压增压机连结的低压增压机的二级增压机构成。高压增压机配置于排气歧管的左右一侧方，并且低压增压机配置于排气歧管上方。但是该装置仅限于应用于串联增压，不能实现高速时或者希望工况下高压级断开，只有低压级工作的模式。综上可得知，现有技术的研发人员对均是围绕这如何在中小型发动机进行紧凑式一体设计，却忽略了受限于其加工成本高，加工困难，无法将其大体积化应用于中重型发动机、船用发动机等场合使用；及单一模式的顺序连接，无法保证当发动机低转速时提高系统的响应，及如何在高速转动时有效控制发动机的爆压值；以及现有的二级增压系统的排气管受限于排气流道，使得增加气流的扭转带来的损失。所以现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，用以解决传统技术中如何实现在中重型发动机、船用发动机等中，紧凑式布置增压器的同时还降低生产成本；排气管受限于排气流道，增加了因气流的扭转带来的损失；如何保证低转速时提高系统响应；以及如何高转速时有效控制发动机爆压值的问题。为解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，包括定压排气管，所述定压排气管上设置有相对设置的废气进口及废气出口，且所述废气进口倾斜朝向所述废气出口。作为一种改进的方案，所述废气出口并列设有两个，并通过两个所述废气出口对应连接有并联设置的高压级涡轮机及低压级涡轮机。作为一种改进的方案，所述废气出口与所述定压排气管的内壁之间呈倒圆结构设置。作为一种改进的方案，所述高压级涡轮机与所述低压级涡轮机之间连接有紧凑式连接腔道。作为一种改进的方案，所述紧凑式连接腔道包括连通所述高压级涡轮机的涡后端和所述低压级涡轮机的涡前端的导气三通管。作为一种改进的方案，所述导气三通管内还设有通断阀，并利用所述通断阀将所述定压排气管的气路分为独立连通所述低压级涡轮机的涡前端的第一气路，和独立连通所述高压级涡轮机的涡前端的第二气路。作为一种改进的方案，所述导气三通管的两进口端对应连接所述废气进口和所述高压级涡轮机的涡后端，所述导气三通管的出口端连接所述高压级涡轮机的涡前端，并通过连接所述高压级涡轮机的涡后端的部分形成第三气路。作为一种改进的方案，所述高压级涡轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，其特征在于：包括定压排气管(3)，所述定压排气管(3)上设置有相对设置的废气进口(13)及废气出口，且所述废气进口(13)倾斜朝向所述废气出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，其特征在于：包括定压排气管(3)，所述定压排气管(3)上设置有相对设置的废气进口(13)及废气出口，且所述废气进口(13)倾斜朝向所述废气出口。


2.根据权利要求1所述的一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，其特征在于：所述废气出口并列设有两个，并通过两个所述废气出口对应连接有并联设置的高压级涡轮机(2)及低压级涡轮机(1)。


3.根据权利要求1所述的一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，其特征在于：所述废气出口与所述定压排气管(3)的内壁之间呈倒圆结构(15)设置。


4.根据权利要求2所述的一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，其特征在于：所述高压级涡轮机(2)与所述低压级涡轮机(1)之间连接有紧凑式连接腔道。


5.根据权利要求4所述的一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，其特征在于：所述紧凑式连接腔道包括连通所述高压级涡轮机(2)的涡后端和所述低压级涡轮机(1)的涡前端的导气三通管(10)。


6.根据权利要求5所述的一种用于定压排气管的顺序二级增压系统，其特征在于：所述导气三...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，李延昭，张金明，孙金辉，信效芬，张西常，刘莹，王焱，白书战，李国祥，王桂华，黄永仲，李成，
申请(专利权)人：康跃科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37