专利名称：气体导流复合脉冲转换涡轮增压系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机涡轮增压系统，特别是一种多缸内燃机排气能量利用 与抗扫气干扰的气体导流复合脉冲转换涡轮增压系统，属于内燃机技术领域。
技术背景现有的内燃机涡轮增压系统有定压、脉冲、脉冲转换、模件式脉冲转换等。 定压涡轮增压系统的排气管尺寸较大使排气压力基本不变，避免因多缸排气造成 扫气干扰，涡轮进气气流稳定，涡轮效率高，但排气能量损失大，低工况和动态 性能差。脉冲涡轮增压系统因涡轮脉动进气，涡轮效率不如定压涡轮增压系统， 但可较充分利用排气的脉动能量，低工况和动态性能好，适合6缸、12缸等以3 为倍数内燃机的应用。对缸数不是3为倍数的内燃机，常采用带有脉冲转换器的 涡轮增亚系统来减少由于涡轮多入口所造成的涡轮部分进气损失和部分排气管 排空所造成涡轮的鼓风损失，并通过脉冲转换器的縮口以抑制所联排气管各缸之 间压力波对扫气的干扰，但增加了排气能量损失。模件式脉冲转换涡轮增压系统 (简称MPC系统)是通过一根较定压涡轮增压系统容积小很多的排气总管与各排 气支管相连，各排气支管做成縮口抑制各缸间的扫气干扰，该系统有与脉冲涡轮 增压系统相近的排气脉动能量利用率，有与定压涡轮增压系统相近的涡轮效率， 能较好的兼顾高低工况性能，但有时还有较大的扫气干扰。模件式脉冲转换涡轮增压系统在一些多缸机尤其是8缸机使用时，不管如何 改变内燃机的发火顺序，在靠近排气总管封闭端的某些缸的压力波总会对下游邻 近缸的扫气形成较大的干扰，造成各缸扫气不均匀，引起有关缸排温异常上升， 使内燃机各缸的排气温度差值不满足要求，性能变差。已有技术中，John H- Weaving在"Internal Combustion Engineering Science and Technology" (Elsevier Applied Science, London and New York, 1990)—书中提出了为减少模件式脉冲转换系统在一些多缸机使用时一些缸的扫 气干扰，在有扫气干扰气缸之间的排气总管内设一片节流孔板用于衰减压力波；
或进一步縮小有扫气干扰气缸的排气支管縮口，以抑制对扫气的干扰，这两种方 法均使节流损失加大。专利号为CN2312331Y，名称为混合式脉冲转换器排气系 统的实用新型专利，提出了对八缸和V型十六缸四冲程柴油机采用由四个缸构成 的MPC排气管与四个缸构成的脉冲转换器两部分组成排气系统。该系统能充分利 用排气脉冲能量，减少泵气功损失，提高涡轮效率，排气温度均匀，但由于通过 脉冲转换器与MPC系统相连，脉冲转换器的縮口也造成一定的节流损失。 发明内容为了克服某些多缸内燃机已有涡轮增压系统的不足和缺陷，本发明提供一种 既能抑制扫气干扰又能减少节流损失提高涡轮效率的气体导流复合脉冲转换涡 轮增压系统。本发明是通过下述技术方案实现的本发明包括气缸、排气支管、两根脉冲 排气管、Y型接头、模件式脉冲转换排气管、涡轮增压器和导流板。根据内燃机 的发火顺序将远离涡轮增压器段有扫气干扰的气缸分别通过两根脉冲排气管与Y 型接头的两个输入端连接，Y型接头的输出端与模件式脉冲转换排气管的输入端 连接，模件式脉冲转换排气管的输出端与涡轮增压器入口连接，其余各气缸分别 通过各自的排气支管与模件式脉冲转换排气管连接，在各排气支管和模件式脉冲 转换排气管的连接处设置导流板，导流板以"角度插入模件式脉冲转换排气管 中。通过该导流板控制排气支管对模件式脉冲转换排气管气流的引射和压力波的 发射。2根脉冲排气管能将有干扰气缸排气压力波的传递路径延长，使所联气缸 排气均不出现或无明显扫气干扰。模件式脉冲转换排气管连接的排气支管通过导 流板使排气以a角度流入模件式脉冲转换排气管，每缸排气均对模件式脉冲转换 排气管气流产生引射作用，相当于一个引射抽吸泵，模件式脉冲转换排气管所连 的多个气缸就相当于多个引射抽吸泵串联对Y型接头出口进行抽吸，使Y型接头 出口的压力下降，模件式脉冲转换排气管所联气缸数愈多，压力下降愈明显，Y 型接头不用縮口就能抑制Y型接头两根脉冲排气管相连气缸的扫气干扰；由于各 排气支管气流对模件式脉冲转换排气管气流的引射作用，使各排气支管到涡轮入 口气流保持高速，提高了排气能量利用率。因导流板对引射作用的增强，可以不 再完全靠縮口来抑制近封闭端气缸的扫气干扰，从而使气缸泵气功损失小。本发明有益效果本发明的气体导流复合脉冲转换涡轮增压系统适用于4、 5、 7、 8、 9、 10缸等多缸内燃机，能充分的利用排气脉动能量，有更好的瞬态 说明书第3/4页和加速性能，结构简单，泵气功损失小，涡轮效率高，能避免大的扫气干扰。
图1是本发明涡轮增压系统用于8缸柴油机第一种实施方案的结构示意图。 图2是本发明涡轮增压系统用于8缸柴油机第二种实施方案的结构示意图。 图中1 A气缸，2 B气缸，3 C气缸，4 D气缸，5 E气缸，6 F气缸，7 G 气缸，8 H气缸，9排气支管，10 A脉冲排气管，11 B脉冲排气管，12 Y型接 头，13模件式脉冲转换排气管，14涡轮增压器，15导流板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明用于8缸柴油机的具体实施作进一步描述。 如图l所示，本发明包括A气缸1， B气缸2， C气缸3， D气缸4， E气缸5， F气缸6， G气缸7， H气缸8，排气支管9， A脉冲排气管IO， B脉冲排气管ll， Y型接头12，模件式脉冲转换排气管13，涡轮增压器14，导流板15。根据内燃 机的发火顺序将远离涡轮增压器段有扫气干扰的A气缸1和B气缸2分别通过A 脉冲排气管10和B脉冲排气管11与Y型接头12的两个输入端连接，Y型接头 12的输出端与模件式脉冲转换排气管13的输入端连接，模件式脉冲转换排气管 13的输出端与涡轮增压器入口连接，C气缸3， D气缸4， E气缸5， F气缸6， G 气缸7， H气缸8分别通过各自的排气支管9与模件式脉冲转换排气管13连接， 在各排气支管9和模件式脉冲转换排气管13的连接处设置导流板15，导流板15 以"角度插入模件式脉冲转换排气管13中，20°《"《45° 。导流板15、排气 支管9和模件式脉冲转换排气管13三者固接成一体。A气缸1和B气缸2的排气分别通过A脉冲排气管10、 B脉冲排气管11和Y 型接头12流入模件式脉冲转换排气管13，同时C气缸3， D气缸4， E气缸5， F 气缸6， G气缸7， H气缸8的排气通过各排气支管9和导流板15流入模件式脉 冲转换排气管13，通过引射促进管内气体加速流动，所连气缸数愈多引射效果 愈明显，对Y型接头12出口形成低压。通过对A脉冲排气管10、 B脉冲排气管 11和模件式脉冲转换排气管13管径和管长等参数的设计，控制脉冲排气管10 与脉冲排气管11之间的压力波反射时间和传递强度，从而抑制了 A脉冲排气管 10、 B脉冲排气管11所连气缸的扫气干扰。各气缸的排气汇入模件式脉冲转换 排气管13，通过导流板15与排气支管9构成的缩口使气体高速流向模件式脉冲 转换排气管13中心，抑制模件式脉冲转换排气管13所连接各气缸之间的扫气干 扰，使涡轮增压器14的入口气流更稳定，提高涡轮的运行效率。如图2所示，A气缸1与A脉冲排气管10 —端相连，A脉冲排气管10的另 一端与Y型接头12的一个输入端相连，B气缸2与B脉冲排气管11 一端相连， C气缸3通过排气支管9与B脉冲排气管11的另一端的侧面弧线连通，B脉冲排 气管11的另一端与Y型接头12的另一个输入端相连，Y型接头12的输出端与 模件式脉冲转换排气管13的输入端连接，模件式脉冲转换排气管13的输出端与 涡轮增压器入口连接，D气缸4， E气缸5， F气缸6， G气缸7， H气缸8分别通 过各自排气支管9与模件式脉冲转换排气管13连接，在排气支管9和模件式脉 冲转换排气管13的连接处设置导流板15，导流板15以"角度插入模件式脉冲 转换排气管13中，20°《a《45° ，导流板15、排气支管9和模件式脉冲转换 排气管13三者固接成一体。
权利要求
1.一种气体导流复合脉冲转换涡轮增压系统，包括A气缸(1)、B气缸(2)、C气缸(3)、D气缸(4)、E气缸(5)、F气缸(6)、G气缸(7)、H气缸(8)、排气支管(9)、A脉冲排气管(10)、B脉冲排气管(11)、模件式脉冲转换排气管(13)、涡轮增压器(14)，其特征在于还包括Y型接头(12)、导流板(15)，A气缸(1)和B气缸(2)分别通过A脉冲排气管(10)和B脉冲排气管(11)与Y型接头(12)的两个输入端连接，Y型接头(12)的输出端与模件式脉冲转换排气管(13)的输入端连接，模件式脉冲转换排气管(13)的输出端与涡轮增压器入口连接，C气缸(3)、D气缸(4)、E气缸(5)、F气缸(6)、G气缸(7)、H气缸(8)分别通过各排气支管(9)与模件式脉冲转换排气管(13)连接，在各排气支管(9)和模件式脉冲转换排气管(13)的连接处设置导流板(15)，导流板(15)以α角度插入模件式脉冲转换排气管(13)中。
2. 根据权利要求1所述的气体导流复合脉冲转换涡轮增压系统，其特征是 所述的"角为20°《"《45° 。
3. 根据权利要求1所述的气体导流复合脉冲转换涡轮增压系统，其特征是 所述的导流板(15)、排气支管(9)和模件式脉冲转换排气管(13)三者固接 成一体。
全文摘要
气体导流复合脉冲转换涡轮增压系统，属于内燃机技术领域。本发明包括气缸、排气支管、两根脉冲排气管、Y型接头、模件式脉冲转换排气管、涡轮增压器和导流板。将远离涡轮增压器段有扫气干扰的气缸分别通过两根脉冲排气管、Y型接头、模件式脉冲转换排气管与涡轮增压器入口连接，其余各气缸分别通过各排气支管与模件式脉冲转换排气管连接，在各排气支管和模件式脉冲转换排气管的连接处设置导流板。通过该导流板控制排气支管对模件式脉冲转换排气管气流的引射和压力波的发射。本发明适用于4、5、7、8、9、10缸等多缸内燃机，能充分的利用排气脉动能量，有更好的瞬态和加速性能，结构简单，泵气功损失小，涡轮效率高，能避免大的扫气干扰。
文档编号F02B37/00GK101149016SQ20071004767
公开日2008年3月26日 申请日期2007年11月1日 优先权日2007年11月1日
发明者毅 崔, 邓康耀, 邬静川, 郭中朝, 顾宏中 申请人:上海交通大学