一种V型发动机的进排气系统的制作方法

本发明涉及发动机，具体涉及一种v型发动机的进排气系统。

背景技术：

数据中心一般采用1000kw以上大功率发电机组作为备用电源，数据中心对发电机组的突加负荷性能要求很高，一般要求突加额定功率的50％，且满足gb/t2820.5-2009中g3性能等级的要求，即突加50％负载，发电机组频率降≤7％，频率恢复时间≤3s。对发动机而言要求突加50％负载，转速降≤7％，转速恢复时间≤3s。目前大功率发动机一般采用v型结构，v型结构发动机普遍采用两个增压器，每一列采用一个增压器，增压器叶轮轮径较大，发电机组突加50％负载时，发动机转速会瞬间大幅降低，发动机喷油器会加大喷油。由于增压器叶轮直径加大，叶轮转动惯量较大，增压器转速提升较慢，发动机的进气压力提升速度也随之较慢。由于发动机气缸的燃油充足，而空气不足，发动机燃烧不充分，导致发动机突加负载50％时，发动机转速降低较多，一般大于7％，并且恢复至额定转速时间较长，通常＞3s,不能满足数据中心对发动机的要求。

cn203347959u公开了“一种新型进、排气系统”，其包括连接在发动机体上的两台空气滤清器、两台增压器和消声器，发动机机体上安装有分别与两空气滤清器的出气端连接的空滤器集气箱，空滤器集气箱上设有两出气端分别与增压器的进气管连接。本实用新型优化了现有的进排气系统的结构，使发动机供气更加均匀，从而满足整机各涡轮增压器的进气效率，并且有效的降低了排气管路的背压以及大大降低了发动机的噪声。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种v型发动机的进排气系统，能够提高增压器的效应速度，使发动机在突加负载时能迅速提高发动机的进气压力和流量，让燃油和空气在燃烧室燃烧更充分，减少发动机转速降和转速恢复时间，能够满足数据中心对发动机突加性能的要求。

本发明所述的一种v型发动机的进排气系统，包括设在v型发动机上的四台涡轮增压器，所述涡轮增压器具有同轴旋转的压气机和涡轮机，所述涡轮增压器的涡轮机与排气管相通；

所述涡轮增压器的压气机与一空气滤清器连接相通，并且两台相邻的所述涡轮增压器的压气机通过一根进气三通管与一个中冷器的进口连接相通；

所述中冷器的出口与进气歧管连接相通，所述进气歧管与两个相邻的气缸盖的进气道连接相通；两个相邻的气缸盖的排气道与排气歧管连接相通，所述排气歧管通过一根排气三通管与两台相邻的所述涡轮增压器的涡轮机连接相通；所述气缸盖的下面为燃烧室。

进一步，两个所述中冷器之间通过一根平衡管连接相通。

空气通过空气滤清器过滤后进入涡轮增压器，空气通过涡轮增压器增压后通过进气三通管汇合进入中冷器，空气经过中冷器冷却后进入进气歧管，空气从进气歧管进入到气缸盖上的进气道，最后进入到燃烧室燃烧，燃烧后的高温废气进入到气缸盖上的排气道，废气从排气道进入排气歧管，废气从排气歧管进入到涡轮增压器，废气推动增压器涡轮转动，再从排气管排出。

本发明的有益技术效果：由于采用了四个涡轮增压器，使得涡轮增压器的叶轮轮径大幅减小，使转动惯量减小，从而使涡轮增压器的响应速度得到提高，在发动机需要突加负载50％时，转速降低较少，并且恢复至额定转速时间较短，能达到发电机组gb/t2820.5-2009中g3性能等级的要求，能满足数据中心对机组突加的性能要求。

附图说明

图1为本发明的示意框图。

图中：1—空气滤清器，2—涡轮增压器，21—压气机，22—涡轮机，3—进气三通管，4—排气三通管，5—中冷器，6—平衡管，7—进气歧管，8—排气歧管，9—气缸盖，91—进气道，92—排气道，10—排气管，11—燃烧室。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的结构和功能，以下结合附图对本发明作详细说明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参见图1所示的一种v型发动机的进排气系统，其特征是：包括设在v型发动机上的四台涡轮增压器2，所述涡轮增压器2具有同轴旋转的压气机21和涡轮机22，所述涡轮增压器2的涡轮机22与排气管10相通；

所述涡轮增压器2的压气机21与一空气滤清器1连接相通，并且两台相邻的所述涡轮增压器2的压气机21通过一根进气三通管3与一个中冷器5的进口连接相通；

所述中冷器5的出口与进气歧管7连接相通，所述进气歧管7与两个相邻的气缸盖9的进气道91连接相通；两个相邻的气缸盖9的排气道92与排气歧管8连接相通，所述排气歧管8通过一根排气三通管4与两台相邻的所述涡轮增压器2的涡轮机22连接相通；所述气缸盖9的下面为燃烧室11。

两个所述中冷器5之间通过一根平衡管6连接相通，以使两列气缸的进气压力保持平衡。

工作原理：发动机工作时，空气通过空气滤清器1过滤后进入到涡轮增压器2的压气机21，空气经过压气机21增压后汇入到进气三通管3，空气从进气三通管3流入到中冷器5冷却，两个中冷器5之间用平衡管6连通，使两列气缸的进气压力保持平衡。经过中冷器5冷却后的空气进入进气歧管7，空气从进气歧管7进入气缸盖的进气道91上，空气从进气道91进入燃烧室11，空气在燃烧室11和燃油混合后燃烧，燃烧后的废气从燃烧室11进入到气缸盖的排气道92，废气从排气道92进入到排气歧管8，废气从排气歧管8进入排气三通管4，废气从排气三通管进入增压器涡轮机22，废气从涡轮机22进入到排气管10排出。

由于本系统采用了四台涡轮增压器，相比两个涡轮增压器，每台涡轮增压器的空气流量可以降低50％，进而可以大幅减小叶轮和涡轮轮径，叶轮和涡轮轮径可以减小30-40％,叶轮和涡轮转动惯量可以减小40-50％。在发动机突加50％的负载时，发动机的喷油器会加大喷油。由于涡轮增压器的叶轮直径减小，叶轮转动惯量随之减小，涡轮增压器的转速可以快速提升，发动机的进气压力和流量也能快速提升，使燃烧室的空气更充足，燃烧更完全，这样发动机在突加50％负载时，发动机的转速降低≤7％，恢复时间≤3s,能够满足数据中心对突加负载的性能要求。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种V型发动机的进排气系统，包括设在V型发动机上的四台涡轮增压器，涡轮增压器具有同轴旋转的压气机和涡轮机，涡轮机与排气管相通；涡轮增压器的压气机与一空气滤清器连接相通，并且两台相邻的涡轮增压器的压气机通过一根进气三通管与一个中冷器的进口连接相通；中冷器的出口与进气歧管连接相通，进气歧管与两个相邻的气缸盖的进气道连接相通；两个相邻的气缸盖的排气道与排气歧管连接相通，排气歧管通过一根排气三通管与两台相邻的涡轮增压器的涡轮机连接相通；本发明能够提高增压器的效应速度，使发动机在突加负载时能迅速提高进气压力和流量，让燃油和空气在燃烧室燃烧更充分，减少发动机转速降和转速恢复时间。

技术研发人员：温国生;刘地长
受保护的技术使用者：重庆科克发动机技术有限公司
技术研发日：2018.06.15
技术公布日：2018.11.16