[发明专利]气体导流复合脉冲转换涡轮增压系统

说明书

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。

背景技术

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缩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，各排气支管做成缩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 EngineeringScience and Technology”(Elsevier Applied Science，London and New York，1990)一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；或进一步缩小有扫气干扰气缸的排气支管缩口，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，脉冲转换器的缩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α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α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型接头不用缩口就能抑制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，可以不再完全靠缩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。

附图说明