CN103644022A - 八缸直列发动机及其排气增压*** - Google Patents

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陈山
范崇华
刘毅
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荣伟华
李力
何宗健
黄以兵
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Abstract

本发明公开了一种八缸直列发动机及其排气增压***，排气增压***的第一排气支管和第四排气支管均与第一脉冲转换器的第一进气口相连通，第二排气支管和第三排气支管均与第一脉冲转换器的第二进气口相连通，第五排气支管和第八排气支管均与第二脉冲转换器的第一进气口相连通，第六排气支管和第七排气支管均与二脉冲转换器的第二进气口相连通；第一脉冲转换器和第二脉冲转换器的出气口与排气增压***的涡轮增压器的涡轮进口相连接。如此设置，本发明提供的排气增压***，其能够解决传统八缸直列发动机排气***存在的排气干扰现象和增压动态响应性能较差的问题。

Description

八缸直列发动机及其排气增压***
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，更具体的涉及一种八缸直列发动机及其排气增压***。
背景技术
现有技术中，排气增压***已在发动机领域内得到了广泛应用，通过排气增压***，能够提高发动机的进气密度，增加进气量，进而提高发动机的燃烧做功能力。
发动机的排气增压***，是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。排气增压***对发动机性能有重要影响，设计良好的排气增压***，对改进发动机性能降低有害排放物有重要意义。
现有技术中，直列八缸发动机已被广泛应用于船舶推进、发电等多个领域。现有技术中的八缸发动机排气装置如图1所示，图1为现有技术中八缸直列发动机的排气装置示意图。现有技术中的，排气装置包括八个排气支路01和一个排气干路02，八个排气支路01均与排气干路02相连通，而且该八个排气支管依次与直列八缸发动机的八个缸相连接。现有技术中，由于曲轴每转动90°进行一次排气，排气干路02内相邻的两次排气容易形成相互干扰，对发动机的性能产生不利影响。
另外，由于现有技术中的排气增压装置，排气干路02需要依次将八个排气支路01，排气管整体容积较大，涡轮增压的响应时间较长，进而造成发动机增压动态响应性能较差的问题。
因此，如何解决传统八缸直列发动机排气***存在的排气干扰现象和增压动态响应性能较差的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明提供了一种八缸直列发动机的排气增压***，其能够解决传统八缸直列发动机排气***存在的排气干扰现象和增压动态响应性能较差的问题。本发明还提供了一种包括上述排气增压***的八缸直列发动机。
本发明提供的一种八缸直列发动机的排气增压***，所述八缸直列发动机依次设有第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸、第五气缸、第六气缸、第七气缸和第八气缸，所述排气增压***包括与所述第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸、第五气缸、第六气缸、第七气缸和第八气缸一一对应连接的第一排气支管、第二排气支管、第三排气支管、第四排气支管、第五排气支管、第六排气支管、第七排气支管和第八排气支管；所述排气增压***还包括第一脉冲转换器和第二脉冲转换器，所述第一脉冲转换器和第二脉冲转换器均包括第一进气口、第二进气口及出气口；所述第一排气支管和所述第四排气支管均与所述第一脉冲转换器的第一进气口相连通，所述第二排气支管和所述第三排气支管均与所述第一脉冲转换器的第二进气口相连通，所述第五排气支管和所述第八排气支管均与所述第二脉冲转换器的第一进气口相连通，所述第六排气支管和所述第七排气支管均与所述第二脉冲转换器的第二进气口相连通；所述第一脉冲转换器和第二脉冲转换器的出气口与所述排气增压***的涡轮增压器的涡轮进口相连接。
优选地，包括第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，所述第一脉冲转换器与所述第一涡轮增压器相连接，所述第二脉冲转换器与所述第二涡轮增压器相连接。
优选地，所述第一脉冲转换器和第二脉冲转换器均包括与所述第一进气口相连通的第一导流支路和与所述第二进气口相连通的第二导流支路，所述第一导流支路和所述第二导流支路内的气流均由所述出气口导出。
优选地，所述第一导流支路和所述第二导流支路由隔板隔开，以形成沿气流方向逐渐收缩的喉口结构。
本发明还提供了一种八缸直列发动机，包括如上任一项所述的排气增压***。
优选地，所述八缸直列发动机为柴油机。
优选地，所述八缸直列发动机为汽油机。
本发明提供的八缸直列发动机的排气增压***，第一排气支管和第四排气支管分别与第一气缸和第四气缸相连通，由于第一气缸和第四气缸的发火间隔角为270°，第一气缸和第四气缸的排气时间间隔较长，第一排气支管和第四排气支管排出的气流不存在相互干扰的问题。第二排气支管和第三排气支管分别与第二气缸和第三气缸相连通，由于第二气缸和第三气缸的发火间隔角为270°，第二气缸和第三气缸的排气时间间隔较长，第二排气支管和第三排气支管排出的气流不存在相互干扰的问题。第五排气支管和第八排气支管分别与第五气缸和第八气缸相连通，由于第五气缸和第八气缸的发火间隔角为270°，第五气缸和第八气缸的排气时间间隔较长，第五排气支管和第八排气支管排出的气流不存在相互干扰的问题。第六排气支管和第七排气支管分别与第六气缸和第七气缸相连通，由于第六气缸和第七气缸的发火间隔角为270°，第六气缸和第七气缸的排气时间间隔较长，第六排气支管和第七排气支管排出的气流不存在相互干扰的问题。另外，由于气缸内排出的气体经过脉冲转换器的转换作用形成了高速气流脉冲，由于高速气流脉冲的速度较高，即使是发火间隔角为90°的两个气缸排出的气体经过脉冲转换器的转换作用，形成的高速气流脉冲也不会产生相互干扰。因此，本发明提供的排气增压***，其能够避免排气气流产生相互干扰的问题。
而且，本发明提供的八缸直列发动机的排气增压***，第一排气支管至第一脉冲转换器之间的排气距离，小于第一气缸和第四汽缸的缸心距离，同样，其它排气支管至脉冲转换器之间的排气距离较短，形成的气流脉冲的时间较短，进而涡轮增压的响应性能较好，增压动态响应性能较好。
本发明还提供了一种八缸直列发动机，包括如上所述的排气增压***。同样，本发明提供的八缸直列发动机，其能够解决排气管中内的气流易受到干扰和增压动态响应性能较差的问题。
附图说明
图1为现有技术中八缸直列发动机的排气装置示意图；
图2为本发明具体实施方式中排气增压***模块示意图；
图3为本发明具体实施方式中各个排气支管连接关系示意图；
图4为本发明具体实施方式中脉冲转换器剖视图；
图5为本发明具体实施方式中脉冲转换器与排气支管连接关系主视图；
图6为本发明具体实施方式中脉冲转换器与排气支管连接关系左视图；
图1中：
排气支路01、排气干路02；
图2-图6中：
第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3、第四气缸4、第五气缸5、第六气缸6、第七气缸7、第八气缸8、第一排气支管9、第二排气支管10、第三排气支管11、第四排气支管12、第五排气支管13、第六排气支管14、第七排气支管15、第八排气支管16、第一脉冲转换器17、第二脉冲转换器18、第一涡轮增压器21、第二涡轮增压器22、第一导流支路23、第二导流支路24、隔板25。
具体实施方式
本具体实施方式提供的一种八缸直列发动机的排气增压***，其能够解决传统八缸直列发动机排气***存在的排气干扰现象和增压动态响应性能较差的问题。本具体实施方式还提供了一种包括上述排气增压***的八缸直列发动机。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图2-图6，本具体实施方式提供的一种八缸直列发动机的排气增压***，八缸直列发动机依次设有第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3、第四气缸4、第五气缸5、第六气缸6、第七气缸7和第八气缸8，排气增压***包括与第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3、第四气缸4、第五气缸5、第六气缸6、第七气缸7和第八气缸8一一对应连接的第一排气支管9、第二排气支管10、第三排气支管11、第四排气支管12、第五排气支管13、第六排气支管14、第七排气支管15和第八排气支管16。
本具体实施方式提供的排气增压***还包括第一脉冲转换器17和第二脉冲转换器18，第一脉冲转换器17和第二脉冲转换器18均包括第一进气口、第二进气口及出气口；第一排气支管9和第四排气支管12均与第一脉冲转换器17的第一进气口相连通，第二排气支管10和第三排气支管11均与第一脉冲转换器17的第二进气口相连通，第五排气支管13和第八排气支管16均与第二脉冲转换器18的第一进气口相连通，第六排气支管14和第七排气支管15均与第二脉冲转换器18的第二进气口相连通；第一脉冲转换器17和第二脉冲转换器18的出气口与排气增压***的涡轮增压器的涡轮进口相连接。
如此设置，本具体实施方式提供的八缸直列发动机的排气增压***，第一排气支管9和第四排气支管12分别与第一气缸1和第四气缸4相连通，由于第一气缸1和第四气缸4的发火间隔角为270°，第一气缸1和第四气缸4的排气时间间隔较长，第一排气支管9和第四排气支管12排出的气流不存在相互干扰的问题。第二排气支管10和第三排气支管11分别与第二气缸2和第三气缸3相连通，由于第二气缸2和第三气缸3的发火间隔角为270°，第二气缸2和第三气缸3的排气时间间隔较长，第二排气支管10和第三排气支管11排出的气流不存在相互干扰的问题。第五排气支管13和第八排气支管16分别与第五气缸5和第八气缸8相连通，由于第五气缸5和第八气缸8的发火间隔角为270°，第五气缸5和第八气缸8的排气时间间隔较长，第五排气支管13和第八排气支管16排出的气流不存在相互干扰的问题。第六排气支管14和第七排气支管15分别与第六气缸6和第七气缸7相连通，由于第六气缸6和第七气缸7的发火间隔角为270°，第六气缸6和第七气缸7的排气时间间隔较长，第六排气支管14和第七排气支管15排出的气流不存在相互干扰的问题。另外，由于气缸内排出的气体经过脉冲转换器的转换作用形成了高速气流脉冲，由于高速气流脉冲的速度较高，即使是发火间隔角为90°的两个气缸排出的气体经过脉冲转换器的转换作用，形成的高速气流脉冲也不会产生相互干扰。因此，本发明提供的排气增压***，其能够避免排气气流产生相互干扰的问题。
而且，本发明提供的八缸直列发动机的排气增压***，第一排气支管9至第一脉冲转换器17之间的排气距离，小于第一气缸1和第四气缸4的缸心距离，同样，其它排气支管至脉冲转换器之间的排气距离较短，形成的气流脉冲的时间较短，进而涡轮增压的响应性能较好，增压动态响应性能较好。
为了进一步缩短涡轮增压响应时间，提高增压动态响应性能，本具体实施方式的优选方案中，还包括第一涡轮增压器21和第二涡轮增压器22，第一脉冲转换器17与第一涡轮增压器21相连接，第二脉冲转换器18与第二涡轮增压器22相连接。
如此设置，第一脉冲转换器17形成的气流脉冲到达涡轮增压器的时间可明显缩短，同样，第二脉冲转换器18形成的气流脉冲到达涡轮增压器的时间也可明显缩短。而且，本具体实施方式由于采用了两个涡轮，该两个涡轮可以为小尺寸的单进口涡轮，即两个脉冲转换器通过同一个进口进入涡轮内，采用单进口涡轮能够有效提高涡轮的运行效率，进而能够提高燃油经济性，而且采用两个小尺寸的涡轮，***的响应性能明显改善。
实验表明采用本具体实施方式提供的排气增压***，船用柴油机推进特性综合油耗可下降5g/kWh。
作为优选及举例，第一脉冲转换器17和第二脉冲转换器18均包括与第一进气口相连通的第一导流支路23和与第二进气口相连通的第二导流支路24，第一导流支路和第二导流支路内的气流由出气口导出。优选地，第一导流支路和第二导流支路由隔板25隔开，以形成沿气流方向逐渐收缩的喉口结构。
如此设置，在隔板25的作用下，第一导流支路23内的气流或第二导流支路24内的气流通过喉口结构后混合，且能够形成高速气流脉冲。
本具体实施方式还提供了一种八缸直列发动机，包括如上所述的排气增压***。同样，本具体实施方式提供的八缸直列发动机，其能够解决排气管中内的气流易受到干扰和增压动态响应性能较差的问题。该有益效果的推导过程与上述排气增压***所带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
需要说明的是，本具体实施方式提供的八缸直列发动机可以为汽油机或柴油机，其可以应用于船舶、发电、车辆等领域，本发明不作具体限定。
以上对本发明所提供的一种八缸直列发动机及其排气增压***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种八缸直列发动机的排气增压***，所述八缸直列发动机依次设有第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸、第五气缸、第六气缸、第七气缸和第八气缸，其特征在于，所述排气增压***包括与所述第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸、第五气缸、第六气缸、第七气缸和第八气缸一一对应连接的第一排气支管、第二排气支管、第三排气支管、第四排气支管、第五排气支管、第六排气支管、第七排气支管和第八排气支管；所述排气增压***还包括第一脉冲转换器和第二脉冲转换器，所述第一脉冲转换器和第二脉冲转换器均包括第一进气口、第二进气口及出气口；所述第一排气支管和所述第四排气支管均与所述第一脉冲转换器的第一进气口相连通，所述第二排气支管和所述第三排气支管均与所述第一脉冲转换器的第二进气口相连通，所述第五排气支管和所述第八排气支管均与所述第二脉冲转换器的第一进气口相连通，所述第六排气支管和所述第七排气支管均与所述二脉冲转换器的第二进气口相连通；所述第一脉冲转换器和第二脉冲转换器的出气口与所述排气增压***的涡轮增压器的涡轮进口相连接。
2.如权利要求1所述的排气增压***，其特征在于，包括第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，所述第一脉冲转换器与所述第一涡轮增压器相连接，所述第二脉冲转换器与所述第二涡轮增压器相连接。
3.如权利要求1所述的排气增压***，其特征在于，所述第一脉冲转换器和第二脉冲转换器均包括与所述第一进气口相连通的第一导流支路和与所述第二进气口相连通的第二导流支路，所述第一导流支路和所述第二导流支路内的气流均由所述出气口导出。
4.如权利要求3所述的排气增压***，其特征在于，所述第一导流支路和所述第二导流支路由隔板隔开，以形成沿气流方向逐渐收缩的喉口结构。
5.一种八缸直列发动机，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的排气增压***。
6.如权利要求5所述的八缸直列发动机，其特征在于，所述八缸直列发动机为柴油机。
7.如权利要求5所述的八缸直列发动机，其特征在于，所述八缸直列发动机为汽油机。
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