CN104520550A - 排气模块和往复式发动机 - Google Patents

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Abstract

一种用于具有涡轮增压器(17)的往复式发动机(13)的排气模块(1)，在所述往复式发动机中，气缸(14)布置成两组(15、16)。排气模块(1)包括：第一排气歧管(2)，其用于从第一气缸组(15)的气缸接收排放气体，所述第一排气歧管(2)具有第一端(4)和第二端(5)；以及第二排气歧管(3)，其用于从第二气缸组(16)的气缸接收排放气体，所述第二排气歧管(3)具有第一端(6)和第二端(7)。所述排气模块(1)设置有连接导管(9)，所述连接导管将所述第一排气歧管(2)的第二端(5)连接到所述第二排气歧管(3)的第一端(6)。所述排气模块还设置有第二连接导管(8)，所述第二连接导管用于连接所述第二排气歧管的第二端(7)和涡轮机入口(20)。

Description

排气模块和往复式发动机
本发明涉及其中气缸被布置成V型构造的往复式发动机的排气模块。本发明还涉及往复式发动机。
在大型往复式发动机(诸如用在轮船或电站中的往复式发动机)中，排气歧管大，因此难以安装在发动机上。在其中两个气缸组的排放气体都被引导至同一涡轮增压器的V型发动机中，来自气缸组的排气流通常被涡轮增压器之前的Y型件组合。这样改变了排放气体的流速和气体流合并时的流动状况，从而会造成涡轮增压器的操作问题。另外，Y型件由于热膨胀而翘曲。
本发明的目的是提供一种其中将气缸布置成两组的涡轮增压型往复式发动机的改进排气模块。
根据本发明，这个目的可通过根据权利要求1所述的排气模块实现。根据本发明的排气模块包括第一排气歧管，该第一排气歧管用于从第一气缸组中的气缸接收排放气体。第一排气歧管具有第一端和第二端。排气模块还包括第二排气歧管，该第二排气歧管用于从第二气缸组中的气缸接收排放气体。第二排气歧管具有第一端和第二端。排气模块设置有连接导管，该连接导管将第一排气歧管的第二端连接到第二排气歧管的第一端。排气模块还设置有第二连接导管，该第二连接导管连接第二排气歧管的第二端和涡轮机入口。利用根据本发明的排气模块，可在没有复杂的支管的情况下，将两个气缸组连接到同一涡轮机入口。来自第一排气歧管的排放气体通过第一端被引导至第二排气歧管中，此后来自第二气缸组中的气缸的排放气体与来自第一排气歧管的排放气体流相组合。最后，来自第一气缸组和第二气缸组的组合后的排放气体流通过第二端被引导至涡轮机入口。第二排气歧管中的排放气体流速以分级方式增加而流动状况的变化不大，这样改进了涡轮增压器的操作。
以下，将参照附图以举例的方式描述本发明，其中：
图1示出根据本发明的实施方式的排气模块，以及
图2示意性示出设置有图1的排气模块的往复式发动机。
图3示出根据本发明的另一个实施方式的排气歧管。
图4示意性示出设置有图3的排气模块的往复式发动机。
图2和图4公开了具有若干气缸14的往复式发动机13。气缸14以V型构造布置成两组15、16。发动机可以是大型往复式发动机。大型往复式发动机这里是指可用作例如轮船或电站中的主发动机和辅助发动机用于产生热和/或电力的这种发动机。发动机13包括具有压缩机18和涡轮机19的涡轮增压器17。来自第一气缸组15和第二气缸组16中的气缸14的排放气体被布置成穿过涡轮机19。
发动机13设置有用于将气缸14连接到涡轮机入口20的排气模块1。在图2和图4中以更详细的方式示出排气模块的结构。排气模块1包括用于从第一气缸组15的气缸接收排放气体的第一排气歧管2。第一排气歧管2具有第一端4和第二端5。第一排气歧管2设置有第一支管10，该第一支管10用于将第一排气歧管2连接到第一气缸组15的气缸的排气口21。
排气模块1还包括用于从第二气缸组16的气缸接收排放气体的第二排气歧管3。第二排气歧管3具有第一端6和第二端7。第二排气歧管3设置有第二支管11，该第二支管11用于将第二排气歧管3连接到第二气缸组16的气缸的排气口21。
排气模块1设置有连接导管9，该连接导管9将第一排气歧管2的第二端5连接到第二排气歧管3的第一端6。排气模块1包括风箱12，该风箱12布置在第一排气歧管2的第二端5和连接导管9之间。另一个风箱12布置在第二排气歧管3的第一端6和连接导管9之间。另外，第一排气歧管2设置有被布置在第一支管10之间的风箱12。另外，第二排气歧管3设置有被布置在第二支管11之间的风箱12。风箱12的目的是补偿排气歧管2、3和/或排气模块1的其它组件的热膨胀。
排气模块1设置有第二连接导管8，第二排气歧管3的第二端7通过该第二连接导管8连接到涡轮机入口20。在图1和图2的实施方式中，排气模块1设置有第三连接导管22，该第三连接导管22将第一排气歧管2的第一端4连接到第二连接导管8。第三连接导管22的内径小于第一排气歧管2的内径。第三连接导管22的内径是第一排气歧管2的内径的至少30％，通常至少40％，更通常至少50％。第三连接导管22的内径可以是第一排气歧管2的内径的40％至55％。
在图3和图4的实施方式中，第一排气导管2的第一端4被闭合。
当发动机13正在运行时，第一排气歧管2从第一气缸组15的气缸接收排放气体。来自第一排气歧管2的排放气体沿着连接导管9被引导至第二排气歧管3中。第二排气歧管3从第二气缸组16的气缸接收排放气体。排放气体被沿着第二连接导管8从第二排气歧管3引导至涡轮机入口20。在图1和图2的实施方式中，排放气体还沿着第三连接导管22从第一排放歧管2被引导至第二连接导管8。排放气体经过涡轮机19以驱动压缩器18。压缩机18增大进入发动机13的进气的压力。

Claims (10)

1.一种用于具有涡轮增压器(17)的往复式发动机(13)的排气模块(1)，在所述往复式发动机中，气缸(14)布置成两组(15、16)，所述排气模块(1)包括：
-第一排气歧管(2)，该第一排气歧管用于从第一气缸组(15)的气缸接收排放气体，所述第一排气歧管(2)具有第一端(4)和第二端(5)，以及
-第二排气歧管(3)，该第二排气歧管用于从第二气缸组(16)的气缸接收排放气体，所述第二排气歧管(3)具有第一端(6)和第二端(7)，其特征在于，所述排气模块(1)设置有：
-连接导管(9)，该连接导管将所述第一排气歧管(2)的所述第二端(5)连接到所述第二排气歧管(3)的所述第一端(6)，以及
-第二连接导管(8)，该第二连接导管用于连接所述第二排气歧管的所述第二端(7)和涡轮机入口(20)。
2.根据权利要求1所述的排气模块，其特征在于，所述排气模块(1)还设置有第三连接导管(22)，所述第三连接导管(22)将所述第一排气歧管(2)的所述第一端(4)连接到所述第二连接导管(8)。
3.根据权利要求2所述的排气模块，其特征在于，所述第三连接导管(22)的内径小于所述第一排气歧管(2)的内径。
4.根据权利要求1或2所述的排气模块，其特征在于，所述第三连接导管(22)的内径是所述第一排气歧管(2)的内径的至少40％。
5.根据权利要求1所述的排气模块，其特征在于，所述第一排气导管(2)的所述第一端(4)被闭合。
6.根据权利要求1所述的排气模块，其特征在于，所述第一排气歧管(2)包括第一支管(10)，所述第一支管(10)用于将所述第一排气歧管(2)连接到所述第一气缸组(15)中的气缸的排气口(21)。
7.根据权利要求1或6所述的排气模块，其特征在于，所述第二排气歧管(3)包括第二支管(11)，所述第二支管(11)用于将所述第二排气歧管(3)连接到所述第二气缸组(16)中的气缸的排气口(21)。
8.根据权利要求1所述的排气模块，其特征在于，在以下位置布置风箱(12)：
-在所述第一排气歧管(2)的所述第二端(5)和所述连接导管(9)之间，以及
-在所述第二排气歧管(3)的所述第一端(6)和所述连接导管(9)之间。
9.根据权利要求6和7所述的排气模块，其特征在于，所述第一排气歧管(2)设置有被布置在所述第一支管(10)之间的风箱(12)，并且所述第二排气歧管(3)设置有被布置在所述第二支管(11)之间的风箱(12)。
10.一种往复式发动机(13)，在所述往复式发动机中，气缸布置成两组(15、16)，所述往复式发动机(13)包括：
-涡轮增压器(17)，该涡轮增压器具有压缩机(18)和涡轮机(19)，来自第一气缸组(15)和第二气缸组(16)中的气缸(14)的排放气体被布置成穿过所述涡轮机(19)，其特征在于，所述往复式发动机(13)设置有根据前述任一项权利要求所述的排气模块(1)，其中，所述第一排气歧管(2)被布置成接收来自所述第一气缸组(15)中的气缸的排放气体并且所述第二排气歧管(3)被布置成接收来自所述第二气缸组(16)中的气缸的排放气体，并且所述第二排放歧管(3)的第二端(7)借助于所述第二连接导管(8)连接到涡轮机入口(20)。
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