一种直列式发动机紧凑型进排气系统的制作方法

本发明涉及一种直列式发动机，尤其是一种直列式发动机的进排气系统。

背景技术：

1、由于大功率中速柴油机机体大，整机长度较长，而整机系统的长度和高度均受限，故紧凑型的进排气系统应运而生。

2、因为传统式的紧凑型进排气系统的结构，为了能达到结构紧凑化，采用的增压系统有高集成度和复杂性的特点，故增压空气进入空冷器前的流道无法进行多角度优化，因此增压空气进入空冷器前的流畅性和均匀度均较差，不利于增压空气的冷却。

3、此外传统紧凑型进排气系统的增压器系统是一体式结构，当增压器发生振动时极易牵动其他组件振动。而且一体式增压器系统集成度高、结构较复杂、空间有限，不利于安装增压器减振装置，也不方便提升增压器托架的强度。所以传统紧凑型进排气系统的可靠性和耐久性都不理想，故其维修周期短和成本高。

4、传统紧凑型进排气系统关于进气的均匀性和漏气性考虑不足，其进气管道设计成多个零部件，通过装配组成进气管道，装配件接触面之间容易出现漏气、进气阻力增加问题。事实上进气管道零部件体积较小，结构较为简单，无需设计成多个零部件，可设计为一体式。传统的排气管道结构也未考虑排气阻力问题，故其流动性能较差，流动损失较高。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种直列式发动机紧凑型进排气系统，该系统采用的分体式发动机增压器系统结构简单、加工方便、实用性好，便于系统维修和损坏零部件的更换。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种直列式发动机紧凑型进排气系统，包括分体式增压系统、排气系统、进气系统，分体式增压系统由增压器托架、涡轮增压器、波纹管、空冷器进气腔体、空冷器、空冷器出气腔体组成，增压器托架和空冷器分开布置，增压器托架固定在发动机机架上，其托架上表面采用液压螺栓固定于机架上表面，托架侧面采用普通螺栓固定于机架侧面；涡轮增压器通过螺栓固定在增压器托架上表面，涡轮增压器上的废气进口法兰面通过涡轮增压器端部膨胀节安装在发动机的排气总管上，空冷器的进气腔体由两段组成，中间用膨胀节连接。

3、进一步，增压器托架与涡轮增压器接触位置设置减震装置。

4、进一步，空冷器的进气腔体分成空冷器进气连接段与增压器压缩机出气连接段，空冷器进气连接段与增压器压缩机出气连接段之间通过膨胀节连接，增压器压缩机出气连接段与涡轮增压器的压缩机连接，空冷器进气连接段与空冷器进气口连接。

5、进一步，排气系统由涡轮增压器端部膨胀节、膨胀节、排气歧管、防爆阀组成，排气歧管与缸盖的排气口连接，缸盖内做功后的高温废气通过排气歧管汇总到排气总管，经涡轮增压器端部膨胀节进入涡轮增压器，给涡轮增压器供能，最后由涡轮机出气口排出到外部环境中。

6、进一步，多个排气歧管之间用膨胀节连接在一起，通过涡轮增压器端部膨胀节和膨胀节可有效解决排气管之间的因热膨胀变形产生的压力。

7、进一步，每节排气歧管间设有膨胀节，最后一节排气歧管端部设有防爆阀，通过防爆阀能实现防爆作用。

8、排气歧管采用带弧度的切向流线型的排气歧管，使排气更流畅，能降低排气阻力和流动损失，减少噪音和振动。

9、进一步，排气歧管采用模块化管路，每节排气歧管路等长，能降低排气干涉现象。

10、进一步，进气系统包括机架、进气歧管、空冷器出气口连接口，进气歧管位于机架上部，机架内部具有一个空腔可实现进气总管作用，空冷器出气口连接口与空冷器出气腔体连接，空气经增压系统增压降温后通过空冷器出气口连接口进入机架内部，再从机架上的进气歧管均匀的进入缸盖内燃烧。

11、进一步，进气歧管的结构侧面呈“7”字形结构，该“7”字形结构使进气更流畅，能降低进气阻力和噪音，降低流动损失和振动，能提高进气系统的稳定性，从而提高能量利用率。

12、本发明的有益效果是：

13、本发明的直列式发动机紧凑型进排气系统采用的分体式发动机增压器系统结构简单、加工方便、实用性好，便于系统维修和损坏零部件的更换。优化了进排气管路结构和位置，使得各缸进气均匀性更高，进气歧管、排气歧管流线型很好，进气和排气阻力都大幅降低，能极大减少流动损失。机架进气方式充分利用机架，能节约空间、减少零部件，减少零部件有助于节约成本，同时可以达到质量轻量化与结构紧凑化目的，还可解决传统结构整机高度和宽度问题。

14、本发明的直列式发动机紧凑型进排气系统所采用的增压系统充分利用发动机机侧的检修过道空间，有效解决因现场空间狭小受限导致的拆装和维护增压系统困难的问题，因增压系统的空冷器轴侧安装还可满足缩短大功率中速柴油机整机长度需求。此外增压器托架与其它组件分体式结构可有效减轻增压器振动带给增压系统其他组件的振动问题，能提高增压器系统的可靠性和耐久性，大大降低维修周期和成本。与此同时分体式的结构便于优化设计连接压气机出口和空冷器进口的腔体的结构，能提高进气的稳定性和燃油燃烧的充分性。而且该分体式发动机增压器系统仅需针对增压器的托架和空冷器进气腔体接口进行较小的结构设计优化，就可适用于多种不同机型，故此采用分体式发动机增压器系统的新型紧凑进排气系统通用性强、鲁棒性较高。

技术特征：

1.一种直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：包括分体式增压系统、排气系统、进气系统，分体式增压系统由增压器托架、涡轮增压器、波纹管、空冷器进气腔体、空冷器、空冷器出气腔体组成；增压器托架和空冷器分开布置，增压器托架上表面采用液压螺栓固定于机架上表面，托架侧面采用普通螺栓固定于机架侧面，涡轮增压器通过螺栓固定在增压器托架上表面；涡轮增压器上的废气进口法兰面通过涡轮增压器端部膨胀节与发动机的排气总管连接，空冷器的进气腔体由两段组成，中间用膨胀节连接。

2.根据权利要求1所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：增压器托架与涡轮增压器接触位置设置减震装置。

3.根据权利要求1所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：空冷器的进气腔体分成空冷器进气连接段与增压器压缩机出气连接段，空冷器进气连接段与增压器压缩机出气连接段之间通过膨胀节连接，增压器压缩机出气连接段与涡轮增压器的压缩机连接，空冷器进气连接段与空冷器进气口连接。

4.根据权利要求1所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：排气系统由涡轮增压器端部膨胀节、膨胀节、排气歧管、防爆阀组成，排气歧管与缸盖的排气口连接，缸盖内做功后的高温废气通过排气歧管汇总到排气总管，经涡轮增压器端部膨胀节进入涡轮增压器，给涡轮增压器供能，最后由涡轮机出气口排出到外部环境中。

5.根据权利要求4所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：多个排气歧管之间用膨胀节连接在一起，通过涡轮增压器端部膨胀节和膨胀节可有效解决排气管之间的因热膨胀变形产生的压力。

6.根据权利要求5所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：每节排气歧管间设有膨胀节，最后一节排气歧管端部设有防爆阀，通过防爆阀能实现防爆作用。

7.根据权利要求4所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：排气歧管采用带弧度的切向流线型的排气歧管，使排气更流畅，能降低排气阻力和流动损失，减少噪音和振动。

8.根据权利要求4所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：排气歧管采用模块化管路，每节排气歧管管路等长，能降低排气干涉现象。

9.根据权利要求1所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：进气系统包括机架、进气歧管、空冷器出气口连接口，进气歧管位于机架上部，机架内部具有一个空腔作为进气总管，空冷器出气口连接口与空冷器出气腔体连接，空气经增压系统增压降温后通过连接空冷器出气口连接口进入机架内部，再从机架上的进气歧管均匀的进入缸盖内燃烧。

10.根据权利要求9所述的直列式发动机紧凑型进排气系统，其特征在于：进气歧管的结构侧面呈“7”字形结构，该“7”字形结构使进气更流畅，能降低进气阻力和噪音，降低流动损失和振动，能提高进气系统的稳定性，从而提高能量利用率。

技术总结本发明涉及一种直列式发动机紧凑型进排气系统，包括分体式增压系统、排气系统、进气系统，分体式增压系统由增压器托架、涡轮增压器、波纹管、空冷器进气腔体、空冷器、空冷器出气腔体组成；增压器托架上表面采用液压螺栓固定于机架上表面，托架侧面采用普通螺栓固定于机架侧面，涡轮增压器通过螺栓固定在增压器托架上表面；涡轮增压器上的废气进口法兰面通过涡轮增压器端部膨胀节与发动机的排气总管连接。本发明采用的分体式发动机增压器系统结构简单、加工方便、实用性好，便于系统维修和损坏零部件的更换；优化了进排气管路结构和位置，使得各缸进气均匀性更高，进气歧管、排气歧管流线型很好，进气和排气阻力都大幅降低，能极大减少流动损失。技术研发人员：卿红,程俊锋,蒋寒,王雁冰受保护的技术使用者：中船动力研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18