混列耦合式高效增压系统的制作方法

1.本发明是关于发动机设计制造领域，特别是关于一种混列耦合式高效增压系统。


背景技术：

2.涡轮增压，是一种利用内燃机(internal combustion engine)运作所产生的废气驱动空气压缩机(air-compressor)的技术。与超级增压器(机械增压器,super-charger)功能相若，两者都可增加进入内燃机或锅炉的空气流量，从而令机器效率提升。常见用于汽车引擎中，透过利用排出废气的热量及流量，涡轮增压器能提升内燃机的马力输出。涡轮增压系统是一种比常规自然吸气、或机械增压更加高效的进气系统。通常由1个或多个增压器组成，通过增压使得进气量更大，从而提高发动机输出功率。
3.增压目的：涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40％甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8t涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4l发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。
4.负面影响：不过在经过了增压之后，发动机在工作时候的压力和温度都大大升高，因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短，而且机械性能、润滑性能都会受到影响，这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。
5.增压类型：机械增压系统、气波增压系统、废气涡轮增压系统以及复合增压系统等。
6.常规耦合式涡轮增压系统通常把排气蝶阀布置在涡后出口处，把进气蝶阀布置在压气机进口处。该位置管径较大，蝶阀尺寸较大，蝶阀制造成本较高。改位置的控制对增压器响应速度影响较慢。
7.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种混列耦合式高效增压系统，其将排气蝶阀布置在增压器涡轮进气口前，将进气蝶阀布置在压气机出口后。该位置管径尺寸较小，使用较小的蝶阀，成本较低，对增压器响应速度影响较快。
9.为实现上述目的，本发明提供了一种混列耦合式高效增压系统，包括多个增压器、排气蝶阀以及进气蝶阀；多个增压器包括增压器涡轮及增压器压气机，增压器涡轮包括涡轮进气口及涡轮出气口，增压器压气机包括压气机进气口及压气机出气口；排气蝶阀设置在部分增压器的涡轮进气口处，排气蝶阀用以控制部分增压器的涡轮进气口的开启与关闭；进气蝶阀设置在部分增压器的压气机出气口处，进气蝶阀用以控制部分增压器的压气
机出气口的开启与关闭。
10.在一优选的实施方式中，混列耦合式高效增压系统还包括集气腔，其与多个增压器的涡轮进气口连通，集气腔的集气腔出口用以与发动机的中冷器连接。
11.在一优选的实施方式中，多个增压器的数量为四个。
12.在一优选的实施方式中，四个增压器中的三个增压器的涡轮进气口处设置有排气蝶阀，四个增压器中的三个增压器的压气机出气口处设置有进气蝶阀。
13.在一优选的实施方式中，能实现三个增压器的其中一个的排气蝶阀和进气蝶阀处于开启状态，其余两个的排气蝶阀和进气蝶阀处于关闭状态。
14.在一优选的实施方式中，能实现三个增压器的其中两个的排气蝶阀和进气蝶阀处于开启状态，其余一个的排气蝶阀和进气蝶阀处于关闭状态。
15.在一优选的实施方式中，能实现三个增压器的排气蝶阀和进气蝶阀全部处于开启状态。
16.在一优选的实施方式中，能实现三个增压器的排气蝶阀和进气蝶阀全部处于关闭状态。
17.在一优选的实施方式中，四个增压器以两两相对，涡轮出气口交错形式设置。
18.在一优选的实施方式中，混列耦合式高效增压系统还包括波纹管以及涡轮后接管；波纹管设置在涡轮进气口与集气管之间；涡轮后接管设置在涡轮出气口处。
19.与现有技术相比，本发明的混列耦合式高效增压系统具有以下有益效果：本方案将排气蝶阀布置在增压器涡轮进气口前，将进气蝶阀布置在压气机出口后，该位置管径尺寸较小，使用较小的蝶阀，成本较低，对增压器响应速度影响较快；本方案可以采用多个增压器，其中一个增压器常开，其余增压器的涡轮进气口、压气机出口处均布置有蝶阀，全部增压器的压气机出口朝向中间，并连接到同一个集气腔上；这种布置使得整体结构紧凑，压气机出口管路较短，进一步提高增压响应速度；增压器进出气口均有波纹管连接，能够弥补安装尺寸误差，每个增压器涡轮出口单独设置涡轮后连接管，防止排气相互干扰。
附图说明
20.图1是根据本发明一实施方式的增压器的立体结构示意图；
21.图2是根据本发明一实施方式的高效增压系统一视角的立体结构示意图；
22.图3是根据本发明一实施方式的高效增压系统另一视角的立体结构示意图。
23.主要附图标记说明：
24.1-增压器涡轮，2-波纹管，3-排气蝶阀，4-进气蝶阀，5-增压器压气机，7-集气腔，8-涡轮后接管，9-集气腔出口，10-压气机进气口，11-压气机出气口，12-涡轮进气口，13-涡轮出气口。
具体实施方式
25.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，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。
26.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元
件或其它组成部分。
27.如图1至图3所示，根据本发明优选实施方式的一种混列耦合式高效增压系统，包括多个增压器、排气蝶阀3以及进气蝶阀4；多个增压器包括增压器涡轮1及增压器压气机5，增压器涡轮1包括涡轮进气口12及涡轮出气口13，增压器压气机5包括压气机进气口10及压气机出气口11；排气蝶阀3设置在部分增压器的涡轮进气口12处，排气蝶阀3用以控制部分增压器的涡轮进气口12的开启与关闭；进气蝶阀4设置在部分增压器的压气机出气口11处，进气蝶阀4用以控制部分增压器的压气机出气口11的开启与关闭。
28.在一些实施方式中，混列耦合式高效增压系统还包括集气腔7，集气腔7与多个增压器的涡轮进气口12连通，集气腔7的集气腔出口9用以与发动机的中冷器连接。
29.在一些实施方式中，多个增压器的数量为四个，该数量只是示意性的，本发明并不以此为限。
30.在一些实施方式中，四个增压器中的三个增压器的涡轮进气口12处设置有排气蝶阀3，四个增压器中的三个增压器的压气机出气口11处设置有进气蝶阀4。也就是说，四个增压器的其中一个增压器直接与排气管、集气腔7相连，为系统中的常开增压器。
31.在一些实施方式中，混列耦合式高效增压系统能实现三个增压器的其中一个的排气蝶阀3和进气蝶阀4处于开启状态，其余两个的排气蝶阀3和进气蝶阀4处于关闭状态。也可以三个增压器的其中两个的排气蝶阀3和进气蝶阀4处于开启状态，其余一个的排气蝶阀3和进气蝶阀4处于关闭状态。还可以三个增压器的排气蝶阀3和进气蝶阀4全部处于开启状态。更可以三个增压器的排气蝶阀3和进气蝶阀4全部处于关闭状态。也就是说，其余增压器带有排气蝶阀3和进气蝶阀4，在工作中可以被控制系统通过关闭蝶阀而关闭增压器。整个增压进气系统工作状态可以分为1个增压器工作、2个增压器工作、3个增压器工作、4个增压器工作等多种状态，对应发动机的多种工况状态。
32.在一些实施方式中，四个增压器以两两相对，涡轮出气口13交错形式设置，该集成方式的所有增压器压气机5出口都连接到集气腔7，集气腔7上的出气口连接到发动机中冷器上，增压器压气机5出口朝向系统中间，中间设置有集气腔7，管路短，结构紧凑。
33.在一些实施方式中，混列耦合式高效增压系统还包括波纹管2以及涡轮后接管8；波纹管2设置在涡轮进气口12与集气管之间；涡轮后接管8设置在涡轮出气口13处。
34.在一些实施方式中，进气蝶阀4能防止集气腔7上的高压气体反流，排气蝶阀3能防止排气由不工作的增压器上流走而浪费排气能量。整个系统结构紧凑，增压效率高，相应速度快，每个增压器涡轮1出口单独设置涡轮后连接管，防止排气相互干扰。
35.综上所述，本发明的混列耦合式高效增压系统具有以下优点：本方案将排气蝶阀布置在增压器涡轮进气口前，将进气蝶阀布置在压气机出口后，该位置管径尺寸较小，使用较小的蝶阀，成本较低，对增压器响应速度影响较快；本方案可以采用多个增压器，其中一个增压器常开，其余增压器的涡轮进气口、压气机出口处均布置有蝶阀，全部增压器的压气机出口朝向中间，并连接到同一个集气腔上；这种布置使得整体结构紧凑，压气机出口管路较短，进一步提高增压响应速度；增压器进出气口均有波纹管连接，能够弥补安装尺寸误差，每个增压器涡轮出口单独设置涡轮后连接管，防止排气相互干扰。
36.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变
和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种混列耦合式高效增压系统，其特征在于，包括：多个增压器，其包括增压器涡轮及增压器压气机，所述增压器涡轮包括涡轮进气口及涡轮出气口，所述增压器压气机包括压气机进气口及压气机出气口；排气蝶阀，其设置在部分所述增压器的涡轮进气口处，所述排气蝶阀用以控制部分所述增压器的所述涡轮进气口的开启与关闭；以及进气蝶阀，其设置在部分所述增压器的所述压气机出气口处，所述进气蝶阀用以控制部分所述增压器的所述压气机出气口的开启与关闭。2.如权利要求1所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，还包括集气腔，其与所述多个增压器的涡轮进气口连通，所述集气腔的集气腔出口用以与发动机的中冷器连接。3.如权利要求2所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，所述多个增压器的数量为四个。4.如权利要求3所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，所述四个增压器中的三个所述增压器的涡轮进气口处设置有所述排气蝶阀，所述四个增压器中的三个所述增压器的所述压气机出气口处设置有所述进气蝶阀。5.如权利要求4所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，能实现所述三个增压器的其中一个的所述排气蝶阀和所述进气蝶阀处于开启状态，其余两个的所述排气蝶阀和所述进气蝶阀处于关闭状态。6.如权利要求4所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，能实现所述三个增压器的其中两个的所述排气蝶阀和所述进气蝶阀处于开启状态，其余一个的所述排气蝶阀和所述进气蝶阀处于关闭状态。7.如权利要求4所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，能实现所述三个增压器的所述排气蝶阀和所述进气蝶阀全部处于开启状态。8.如权利要求4所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，能实现所述三个增压器的所述排气蝶阀和所述进气蝶阀全部处于关闭状态。9.如权利要求4所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，所述四个增压器以两两相对，所述涡轮出气口交错形式设置。10.如权利要求2所述的混列耦合式高效增压系统，其特征在于，还包括：波纹管，其设置在所述涡轮进气口与所述集气管之间；以及涡轮后接管，其设置在所述涡轮出气口处。

技术总结
本发明公开了一种混列耦合式高效增压系统，包括多个增压器、排气蝶阀以及进气蝶阀；多个增压器包括增压器涡轮及增压器压气机，增压器涡轮包括涡轮进气口及涡轮出气口，增压器压气机包括压气机进气口及压气机出气口；排气蝶阀设置在部分增压器的涡轮进气口处，排气蝶阀用以控制部分增压器的涡轮进气口的开启与关闭；进气蝶阀设置在部分增压器的压气机出气口处，进气蝶阀用以控制部分增压器的压气机出气口的开启与关闭。本发明的混列耦合式高效增压系统，将排气蝶阀布置在增压器涡轮进气口前，将进气蝶阀布置在压气机出口后。该位置管径尺寸较小，使用较小的蝶阀，成本较低，对增压器响应速度影响较快。应速度影响较快。应速度影响较快。


技术研发人员：卢雁 黄永仲 李伟 陈悦 覃明智
受保护的技术使用者：广西玉柴船电动力有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/14