[发明专利]大型两冲程柴油发动机的废气收集器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于大型两冲程柴油发动机的废气收集器，具体涉及一种用于具有多个气缸的直列式发动机的废气收集器。

背景技术

大型两冲程柴油发动机的废气收集器是高负荷组件，其从各个压力大约为4巴的气缸接收热的(450℃)废气。在热载荷与压力载荷的极点上，发动机的振动摇动了该构造，从而进一步地增加了作用在废气收集器上的机械载荷。由于废气收集器的大尺寸(长度可以远超过10米)以及高操作温度，废气收集器的热膨胀是非常显著的，并且大型发动机具有通过波纹部分而分成两个或更多个容纳部分以吸收由热膨胀引起的尺寸变化的废气收集器。整个废气收集器和任意其所属部件由一层厚的绝缘材料覆盖，从而使废气收集器外表面的温度远低于废气收集器内的废气温度。安全标准要求废气收集器外表面的温度低于220℃，从而使露出的发动机部件的温度不会高到足以点燃发动机燃料或者其它无意地与之接触的油料。在实际中，废气收集器外表面良好的绝缘而使得其表面温度保持在150℃之下。

从经济的角度出发，为大型两冲程柴油发动机在发动机其中一个纵向端部附近设置仅仅单个涡轮增压器是最经济的，但是存在从发动机相对端处的气缸传输废气的长传输距离而引发的问题。在实践中，大型两冲程柴油发动机全部地构造成直列式发动机。通常，气缸的数目从5个到14个，进而显然带有大量气缸的发动机具有很长的长度。通常，所述单个的涡轮增压器安装在大型两冲程柴油发动机的端部。与辅助加载装置(server charger)最为接近的废气收集器纵向端部设置有出口，该出口基本上直接连接于涡轮增压器的入口。从而，来自于远离涡轮增压器处的气缸的废气需要穿过发动机的整个长度。来自最靠近涡轮增压器的气缸的废气所必须经过的距离明显要小得多。最近和最远的气缸之间的距离可能大于10米。

此外，因为脉动的废气会导致不可接受的压力波动，该大尺寸使得通常难以将废气收集器构造成一个大的中空腔。因此，废气收集器内的空间由其中具有孔口的分隔壁而分成几个腔，这限制了在分隔部分之间的流动。从而，在抵达涡轮增压器之前，来自于最远的气缸的废气需要经过几个孔口，而来自于最近的腔的废气不需要经过任何孔口，因此，在废气收集器远端处的压力远大于在废气收集器近端处的压力。由于与靠近涡轮增压器的气缸相比，具有高背压的远端气缸的热载荷更高，产生了气缸上的背压的不均匀分布所引发的问题。为了避免对具有最高热载荷的气缸造成热损伤，必须减少所有气缸的整体热载荷。这意味着邻近涡轮增压器的气缸并不在最佳效率下工作，从而，整体的发动机性能降低了。

因此，需要一种用于使长形废气收集器中的压力均衡的结构。

发明内容

在此基础上，本发明的一个目的是提供一种长形废气收集器，其至少部分地满足了上述的要求。

通过提供一种用于大型两冲程柴油发动机的长形废气收集器而实现该目的，所述废气收集器沿纵向地分隔成近腔、远腔以及可选的一个或多个中间腔，所述废气收集器设置有沿其长度分布的废气入口，所述废气收集器包括从废气收集器的其中一个纵向末端起在所述废气收集器的部分长度上延伸的压力分配管道，所述压力分配管道具有出口开口用于连接涡轮增压器的入口开口，所述涡轮增压器设置在所述其中一个纵向末端的附近，且所述压力分配管道将所述出口连接于至少其中两个腔。

通过沿废气收集器设置压力均衡管道，各个气缸所感受到的背压中的差异大致得到了均衡。从而，气缸上的热载荷更均匀地分布，从而，发动机的所有气缸都可以接近最大负荷地运转，从而提高发动机的整体性能。

优选地，所述压力分配管道从所述出口沿废气收集器延伸到远腔或延伸到中间腔。

所述压力分配管道可包括有连接于近腔或中间腔或者连接于近腔和中间腔两者的分支。

所述废气收集器可包括有至少一个设置在所述近腔和远腔之间的中间腔。在此情形下，所述压力分配管道设置有至少一个连接于该中间腔的另一分支。

优选地，所述压力分配管道从出口延伸到第一分支的部分具有最大的通流面积，而压力分配管道直至压力分配管道端部的后续部分的通流面积在每个分支之后变得越来越小。

所述废气收集器可具有一个分成几个腔的容纳部分，或者可具有几个容纳部分，所述几个容纳部分中每一个都包括有一个或多个腔。