[发明专利]一种多缸内燃机废气冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，特别涉及内燃机的排气系统。

背景技术

为保护环境，内燃机的排放限值要求越来越严，使得内燃机排气系统需要后处理，而废气温度，对后处理的效率影响巨大。而目前的内燃机高负荷下的排气温度，不能满足后处理所需温度的需要。

随着内燃机涡轮增压度越来越高，内燃机气缸所排废气温度也越来越高，因而对内燃机排气系统的材料要求也越来越高，甚至超出了目前排气系统使用材料的要求，如涡轮增压汽油机，气缸所排废气的最高温度远高于涡轮增压器涡轮所能正常运行的温度。

冷却内燃机所排全部废气温度，所需废气冷却器的安装空间大、生产成本高。并且，冷却内燃机所排全部废气温度，内燃机的低负荷运行或起动时，所有废气将被冷却，降低了后处理的效率和废气能量的利用，使内燃机的排放和经济性变差。因此，冷却内燃机所排全部废气温度的方案，基本无实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种多缸内燃机废气冷却装置，其运用于内燃机上，能够大幅减小废气冷却器的容积，在内燃机上较易布置，降低废气冷却器的成本。只有部分废气流经废气冷却器，使总的废气压力损失降到较低水平，可降低内燃机的排气背压，改善内燃机的燃油耗；同时能够降低内燃机高速大负荷所排部分废气温度、降低废气进入排气系统的平均温度，大幅提高排气系统的使用周期和降低内燃机的排放。其优化方案可以是，根据内燃机负荷变化、调节流经废气冷却器的流量，即调节内燃机排气系统的平均废气温度，大幅改善冷态、低负荷的后处理效率或涡轮增压系统效率，内燃机的全负荷性能（如燃油耗、排放等）得到突破性的提高。

本发明公开了内燃机领域内的一种多缸内燃机废气冷却装置，包括废气冷却器，废气直通管，排气系统，其特征在于：所述废气冷却器、废气直通管的进口与所述内燃机缸盖排气装置的相应出口相连，所述废气直通管的出口与所述排气系统的进口相连，所述排气系统的出口与大气相通，所述废气冷却器的出口与废气直通管的相应部位相连或与所述排气系统的进口相连。

与现有技术相比，其工作时，本发明的有益效果是：部分废气流经废气冷却器，大幅减少废气冷却器的容积，方便废气冷却器在内燃机上的布置，降低废气冷却器的成本，提高性价比。只有部分废气流经废气冷却器，能够使总的废气压力损失降到较低水平，从而降低内燃机的排气背压，改善内燃机的燃油耗；同时能够降低内燃机高速大负荷所排部分废气温度、从而降低内燃机进入排气系统的最高平均废气温度，大幅提高排气系统的使用周期并降低内燃机的排放。

作为本发明的优化，所述废气冷却器或废气直通管或内燃机缸盖排气装置设有流量调节装置，能根据内燃机负荷变化，调节流经废气冷却器的废气流量，从而大幅改善冷态、低负荷的后处理效率和提高涡轮增压系统效率，最终内燃机的全负荷性能（如燃油耗、排放等）得到突破性的提高。

作为本发明的进一步改进之一，所述内燃机是每缸设有一个或多个排气门的多缸四冲程内燃机（内燃机一般每缸设有一个或两个排气道），所述内燃机缸盖排气装置由每缸的排气道、排气管组成，所述排气管的进口与每缸排气道的出口相连，所述排气系统由后处理、消声器组成，所述废气冷却器、废气直通管的进口均与所述排气管的出口相连，所述废气冷却器、废气直通管的出口均与后处理的进口相连，后处理的出口与消声器的进口相连，消声器的出口与大气相通。其优化方案之一，所述废气直通管的出口设有流量调节装置，所述流量调节装置是流量调节阀。流量调节阀调节了流经废气直通管的废气流量，即调节了流经废气冷却器的废气流量。其优化方案之二，所述废气冷却器的出口设有流量调节装置，所述流量调节装置是流量调节阀。 两个优化方案均可流经废气冷却器的废气量，从而调节进入排气系统的平均温度；优化方案之二中，可调节的流经废气冷却器的废气流量可调节为零，可以大幅改善内燃机低速、起动的排放和经济性。

作为本发明的进一步改进之二，所述内燃机是每缸设有一个或两个排气道的多缸四冲程涡轮增压内燃机，所述内燃机缸盖排气装置由每缸的排气道、排气管组成，所述排气管的进口与每缸排气道的出口相连，所述排气系统由涡轮增压器的涡轮机、后处理、消声器组成，所述废气冷却器、废气直通管的进口均与排气管的出口相连，所述废气冷却器、废气直通管的出口均与涡轮机的进口相连，涡轮机的出口与后处理的进口相连，后处理的出口与消声器的进口相连，消声器的出口与大气相通。其优化方案之一，所述废气直通管的出口设有流量调节装置，所述流量调节装置是流量调节阀。其优化方案之二，所述废气冷却器的出口设有流量调节装置，所述流量调节装置是流量调节阀。