[实用新型]柴油机用脉冲转换增压系统的改进

说明书

本实用新型为柴油机用脉冲转换增压系统的结构改进

在已有技术中，法国热机研究所（SEMT）发明的柴油机用组件式脉冲转换增压系统（如附图1所示）其特点是：在柴油机每个气缸盖排气口上，装一个脉冲转换器，脉冲转换器与一根小截面排气总管相联，柴油机气缸排出的废气由排气总管向涡轮定压供气。这种系统具有脉冲转换效果好，结构简单紧凑的特点。然而在实用过程中，发现这种增压系统在其排气总管出口处排出的废气具有很高的功能，在部分负荷时，其值超过总焓降的40％以上。这些能量在通常结构的涡轮进气系统中，全部排气动能几乎都损失掉。法国热机研究所为了对这部分能量进行部分回收，采用在排气总管末端——即增压器涡壳进气口处，安装350毫米长的扩压管［1］，能量也仅能回收3～6％。

本实用新型发明的目的是：提供一种柴油机用脉冲转换增压系统的改进新结构，以期达到回收排气总管出口处的废气动能——即增压器涡轮进气口处的废气速度能量，改善柴油机的工作性能，降低柴油机油耗和排温，提高其工作可靠性及运用经济性。

为达到上述目的，本实用新型提供的柴油机用脉冲转换增压系统的改进新结构为：由带小截面排气总管的脉冲转换器和与之连接的增压器涡轮进气系统组成。所不同于已有技术的是：本实用新型发明的涡轮进气系统，由具有等截面比的涡轮进气连接管、若干叶片连接和组成气道的涡轮进气壳、无叶片段的气道及进气角为30～50度的涡轮静叶片等部份组成。它们的截面比、叶片数及静叶片的角度是由柴油机的型号及柴油机的功率等参数决定的。

本实用新型与已有技术相比

1、采用具有等截面比的涡轮进气连接管代替扩压管［1］，其作用是将柴油机各缸排出的具有高速度的废气引向涡轮进气壳；

2、采用由若干叶片连接和组成气道的涡轮进气壳代替原进气壳，以完成气道连结和废气导向作用，从而使废气速度在气道中得到保持，并按一定角度流出涡壳；

3、本实用新型中在涡壳和静叶片之间设置了无叶片段，使流入的高速废气有均衡和稳定作用，以减少气体的冲击和流动损失；

4、静叶片的安装使废气流由原来垂直进气改为30～50度的小角度进气，使高速的废气流获得进一步加速，而直接作用于增压器的涡轮动叶上。

通过对脉冲转换增压系统中涡轮进气系统的结构改进，使柴油机在排气总管出口处排出的废气，即进入涡轮进气系统中的废气动能得到充分利用，较好的回收了这些废气动能。

在实机试验中证明，采用本实用新型柴油机用脉冲转换增压系统的改进新结构，获得了明显效果：1、废气动能回收率：柴油机低负荷时可回收28％，柴油机高负荷时可回收8％，比法国热机研究所发明的原系统平均提高4倍；2、柴油机油耗平均降低2.7克／马力小时，柴油机排温降低20℃；3、系统结构简单、工作可靠、拆装方便。本实用新型的投入运用具有较好的社会效益和经济效益。

附图1、柴油机用脉冲转换增压系统示意图

图2、柴油机用脉冲转换增压系统的改进新结构示意图

图3、带有小截面排气总管的脉冲转换器示意图

图4、增压器涡轮进气系统示意图

本实用新型的一个实施例如附图2、3、4、所示，在柴油机各气缸盖排气口［2］上分别装有脉冲转换器［3］，而脉冲转换器［3］由喷咀［4］和小截面排气总管［5］组成。喷咀［4］的一端通过法兰安装在气缸盖排气口［2］上，各缸的小截面排气总管［5］间用带有法兰的波纹管［6］连成一体，接于增压器［7］的涡轮进气系统。涡轮进气系统由1、具有等截而比的涡轮进气连接管［8］，2、若干叶片［9］连接和组成气道的涡轮进气壳［10］，其叶片［9］与进气壳［10］的壳体铸成一体，3、无叶片段［11］，4、进气角为30～50度的涡轮静叶片［12］组（即增压器喷咀环）等四部分组成。

当柴油机工作时，各气缸排气从排气口［2］经脉冲转换器［3］的喷咀［4］、小截面排气总管［5］，进入具有等截面比的涡轮进气连接管［8］内。连接管［8］把具有高速度的废气流引向由若干叶片［9］连接和组成的涡轮进气壳［10］。废气的速度在气道中得到了保持，并按一定的角度流入无叶片段［11］。高速气流在进气为30～50度小角度的涡轮静叶片［12］中得到加速后，直接作用在增压器［7］的涡轮动叶片上。这样使排气总管出口废气动能得到充分利用，从而加大了增压器涡轮功率，进而提高进入气缸内压缩空气的压比，达到改善柴油机的工作性能，降低油耗和排温，提高其工作可靠性及运用经济性的目的。