CN103557065A - 一种柴油机用间隔排气管 - Google Patents

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CN103557065A CN201310580844.3A CN201310580844A CN103557065A CN 103557065 A CN103557065 A CN 103557065A CN 201310580844 A CN201310580844 A CN 201310580844A CN 103557065 A CN103557065 A CN 103557065A
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田永海
殷玉恩
刘胜
张志军
孙丹红
赵春生
崔艳军
丁技峰
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China North Engine Research Institute Tianjin
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China North Engine Research Institute Tianjin
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Abstract

本发明涉及一种柴油机用间隔排气管，包括排气外管(1)、排气内管(2)，支撑结构(3)，所述排气外管(1)和排气内管(2)之间由支撑结构(3)连接和支撑，所述排气外管(1)和排气内管(2)之间形成空隙间隔(4)，所述空隙间隔(4)充满气体。本发明的优点是：利用气体和金属的不同传热系数，减少涡轮前排气的能量向外传递，提高涡轮前可用的排气能量，降低废气涡轮增压柴油机燃油消耗量；降低车的动力舱温度，减轻动力舱的热负荷，提高废气涡轮增压柴油机的进气能力。

Description

一种柴油机用间隔排气管
技术领域
本发明的技术领域是发动机排气系统领域，具体涉及一种废气涡轮增压柴油机的排气管。
背景技术
汽车保有量持续增长和全球石油资源的危机使具有高的热效率、功率范围大和使用寿命长等优点的柴油机在车用发动机领域有着越来越广阔的应用前景。与相同功率的汽油机相比，柴油机的CO排放、HC排放、CO2排放也具有明显的优势。在节约能源与环境保护方面广泛应用柴油机是十分有意义的。因此，欧洲和美国在开发车用发动机时，都将柴油机作为首选方案。近年来，载重汽车、城市公交车以及工程机械等匹配的发动机逐步向柴油机发展，且一部分轿车也逐渐采用先进的高速柴油机，欧洲的乘用车动力市场柴油机占有量可能达到60％以上。因此，柴油机在众多的使用领域里扮演着越来越突出的角色，围绕柴油机性能改善和排放控制的新技术也不断地被开发和利用。
随着节能减排要求的不断强化，提高内燃机的能量使用效率已被提升到重要的战略位置。柴油机动力输出功率一般只占燃油燃烧总能量的30％～45％，燃油燃烧总能量的约30％被废气带走，其余的能量用于克服摩擦等功率损失和冷却回路散热等。
如何充分利用被废气带走的能量，提高燃料的总能量利用率，具有现实的工程意义。为减少排气可用能的损失，应用多层结构的排气管是提高燃料总能量利用率的方法之一。
水冷排气管隔热效果显著，但是水冷排气管中的冷却水带走了大量的排气有用能量，使得增压器涡轮可回收的有用能量减少，影响了燃料的总能量利用率；同时水冷排气管中的冷却水温度升高，增加了整车的散热负担。
真空排气管能够减少涡轮前排气的能量向外传递，提高涡轮前可用的排气能量；但是真空排气管若是使用焊接结构存在由于内外层之间的真空度和环境的大气压力使外管容易变形，影响隔热效果；若是使用铸造结构则排气管结构复杂、质量大，并且难以保证内层和外层之间的表面光滑、间隔距离匀称，影响隔热效果，不利于提高涡轮前可用的排气能量。
发明内容
本发明是针对水冷排气管涡轮可回收的有用能量减少和真空排气管外管易变形或难以保证内外层之间的表面光滑、间隔距离匀称等不足之处，采用气体间隔方式，利用气体导热系数小、内外层之间填充一定压力的气体防止外层变形的优点，可增加增压器涡轮可用能量，提高燃料的总能量利用率。
本发明的目的就在于提高燃料的总能量利用率，降低燃油消耗量，减轻动力舱的热负荷，提高废气涡轮增压柴油机的进气能力。
本发明的技术方案是：一种柴油机用间隔排气管，包括排气外管1、排气内管2，支撑结构3，所述排气外管1和排气内管2之间由支撑结构3连接和支撑，其特征在于：所述排气外管1和排气内管2之间形成空隙间隔4，所述空隙间隔4内充满气体。
本发明的优点是：通过排气外管和排气内管的间隔，减小排气管中废气能量向外界传递；提高废气涡轮增压器可用的废气能量。
附图说明
图1双层结构排气管
图2带冷却水流道的双层结构排气管
1排气外管2排气内管3支撑结构4空隙间隔5冷却水流道
具体实施方式
第一实施例：一种柴油机用间隔排气管，包括排气外管1、排气内管2，支撑结构3，所述排气外管1和排气内管2之间由支撑结构3连接和支撑，其特征在于：所述排气外管1和排气内管2之间形成空隙间隔4，所述空隙间隔4内充满气体。
优选空隙间隔4中充满空气或氮气或氩气的一种，可以有效减少排气热量耗散，提高废气涡轮增压器可用的废气能量。
优选空隙间隔4中气体常温下压力为标准大气压压力，使得排气外管1内外压强一致，防止因为外界空气压力导致的排气外管损坏。
优选空隙间隔的厚度为2mm，且空隙间隔均匀分布，既易于加工，又有利于提升减少散热的效果。
第二实施例：一种柴油机用间隔排气管，包括排气外管1、排气内管2，支撑结构3，所述排气外管1和排气内管2之间由支撑结构3连接和支撑，所述排气外管1和排气内管2之间形成空隙间隔4，所述空隙间隔4充满气体，其特征在于：在排气外管1外部设置冷却水流道5。设置了冷却水道5后，冷却水可以有效降低排气外管1的热应力，防止排气外管1损坏。
优选冷却水流道5沿排气外管长度方向布置，除了降低排气外管1热应力，还可以对排气外管1起到结构加强的作用，进一步提升排气外管1的可靠性。
优选冷却水流道5的冷却水进口靠近排气管下游，冷却水流道5的冷却水与排气内管2中的排气逆向流动，有利于降低排气外管1的热应力，提高排气外管1的可靠性。

Claims (7)

1.一种柴油机用间隔排气管，包括排气外管(1)、排气内管(2)，支撑结构(3)，所述排气外管(1)和排气内管(2)之间由支撑结构(3)连接和支撑，其特征在于：所述排气外管(1)和排气内管(2)之间形成空隙间隔(4)，所述空隙间隔(4)充满气体。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机用间隔排气管，其特征在于：所述空隙间隔(4)中充满空气或氮气或氩气的一种。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机用间隔排气管，其特征在于：所述空隙间隔(4)中气体常温下压力为标准大气压压力。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种柴油机用间隔排气管，其特征在于：所述空隙间隔(4)的厚度为2mm，且空隙间隔均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机用间隔排气管，其特征在于：在排气外管(1)外部设置冷却水流道(5)。
6.根据权利要求5所述的一种柴油机用间隔排气管，其特征在于：冷却水流道(5)沿排气外管长度方向布置。
7.根据权利要求5所述的一种柴油机用间隔排气管，其特征在于：冷却水流道(5)的冷却水与排气内管(2)中的排气逆向流动。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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