CN103670837A - 一种双涡轮增压发动机进气管路 - Google Patents

一种双涡轮增压发动机进气管路 Download PDF

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Abstract

一种双涡轮增压发动机进气管路，用于平衡双涡轮增压发动机各缸的进气量。它包括空滤器总成、第一进气软管总成、第一进气流量表、第二进气软管总成、第二进气流量表和稳压腔，所述空滤器总成设有空滤器进气管、空滤器第一出气口和空滤器第二出气口，所述空滤器第一出气口与第一进气流量表连接，在第一进气流量表后面连接第一进气软管总成，所述空滤器第二出气口与第二进气流量表连接，在第二进气流量表后面连接第二进气软管总成，所述稳压腔连接在第一进气软管总成和第二进气软管总成之间，它由相互贯通的左半部分和右半部分组成。本发明结构简单，管路气密性好，它不仅有助于缓解涡轮增压发动机涡轮迟滞现象，而且解决了发动机抖动及振动问题。

Description

一种双涡轮增压发动机进气管路
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机进气管路，尤其是一种适用于双涡轮增压发动机的进气管路，属于汽车发动机技术领域。
背景技术
发动机涡轮增压技术就是利用发动机废气的能量推动涡轮增压器的涡轮旋转，再由涡轮驱动压气机叶轮实现对进入发动机进气管路中的空气增压，以此达到提高发动机充气效率的目的。虽然通过涡轮增加器可使更多的空气进入气缸，因而可以通过增加供油量，获得更大的输出功率，但涡轮增压器的缺点是响应滞后，即由于涡轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车而言，驾驶员会有瞬间提不上劲的感觉。特别是针对六缸以上的多缸发动机，由于发动机额定功率大，所需的进气量也大，因此涡轮增压器的涡轮及叶轮质量及转动惯量相应加大，这样进一步强化了涡轮迟滞现象。为解决上述问题，在有些多缸发动机的左右两侧分别设置一个小型涡轮增压器，因此出现了双涡轮增压发动机。
现有的双涡轮增压发动机一般在空滤器出口侧采用单管路结构，然后利用三通管件连接两条与两个增压器连通的管路，由于受空滤器安装位置的限制，与两个增压器连通的管路长度及截面形状存在差异，使得进入两个增压器的空气流速及流量不同，因此提供给发动机各个气缸的进气量不同，导致出现发动机抖动及振动问题；另外，在进气管路中采用三通管件连接方式还存在着零部件数量多，结构复杂，密封部位气密性不易保证等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构简单、管路气密性好、同时能平衡发动机各缸进气量、解决发动机抖动及振动问题的双涡轮增压发动机进气管路。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种双涡轮增压发动机进气管路，它包括空滤器总成、第一进气软管总成、第一进气流量表、第二进气软管总成、第二进气流量表和稳压腔，所述空滤器总成设有空滤器进气管、空滤器第一出气口和空滤器第二出气口，所述空滤器第一出气口与第一进气流量表连接，在第一进气流量表后面连接第一进气软管总成，所述空滤器第二出气口与第二进气流量表连接，在第二进气流量表后面连接第二进气软管总成，所述稳压腔由相互贯通的左半部分和右半部分组成，在左半部分设置与第一进气软管总成连通的左进气口，在右半部分设置与第二进气软管总成连通的右进气口。
上述双涡轮增压发动机进气管路，所述第一进气软管总成包括第一进气软管本体和第一泄气阀连接管路，所述第一进气软管本体为变截面扁平管结构，在第一进气软管本体上设有第一软管进气口、第一软管出气口和稳压腔左进气管，所述第一软管进气口与第一进气流量表连接，所述第一软管出气口与发动机左侧涡轮增压器的压气机进气口连接，所述稳压腔左进气管与稳压腔的左进气口连通。
上述双涡轮增压发动机进气管路，所述第一泄气阀连接管路与第一进气软管本体连通，在第一泄气阀连接管路上设置第一泄气阀。
上述双涡轮增压发动机进气管路，所述第二进气软管总成包括第二进气软管本体和第二泄气阀连接管路，所述第二进气软管本体为变截面圆管结构，在第二进气软管本体上设有第二软管进气口、第二软管出气口和稳压腔右进气管，所述第二软管进气口与第二进气流量表连接，所述第二软管出气口与发动机右侧涡轮增压器的压气机进气口连接，所述稳压腔右进气管与稳压腔的右进气口连通。
上述双涡轮增压发动机进气管路，所述第二泄气阀连接管路与第二进气软管本体连通，在第二泄气阀连接管路上设置第二泄气阀。
上述双涡轮增压发动机进气管路，所述稳压腔左半部分容积为右半部分容积的1.5倍。
本发明在空滤器总成中设置了空滤器第一出气口和空滤器第二出气口，它们分别通过第一进气流量表、第二进气流量表与第一进气软管总成、第二进气软管总成连通，因此，本发明与现有双涡轮增压发动机在单进气管路上设置三通管件的技术方案比较，避免了因连接部件数量多导致的密封部位气密性差的问题。
本发明为了平衡两个涡轮增压器的进气量，缓解因两侧进气管路长度不同导致的进气压力的差异，将第一进气软管本体设计为变截面扁平管结构，将第二进气软管本体为变截面圆管结构，并在第一进气软管总成和第二进气软管总成之间设置了稳压腔，所述稳压腔左右两半部分容积分别与第一进气软管本体及第二进气软管本体的结构匹配，平衡了由第一进气软管总成和第二进气软管总成进入发动机两侧涡轮增压器气体的压力及流速。
经测试试验证明：针对空滤器安装在发动机右侧的双涡轮增压六缸发动机，当稳压腔左半部分容积为右半部分容积的1.5倍时，在发动机全速全负荷运转工况下，本发明第一进气软管总成内部空气流速由8.8 m3/min降低为8m3/min，第二进气软管总成内部空气流速由7m3/min提升为7.8 m3/min，两者流量偏差小于5%，充分满足了发动机两侧涡轮增压器的进气量要求。
总之，本发明具有结构简单、管路气密性好的特点，它不仅有助于缓解涡轮增压发动机涡轮迟滞现象，而且能平衡发动机各缸进气量，解决了发动机抖动及振动问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的K向视图；
图3是空滤器结构示意图；
图4是第一进气软管总成结构示意图；
图5是第二进气软管总成结构示意图；
图6是稳压腔结构示意图。
图中各标号清单为：1、空滤器总成 ，1-1、空滤器进气管，1-2、空滤器第一出气口，1-3、空滤器第二出气口，2、第一进气软管总成，2-1、第一进气软管本体，2-2、第一软管出气口，2-3、稳压腔左进气管，2-4、第一软管进气口，2-5、第一泄气阀连接管路，2-6、第一泄气阀，3、第二进气软管总成，3-1、第二进气软管本体，3-2、第二软管出气口，3-3、稳压腔右进气管，3-4、第二软管进气口，3-5、第二泄气阀连接管路，3-6、第二泄气阀，4、稳压腔，4-1、左进气口，4-2、右进气口。
具体实施方式
参看图1、图2、图3，本发明包括空滤器总成1、第一进气软管总成2、第一进气流量表5、第二进气软管总成3、第二进气流量表6和稳压腔4，所述空滤器总成1设有空滤器进气管1-1、空滤器第一出气口1-2和空滤器第二出气口1-3，所述空滤器第一出气口1-2与第一进气流量表5连接，在第一进气流量表5后面连接第一进气软管总成2，所述空滤器第二出气口1-3与第二进气流量表6连接，在第二进气流量表6后面连接第二进气软管总成3，所述稳压腔4由相互贯通的左半部分和右半部分组成，在左半部分设置与第一进气软管总成2连通的左进气口4-1，在右半部分设置与第二进气软管总成2连通的右进气口4-2。
参看图1、图2、图4，本发明的第一进气软管总成2包括第一进气软管本体2-1和第一泄气阀连接管路2-5；所述第一进气软管本体2-1为变截面扁平管结构，在第一进气软管本体2-1上设有第一软管进气口2-4、第一软管出气口2-2和稳压腔左进气管2-3，所述第一软管进气口2-4与第一进气流量表5连接，所述第一软管出气口2-2与发动机左侧涡轮增压器的压气机进气口连接，所述稳压腔左进气管2-3与稳压腔4的左进气口4-1连通；所述第一泄气阀连接管路2-5与第一进气软管本体2-1连通，在第一泄气阀连接管路2-5上设置第一泄气阀2-6。
参看图1、图2、图5，本发明的第二进气软管总成3包括第二进气软管本体3-1和第二泄气阀连接管路3-5；所述第二进气软管本体3-1为变截面圆管结构，在第二进气软管本体3-1上设有第二软管进气口3-4、第二软管出气口3-2和稳压腔右进气管3-3，所述第二软管进气口3-4与第二进气流量表6连接，所述第二软管出气口3-2与发动机右侧涡轮增压器的压气机进气口连接，所述稳压腔右进气管3-3与稳压腔4的右进气口4-2连通；所述第二泄气阀连接管路3-5与第二进气软管本体3-1连通，在第二泄气阀连接管路3-5上设置第二泄气阀3-6。
参看图1～图6，本发明在空滤器总成1中设置了空滤器第一出气口1-2和空滤器第二出气口1-3，它们分别通过第一进气流量表5、第二进气流量表6与第一进气软管总成2、第二进气软管总成3连通，本发明与现有双涡轮增压发动机在单进气管路上设置三通管件的技术方案比较，避免了因连接部件数量多导致的密封部位气密性差的问题；本发明将第一进气软管本体2-1设计为变截面扁平管结构，将第二进气软管本体3-1设计为变截面圆管结构，并在第一进气软管总成2和第二进气软管总成3之间设置了稳压腔4，所述稳压腔4左右两半部分容积与第一进气软管本体2-1及第二进气软管本体3-1的结构匹配，由于本发明的稳压腔4为左右贯通式结构，进入稳压腔的两股气流分界面相当于设置在稳压腔4内部的弹性膜片，当左侧压力增大时，气体会将弹性膜片压向右侧，使稳压腔4左半部分的容积增大，同样，当右侧压力增大时，气体会将弹性膜片压向左侧，使稳压腔4左半部分的容积增大，以此达到了稳压效果与第一进气软管总成及第二进气软管总成的气流参数匹配的目的；同时，稳压腔还起到了减轻气流振动，降低进气噪声的作用。
参看图1、图2、图3，本发明的空气流通路线为，由空滤器进气管1-1进入空滤器总成1中的空气首先进入空滤器下壳体，经过滤芯过滤后，进入空滤器上壳体,在空滤上壳体气流进行分流，一部分空气经过第一流量计5后进入第一进气软管本体2-1中，经稳压腔左半部分吸收气流振动能量，缓解气流压力波动后传送至发动机左侧涡轮增压器的压气机进气口；另一部分空气经过第二流量计6后进入第二进气软管本体3-1中，经稳压腔右半部分吸收气流振动能量，缓解气流压力波动后传送至发动机右侧涡轮增压器的压气机进气口。
本发明在第一进气软管总成2中设置了第一泄气阀连接管路2-5，并在第一泄气阀连接管路2-5上设置了第一泄气阀2-6；在第二进气软管总成3中设置了第二泄气阀连接管路3-5，并在第二泄气阀连接管路3-5上设置了第二泄气阀，第一泄气阀连接管路2-5与第二泄气阀连接管路3-5汇集为一条与发动机节气门前进气管路连通的泄气总管。当发动机节气门开度发生变化时，节气门前气压瞬间增大，此时可通过与节气门后负压区连通的真空控制管路控制第一泄气阀2-6及第二泄气阀3-6打开，使经涡轮增压器增压后的空气回到第一进气软管总成2及第二进气软管总成3中，起到瞬间降低节气门前气压的作用，然后由发动机电控系统对涡轮增压器的工作状态进行调整。由此可见，第一泄气阀连接管路2-5及第二泄气阀连接管路3-5可用于缓解在节气门开度变化瞬间发动机节气门前气体压力的骤增，从而避免了对涡轮增压器造成的损伤，延长了其工作寿命。
本发明的最佳实施例是：针对空滤器安装在发动机右侧的双涡轮增压六缸发动机，当稳压腔左半部分容积为右半部分容积的1.5倍时，在发动机全速全负荷运转工况下，其第一进气软管总成2内部空气流速由8.8 m3/min降低为8m3/min，第二进气软管总成3内部空气流速由7m3/min提升为7.8 m3/min，两者流量偏差小于5%，达到了发动机两侧气缸进气平衡的目的。

Claims (6)

1.一种双涡轮增压发动机进气管路，其特征是，它包括空滤器总成（1）、第一进气软管总成（2）、第一进气流量表（5）、第二进气软管总成（3）、第二进气流量表（6）和稳压腔（4）；所述空滤器总成（1）设有空滤器进气管（1-1）、空滤器第一出气口（1-2）和空滤器第二出气口（1-3），所述空滤器第一出气口（1-2）与第一进气流量表（5）连接，在第一进气流量表（5）后面连接第一进气软管总成（2），所述空滤器第二出气口（1-3）与第二进气流量表（6）连接，在第二进气流量表（6）后面连接第二进气软管总成（3），所述稳压腔（4）由相互贯通的左半部分和右半部分组成，在左半部分设置与第一进气软管总成（2）连通的左进气口（4-1），在右半部分设置与第二进气软管总成（2）连通的右进气口（4-2）。
2. 根据权利要求1所述的一种双涡轮增压发动机进气管路，其特征是，所述第一进气软管总成（2）包括第一进气软管本体（2-1）和第一泄气阀连接管路（2-5），所述第一进气软管本体（2-1）为变截面扁平管结构，在第一进气软管本体（2-1）上设有第一软管进气口（2-4）、第一软管出气口（2-2）和稳压腔左进气管（2-3），所述第一软管进气口（2-4）与第一进气流量表（5）连接，所述第一软管出气口（2-2）与发动机左侧涡轮增压器的压气机进气口连接，所述稳压腔左进气管（2-3）与稳压腔（4）的左进气口（4-1）连通。
3.根据权利要求2所述的一种双涡轮增压发动机进气管路，其特征是，所述第一泄气阀连接管路（2-5）与第一进气软管本体（2-1）连通，在第一泄气阀连接管路（2-5）上设置第一泄气阀（2-6）。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种双涡轮增压发动机进气管路，其特征是，所述第二进气软管总成（3）包括第二进气软管本体（3-1）和第二泄气阀连接管路（3-5），所述第二进气软管本体（3-1）为变截面圆管结构，在第二进气软管本体（3-1）上设有第二软管进气口（3-4）、第二软管出气口（3-2）和稳压腔右进气管（3-3），所述第二软管进气口（3-4）与第二进气流量表（6）连接，所述第二软管出气口（3-2）与发动机右侧涡轮增压器的压气机进气口连接，所述稳压腔右进气管（3-3）与稳压腔（4）的右进气口（4-2）连通。
5.根据权利要求4所述的一种双涡轮增压发动机进气管路，其特征是，所述第二泄气阀连接管路（3-5）与第二进气软管本体（3-1）连通，在第二泄气阀连接管路（3-5）上设置第二泄气阀（3-6）。
6.根据权利要求5所述的一种双涡轮增压发动机进气管路，其特征是，所述稳压腔（4）左半部分容积为右半部分容积的1.5倍。
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