CN105392974A - 发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种能够实现紧凑结构的发动机。发动机(100)具有由高压增压器(20)和低压增压器(30)构成的二级增压器，高压增压器(20)以及低压增压器(30)分离配置于发动机主体(10)的长尺寸方向的齿轮箱侧和飞轮侧。连接高压增压器(20)和低压增压器(30)的吸气管(21C)以及排气管(22C)分离配置于发动机主体(10)的短尺寸方向的右侧和左侧。

Description

发动机
技术领域
本发明涉及一种具有由高压增压器和低压增压器构成的二级增压器的发动机的技术。
背景技术
以往，具有二级增压器的发动机广为人知。在具有二级增压器的发动机中，一般的结构是：邻近地配置有高压增压器和低压增压器，并且通过吸气管以及排气管对高压增压器和低压增压器进行连接。例如，在专利文献1中，公开了在气缸体上方的一侧配置有高压增压器以及低压增压器的发动机。
但是，在邻近地配置有高压增压器和低压增压器，并且通过吸气管以及排气管对高压增压器和低压增压器进行连接的发动机中，牺牲了配置有高压增压器以及低压增压器的部分(侧)的空间，无法使发动机的结构紧凑。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平06-066146号公报
专利文献2：日本特开平11-350989号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题是提供一种能够实现紧凑结构的发动机。
用于解决课题的方法
在本发明的发动机中，发动机具有由高压增压器和低压增压器构成的二级增压器，优选所述高压增压器以及所述低压增压器分离配置于发动机主体的长尺寸方向的一侧和另一侧。
在本发明的发动机中，连接所述高压增压器和所述低压增压器的吸气管以及排气管分离配置于发动机主体的短尺寸方向的一侧和另一侧。
在本发明的发动机中，所述高压增压器或所述低压增压器的下方配置有中间冷却器。
发明效果
通过本发明的发动机，能够实现紧凑的结构。
附图说明
图1是表示发动机的结构的示意图。
图2是表示米勒循环方式的曲线图。
图3是表示发动机的构造的立体图。
图4是表示发动机的构造的俯视图。
图5是表示发动机的构造的左侧视图。
图6是表示发动机的构造的右侧视图。
具体实施方式
使用图1对发动机100的结构加以说明。
需要说明的是，图1中示意地示出发动机100的结构。
发动机100是具备二级增压器的米勒循环方式的直列六缸柴油发动机。发动机100具备发动机主体10和二级增压器。本实施方式的发动机100是船舶用发动机，特别是用于驱动螺旋桨的发动机(主机)。不过，本发明并不限于驱动螺旋桨的发动机。
发动机主体10具备吸气歧管11、排气歧管12、气缸体13和气缸盖。排气歧管12设定为动压式排气歧管。在排气歧管12中，气缸1、气缸4以及气缸5集中连接于排气管52A，气缸2、气缸3以及气缸6集中连接于排气管52B。
需要说明的是，在本实施方式的发动机100中，排气歧管12设定为动压式排气歧管，该动压式排气歧管将气缸1、气缸4以及气缸5作为一组连接于排气管52A，并将气缸2、气缸3以及气缸6作为一组连接于排气管52B，但是并不限于此。例如，也可以将排气歧管12设定为将气缸1、气缸2以及气缸3作为一组连接于排气管52A，并将气缸4、气缸5以及气缸6作为一组连接于排气管52B的动压式排气歧管。
二级增压器具备高压增压器20、低压增压器30、高压中间冷却器41和低压中间冷却器42。高压增压器20是配置在相对于发动机主体10的排气流的上游侧的增压器。高压增压器20具备高压压缩机21和高压涡轮机22。低压增压器30是配置在相对于发动机主体10的排气流的下游侧的增压器。低压增压器30具备低压压缩机31和低压涡轮机32。
高压中间冷却器41以及低压中间冷却器42配置于二级增压器的吸气系统。高压中间冷却器41配置于高压增压器20的上游侧。低压中间冷却器42配置于低压增压器30的上游侧。
吸气歧管11和高压中间冷却器41通过吸气管51B连接。高压压缩机21和低压中间冷却器42通过吸气管51C连接。
排气歧管12和高压涡轮机22通过排气管52A以及排气管52B连接。高压涡轮机22和低压涡轮机32通过排气管52C连接。
使用图2对米勒循环方式加以说明。
需要说明的是，在图2中，通过曲柄角和阀升程的关系来表示米勒循环方式。此外，图2中，在朝向纸面的左侧示出排气阀的升程，在右侧示出吸气阀的升程。
所谓米勒循环方式(米勒循环发动机)是指，控制吸气阀的关闭时间，随着活塞的下降使吸气膨胀并控制吸入空气量的方式。本实施方式的米勒循环方式在活塞到达下止点之前关闭吸气阀来减少吸入空气量。
例如，在米勒循环方式中，相对于吸气阀的标准(图2的实线)升程，例如，如第一米勒(图2的虚线)、第二米勒(图2的单点划线)、第三米勒(图2的双点划线)这样地将关闭时间提前，并且减少升程。在本实施方式的发动机100中，适用第二米勒方式，比标准的升程大致减少25％的升程，比标准的关闭时间大致提前45°的关闭时间。
本实施方式的发动机100中采用了适用第二米勒方式的结构。需要说明的是，通过将排气阀的关闭时刻提前，也能够使排气效率提高。
使用图3至图6对二级增压器的结构加以说明。
需要说明的是，图3表示发动机100的立体图，图4表示发动机100的俯视图，图5表示发动机100的左侧视图，图6表示发动机100的右侧视图。
以下的说明按照图3至图6中所记载的长尺寸方向、短尺寸方向以及高度方向来进行。在此，长尺寸方向是指从飞轮17朝向齿轮箱18的方向，长尺寸方向的飞轮17所在侧是指飞轮侧，齿轮箱18所在侧是指齿轮箱侧。短尺寸方向是指在水平面上与从飞轮17朝向齿轮箱18的方向正交的方向，从飞轮17朝向齿轮箱18分别定义右侧和左侧。
如上所述，二级增压器具备发动机主体10、高压增压器20、低压增压器30、高压中间冷却器41和低压中间冷却器42。高压增压器20、低压增压器30、高压中间冷却器41以及低压中间冷却器42配置于发动机主体10的周围。
高压中间冷却器41在长尺寸方向的飞轮侧与发动机主体10邻接配置。此外，高压中间冷却器41的上表面配置为在高度方向上与发动机主体10的上表面大致相同。而且，高压中间冷却器41配置于短尺寸方向的大致中央。
低压中间冷却器42在长尺寸方向的飞轮侧与发动机主体10邻接配置。此外，低压中间冷却器42的上表面配置为在高度方向上与发动机主体10的上表面大致相同。而且，低压中间冷却器42配置于短尺寸方向的大致中央。
高压增压器20配置于高压中间冷却器41的上侧。换言之，高压增压器20在发动机100中配置于长尺寸方向的飞轮侧，并且配置于高度方向的上侧，并且配置于短尺寸方向的大致中央。
低压增压器30配置于低压中间冷却器42的上侧。换言之，低压增压器30在发动机100中配置于长尺寸方向的飞轮侧，并且配置于高度方向的上侧，并且配置于短尺寸方向的大致中央。
即，高压增压器20和低压增压器30在发动机100的长尺寸方向上，隔着发动机主体10分别分离地配置于齿轮箱侧和飞轮侧。
如上所述，吸气管51B连接吸气歧管11(参照图1)和高压中间冷却器41。吸气管51B沿着发动机主体10的长尺寸方向配置。此外，吸气管51B在高度方向上配置于发动机主体10的上侧。而且，吸气管51B配置于短尺寸方向的大致中央。
如上所述，吸气管51C连接高压压缩机21和低压中间冷却器42。吸气管51C沿着发动机主体10的长尺寸方向配置。此外，吸气管51C在高度方向上配置于发动机主体10的上侧。而且，吸气管51C配置于发动机100的短尺寸方向的左侧。此外，吸气管51C折成直角，形成直线部并连接于高压压缩机21。
更详细地，吸气管51C在俯视时沿着发动机主体10的左端侧配置。此外，吸气管51C与后述的排气管52C平行并且隔着发动机主体10分离配置。
如上所述，排气管52A连接集中了气缸1、气缸4以及气缸5的排气歧管12(参照图1)和高压涡轮机22。排气管52A沿着发动机主体10的长尺寸方向配置。此外，排气管52A在高度方向上配置于发动机主体10的上侧。而且，排气管52A配置于短尺寸方向的大致中央。
如上所述，排气管52B连接集中了气缸2、气缸3以及气缸6的排气歧管12(参照图1)和高压涡轮机22。排气管52A沿着发动机主体10的长尺寸方向配置。此外，排气管52A在高度方向上配置于发动机主体10的上侧。而且，排气管52A配置于短尺寸方向的大致中央。
在此，作为需要特别记载的事项，排气管52A和排气管52B以在高度方向上大致平行并列的方式配置。排气管52B以位于排气管52A的上侧的方式配置。
需要说明的是，在本实施方式的发动机100中，排气管52B以位于排气管52A的上侧的方式配置，但是并不限于此。例如，排气管52A也可以以位于排气管52B的上侧的方式配置。
如上所述，排气管52C连接高压涡轮机22和低压涡轮机32。排气管52C沿着发动机主体10的长尺寸方向配置。此外，排气管52C在高度方向上配置于发动机主体10的上侧。而且，排气管52C配置于作为发动机100的短尺寸方向的短尺寸方向的右侧。此外，排气管52C在俯视时向右侧弯曲大致45°，再向左侧弯曲大致45°，平滑地连接到低压涡轮机32。
更详细地，排气管52C在俯视时沿着发动机主体10的右端侧配置。此外，排气管52C与上述的吸气管51C平行并且分离配置。
在此，作为需要特别记载的事项，排气管52C在俯视时相对于发动机主体10配置于排气管52A以及排气管52B的外侧(短尺寸方向的右侧)。换言之，排气管52A以及排气管52B在俯视时相对于发动机主体10配置于排气管52C的内侧(短尺寸方向的左侧)。
对发动机100的效果加以说明。
通过发动机100，能够在活塞到达下止点之前关闭吸气阀来减少NOx，并实现紧凑的结构。
以往，在活塞到达下止点之前关闭吸气阀或者有效地关闭吸气阀的米勒循环方式的发动机中，为了解决在低负载/低速区域中必须增加吸入空气量的问题，可以想到设置可变阀门机构、废气旁通阀等，但发动机的结构变得复杂。
在发动机100中，通过在下止点之前关闭吸气阀来减少NOx，并由高压增压器20以及低压增压器30构成二级增压器，并且将排气歧管配置成动压式排气歧管，能够实现紧凑的结构。
此外，通过发动机100，通过将排气管52A和排气管52B在高度方向上并列配置，能够使配置排气管的空间紧凑。
而且，通过发动机100，将排气管52A以及排气管52B配置为在俯视时比管径大于排气管52A或排气管52B的排气管52C靠近内侧，由此，能够使配置排气管的空间紧凑。需要说明的是，排气管52C配置成直径为例如截面积是排气管52A和排气管52C的截面积之和的10％以上。
进一步对发动机100的效果加以说明。
通过发动机100，能够实现紧凑的结构。
以往，在高压增压器和低压增压器邻近地配置，而且通过吸气管以及排气管对高压增压器和低压增压器进行连接的发动机中，牺牲了配置高压增压器以及低压增压器的部分(侧)的空间，无法使发动机的结构紧凑。
通过发动机100，将高压增压器20和低压增压器30分离配置于发动机100的长尺寸方向的齿轮箱侧和飞轮侧，由此，能够实现紧凑的结构。而且，也能够提高高压增压器20或者低压增压器30的维修时的操作性。
此外，通过发动机100，将吸气管51C和排气管52C分离且平行地配置于发动机主体10的短尺寸方向的右侧和左侧，由此，能够实现紧凑的结构。
而且，通过发动机100，将高压增压器20配置于高压中间冷却器41的上方，将低压增压器30配置于低压中间冷却器42的上方，由此，能够实现紧凑的结构。
工业上的可利用性
本发明能够利用于发动机。
附图标记说明
10发动机主体
11吸气歧管
12排气歧管
20高压气体压缩机
30低压气体压缩机
41高压中间冷却器
42低压中间冷却器
51B吸气管
51C吸气管
52A排气管
52B排气管
52C排气管
100发动机

Claims (3)

1.一种发动机，具有由高压增压器和低压增压器构成的二级增压器，
所述高压增压器以及所述低压增压器分离配置于发动机主体的长尺寸方向的一侧和另一侧。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中，
连接所述高压增压器和所述低压增压器的吸气管以及排气管分离配置于发动机主体的短尺寸方向的一侧和另一侧。
3.根据权利要求2所述的发动机，其中，
在所述高压增压器或者所述低压增压器的下方配置有中间冷却器。
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