CN1057092A - 用于一级或二级增压的内燃机进气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于一级或二级增压的内燃机 进气装置。该进气装置应以尽量少的变更既能用于 一级增压又适用于二级增压。其具体措施是，废气涡 轮增压器、增压空气冷却器和集气罩以及进气部件间 的管路和通向气缸盖进气道的管路在一级增压和二 级增压时使用相同的结构。一级增压时所用的增压 空气冷却器位置上在二级增压中配置高压增压空气 冷却器。一级增压时所设的废气涡轮增压器位置上 在二级增压中为高压废气涡轮增压器。

Description

本发明涉及一种一级或二级增压的内燃机进气装置，通过它使吸入的燃烧用空气经过废气涡轮增压器的压缩机及中间的增压空气冷却器导到内燃机的集气罩并最终从那里被导入内燃机气缸盖的进气道。

这类进气装置例如从德国公开说明书DE-OS  2059220是公知的，在这种气缸呈V形列成两组的内燃机中为实现一级增压每组气缸各设一个废气涡轮增压器。经压缩机压缩的燃烧用空气到达沿内燃机纵向设置的集流管，集流管中设有增压空气冷却器。通过多个块状热交换元件的串联使集流管的结构高度较低。但它没有说明，要使这种内燃机以尽可能小的费用在结构上改变为二级增压的内燃机，应怎样设计一种占有较小空间的结构并带有废气涡轮增压器，增压空气冷却器和集气罩的进气装置。

本发明的任务在于，提供一种进气装置，它可以在只使用少数不同零件的情况下既可用于一级的也可用于二级的增压。

该任务的一种进气装置结构可按照下列措施来实现。对此，废气涡轮增压器、增压空气冷却器和集气罩以及气缸盖进气道的管路在一级增压和二级增压时采用相同的结构布置。当然必须在二级增压中附装一个低压增压空气冷却器。在一级增压中使用增压空气冷却器的位置上设有一个高压增压空气冷却器。在一级增压中使用废气涡轮增压器的位置上设有高压废气涡轮增压器。以这种方式可以使两种发动机型尽可能使用相同的连接件和管路，因这种简化可使其费用很便宜。一个特别小的空间结构及将气流均匀分配到各气缸的最佳导流得以产生，如果能使集气罩在呈V形排列的气缸组间沿内燃机纵向延伸并在集气罩的上侧配置一些装置部件。在一级增压中并列地在集气罩上设有一个空气吸入口和一个增压空气冷却器。在二级增压中并列地在集气罩上设有一个高压增压空气冷却器和一个低压增压空气冷却器。此时由于废气涡轮增压器安装在集气罩的狭侧上，就进一步减少了所需的空间结构并特别利于导流。本发明进气装置的一种有利结构是，集气罩的上壁边缘设置呈槽形，以形成一个气流空间，通过它空气到达所设与压缩机进气短管相连的连接管。设于集气罩上的连接管结构在一级增压和二级增压时均与呈槽形结构的集气罩结构相同。低压增压空气冷却器的壳体用作顶盖，置于集气罩上侧所设的底部上。用于一级增压的空气吸入口也设置成顶盖。通常在配气增压中每组气缸配置一个废气涡轮增压器或者在二级增压中则配置一组废气涡轮增压器。部分负荷时，当只有很小的废气量可用时，从两组气缸中排出的废气仅用于驱动一个增压器或一组废气涡轮增压器。因而导向涡轮机的排气管及相应废气涡轮增压器的通往压缩机的进气管可设置闭锁装置用以关闭废气涡轮增压器。在一级增压中压缩机侧的闭锁装置最好安置在空气吸入口的进口处，因为这样维修时容易工作。在这样安装闭锁装置时必须将气流通道在空气吸入口内分离。因此在空气吸入口内设有一个横隔板，它与连接片一起在槽形底部形成各自分离的两个压缩机进气短管的进气道。在二级增压中部分负荷时关闭为两组气缸所设的两组废气涡轮增压器其中的一组，将中间冷却器中的进气道分离，是同样必要的。因此使用两个通过壳体内的横隔板分离的换热器元件。该横隔板与连接片一起在槽形位于其下方的气流空间形成各自分离的分别属于各组气缸的废气涡轮增压器的气流通道。因而使集气罩上所设的槽形气流空间附以连接片形成分离的气流通道既适用于一级和二级的增压也可以在配气增压中保持不变地使用。此外，为使结构占有较小的空间增压空气冷却器的壳体是设置成集气罩的顶盖。增压空气通过位于上侧的入口导入增压空气冷却器的壳体内。

附图中示有本发明的一个实施例，现作进一步说明，其中：

图1表示一个内燃机及其一级增压进气装置的纵视图，

图2表示一个内燃机及其一级增压进气装置的俯视图，

图3表示一个内燃机及其二级增压进气装置的纵视图，

图4表示一个内燃机及其二级增压进气装置的俯视图，

图5表示一个内燃机按图3所示沿剖面线V-V的横剖面图。

图1和图2以纵视图和俯视图示出的内燃机1其进气装置为一级增压的。其中两组呈V形排列的气缸，每组装有一个废气涡轮增压器2，2′，其中一个装有部分负荷时用于关闭（增压器）的闭锁装置。两个废气涡轮增压器2，2′的两个压缩机4，4′通过在集气罩上所设的连接短管7，7′作用于燃烧用空气。连接短管7，7′与分离的气流通道相连，该通道则由一个槽形的、同样设在集气罩9上的底部以及置于其上的空气吸入口11构成。该底部当然也可以设置成，这里没有示出，各自分离的不是设在集气罩9上的部件，它可装置在集气罩9上。在空气吸入口11中有一个横隔板12，它与连接片10在槽形的底部形成废气涡轮增压器的压缩机分离进气通道。两个气流通道中的一个通过阀形闭锁装置13可以在空气吸入口11的进口处闭锁。这一结构中例如阀门在维修时是容易拆装的。将压缩机4，4′直接置于集气罩9的狭侧上连同通向集气罩9的进气短管保证了以短的气流通道形成最佳的空气导流。压缩空气通过管路14，14′到达增压空气冷却器15，该增压空气冷却器15的壳体16构成位于其下面的集气罩9的一个顶盖。增压空气冷却器15壳体16直接位于空气吸入口11的附近，增压空气流经侧孔17进入增压空气冷却器15的壳体16并经增压空气冷却器15的热交换元件进入两组气缸共同的集气罩9内。集气罩9通过分离的连接短管18与气缸盖19的进气道相通。其中后者的优点是，无须拆卸整个进气装置即可取下气缸盖19。此外，连接短管18还容易变更以适用于气缸盖19不同的流入和连接条件（如两气门头或四气门头）而无需对集气罩加以变更。

图3至图5示有一个内燃机及其二级增压进气装置结构的纵视图、俯视图和一个横剖面图。外界空气经低压废气涡轮增压器3″，3′′′的低压压缩机6″，6′′′的进气短管从大气中吸气。为关闭一组废气涡轮增压器在一个进气短管的进口处设有一个闭锁装置。经由低压压缩机6″，6′′′预压缩的增压空气经过管路25，25′到达低压增压空气冷却器22，它替代一级增压中使用的空气吸入口11，被安装在设于集气罩上的槽形底部上。该底部当然也可以设置成，这里没有示出，分离的可以装在集气罩上的部件。低压增压冷却器22的壳体23具有一个横隔板24，它与连接片10相结合的槽形底部形成分离的气流通道。两个分离的热交换元件用作冷却器元件。分离的空气导流对两组废气涡轮增压器3，3″和3′，3′′′是必要的，这样在只起动一组废气涡轮增压器时就使高压系统和低压系统分离。否则会产生一个短路气流通过固定增压器的高压压缩机进入低压压缩机。根据本发明，高压废气涡轮增压器3，3′的高压压缩机5，5′与其进气短管安装在与一级增压时废气涡轮增压器2，2′的压缩机4，4′相同的位置上。所以通往压缩机4，4′或高压压缩机5，5′的进气短管设在集气罩9上的连接短管7，7′，以及通往增压空气冷却器15的管路14，14′和连接固定件在一级和二级增压中均有相同的结构配置。特别是集气罩9连同其槽形底部和其上所设的连接短管7，7′可以不变地用于一级和二级增压中。

由高压压缩机5，5′压缩的增压空气经过与一级增压相同方式配置的管路14，14′到达现为高压增压空气冷却器的增压空气冷却器15。增压空气冷却器15的壳体16直接位于集气罩9上，低压增压空气冷却器22的壳体23附近。因此借助于本发明的进气装置，可使内燃机以极少的不同配件用于一级或二级的增压。基本上只需安装一个低压增压空气冷却器22来替代空气吸入口11，而附加废气涡轮增压器连同其导入管路25，25′，通过它经预压缩的增压空气到达中间冷却器22的侧向导入孔。其他的部件包括高压组件在内均可以相同的结构设置在两种发动机型中。很明显由此可使费用上很便宜，因为只须制备极少量的不同部件。气缸组间的进气装置连同置于其上的增压空气冷却器的排列以及增压空气冷却器在集气罩狭侧上的连接结构因其管路连接短、改变方向少和气流向各个气缸分配均匀就保证气流有最佳的导入。

Claims (10)

1、1.一种用于一级或二级增压的内燃机(1)进气装置，

1.1至少配有一个废气涡轮增压器(2，2′)，一个增压空气冷却器(15)和一个集气罩(9)以及部件与气缸盖(19)进气道之间的管路，

2、1.按权利要求1所述的进气装置，其中

2.集气罩（9）在两组呈V形排列的气缸间沿内燃机（1）纵向分布，

3.一级增压时在集气罩（9）的上侧并列配置有一个增压空气冷却器（15）和一个空气吸入口（11），

4.在二级增压中代之以空气吸入口（11）配置有一个低压增压空气冷却器（22）。

3、1.按权利要求2所述的进气装置，其中

2.在一级增压中废气涡轮增压器（2，2′）配置在集气罩（9）的一个狭侧上直接位于空气吸入口（11）的附近，它的压缩机（4，4′）经空气吸入口（11）作用于吸入空气，

3.在二级增压中，一级增压时配置在集气罩（9）狭侧上的废气涡轮增压器（2，2′）的位置直接位于低压增压空气冷却器（22）附近的高压废气涡轮增压器（3，3′）通过配置在空气吸入口（11）位置的低压增压空气冷却器（22）作用于吸入空气。

4、1.按权利要求2或3所述的进气装置，其中

2.集气罩（9）的上壁边缘在其有选择地所设的空气吸入口（11）或低压增压空气冷却器（22）的区域内设置呈槽形凸出的侧壁，它与一级增压的空气吸入口（11）或二级增压的低压增压空气冷却器（22）的壳体（23）一起构成一个气流空间，通过它从低压增压空气冷却器（22）或空气吸入口（11）进入的空气到达装在集气罩（9）狭侧上的废气涡轮增压器（2，2′;3，3′），

3.其中与压缩机的空气导入口相连的连接短管（7，7′）是设置在集气罩（9）内并在集气罩（9）的狭侧突出。

5、1.按权利要求4所述的进气装置，其中

2.空气吸入口（11）有一个横隔板（12），它与连接片（10）一起在位于其下方的槽形气流空间构成各自分离的分别通向为每组气缸所设的废气涡轮增压器（2，2′）的进气道，

2.1其中一个气流通道可以通过配置在空气吸入口（11）的闭锁装置（13）闭锁。

6、1.按权利要求4所述的进气装置，其中

2.中间冷却器（22）的壳体（23）有一个横隔板（24），

2.1由此形成的两个容纳各自分离冷却元件的空间，

2.2其中横隔板（24）与连接片（10）一起在位于其下方设置成槽形的气流空间内形成各自分离的分别通向为每组气缸所设的废气涡轮增压器组（3，3″，3′，3′′′）的气流通道。

7、1.按权利要求1至6之一所述的进气装置，其中

2.集气罩（9）在增压空气冷却器（15）的区域内设置成上方开口的，增压空气冷却器（15）的壳体（16）构成其顶盖。

8、1.按权利要求1至7之一所述的进气装置，其中

2.增压空气经过位于壳体（16，23）上侧的进气口导入增压空气冷却器（15）和低压增压空气冷却器（22）。

9、1.按权利要求1至8之一所述的进气装置，其中

2.集气罩（9）通过分离的进气短管（18）与气缸盖（19）的进气道相连。

10、1.按权利要求1至9之一所述的进气装置，其中

2.集气罩（9）与导向气缸盖（19）进气道的进气短管（18），

2.1和构成集气罩（9）顶盖的增压空气冷却器（15）的壳体（16），

2.2以及壳体（16）和废气涡轮增压器（2，2′或3，3′）间的管路（14，14′），

2.3在一级和二级增压中是设置成相同的。

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