CN112282910A - 发动机排气装置和发动机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种发动机排气装置和发动机，其中，发动机排气装置包括：外筒，具有第一开口、第二开口和连接第一开口和第二开口的外壁，外壁具有第一出口；动力传输通道，具有动力输入口和动力输出口，且动力输入口在第一方向上的投影位于第一开口内，动力输出口在第一方向上的投影位于第二开口内，第一方向由第一开口指向第二开口；排气通道，具有第一进气口、第一排气管和第一出气口，第一进气口位于第一开口的外周面与动力输入口之间，且第一进气口的与第一开口相连，第一出气口与第一出口相连，第一排气管具有第一弯曲度，且第一排气管的一端与第一进气口相连，第一排气管的另一端与第一出气口相连。该发动机排气通道能够降低排气装置总压损失。

Description

发动机排气装置和发动机

技术领域

本公开涉及发动机制造技术领域，尤其涉及一种发动机排气装置和发动机。

背景技术

目前，在发动机制造技术领域中，发动机排气装置中的排气通道通常为规则的回转体，从而排气通道占据的空间大，重量较重。同时，由于动力轴要从排气装置中通过，因此会导致排气装置内的排气通道型面不规则，从而使高温燃气流在排气装置中的流动成为三维的复杂流动，进而造成高温燃气在排气通道内会有明显的分离区，导致排气装置的总压损失大，影响发动机整机性能。

另外，现有的发动机排气装置的外筒与排气通道内的高温燃气直接接触，导致外筒与排气通道内高温燃气接触部位热应力高，显著的降低排气装置的强度和寿命。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开目的在于提供一种发动机排气装置和发动机，该发动机排气装置和发动机能够显著降低排气装置的总压损失并提高排气装置的强度和寿命。

本公开第一方面提供了一种发动机排气装置，包括：

外筒，所述外筒具有第一开口、第二开口和连接第一开口和第二开口的外壁，所述外壁具有第一出口；

动力传输通道，所述动力传输通道具有动力输入口、动力输出口和连接所述动力输入口和动力输出口的动力传输筒，所述动力输入口在第一方向上的投影位于所述第一开口内，所述动力输出口在所述第一方向上的投影位于所述第二开口内，所述第一方向由所述第一开口指向所述第二开口；

排气通道，所述排气通道具有第一进气口、第一排气管和第一出气口，所述第一进气口位于所述第一开口的外周面与所述动力输入口之间，且所述第一进气口与所述第一开口相连，所述第一出气口与所述第一出口相连，所述第一排气管具有第一弯曲度，且所述第一排气管的一端与所述第一进气口相连，所述第一排气管的另一端与所述第一出气口相连。

在本公开的一种示例性实施例中，所述外壁还具有第二出口，且所述第一出口远离所述第二出口，所述排气通道还包括：

第二进气口、第二排气管和第二出气口，

其中，所述第二进气口位于所述第一开口的外周面与所述动力输入口之间，且所述第二进气口与所述第一开口相连；

所述第二出气口与所述第二出口相连，且所述第二出气口远离所述第一出气口；

所述第二排气管具有第二弯曲度，且所述第二排气管的一端与所述第二进气口相连，所述第二排气管的另一端与所述第二出气口相连。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一进气口和所述第二进气口相连。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一开口和所述第二开口在所述第一方向上的投影重合，且所述动力输出口与所述第二开口相连。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一出口和所述第二出口分别位于所述外壁在第二方向上的两侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。

在本公开的一种示例性实施例中，所述排气通道还包括：

第一出口外罩和第二出口外罩，

其中，所述第一出口外罩与所述第一出气口和所述第一出口相连，且所述第一出口外罩向远离所述第一出口的方向延伸；

所述第二出口外罩与所述第二出气口和所述第二出口相连，且所述第二出口外罩向远离所述第二出口的方向延伸。

在本公开的一种示例性实施例中，所述外筒还包括：第一安装边和第二安装边，其中，所述第一安装边环绕所述第一开口设置，且所述第一安装边向远离所述第一开口中心的方向延伸，所述第二安装边环绕所述第二开口设置，且所述第二安装边向远离所述第二开口中心的方向延伸；

所述排气通道还包括：第三安装边和第四安装边，其中，所述第三安装边环绕所述第一出口外罩远离所述第一出口的一端设置，且所述第三安装边向远离所述第一出口外罩中心的方向延伸，所述第四安装边环绕所述第二出口外罩远离所述第二出口的一端设置，且所述第四安装边向远离所述第二出口外罩中心的方向延伸。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一弯曲度为90°，且所述第一排气管由所述第一进气口向所述第一出气口均匀弯曲。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二弯曲度与所述第一弯曲度相同，且所述第二排气管由所述第二进气口向所述第二出气口均匀弯曲。

本公开第二方面提供了一种发动机，所述发动机包括上述任意一项所述的发动机排气装置。

本公开提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本公开所提供的发动机排气装置设置有外筒、动力传输通道和排气通道。其中，排气通道具有第一进气口、第一排气管和第一出气口，第一进气口位于第一开口的外周面和动力输入口之间，且第一进气口与第一开口相连，从而将排气通道与动力传输通道分隔开，防止高温燃气流进入动力传输通道。第一出气口与第一出口相连，且第一排气管的一端与第一进气口相连，第一排气管的另一端与第一出气口相连，从而使得高燃气体能够从外筒的外壁一侧排出，而不经过外筒的第二开口，从而通过在外筒中设置排气通道能够将外筒与排气通道分离开，从而能够显著降低外筒的热应力，并且明显提高发动机排气装置的强度和寿命。

同时，由于第一排气管具有第一弯曲度，从而使得排气装置的狭小空间内能够具有大弯曲复杂型面的排气通道，很好的实现了高温燃气流在狭小空间内的偏转，从而不会使得高温燃气流产生分离区，进而能够显著降低排气通道内的总压损失，也就因此显著提高了发动机的性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本公开一示例性实施例的发动机排气装置的三维结构示意图；

图2示出了根据本公开一示例性实施例的图1中A-A方向上的截面展开的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一开口；2、第二开口；3、外壁；4、第一安装边；5、第二安装边；6、安装孔；7、动力输入口；8、第一出气口；9、第一排气管；10、第二出气口；11、第一出口外罩；12、第二出口外罩；13、第三安装边；14、第四安装边。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本公开首先提供了一种发动机排气装置，该发动机排气装置能够显著降低外筒的热应力，并且明显提高发动机排气装置的强度和寿命。同时，该发动机排气装置还能够很好的实现高温燃气流在狭小空间内的偏转，从而不会使得高温燃气流产生分离区，进而能够显著降低排气通道内的总压损失，也就因此显著提高了发动机的性能。具体地：

如图1和图2所示，该发动机排气装置可以包括外筒、动力传输通道和排气通道。其中，外筒可以具有第一开口1、第二开口2和连接第一开口1和第二开口2的外壁3。该外壁3可以为中空的筒状结构。第一开口1可以位于外壁3的一端并且可以与外壁3的一端相连，且第一开口1和外壁3的第一端在第一方向上的投影可以重合。第二开口2可以为位于外壁3的另一端并且可以与外壁3的另一端相连，且第二开口2和外壁3的另一端在第二方向上的投影可以重合需要说明的是，该第一方向可以为由第一开口1指向第二开口2的方向。

在本公开的一个实施例中，第一开口1的形状和大小和第二开口2的形状和大小可以相同，但也可以不同。第一开口1和第二开口2均可以为圆形，但不限于此，本公开对第一开口1和第二开口2的形状不做限定，可以根据实际需要设置，例如：矩形、椭圆形等，均在本公开的保护范围之内。

在本公开的一个实施例中，第一开口1和第二开口2在第一方向上的投影可以重合，可以理解的是，第一开口1和第二开口2位于同一直线上，则本公开提供的外筒为一个沿直线延伸的筒状结构。但是不限于此，第一开口1和第二开口2在第一方向上的投影也可以不重合，即外筒也可以为一个弯曲的筒状结构，这也在本公开的保护范围之内。

进一步的，外壁3可以具有第一出口，可以理解的是，该第一出口可以为穿过外壁3周面的一个通孔。另外，外壁3还可以具有第二出口，该第二出口可以远离第一出口，即：可以理解的是，第二出口也可以为穿过外壁3周面的一个通孔，且第一出口和第二出口没有重合或者交叠。

在本公开的一个实施例中，第一出口和第二出口可以分别位于外壁3在第二方向上的两侧，且第二方向可以与第一方向垂直。通过将第一出口和第二出口分别设于外壁3在第二方向的两侧，可以使得该排气装置能够向外壁3周面相对的两侧排气。

除此之外，该第一出口和第二出口在第二方向上的投影可以重合，但不限于此，第一出口和第二出口在第二方向上的投影也可以不重合。可以理解的是，当第一出口和第二出口在第二方向上的投影重合时，第一出口和第二出口的大小、形状和中心的位置相同。当第一出口和第二出口在第二方向上的投影不重合时，即第一出口和第二出口的大小、形状或中心位置不同。

在本公开的一个实施例中，外筒的材料可以为金属材料，但不限于此，也可以为其他材料，可以根据排气装置实际工作的环境来设置，这均在本公开的保护范围之内。

在本公开的一个实施例中，外筒还可以包括：第一安装边4和第二安装边5。其中，第一安装边4可以环绕第一开口1设置，且第一安装边4可以向远离第一开口1中心的方向延伸。第二安装边5可以环绕第二开口2设置，且第二安装边5可以向远离所述第二开口2中心的方向延伸。

进一步的，第一安装边4和第二安装边5可以具有多个安装孔6，且多个安装孔6可以均匀分布在第一安装边4和第二安装边5上，通过设置第一安装边4和第二安装边5，能够将排气装置与发动机其他结构连接和固定。

在本公开的一个实施例中，外筒的材料可以为金属材料，但不限于此，也可以为其他材料，可以根据排气装置实际工作的环境来设置，这均在本公开的保护范围之内。

上述动力传输通道可以具有动力输入口7、动力输出口和连接动力输入口7和动力输出口的动力传输筒，其中，动力输入口7在第一方向上的投影可以位于第一开口1内，动力输出口在第一方向上的投影可以位于第二开口2内。可以理解的是，动力输入口7的大小可以小于第一开口1，动力输出口的大小可以小于第二开口2。除此之外，动力输出口可以与第二开口2相连。动力传输轴可以依次穿过动力输入口7、动力传输筒和动力输出口。

在本公开的一个实施例中，动力输入口7的中点可以与第一开口1的中点重合，动力输出口的中点可以与第二开口2的中点重合。动力输入口7的形状可以为圆形、动力输出口的形状也可以为圆形，但不限于此，本公开对动力输入口7和动力输出口的形状和大小不做限定，可以根据实际需要设置。

在本公开的一个实施例中，动力传输通道的材料可以与外筒的材料相同，且动力传输通道可以通过焊接与外筒连接，但不限于此，动力传输通道的材料也可以不与外筒的材料相同，且动力传输通道可以与外筒一体成型，可以根据实际需要设置，这均在本公开的保护范围之内。

上述排气通道可以具有第一进气口、第一排气管9和第一出气口8，其中，第一进气口可以位于第一开口1的外周面与动力输出口之间，且第一进气口可以与第一开口1相连，第一出气口8可以与第一出口相连，第一排气管9可以具有第一弯曲度，且第一排气管9的一端可以与第一进气口相连，第一排气管9的另一端可以与第一出气口8相连。

具体地，第一进气口位于第一开口1的外周面与动力输出口之间，可以理解为，第一进气口在第一方向上的投影也位于第一开口1内，且第一进气口与动力输出口在第一方向上的投影没有交叠。通过将第一进气口设置在第一开口1的外周面与动力输出口之间，能够使得排气通道与动力传输通道以及外筒分隔开，从而使得高燃气体不经过动力传输通道，进而能够显著降低外筒和动力传输通道的热应力，并且明显提高发动机排气装置的强度和寿命。

进一步的，第一出气口8与第一出口相连，从而使得高温燃气流能够从外筒的外壁3一侧排出，而不经过外筒的第二开口2，进一步的降低了外筒和动力传输通道的热应力，并且进一步提高了发动机排气装置的强度和寿命。

在本公开的一个实施例中，第一出气口8的形状和大小可以与第一出口相同，但也可以不相同，可以根据实际需要设置，这均在本公开的保护范围之内。

上述第一排气管9可以具有第一弯曲度，且第一排气管9可以由第一进气口向第一出气口8均匀弯曲，即第一排气管9可以由第一进气口向第一出气口8平滑过渡。同时，第一排气管9各段的内径也可以由第一进气口向第一出气口8平滑过渡。因此，由于第一排气管9具有第一弯曲度，从而使得排气装置的狭小空间内能够具有大弯曲复杂型面的排气通道，很好的实现了高温燃气流在狭小空间内的偏转，从而不会使得高温燃气流产生分离区，进而能够显著降低排气通道内的总压损失，也就因此显著提高了发动机的性能。

在本公开的一个实施例中，第一弯曲度可以为90°，但不限于此，本公开对第一弯曲度的数值不做限定，可以根据第一出气口8的位置或者实际需要改变第一弯曲度的数值，这均在本公开的保护范围之内。

在本公开的一个实施例中，排气通道还可以包括：第二进气口、第二排气口和第二出气口10。其中，第二进气口可以位于第一开口1的外周面与动力输出口之间，且第二进气口可以与第一开口1相连，第二出气口10可以与第二出口相连，第二排气管可以具有第二弯曲度，且第二排气管的一端可以与第二进气口相连，第二排气管的另一端可以与第二出气口10相连。

具体地，第二进气口位于第一开口1的外周面与动力输出口之间，可以理解为，第二进气口在第一方向上的投影也位于第一开口1内，且第二进气口与动力输出口在第一方向上的投影没有交叠。通过将第二进气口设置在第一开口1的外周面与动力输出口之间，能够使得排气通道与动力传输通道以及外筒分隔开，从而使得高燃气体不经过动力传输通道，进而能够显著降低外筒和动力传输通道的热应力，并且明显提高发动机排气装置的强度和寿命。

另外，第二进气口可以与第一进气口相邻设置，即：第二进气口可以与第一进气口分别位于动力输入口7在第二方向上的两侧。通过将第二进气口与第一进气口相邻设置，能够使得第一排气管9和第二排气管不会在外筒内产生交叉，从而更加有利于排气装置排气。

在本公开的一个实施例中，第二进气口可以与第一进气口相连，可以理解为，第二进气口和第一进气口可以为一个进气口，该进气口可以位于第一开口1的外周面和动力输入口7之间，并且环绕动力输入口7设置。通过将第二进气口与第一进气口连接，能够使得发动机其他结构在向排气装置输送高温燃气流时，只需要一个输送管路即可。

进一步的，第二出气口10与第二出口相连，从而使得高温燃气流能够从外筒的外壁3在第二方向上的另一侧排出，而不经过外筒的第二开口2，更进一步的降低了外筒和动力传输通道的热应力，并且更进一步提高了发动机排气装置的强度和寿命。

在本公开的一个实施例中，第二出气口10的形状和大小可以与第二出口相同，但也可以不相同，可以根据实际需要设置，这均在本公开的保护范围之内。

上述第二排气管可以具有第二弯曲度，且第二排气管可以由第二进气口向第二出气口10均匀弯曲，即第二排气管可以由第二进气口向第二出气口10平滑过渡。同时，第二排气管各段的内径也可以由第二进气口向第一出气口8平滑过渡。因此，由于本公开提供的排气装置具有两个具有弯曲度的排气管，从而使得排气装置的狭小空间内能够具有大弯曲复杂型面的对称分叉式排气通道，从而更进一步地防止了高温燃气流产生分离区的问题，进而能够跟更进一步地降低排气通道内的总压损失，也就因此更进一步地提高了发动机的性能。

在本公开的一个实施例中，第二弯曲度可以与第一弯曲度相同，即第二弯曲度也可以为90°，但不限于此，第二弯曲度也可以不与第一弯曲度相同，可以根据实际需要设置，这均在本公开的保护范围之内。

在本公开的一个实施例中，排气通道还可以包括：第一出口外罩11和第二出口外罩12。其中，第一出口外罩11可以与第一出气口8和第一出口相连，且第一出口外罩11可以向远离第一出口的方向延伸。第二出口外罩12可以与第二出气口10和第二出口相连，且第二出口外罩12可以向远离第二出口的方向延伸。从而，本公开的排气通道可以通过第一出口外罩11和第二出口外罩12与外壁3相连。本公开对第一出口外罩11和第二出口外罩12延伸的长度不做限定，可以根据实际需要设置。

在本公卡的一个实施例中，排气通道还可以包括：第三安装边13和第四安装边14。其中，第三安装边13可以环绕第一出口外罩11远离第一出口的一端设置，且第三安装边13可以向远离第一出口外罩11中心的方向延伸。第四安装边14可以环绕第二出口外罩12远离第二出口的一端设置，且第四安装边14可以向远离第二出口外罩12中心的方向延伸。

进一步的，第三安装边13和第四安装边14也可以具有多个安装孔6，且多个安装孔6可以均匀分布在第三安装边13和第四安装边14上，通过设置第三安装边13和第四安装边14，能够将排气通道与发动机其他结构连接和固定。

在本公开的一个实施例中，排气通道的材料可以为金属材料，从而能够稳定承受高温燃气流，但是排气通道也可以为其他材料，可以根据实际需要设置。

在本公开的一个实施例中，排气通道可以通过焊接的方式与外筒相连，但不限于此，排气通道和外筒也可以一体成型，可以根据实际需要进行选择，这均在本公开的保护范围之内。

本公开的第二方面，提供了一种发动机，该发动机可以包括上述的发动机排气装置，如图1和图2所示。该发动机可以将排气通道与动力传输通道分隔开，防止高温燃气流进入动力传输通道，并且可以使得高燃气体从外筒的外壁3一侧排出，而不经过外筒的第二开口2。因此，本公开提供的发动机通过在外筒中设置排气通道能够将外筒与排气通道分离开，从而能够显著降低外筒的热应力，并且明显提高发动机排气装置的强度和寿命。

同时，由于排气装置的第一排气管9具有第一弯曲度，第二排气管具有第二弯曲度，从而使得排气装置的狭小空间内能够具有大弯曲复杂型面的交叉式排气通道，进而很好的实现了高温燃气流在狭小空间内的偏转。也就因此，不会使得高温燃气流产生分离区，从而能够显著降低排气通道内的总压损失，也就因此显著提高了发动机的性能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种发动机排气装置，其特征在于，包括：

外筒，所述外筒具有第一开口、第二开口和连接第一开口和第二开口的外壁，所述外壁具有第一出口；

动力传输通道，所述动力传输通道具有动力输入口、动力输出口和连接所述动力输入口和动力输出口的动力传输筒，所述动力输入口在第一方向上的投影位于所述第一开口内，所述动力输出口在所述第一方向上的投影位于所述第二开口内，所述第一方向由所述第一开口指向所述第二开口；

排气通道，所述排气通道具有第一进气口、第一排气管和第一出气口，所述第一进气口位于所述第一开口的外周面与所述动力输入口之间，且所述第一进气口与所述第一开口相连，所述第一出气口与所述第一出口相连，所述第一排气管具有第一弯曲度，且所述第一排气管的一端与所述第一进气口相连，所述第一排气管的另一端与所述第一出气口相连。

2.根据权利要求1所述的发动机排气装置，其特征在于，所述外壁还具有第二出口，且所述第一出口远离所述第二出口，所述排气通道还包括：

第二进气口、第二排气管和第二出气口，

其中，所述第二进气口位于所述第一开口的外周面与所述动力输入口之间，且所述第二进气口与所述第一开口相连；

所述第二出气口与所述第二出口相连，且所述第二出气口远离所述第一出气口；

所述第二排气管具有第二弯曲度，且所述第二排气管的一端与所述第二进气口相连，所述第二排气管的另一端与所述第二出气口相连。

3.根据权利要求2所述的发动机排气装置，其特征在于，所述第一进气口和所述第二进气口相连。

4.根据权利要求2所述的发动机排气装置，其特征在于，所述第一开口和所述第二开口在所述第一方向上的投影重合，且所述动力输出口与所述第二开口相连。

5.根据权利要求4所述的发动机排气装置，其特征在于，所述第一出口和所述第二出口分别位于所述外壁在第二方向上的两侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。

6.根据权利要求2所述的发动机排气装置，其特征在于，所述排气通道还包括：

第一出口外罩和第二出口外罩，

其中，所述第一出口外罩与所述第一出气口和所述第一出口相连，且所述第一出口外罩向远离所述第一出口的方向延伸；

所述第二出口外罩与所述第二出气口和所述第二出口相连，且所述第二出口外罩向远离所述第二出口的方向延伸。

7.根据权利要求6所述的发动机排气装置，其特征在于，

所述外筒还包括：第一安装边和第二安装边，其中，所述第一安装边环绕所述第一开口设置，且所述第一安装边向远离所述第一开口中心的方向延伸，所述第二安装边环绕所述第二开口设置，且所述第二安装边向远离所述第二开口中心的方向延伸；

所述排气通道还包括：第三安装边和第四安装边，其中，所述第三安装边环绕所述第一出口外罩远离所述第一出口的一端设置，且所述第三安装边向远离所述第一出口外罩中心的方向延伸，所述第四安装边环绕所述第二出口外罩远离所述第二出口的一端设置，且所述第四安装边向远离所述第二出口外罩中心的方向延伸。

8.根据权利要求2所述的发动机排气装置，其特征在于，所述第一弯曲度为90°，且所述第一排气管由所述第一进气口向所述第一出气口均匀弯曲。

9.根据权利要求8所述的发动机排气装置，其特征在于，所述第二弯曲度与所述第一弯曲度相同，且所述第二排气管由所述第二进气口向所述第二出气口均匀弯曲。

10.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括上述权利要求1～9任意一项所述的发动机排气装置。

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