CN210033618U - 一种发动机的两级增压两级冷却系统 - Google Patents

一种发动机的两级增压两级冷却系统 Download PDF

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王作峰
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王波
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Abstract

本申请公开了一种发动机的两级增压两级冷却系统,包括:设置在发动机的进气管路上的低压级压气机、低压中冷器、高压级压气机和高压中冷器,且所述低压级压气机、所述低压中冷器、所述高压级压气机和所述高压中冷器在进气气流的流动方向上依次设置;设置在所述发动机的排气管路上的高压级涡轮机和低压级涡轮机,且所述高压级涡轮机和所述低压级涡轮机在出气气流的流动方向上依次设置;给所述低压中冷器、所述高压中冷器提供冷却液的第一冷却循环管路。上述系统,通过对进气气流进行多次增压以及对出气气流进行多次增压,能够增大发动机的进气量,促进发动机的高效燃烧,提升发动机的有效热效率。

Description

一种发动机的两级增压两级冷却系统
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域,特别涉及一种发动机的两级增压两级冷却系统。
背景技术
为了降低燃油消耗,提高发动机的有效热效率,需使发动机具备更加高效的燃烧系统,高效的燃烧系统往往需要足够的进气量才能实现。但是,现有发动机的进气量仍然存在不足的问题,对发动机的高效燃烧造成了影响。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供了一种发动机的两级增压两级冷却系统,其能够提高发动机的进气量。
为了达到上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种发动机的两级增压两级冷却系统,包括:
设置在发动机的进气管路上的低压级压气机、低压中冷器、高压级压气机和高压中冷器,且所述低压级压气机、所述低压中冷器、所述高压级压气机和所述高压中冷器在进气气流的流动方向上依次设置;
设置在所述发动机的排气管路上的高压级涡轮机和低压级涡轮机,且所述高压级涡轮机和所述低压级涡轮机在出气气流的流动方向上依次设置;
给所述低压中冷器、所述高压中冷器提供冷却液的第一冷却循环管路。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,发动机的冷却管路为第二冷却循环管路,所述第一冷却循环管路和所述第二冷却循环管路不连通。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,所述高压级涡轮机为具有电控放气阀的涡轮机,所述低压级涡轮机不具有电控放气阀的涡轮机。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,所述低压中冷器的端盖上设置有连接孔、导气管和导液管,所述连接孔能够与螺栓配合以将所述低压中冷器固定设置在所述发动机的机体上,所述导气管为所述进气管路的组成部分,所述导液管为所述第一冷却循环管路的组成部分。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,所述高压中冷器上设置有第一支架、导气管和导液管,所述第一支架能够用于将所述高压中冷器固定设置在所述发动机的机体上,所述导气管为所述进气管路的组成部分,所述导液管为所述第一冷却循环管路的组成部分。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,所述低压级涡轮机和所述高压级涡轮机的壳体上均设置有隔热罩。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,所述高压级涡轮机和所述低压级涡轮机相邻设置并通过排气接管连通,且所述排气接管上设置有膨胀节。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,设置在所述第一冷却循环管路上、用于驱动冷却液在第一冷却循环管路内流动的泵为电动泵,且所述电动泵上设置有用于将所述电动泵固定设置在所述发动机的机体上的第二支架。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,所述低压中冷器和所述高压中冷器在所述第一冷却循环管路中并联设置。
优选的,上述发动机的两级增压两级冷却系统中,所述排气管路的位于所述低压级涡轮机下游的管段上设置有隔热罩。
本实用新型提供的发动机的两级增压两级冷却系统,在发动机的进气管路上,沿进气气流的流动方向,依次设置有低压级压气机、低压中冷器、高压级压气机和高压中冷器,以实现进气气流在进气过程中的两次增压和两次冷却,并且在发动机的排气管路上,沿出气气流的流动方向,依次设置有高压级涡轮机和低压级涡轮机,以实现出气气流在出气过程中的两次增压。其中,低压中冷器和高压中冷器设置在专门用于给其提供冷却液的第一冷却循环管路中。上述系统,通过对进气气流进行多次增压以及对出气气流进行多次增压,能够增大发动机的进气量,促进发动机的高效燃烧,提升发动机的有效热效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的发动机的两级增压两级冷却系统的原理示意图;
图2为发动机的两级增压两级冷却系统的结构示意图。
以上图1和图2中:
1-发动机,2-进气管路,3-进气口,4A-低压级压气机,4B-低压级涡轮机,5-低压中冷器,6A-高压级压气机,6B-高压级涡轮机,7-高压中冷器,8-排气管路,9-第一冷却循环管路,10-散热器,11-电动泵,12-第二冷却循环管路,13-隔热罩,14-后处理器,15-第二支架;
201-第一管段,202-第二管段,203-第三管段,204-第四管段,501-低压端盖,701-高压端盖,801-排气接管,802-下游管段,901-入液口,902-第一管段,903-第二管段,904-第三管段,905-出液口,906-第四管段。
具体实施方式
本实用新型提供了一种发动机的两级增压两级冷却系统,其能够提高发动机的进气量。
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1和图2所示,本实用新型实施例提供了一种发动机的两级增压两级冷却系统,其主要包括低压级压气机4A、低压中冷器5、高压级压气机6A、高压中冷器7、高压级涡轮机6B、低压级涡轮机4B和第一冷却循环管路9,其中,低压级压气机4A、低压中冷器5、高压级压气机6A和高压中冷器7设置在发动机1的进气管路2上,并且在进气气流的流动方向(即新鲜空气在进气管路2内流动的方向)上,低压级压气机4A、低压中冷器5、高压级压气机6A和高压中冷器7依次设置,即此四者中的低压级压气机4A靠近进气管路2的进气口3设置,高压中冷器7靠近发动机1设置;而在发动机1的排气管路8上,高压级涡轮机6B和低压级涡轮机4B在出气气流的流动方向(即废气在排气管路8内流动的方向)上依次设置,即此两者中的高压级涡轮机6B靠近发动机1设置;同时还令低压中冷器5和高压中冷器7位于第一冷却循环管路9中,冷却液在第一冷却循环管路9的导流下通过流经低压中冷器5和高压中冷器7分别实现对经过一级增压和二级增压的进气气流的冷却。
上述系统在进行工作时,如图1所示,新鲜空气从进气口3进入到进气管路2中,在进气管路2内向发动机1流动的过程中,首先经过低压级压气机4A实现一级增压,然后进入低压中冷器5进行一级冷却,随后进入高压级压气机6A进行二级增压,之后进入高压中冷器7进行二级冷却,最后通过进气管路2的导流进入发动机1。其中,冷却新鲜空气的冷却液由第一冷却循环管路9提供,该第一冷却循环管路9中还包括散热器10和后述的电动泵11,冷却液(优选为冷却水)在第一冷却循环管路9的导流以及电动泵11的驱动下在低压中冷器5、高压中冷器7和散热器10之间循环流动。发动机1排出的废气在进入到排气管路8后,先进入高压级涡轮机6B,然后进入低压级涡轮机4B,之后进入后处理器14排出。
本实施例中,如图1所示,将用于给发动机1进行冷却的冷却管路称之为第二冷却循环管路12,而上述的第一冷却循环管路9和第二冷却循环管路12不连通,即第一冷却循环管路9和第二冷却循环管路12为两个相互独立的管路,冷却液在此两者之间不流通。也就是说,本实施例中给低压中冷器5和高压中冷器7配备了专门的冷却循环管路,其专门用于给一级增压和二级增压后的新鲜空气进行冷却,不仅能够提升对新鲜空气的冷却效果,而且还能够独立控制此第一冷却循环管路9,以实现对冷却液的灵活调节,进而灵活控制对新鲜空气的冷却效果。
如图2所示,其为本实施例提供的发动机的两级增压两级冷却系统的结构示意图,在此结构中,新鲜空气的流动路径为:新鲜空气从进气口3进入,然后流入到低压级压气机4A中,从低压级压气机4A中出来后进入到进气管路2的第一管段201,之后经低压中冷器5的低压端盖501进入到低压中冷器5中,从低压中冷器5中出来后进入到进气管路2的第二管段202,再之后进入到高压级压气机6A中,从高压级压气机6A中出来后再进入到进气管路2的第三管段203,之后进入到高压中冷器7中,从高压中冷器7中出来后进入到进气管路2的第四管段204中,此第四管段204与发动机1的进气总管连接。废气的流动路径为:废气从发动机1中出来以后进入到高压级涡轮机6B中,从高压级涡轮机6B中出来后进入到后述的排气接管801(此排气接管801为排气管路8的组成部分)中,之后进入到低压级涡轮机4B中,从低压级涡轮机4B中出来后进入排气管路8的下游管段802(此下游管段802指的是排气管路8的位于低压级涡轮机4B之后的管段)中而实现排放。冷却液的流动路径为:冷却液从入液口901进入到第一冷却循环管路9的第一管段902中,在流经第一管段902后进入到电动泵11中,经电动泵11加压后进入到第一冷却循环管路9的第二管段903中,之后冷却液以并联方式同时进入低压中冷器5和高压中冷器7,即经低压中冷器5的低压端盖501进入到低压中冷器5中,经第一冷却循环管路9的第四管段906和高压中冷器7的高压端盖701而进入到高压中冷器7中,最后冷却液从第一冷却循环管路9的第三管段904和高压中冷器7的高压端盖701汇流后流向出液口905并从出液口905流向散热器10。
此外,本实施例还对上述结构进行以下改进:
优选,高压级涡轮机6B为具有电控放气阀的涡轮机,低压级涡轮机4B为不具有电控放气阀的普通涡轮机。令高压级涡轮机6B具有电控放气阀,能够进一步提升高压级压气机6A对新鲜空气的加压效果,同时也能够精确控制进入到发动机1的新鲜空气的增压压力,使得发动机1的燃烧能够更加高效。而在高压级涡轮机6B具有电控放气阀的基础之上,为了降低成本,简化结构,优选令低压级涡轮机4B不再具有电控放气阀。
进一步的,优选低压中冷器5的端盖501上设置有连接孔、导气管和导液管,此连接孔优选为能够与螺栓进行配合的螺纹孔,通过令螺纹孔与螺栓配合,能够将低压中冷器5固定设置在发动机1的机体上,而导气管则为进气管路2的组成部分(即前述的进气管路2的第一管段201和第二管段202),导液管为第一冷却循环管路9的组成部分(即前述的第一冷却循环管路9的第二管段903)。通过如此设置,不仅实现了低压中冷器5在机体上的安装,而且也在一定程度上实现了低压中冷器5、进气管路2和第一冷却循环管路9的集成,能够令上述系统的结构更加紧凑。
另外,优选高压中冷器7上设置有第一支架、导气管和导液管,第一支架能够用于将高压中冷器7固定设置在发动机1的机体上,导气管为进气管路2的组成部分(即前述的进气管路2的第三管段203和第四管段204),导液管为第一冷却循环管路9的组成部分(即前述的第一冷却循环管路9的第三管段904)。同理,如此设置能够实现高压中冷器7在机体上的安装和结构紧凑性的提升。
如图2所示,还优选低压级涡轮机4B和高压级涡轮机6B的壳体上均设置有隔热罩13。在低压级涡轮机4B和高压级涡轮机6B的壳体上设置隔热罩13,能够降低排气管路8内废气的热量散失,更好的保证新鲜空气的增压压力。
更加优选的,令高压级涡轮机6B和低压级涡轮机4B相邻设置并通过排气接管801连通,且排气接管801上设置有膨胀节。令高压级涡轮机6B和低压级涡轮机4B相邻设置,能够降低其对新鲜空气的加热。而膨胀节的设置,则能够实现两个涡轮机之间的柔性连接,缓冲两个增压器的振动变形。
具体的,优选设置在第一冷却循环管路9上、用于驱动冷却液在第一冷却循环管路9内流动的泵为电动泵11,且电动泵11上设置有用于将电动泵11固定设置在发动机1的机体上的第二支架15。采用电动泵11驱动冷却液,能够更加方便、及时、精准的控制冷却液的流速和流量,令低压中冷器5和高压中冷器7对新鲜空气的冷却效果得到显著提升。而通过增设第二支架15,就可以将电动泵11通过该第二支架15固定于机体上,实现电动泵11的安装。本实施例中,对第二支架15以及前述的第一支架的结构不做限定,只要能够实现电动泵13、高压中冷器7在机体上正常安装的同时不与发动机1的其他部件发生干涉即可。
如图1所示,本实施例优选低压中冷器5和高压中冷器7在第一冷却循环管路9中并联设置。如此设置,不仅能够使冷却液同时实现对经过低压中冷器5和高压中冷器7的新鲜空气的及时冷却,而且无论是在进入到低压中冷器5之前还是进入到高压中冷器7之前,冷却液的温度都较低(未进行换热而导致温度上升),能够使冷却效果更佳。此外,低压中冷器5和高压中冷器7也可以在第一冷却循环管路9中串联设置。
如图2所示,本实施例还优选排气管路8的位于低压级涡轮机4B下游的管段(即前述的下游管段802)上设置有隔热罩13。此设置在排气管路8上的隔热罩13与设置在低压级涡轮机4B和高压级涡轮机6B的壳体上的隔热罩13作用相同,也是用于降低废气的热量散失以及避免对进气管路2的加热。
本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述,每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处,发动机的两级增压两级冷却系统的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,包括:
设置在发动机的进气管路上的低压级压气机、低压中冷器、高压级压气机和高压中冷器,且所述低压级压气机、所述低压中冷器、所述高压级压气机和所述高压中冷器在进气气流的流动方向上依次设置;
设置在所述发动机的排气管路上的高压级涡轮机和低压级涡轮机,且所述高压级涡轮机和所述低压级涡轮机在出气气流的流动方向上依次设置;
给所述低压中冷器、所述高压中冷器提供冷却液的第一冷却循环管路。
2.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,发动机的冷却管路为第二冷却循环管路,所述第一冷却循环管路和所述第二冷却循环管路不连通。
3.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,所述高压级涡轮机为具有电控放气阀的涡轮机,所述低压级涡轮机不具有电控放气阀的涡轮机。
4.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,所述低压中冷器的端盖上设置有连接孔、导气管和导液管,所述连接孔能够与螺栓配合以将所述低压中冷器固定设置在所述发动机的机体上,所述导气管为所述进气管路的组成部分,所述导液管为所述第一冷却循环管路的组成部分。
5.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,所述高压中冷器上设置有第一支架、导气管和导液管,所述第一支架能够用于将所述高压中冷器固定设置在所述发动机的机体上,所述导气管为所述进气管路的组成部分,所述导液管为所述第一冷却循环管路的组成部分。
6.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,所述低压级涡轮机和所述高压级涡轮机的壳体上均设置有隔热罩。
7.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,所述高压级涡轮机和所述低压级涡轮机相邻设置并通过排气接管连通,且所述排气接管上设置有膨胀节。
8.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,设置在所述第一冷却循环管路上、用于驱动冷却液在第一冷却循环管路内流动的泵为电动泵,且所述电动泵上设置有用于将所述电动泵固定设置在所述发动机的机体上的第二支架。
9.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,所述低压中冷器和所述高压中冷器在所述第一冷却循环管路中并联设置。
10.根据权利要求1所述的发动机的两级增压两级冷却系统,其特征在于,所述排气管路的位于所述低压级涡轮机下游的管段上设置有隔热罩。
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CN113565620A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 陕西重型汽车有限公司 冷却装置及包括该冷却装置的车辆

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