一种高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管制造技术

本发明专利技术提供了一种高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管，包括排气总管和排气歧管，若干所述排气歧管的一端与排气总管的一侧相连通，所述排气总管为一段渐扩管，沿气流流动方向排气总管的横截面积逐渐扩大。相对于现有技术，本发明专利技术具有以下优势：本发明专利技术的排气总管采用了渐扩的型式，减小了下游排气歧管气流对上游排气歧管气流的影响，可有效减小各缸排气干扰，从而减小各缸进气不均匀性；仿真计算表明，采用渐扩式的排气总管可有效降低缸内残余废气系数，提高充气效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于柴油机排气系统
，尤其是涉及一种高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管。
技术介绍
为了实现高紧凑的动力装置，高功率密度和小型化成为了军用柴油机的主要发展方向，高增压技术是高功率密度柴油机的关键技术之一，为高增压柴油机匹配合适的排气管可有效提高发动机的动力性和经济性。进排气系统是发动机的重要组成部分，设计、匹配结果直接决定着发动机的性能。排气系统的型式和结构参数影响排气管中的压力波动和排气能量的传递效率，进而影响泵气功、整机的扫气量、各气缸排气温度的均匀性及燃油消耗率，所以也决定着整机的高低工况性能和瞬态特性等。根据结构特征，目前存在的排气系统有五种基本型式：定压系统、脉冲系统、脉冲转换系统、模件式脉冲转换器系统(MPC系统)和MIXPC系统。定压系统由于瞬态特性差在车用柴油机上使用较少。脉冲系统和脉冲转换系统不适合增压压比较高的柴油机，且受气缸数的限制较大。MIXPC系统是一种综合性能较好的排气系统，但结构复杂，应用较少。目前在高增压柴油机上比较常用的是MPC排气系统，但在某些缸数发动机上使用时存在扫气干扰。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管，以解决排气系统各气缸的排气干扰，从而减小各缸进气不均匀性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管，包括排气总管和排气歧管，若干所述排气歧管的一端与排气总管的一侧相连通，所述排气总管为一段渐扩管，沿气流流动方向排气总管的横截面积逐渐扩大。进一步的，所述排气歧管的排气端与排气总管之间设有一定夹角，所述排气歧管连通排气总管的排气端具有一定收缩率，形成排气歧管缩口。进一步的，所述排气总管的总容积与MPC排气管相当。进一步的，所述排气总管的排气端设有一段等截面直管段。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术的排气总管采用了渐扩的型式，减小了下游排气歧管气流对上游排气歧管气流的影响，可有效减小各缸排气干扰，从而减小各缸进气不均匀性；(2)仿真计算表明，采用渐扩式的排气总管可有效降低缸内残余废气系数，提高充气效率；(3)由于排气总管截面积逐渐扩大，具有一定扩压作用，减小了涡轮前的压力脉动，使涡轮前压力波动减小，提高了涡轮效率，同时排气总管总容积较小，可有效利用排气能量，提高发动机瞬态性能；(4)对于不同缸数发动机具有较好的适应性。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例一的结构示意图；图2为本专利技术实施例二的结构示意图。附图标记说明：1-排气总管，2-排气歧管，3-排气歧管缩口，4-涡轮增压器，5-气缸，6-等截面直管段。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。实施例一，如图1所示，高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管，包括排气总管1和排气歧管2，若干所述排气歧管2的一端与排气总管1的一侧相连通，所述排气总管1为一段渐扩管，沿气流流动方向排气总管1的横截面积逐渐扩大。所述排气歧管2的排气端与排气总管1之间设有一定夹角，所述排气歧管2连通排气总管1的排气端具有一定收缩率，形成排气歧管缩口3。所述排气总管1的总容积较小，与MPC排气管相当。所述排气总管1的平均直径可初选为气缸直径的0.5倍，最终直径需通过一维仿真计算确定，不同用途发动机各不相同。所述排气歧管缩口3的收缩比初选为0.65，最终值需通过一维仿真计算确定，不同用途发动机各不相同。所述排气歧管2的排气端和排气总管1之间的夹角越小越好，考虑到工艺性，本实施例选择角度为30度。实施例二，如图2所示，其结构与实施例一的结构基本相同，只是所述排气总管1的排气端设有一段等截面直管段6，可以起到稳压作用。实施例二的排气总管1的平均直径可初选为气缸直径的0.5倍，最终直径需通过一维仿真计算确定。所述等截面直管段6的长度优选为150mm。工作过程中：气缸5内的废气进入排气歧管2经排气歧管缩口3加速后进入排气总管1，再经排气总管1稳压后进入涡轮增压器4。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管，包括排气总管(1)和排气歧管(2)，其特征在于：若干所述排气歧管(2)的一端与排气总管(1)的一侧相连通，所述排气总管(1)为一段渐扩管，沿气流流动方向排气总管(1)的横截面积逐渐扩大。

【技术特征摘要】
1.一种高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管，包括排气总管(1)和排气歧管(2)，其特征在于：若干所述排气歧管(2)的一端与排气总管(1)的一侧相连通，所述排气总管(1)为一段渐扩管，沿气流流动方向排气总管(1)的横截面积逐渐扩大。2.根据权利要求1所述的高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管，其特征在于：所述排气歧管(2)的排气端与排气总管(1)之间设有一定夹角，所述排气歧管(2)连通排气总管(1)的排气端具有一定收缩率，形成排气歧管缩口(3)。3.根据权利要求1所述的高增压比涡轮增压柴油机用变截面排气管，其特征在于：所述排气总管(1)的总容积与MPC排气管相当。4.根据权利要求1所述的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁红波，曲栓，刘胜，田永海，梁永森，
申请(专利权)人：中国北方发动机研究所天津，
类型：发明
国别省市：天津;12