平行布置的二级增压排气管路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种平行布置的二级增压排气管路，包括平行布置的高压级涡轮和低压级涡轮，高压级涡轮入口与高压级涡轮前管路相连，高压级涡轮出口通过管路与低压级涡轮入口相连，低压级涡轮出口与低压级涡轮后管路相连，所述高压级涡轮和低压级涡轮均并联一个带有涡轮旁通阀的旁通管路。本实用新型专利技术通过改变两个涡轮旁通阀的开度，对发动机实施不同增压方案，扩大了增压系统与发动机的匹配范围以及发动机的运行范围。在实际的发动机运行中需要合理选择排气管路的工作方案，以适应发动机的工况，确保增压器均工作在高效率区。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种内燃机涡轮增压技术，尤其是一种平行布置的二级增压排气管路。 
技术介绍
目前车用发动机增压技术的应用越来越普遍，但是车用增压发动机普遍存在着低工况特性及瞬态特性差的问题，如低速响应性差、低速转矩不足等。今后，为了进一步提高发动机的强化动力指标，增压压比将越来越大，也会使这些问题变得更加突出，亟待解决。 二级增压技术将两台涡轮增压器（大小可异同、可有无放气阀、可废气涡轮或机械、电力驱动）联合运行，通过控制系统可以按不同顺序、不同比例的多种调节措施对空气进行一级或两级压缩，一级或两级中冷，实现单级涡轮增压器难以达到的高增压比，并且全工况适量进气，可使发动机升功率大幅提高，同时具有低速响应性好、低速转矩大、涡轮增压器总效率高、流量调节范围更大、在转速很宽的条件下压比特性更好、单台增压器的设计与制造简单等优点，近年来成为内燃机增压领域受到关注的热点之一。 国内还处于研究阶段，目前的研究主要集中于增压方案的确定、压比的分配、增压系统的匹配层面，基于二级增压管路设计的研究和专利极少。 
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种构造简单，能够确保增压器工作在高效率区的平行布置的二级增压排气管路。 为实现上述目的，本技术采用下述技术方案： 一种平行布置的二级增压排气管路，包括平行布置的高压级涡轮和低压级涡轮，高压级涡轮入口与高压级涡轮前管路相连，高压级涡轮出口通过管路与低压级涡轮入口相连，低压级涡轮出口与低压级涡轮后管路相连，所述高压级涡轮和低压级涡轮均并联一个带有涡轮旁通阀的旁通管路。所述高压级涡轮并联的旁通管路包括高压级旁通管路和设置于该高压级旁通管路上的高压级涡轮旁通阀，高压级旁通管路与低压级涡轮入口前管路轴线平行。 所述低压级涡轮并联的旁通管路包括低压级旁通管路和设置于该低压级旁通管路上的低压级涡轮旁通阀，且低压级旁通管路与高压级涡轮出口和低压级涡轮入口相连的管路垂直或倾斜连接。 所述高压级涡轮和低压级涡轮的涡轮旁通阀均为蝶阀或球阀。 所述前述各管路的截面形状均为圆形或方形。 本技术通过改变两个涡轮旁通阀的开度，对发动机实施不同增压方案，扩大了增压系统与发动机的匹配范围以及发动机的运行范围。 本技术的工作原理是： 通过测量发动机运行参数，利用预先设定的程序，对该排气管路中不同涡轮旁通-->阀的开度进行控制，实现不同程度的旁通，从而实施不同增压方案，满足发动机不同工况下的增压需求。具体工作原理如下： 当与高压级涡轮和低压级涡轮并联的涡轮旁通阀同时完全关闭时，全部发动机废气相继对两个涡轮做功，此时系统可以提供最高的进气压力，满足发动机最高工况运行要求。当只完全打开高压级涡轮旁通阀时，只有低压级涡轮做功，此时比较适用于额定工况时大的进气量需要。 当只部分打开高压级涡轮旁通阀时，只有部分发动机废气对高压级涡轮做功，其余废气通过高压级旁通管路绕过高压级涡轮与高压级出口废气混合，然后全部废气对低压级涡轮做功。此时增压系统提供的增压压力大于低压级涡轮增压器所能提供的增压压力小于涡轮旁通阀全关闭时增压系统提供的增压压力，满足一部分发动机部分负荷工况运行要求。 当只完全打开低压级涡轮旁通阀时，只有高压级涡轮作功，此时比较适用于需要具有良好的低速扭矩特性、响应性以及较小进气量需求的低转速工况。 当只部分打开低压级涡轮旁通阀时，发动机全部废气对高压级涡轮做功后，部分通过低压级旁通管路绕过低压级涡轮排入大气，部分对低压级涡轮做功，此时增压系统提供的增压压力大于高压级涡轮增压器所能提供的增压压力小于涡轮旁通阀全关闭时增压系统提供的增压压力，满足一部分发动机部分负荷工况运行要求。 当低压级和高压级涡轮旁通阀均部分打开时，高压级涡轮和低压级涡轮均只是利用发动机部分废气做功，此时增压系统提供的增压压力小于涡轮旁通阀全关闭时增压系统提供的增压压力，但可以在一个非常宽广的范围内变化，可以有效满足发动机部分负荷工况的运行要求。 当低压级和高压级涡轮旁通阀同时完全打开时，发动机废气全部通过旁通管路排入大气，此时发动机排气不对任何一个涡轮做功，相当于自然吸气。 以上是该技术的基本工作原理，在发动机运行时，ECU分析实时的发动机转速和负荷等参数后，通过执行机构实现涡轮旁通阀的开度调节以满足发动机不同工况的需要，扩大了增压系统与发动机的匹配范围以及发动机的运行范围。在实际的发动机运行中需要合理选择排气管路的工作方案，以适应发动机的工况，确保增压器均工作在高效率区。 附图说明图1是二级增压系统的管路连接草图； 图2是二级增压系统的排气管路二维图；图中1.低压级涡轮，2.高压级涡轮，3.高压级涡轮入口，4.高压级涡轮前管路，5.排气入口，6.高压级涡轮旁通阀，7.高压级旁通管路，8.低压级涡轮入口，9.低压级涡轮出口，10.系统排气出口，11.低压级涡轮后管路，12.低压级旁通管路，13.低压级涡轮旁通阀，14.两涡轮之间的连接管路，15.高压级涡轮出口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。--> 图1、2中，一种平行布置的二级增压排气管路，包括平行布置的高压级涡轮2和低压级涡轮1，高压级涡轮2的入口与高压级涡轮前管路4相连，高压级涡轮2的出口通过管路与低压级涡轮1的入口相连，低压级涡轮1的出口与低压级涡轮后管路11相连，所述高压级涡轮2和低压级涡轮1均并联一个带有涡轮旁通阀的旁通管路。 所述高压级涡轮2并联的旁通管路包括高压级旁通管路7和设置于该高压级旁通管路7上的高压级涡轮旁通阀6，且高压级旁通管路7与低压级涡轮1的入口前管路轴线平行。 低压级涡轮1并联的旁通管路包括低压级旁通管路12和设置于该低压级旁通管路12上的低压级涡轮旁通阀13，且低压级旁通管路12与高压级涡轮2的出口和低压级涡轮1的入口相连的管路垂直或倾斜连接。 两涡轮之间的连接管路14是指高压级涡轮出口15与低压级涡轮进口8之间的弯曲连接管路,其在高压级涡轮出口15处与低压级旁通管路12垂直或倾斜相交,其在低压级涡轮进口8前以直角拐入,接近低压级涡轮进口8处的该管路与高压级旁通管路7轴线平行。 高压级涡轮2和低压级涡轮1的涡轮旁通阀均为蝶阀或球阀或其他类型的控制阀门。若采用蝶阀应使用法兰进行连接；若采用球阀应采用螺纹进行连接。 所述前述各管路的截面形状均为圆形或方形。 图1中在本新型排气管路中加入了低压级涡轮1和高压级涡轮2,两个增压器的轴线平行。低压级涡轮1通过低压级涡轮入口8和低压级涡轮出口9与管路相连；高压级涡轮2通过高压级涡轮入口3和高压级涡轮出口15与管路相连。 当高压级涡轮旁通阀6和低压级涡轮旁通阀13均关闭时，发动机排气依次通过排气入口5、高压级涡轮前管路4和高压级涡轮入口3进入高压级涡轮做功，后排气全部经过高压级涡轮出口15进入两涡轮之间的连接管路14，后通过低压级涡轮入口8进入低压级涡轮作功，最终依次经过低压级涡轮出口9、低压级涡轮后管路11和系统排气出口10排出。 当只完全打开高压级涡轮旁通阀6时，发动机排气通过排气入口5进入高压级涡轮前管路4后，依次经过高压级旁通管路7、两涡轮之间的连接管路14和低压级涡轮入口8直接进入低压级涡轮做功，然后通过低压级涡轮出口9进入低压级涡轮后管路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平行布置的二级增压排气管路，其特征在于：包括平行布置的高压级涡轮和低压级涡轮，高压级涡轮入口与高压级涡轮前管路相连，高压级涡轮出口通过管路与低压级涡轮入口相连，低压级涡轮出口与低压级涡轮后管路相连，所述高压级涡轮和低压级涡轮均并联一个带有涡轮旁通阀的旁通管路。

【技术特征摘要】
1.一种平行布置的二级增压排气管路，其特征在于：包括平行布置的高压级涡轮和低压级涡轮，高压级涡轮入口与高压级涡轮前管路相连，高压级涡轮出口通过管路与低压级涡轮入口相连，低压级涡轮出口与低压级涡轮后管路相连，所述高压级涡轮和低压级涡轮均并联一个带有涡轮旁通阀的旁通管路。2.根据权利要求1所述的平行布置的二级增压排气管路，其特征在于：所述高压级涡轮并联的旁通管路包括高压级旁通管路和设置于该高压级旁通管路上的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克松，王桂华，吴旭艳，李国祥，王航，李永泰，朱智富，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]