專利名稱：一種增壓發(fā)動機(jī)及其中冷進(jìn)氣管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管。本發(fā)明還涉及一種包括上述中冷進(jìn)氣管的增壓發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
對于增壓發(fā)動機(jī)來說，中冷器是增壓系統(tǒng)的重要組成部件。中冷器布置在增壓器和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管之間，用來降低發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度。發(fā)動機(jī)排出的廢氣的溫度非常高，通過增壓器的熱傳導(dǎo)會提高進(jìn)氣的溫度，而且空氣在被壓縮的過程中密度會升高，也必然會導(dǎo)致空氣溫度的升高，從而影響發(fā)動機(jī)的充氣效率，進(jìn)而影響發(fā)動機(jī)的功率，所以想要進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)的充氣效率，就要降低進(jìn)氣溫度。如果未經(jīng)冷卻的增壓空氣進(jìn)入燃燒室，除了會影響發(fā)動機(jī)的充氣效率外，還很容易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)燃燒溫度過高，造成爆震等故障，而且會增加發(fā)動機(jī)廢氣中氮氧化合物的排放，造成環(huán)境污染。所以為了解決增壓后的空氣升溫造成的不利影響，需要加裝中冷器來降低進(jìn)氣溫度。中冷器位于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管和增壓器之間。在有些設(shè)計(jì)中將中冷器和進(jìn)氣管集成為一體，可以稱為中冷進(jìn)氣管，即在進(jìn)氣總管內(nèi)設(shè)置冷卻芯，所以也可以將進(jìn)氣總管的腔體稱為冷卻器芯腔，增壓后的氣體進(jìn)入進(jìn)氣管后，先在進(jìn)氣總管內(nèi)冷卻芯的作用下降低溫度，然后再通過各個(gè)進(jìn)氣歧管進(jìn)入燃燒室。請參考圖1，圖I為一種典型中冷進(jìn)氣管的剖面示意圖。增壓后的高溫氣體從中冷進(jìn)氣管進(jìn)氣口 101進(jìn)入冷卻器芯腔102，在冷卻芯103的作用下冷卻，冷卻后的氣體通過進(jìn)氣歧管104經(jīng)進(jìn)氣歧管104和氣缸(圖中未示出)的連接處141進(jìn)入氣缸內(nèi)。在此過程中，增壓后的高溫氣體在冷卻器芯腔102內(nèi)與裝有冷卻水的冷卻芯103相遇,一定會產(chǎn)生冷凝水,冷凝水會聚集在進(jìn)氣歧管104的最底端142。由于進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管104之間隔板105的設(shè)置，使得進(jìn)氣歧管104最底端142的的截面積A 比進(jìn)氣歧管104和氣缸連接處141的截面積小，所以氣體在通過進(jìn)氣歧管104進(jìn)入氣缸的過程中，在進(jìn)氣歧管104最底端142的氣體流速增加，根據(jù)帕努利定理，進(jìn)氣歧管104最底端142處的壓力小于進(jìn)氣歧管104和氣缸連接處141的壓力，所以無法帶走聚集在進(jìn)氣歧管104最底端142的冷凝水，隨著發(fā)動機(jī)工作時(shí)間的增加，冷凝水會越聚集越多，長時(shí)間后， 很可能會使得進(jìn)氣歧管104最底端142生銹。此外，冷凝水的聚集量多了，在停車后很有可能會進(jìn)入氣缸，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)冒白煙、啟動困難，甚至出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。因此，如何解決冷凝水的聚集問題，在冷凝水聚集之前將其處理掉，避免冷凝水的聚集，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，該增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效解決冷凝水的聚集問題，在冷凝水聚集之前將其處理掉，避免停車后冷凝水進(jìn)入燃燒室。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述中冷進(jìn)氣管的增壓發(fā)動機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，包括進(jìn)氣總管和與所述進(jìn)氣總管連通的進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管的底部設(shè)置有旁通孔，所述旁通孔連通所述進(jìn)氣歧管和所述增壓發(fā)動機(jī)的氣缸。優(yōu)選地，所述旁通孔進(jìn)一步包括第一旁通孔和第二旁通孔，所述第一旁通孔位于所述進(jìn)氣歧管的最底端，所述第二旁通孔連通所述第一旁通孔和所述增壓發(fā)動機(jī)的氣缸。優(yōu)選地，所述第二旁通孔的孔徑為4毫米。優(yōu)選地，所述第一旁通孔貫通所述進(jìn)氣歧管的底壁，其中設(shè)有密封塞。優(yōu)選地，所述進(jìn)氣總管和所述進(jìn)氣歧管之間的隔板位于所述進(jìn)氣歧管最底端的右側(cè)。本發(fā)明還提供一種增壓發(fā)動機(jī)，包括增壓器和與所述增壓器連接的中冷進(jìn)氣管， 所述中冷進(jìn)氣管為上述任一項(xiàng)所述的中冷進(jìn)氣管。優(yōu)選地，所述增壓器和所述中冷進(jìn)氣管通過法蘭連接。相對上述背景技術(shù)，本發(fā)明所提供的增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管在進(jìn)氣歧管的底部設(shè)置有旁通孔，該旁通孔連通進(jìn)氣歧管和氣缸，高溫氣體進(jìn)入進(jìn)氣總管內(nèi)腔，被冷卻芯冷卻后通過進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸，由于在進(jìn)氣歧管底部設(shè)置有連通氣缸的旁通孔，所以會有部分氣體通過進(jìn)氣歧管底部的旁通孔進(jìn)入氣缸，可以將進(jìn)氣歧管、旁通孔及氣缸視為文丘里管， 旁通孔即為文丘里管的喉管部位，當(dāng)氣體進(jìn)入旁通孔后，氣體流通截面減小，根據(jù)文丘里管效應(yīng)，氣體流速增加，壓力減小，利用產(chǎn)生的壓差可以將聚集在進(jìn)氣歧管最底端的冷凝水吸入氣缸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的中冷進(jìn)氣管通過對結(jié)構(gòu)的改進(jìn)利用文丘里效應(yīng)成功地解決了冷凝水聚集的問題。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以將進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管之間的隔板設(shè)置在進(jìn)氣歧管最底端的右側(cè)，使得氣體在進(jìn)氣歧管最底端的流通截面積增大，氣體通過進(jìn)氣歧管最底端及進(jìn)氣歧管底部旁通孔進(jìn)入氣缸時(shí)，在進(jìn)氣歧管最底端和旁通孔內(nèi)的壓差進(jìn)一步增大， 更有利于將進(jìn)氣歧管最底端的冷凝水吸入氣缸。


圖I為一種典型增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中所示增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管的剖面示意圖；圖3為本發(fā)明所提供增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中所示增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，該中冷進(jìn)氣管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決進(jìn)氣管底部冷凝水聚集的問題，在冷凝水聚集之前就將其處理掉。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述中冷進(jìn)氣管的增壓發(fā)動機(jī)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。需要說明的是，本文中所涉及的上、下、左、右等方位詞是以圖3和圖4中零部件位于圖中及零部件相互之間的位置為基準(zhǔn)定義的，所述方位詞只是為了表述技術(shù)方案的清楚及方便，應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請請求保護(hù)的范圍。請參考圖3和圖4，圖3為本發(fā)明所提供增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中所示增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管的剖面示意圖。在一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明所提供的增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管是一種能夠同時(shí)完成增壓后高溫氣體的冷卻和氣體的導(dǎo)流兩種功能的發(fā)動機(jī)部件。進(jìn)氣管的進(jìn)氣總管兼做中冷器的冷卻腔體，將中冷器與進(jìn)氣管集成為一體，稱為中冷進(jìn)氣管。該中冷進(jìn)氣管包括進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管4;中冷進(jìn)氣管的進(jìn)口即進(jìn)氣總管的進(jìn)口 I和發(fā)動機(jī)的增壓器出口連接，增壓后的高溫氣體直接進(jìn)入進(jìn)氣總管。進(jìn)氣總管和增壓器可以通過法蘭連接，該種方式既簡便又可靠。進(jìn)氣總管內(nèi)腔即冷卻器芯腔2內(nèi)設(shè)置有冷卻芯3 ;冷卻芯3和發(fā)動機(jī)的循環(huán)水系統(tǒng)連接，使冷卻水在冷卻芯3內(nèi)流通，通過冷卻芯3內(nèi)的冷卻水對增壓后進(jìn)入冷卻器芯腔2 的高溫氣體進(jìn)行冷卻。這里需要說明的是，對于船用增壓發(fā)動機(jī)來說，冷卻芯3可以和發(fā)動機(jī)的外循環(huán)水系統(tǒng)連接,冷卻芯3內(nèi)的冷卻水可以為海水。工作時(shí)，增壓后的高溫氣體從進(jìn)氣總管的進(jìn)口 I進(jìn)入冷卻器芯腔2內(nèi)，穿過冷卻芯 3間隙，完成冷卻，進(jìn)入冷卻器芯腔2的下部空間，根據(jù)發(fā)動機(jī)工作順序分流到各進(jìn)氣歧管4 后進(jìn)入各氣缸。當(dāng)高溫氣體進(jìn)入冷卻器芯腔2內(nèi)被冷卻芯3內(nèi)的冷卻水冷卻時(shí)，不可避免地會產(chǎn)生冷凝水，在重力的作用下，冷凝水會聚集在進(jìn)氣歧管4的最底端42。為了避免冷凝水的聚集，在進(jìn)氣歧管4的底部設(shè)置旁通孔，該旁通孔連通進(jìn)氣歧管4的最底端42和氣缸，該旁通孔的孔徑遠(yuǎn)小于氣體在進(jìn)氣歧管4內(nèi)的流通截面積，可以將進(jìn)氣歧管4、旁通孔和氣缸看作是文丘里管，這樣當(dāng)氣體從進(jìn)氣歧管4進(jìn)入氣缸時(shí)，會有一部分氣體通過該旁通孔進(jìn)入氣缸，利用文丘里效應(yīng)產(chǎn)生的壓差可以將位于進(jìn)氣歧管4最底端42的冷凝水吸入氣缸。具體地，在進(jìn)氣歧管4最底端42設(shè)置第一旁通孔43，為了加工方便，可以將第一旁通孔43加工為通孔；在進(jìn)氣歧管4最底端42到進(jìn)氣歧管4與氣缸的連接處41加工第二旁通孔44，第二旁通孔44連通第一旁通孔43和氣缸。由于第一旁通孔43貫通進(jìn)氣歧管4 的底壁，所以需要在第一旁通孔43底部設(shè)置密封塞6，以保證中冷進(jìn)氣管的密封性，防止氣體在未進(jìn)入氣缸前泄漏。第二旁通孔44的孔徑比氣體在進(jìn)氣歧管4最底端42的流通橫截面積要小得多， 第二旁通孔44的孔徑可以為4毫米；可以將冷卻器芯腔2、進(jìn)氣歧管4左側(cè)、第一旁通孔43、 第二旁通孔44、氣缸看作是文丘里管，則第二旁通孔43即為該管路的喉管部位。這里需要說明的是，進(jìn)氣歧管4左側(cè)是指以進(jìn)氣歧管4最底端42為基準(zhǔn)，進(jìn)氣歧管4的左側(cè)部分。根據(jù)文丘里效應(yīng)當(dāng)氣體或液體在文丘里管里面流動，在管道的最窄處即喉管部位,動態(tài)壓力達(dá)到最大值,靜態(tài)壓力達(dá)到最小值,氣體或液體的速度因涌流橫截面積變化的關(guān)系而上升；整個(gè)涌流都要在同一時(shí)間能經(jīng)歷管道縮小過程，因而壓力也在同一時(shí)間減小，進(jìn)而產(chǎn)生壓差，這個(gè)壓力差用于測量或給流體提供一個(gè)外在吸力。增壓后的氣體經(jīng)過冷卻器芯腔2內(nèi)的冷卻芯3冷卻后，經(jīng)進(jìn)氣歧管4最底端42的第一旁通孔43和第二旁通孔44 進(jìn)入氣缸，氣體在流經(jīng)第二旁通孔44時(shí)，由于第二旁通孔44的孔徑很小，所以氣體流速達(dá)到最大值，在氣體高速流動的附近產(chǎn)生低壓，從而產(chǎn)生吸附作用，可以將聚集在進(jìn)氣歧管4 最底端42的冷凝水吸入氣缸內(nèi)。這里需要說明的是，第二旁通孔44的孔徑值可以根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整，其設(shè)置只要可以使得氣體在從進(jìn)氣歧管4流經(jīng)第二旁通孔44進(jìn)入氣缸時(shí)，可以產(chǎn)生足夠大的壓差將冷凝水吸附進(jìn)入氣缸即可。在發(fā)動機(jī)工作過程中，增壓后的高溫氣體經(jīng)中冷進(jìn)氣管的進(jìn)口 I進(jìn)入冷卻器芯腔 2內(nèi)，在冷卻芯3內(nèi)冷卻水的作用下冷卻，冷卻后的氣體進(jìn)入冷卻器芯腔2的下部空間，按照發(fā)動機(jī)的工作順序分流到各進(jìn)氣歧管4后進(jìn)入各氣缸；高溫氣體在冷卻器芯腔2內(nèi)和裝有冷卻水的冷卻芯3相遇，不可避免地會產(chǎn)生冷凝水，由于重力作用，冷凝水一定會聚集在進(jìn)氣歧管4的最底端42，由于進(jìn)氣歧管4的最底端42加工有第一旁通孔43，所以冷凝水會聚集在第一旁通孔內(nèi)43 ;當(dāng)冷卻后的氣體經(jīng)進(jìn)氣歧管4進(jìn)入氣缸時(shí)，會有一部分氣體通過第一旁通孔43、第二旁通孔44進(jìn)入氣缸，氣體進(jìn)入第二旁通孔44后由于流通橫截面積變小， 氣體流速增加，在該高速流動的氣體附近會產(chǎn)生低壓，從而產(chǎn)生吸附作用；這樣在行車過程中，一旦有冷凝水產(chǎn)生，在文丘里效應(yīng)下，冷凝水會立刻被吸入氣缸，在氣缸內(nèi)燃燒，少量的冷凝水不會對燃燒產(chǎn)生影響，在一定程度上還有利于降低氮氧化合物的生成。可以對上文所述中冷進(jìn)氣管進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。可以將進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管4之間的隔板5設(shè)置短一點(diǎn)，使得隔板5位于進(jìn)氣歧管4最底端42的右側(cè)，這樣氣流在進(jìn)氣歧管4最底端42的流通截面積B (示于圖4中)與現(xiàn)有技術(shù)中的流通截面積A(示于圖2中)相比大大增加，即氣體在進(jìn)氣歧管4最底端42 處的流速進(jìn)一步降低，壓力進(jìn)一步增大，氣體在第一旁通孔43內(nèi)和在第二旁通孔44內(nèi)的壓差進(jìn)一步增大，更有利于將位于第一旁通孔43內(nèi)的冷凝水吸入氣缸。這里需要說明的是， 上述隔板5位于進(jìn)氣歧管4最底端42的右側(cè)是指以圖4所示示圖為基準(zhǔn)，進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管4之間的隔板5的端部位于進(jìn)氣歧管4最底端42的右側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在中冷進(jìn)氣管的進(jìn)氣歧管底部增加了第一旁通孔和第二旁通孔，所述第一旁通孔和第二旁通孔連通進(jìn)氣歧管和氣缸，利用文丘里效應(yīng)產(chǎn)生的壓差， 使得在冷卻器芯腔內(nèi)冷卻的氣體在進(jìn)入氣缸的過程中，可以將位于進(jìn)氣歧管最底端的冷凝水吸入氣缸燒掉，有效地解決了冷凝水的聚集問題；更進(jìn)一步地，通過改變進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管之間隔板的設(shè)置，使得氣體在進(jìn)氣歧管最底端第一旁通孔內(nèi)和第二旁通孔內(nèi)的壓差增大，更有利于冷凝水的吸入；由于上述結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，當(dāng)中冷進(jìn)氣管內(nèi)，一旦有冷凝水生成，就會被迅速帶入氣缸內(nèi)燒掉，少量的冷凝水不僅不會對燃燒造成影響，還有利于降低氮氧化合物的生成。在停車后，即使中冷進(jìn)氣管內(nèi)仍然存有少量未來得及被帶入氣缸的冷凝水，冷凝水也會位于進(jìn)氣歧管最底端的第一旁通孔內(nèi)，很難進(jìn)入氣缸，不會使發(fā)動機(jī)冒白煙、啟動困難、發(fā)生熄火現(xiàn)象。這里需要說明的是，與進(jìn)氣總管連接的各個(gè)進(jìn)氣歧管底部均應(yīng)設(shè)置上述結(jié)構(gòu)，以保證在各個(gè)進(jìn)氣歧管底部不會有冷凝水聚集，對發(fā)動機(jī)工作造成影響。
除了上述中冷進(jìn)氣管，本發(fā)明還提供一種包括上述中冷進(jìn)氣管的增壓發(fā)動機(jī)，該增壓發(fā)動機(jī)其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的增壓發(fā)動機(jī)及其中冷進(jìn)氣管進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，包括進(jìn)氣總管和與所述進(jìn)氣總管連通的進(jìn)氣歧管， 其特征在于，所述進(jìn)氣歧管的底部設(shè)置有旁通孔，所述旁通孔連通所述進(jìn)氣歧管和所述增壓發(fā)動機(jī)的氣缸。
2.如權(quán)利要求I所述的增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，其特征在于，所述旁通孔進(jìn)一步包括第一旁通孔和第二旁通孔，所述第一旁通孔位于所述進(jìn)氣歧管的最底端，所述第二旁通孔連通所述第一旁通孔和所述增壓發(fā)動機(jī)的氣缸。
3.如權(quán)利要求2所述的增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，其特征在于，所述第二旁通孔的孔徑為4毫米。
4.如權(quán)利要求2所述的增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，其特征在于，所述第一旁通孔貫通所述進(jìn)氣歧管的底壁，其中設(shè)有密封塞。
5.如權(quán)利要求I所述的增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，其特征在于，所述進(jìn)氣總管和所述進(jìn)氣歧管之間的隔板位于所述進(jìn)氣歧管最底端的右側(cè)。
6.一種增壓發(fā)動機(jī)，包括增壓器和與所述增壓器連接的中冷進(jìn)氣管，其特征在于，所述中冷進(jìn)氣管為權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的中冷進(jìn)氣管。
7.如權(quán)利要求6所述的增壓發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述增壓器和所述中冷進(jìn)氣管通過法蘭連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增壓發(fā)動機(jī)的中冷進(jìn)氣管，包括進(jìn)氣總管和與所述進(jìn)氣總管連通的進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管的底部設(shè)置有旁通孔，所述旁通孔連通進(jìn)氣歧管和所述增壓發(fā)動機(jī)的氣缸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的中冷進(jìn)氣管改變了進(jìn)氣歧管的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)氣歧管的底部設(shè)置有連通進(jìn)氣歧管和氣缸的旁通孔，使得氣體通過旁通孔流入氣缸時(shí)，可以利用文丘里效應(yīng)產(chǎn)生的壓差將位于進(jìn)氣歧管最底端的冷凝水吸入氣缸燃燒掉，有效地解決了冷凝水聚集的問題。本發(fā)明還公開了一種包括上述中冷進(jìn)氣管的增壓發(fā)動機(jī)。
文檔編號F02B29/04GK102606281SQ20121008447
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者張華美, 張紀(jì)元, 張英 申請人:濰柴動力股份有限公司