[發(fā)明專利]模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910173629.5
• 申請日: 2006-07-17
• 公開（公告）號: CN101655025A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竺華君;吳朝暉
• 申請（專利權(quán)）人: 滬東重機有限公司
• 主分類號: F01N7/10
• 分類號: F01N7/10
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 周 濤

本發(fā)明是2006年7月17日申請的，申請?zhí)枮?00610029015.6的發(fā)明專利“模塊式脈沖轉(zhuǎn)化排氣管”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明與16缸V型中高速柴油機有關(guān)，特別是用于16缸V型16PA6STC柴油機的一種模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管。

背景技術(shù)：

排氣管是柴油機上的一個重要的部件，其設(shè)計的優(yōu)劣直接影響柴油機的性能，如排氣溫度、爆發(fā)壓力、燃油消耗。現(xiàn)有技術(shù)16PA6STC柴油機的排氣系統(tǒng)為模塊式脈沖轉(zhuǎn)換(Modular?Pulse?Converter，簡稱MPC)排氣管加相繼增壓轉(zhuǎn)換器(Sequential?TurbochargingConverter，簡稱STC)的系統(tǒng)，如圖1所示。模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管形式如圖2和圖3所示。其模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管管段的形式仍舊是采用早期的形式：排氣總管內(nèi)徑?jīng)]有縮口，而排氣支管的縮口率較大，縮至62.5％，目的是防止掃氣干擾。但在車間平臺上的試驗中發(fā)現(xiàn)16PA6STC柴油機的排氣系統(tǒng)的排氣溫度和燃油消耗率都偏高，同時各缸的排氣溫度偏差也稍大。

這是因為16PA6STC柴油機的排氣系統(tǒng)中的A列與B列的發(fā)火順序相同，它們之間的發(fā)火間隔為60°曲軸轉(zhuǎn)角。在排氣管系的設(shè)計中，為了研究各種排氣管系中的掃氣干擾以及氣缸泵氣功損失大小，只要研究一列氣缸的排氣管系中的流動已完全能說明問題。通過一維非定常流模擬計算發(fā)現(xiàn)7#缸的掃氣系數(shù)比其他缸小得多。原因在于16PA6STC柴油機的發(fā)火順序為：1-5-7-3-8-4-2-6-1，當(dāng)7#缸掃氣時，正好7#缸發(fā)火后180°曲軸轉(zhuǎn)角8#缸發(fā)火，即當(dāng)7#缸掃氣時，8#正好處于排氣初期，形成一個強大的壓力波，對7#缸產(chǎn)生掃氣干擾；8#缸一方面位于7#缸的上游，又是相鄰緊挨在一起，另一方面8#缸的另一端是封閉的，形成的壓力波就更大。這些導(dǎo)致對掃氣干擾特別大。當(dāng)掃氣量很少時，缸蓋出口排溫就上升，使各缸出口排溫偏差明顯加大。為了克服這一個缺點，法國PIELSTICK公司在16PA6STC柴油機中采用排氣支管縮口很小(縮至62.5％)的辦法處理，后來感到仍舊不夠，又把兩列排氣支管兩頭聯(lián)結(jié)起來，使A8、B8缸排氣時一部分廢氣朝相反方向排放，以減少對A7、B7缸的掃氣干擾，但在實際應(yīng)用中的效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述柴油機排氣系統(tǒng)的不足，提供一種模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管，該排氣管能克服A7、B7缸相對其他缸排溫高的問題，同時在額定工況下使排溫降低，同時也降低柴油機的燃油消耗。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種適用于16PA6STC柴油機排氣系統(tǒng)的模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管，包括16個氣缸的16個排氣支管和排氣總管，分別為A列氣缸：8個排氣支管A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8和排氣總管，B列氣缸：8個排氣支管：B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8和排氣總管，其特征在于：

①所述的排氣總管內(nèi)徑增大；

②所述的排氣支管與排氣總管連接處的縮口率減小；

③除A8和B8排氣支管外所述的排氣支管在與排氣總管連接處順排氣方向有一彎道，沿該排氣支管的彎道順排氣方向延伸一與排氣總管內(nèi)壁相連的氣流導(dǎo)板，將排氣支管的氣流導(dǎo)至所述的排氣總管中合流；

④所述的A8和B8排氣支管之間不直接連通，直接與所述的排氣總管連通。

所述的排氣支管與排氣總管的連接處的縮口率減小量小于8％。

所述的排氣總管內(nèi)徑增大4％～6％。

所述的A7和B7氣缸的排氣支管氣流導(dǎo)板延伸至排氣總管的中心與軸截面重合，A1-A6或B1-B6排氣支管的氣流導(dǎo)板延伸至排氣總管中距中軸半徑1/2～2/3處，增加的排氣支管流道長度為原排氣支管流道長度的15％～60％。

本發(fā)明的技術(shù)效果

本發(fā)明的模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管通過對7號缸的排氣管進(jìn)行特殊設(shè)計，對8號缸排氣管進(jìn)行重新設(shè)計，取消了連接A8與B8缸的連接管，解決了8號氣缸對7號氣缸的掃氣干擾引起7號氣缸掃氣系數(shù)比其他氣缸小的問題，同時也使得各缸的排溫比較均勻。

經(jīng)模擬計算，本發(fā)明的模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管可以將排氣平均溫度降低15～20℃。

經(jīng)平臺實驗驗證，本發(fā)明的模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管在相同情況下平均排氣溫度降低20℃左右。

經(jīng)實際測量，本發(fā)明的模塊式脈沖轉(zhuǎn)換排氣管在額定負(fù)荷運行時各缸排溫偏差在80℃以內(nèi)。

附圖說明：

圖1是現(xiàn)有16PA6STC柴油機的相繼增壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(STC)系統(tǒng)圖。

圖2是現(xiàn)有A排模塊式脈沖轉(zhuǎn)換(MPC)排氣管主視剖視圖。