稀燃涡轮增压发动机的绝热排气系统及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车用发动机技术领域，且特别是涉及一种稀燃涡轮增压发动机的绝热排气系统及车辆。


背景技术：

2.追求高热效是今后汽油机的发展方向，目前主流的主机厂都瞄准了45％的热效率目标进行产品的研发。特别是混动专用发动机，对于热效率的提升需求尤为迫切。而均质超稀薄燃烧技术被公认为是提高汽油机热效率的有效途径，汽油机燃用稀薄混合气，可以降低燃油消耗量，实现各个工况的稀混合气燃烧，是提高经济性，实现发动机净化，降低co及碳颗粒排放的综合最佳方案。
3.但是稀燃技术的应用也存在着很大的挑战，一是原有的传统点火系统，因为空燃比的提高导致气缸内温度下降，燃料气化和混合困难，点火能量不足时很难发火燃烧，火焰传播速度低；另一个挑战是当量比燃烧的增压汽油机排气温度能达到800～900℃，而采用均质超稀薄燃烧技术发动机排气温度在500℃以下，涡轮增压器可以利用的排气能量较低，进而影响涡轮增压器的效率。但同时稀燃发动机由于空燃比的增加，燃烧相同分量燃油所需的空气量增加，发动机对于进气增压要求要更高。如何减少缸内排出的废气的传热损失以及提高涡轮机进口气体的温度和能量，是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种稀燃涡轮增压发动机的绝热排气系统及车辆，以解决现有技术中采用稀薄技术的排气温度较低以及涡轮增压器可以利用的排气能量降低的问题。
5.本实用新型解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
6.本实用新型提供一种稀燃涡轮增压发动机的绝热排气系统，用于接收从发动机本体排出的废气，包括排气道、排气歧管和涡轮机，排气道出口连接至排气歧管进口，排气歧管出口与涡轮机进口一体设置其成蜗壳状，所述排气歧管和所述排气道的内壁均嵌套设置有绝热涂层；所述发动机本体排出的废气通过排气道进口进入所述排气道后从所述排气道出口排出，并通过所述排气歧管进入所述涡轮机。
7.在本实用新型的一个实施例中，所述绝热涂层的厚度大于等于90um且小于等于110um。
8.在本实用新型的一个实施例中，所述绝热涂层采用氧化锆材质。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述排气道内壁上的所述绝热涂层采用阳极氧化的方式生成。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述绝热排气系统还包括中冷器、节气门、压气机和进气歧管，所述中冷器连接在所述进气歧管与所述压气机之间，所述发动机本体连接在所述进气歧管和所述排气歧管之间。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述压气机的一端还与所述涡轮机的一端相连接，所述涡轮机的涡轮叶转动时能带动所述压气机的叶轮转动。
12.在本实用新型的一个实施例中，所述排气歧管的材料为高镍铸铁，所述排气道的材料为铸铝。
13.在本实用新型的一个实施例中，所述绝热涂层的材料采用氧化锆，所述绝热涂层的导热率低于0.95/m
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k。
14.在本实用新型的一个实施例中，所述绝热排气系统还包括排放后处理系统，所述排放后处理系统的进气口连接至所述涡轮机的出气口，所述排放后处理系统的出气口连通至大气。
15.本实用新型还提供一种车辆，包括如上所述的绝热排气系统。
16.本实用新型提供的稀燃涡轮增压发动机的绝热排气系统及车辆，绝热排气系统包括排气道、排气歧管和涡轮机，排气道出口连接至排气歧管进口，排气歧管出口与涡轮机进口一体设置，排气歧管和排气道的内壁均嵌套设置有绝热涂层；通过在在发动机排气道、排气歧管和涡轮机进口采用绝热材料嵌套，减少缸内排出废气的传热损失，提高涡轮机进口气体的温度和能量，提高压气机增压压力，提高进气量。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例中绝热排气系统的结构框图。
18.图2为图1中绝热排气系统的局部结构示意图。
具体实施方式
19.以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
20.在下述描述中，参考附图，附图描述了本技术的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本实用新型的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本实用新型的各个实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本技术。
21.虽然在一些实施例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。
22.图1为本实用新型实施例中绝热排气系统的结构框图，图2为图1中绝热排气系统的局部结构示意图。请结合图1和图2，本实施例提供一种稀燃涡轮增压发动机的绝热排气系统，用于接收从发动机本体5排出的废气，绝热排气系统包括排气道13、排气歧管6和涡轮机7，排气道出口10连接至排气歧管进口11，排气歧管出口与涡轮机进口12一体设置且呈蜗壳状，排气歧管6、排气道13及涡轮机进口12的内壁均嵌套设置有绝热涂层；发动机本体5排出的废气通过排气道进口9进入排气道13后从排气道出口10排出，并通过排气歧管6进入涡轮机7。
23.在本实用新型的一个实施例中，绝热涂层的厚度大于等于90um且小于等于110um。
24.在本实用新型的一个实施例中，绝热涂层采用氧化锆材质。
25.在本实用新型的一个实施例中，排气道13内壁上的绝热涂层采用阳极氧化的方式生成。
26.在本实用新型的一个实施例中，绝热排气系统还包括中冷器1、节气门2、压气机3和进气歧管4，中冷器1连接在进气歧管4与压气机3之间，发动机本体5连接在进气歧管4和排气歧管6之间。
27.在本实用新型的一个实施例中，压气机3的一端还与涡轮机7的一端相连接，涡轮机7的涡轮叶转动时能带动压气机3的叶轮转动。
28.在本实用新型的一个实施例中，排气歧管6的材料为高镍铸铁，排气道13的材料为铸铝。
29.在本实用新型的一个实施例中，绝热涂层的材料采用氧化锆，绝热涂层的导热率低于0.95/m
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k。
30.在本实用新型的一个实施例中，绝热排气系统还包括排放后处理系统8，排放后处理系统8的进气口连接至涡轮机7的出气口，排放后处理系统8的出气口连通至大气。
31.本实施例中，绝热排气系统的工作过程如下：稀燃发动机5缸内燃烧后排出的废气，推动涡轮机7排气端的涡轮叶轮使之旋转，由此便能带动与之相连的另一侧的压气机3的叶轮也同时转动。压气机3叶轮把空气从进风口强制吸进，并经叶片的旋转压缩后，再进入管径越来越大的扩压通道流出，这些经压缩的空气被注入发动机5的汽缸内燃烧。增压系统中设有中冷器1，以此降低被压缩空气的温度、提高密度，防止发动机产生爆震。被冷却后的空气经进气歧管4进入发动机5汽缸，参与燃烧做功。燃烧后的废气从排气歧管6排出，进入涡轮机7，再循环往复。
32.请继续结合图2，排气歧管出口与涡轮机进口12集成为一体且呈蜗壳状，这样的设计可以减少排气歧管6与涡轮机7之间的管道长度，不仅可以减少绝热涂层的用量，还可以减少废气的行程，从而既能减少废气的损耗也能节省成本。
33.具体地，排气道设置在缸盖内，，在排气流道内壁机体上采用阳极氧化的方式生成新型绝热涂层；在排气歧管内部流道本体基材上通过特定工艺生成氧化锆作为绝热涂层。
34.本实用新型还提供一种车辆，包括如上所述的绝热排气系统。
35.本实用新型提供的稀燃涡轮增压发动机的绝热排气系统及车辆，绝热排气系统包括排气道、排气歧管和涡轮机，排气道出口连接至排气歧管进口，排气歧管出口与涡轮机进口一体设置，排气歧管和排气道的内壁均嵌套设置有绝热涂层；通过在在发动机排气道、排气歧管和涡轮机进口采用绝热材料嵌套，减少缸内排出废气的传热损失，提高涡轮机进口气体的温度和能量，提高压气机增压压力，提高进气量。
36.在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
37.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。