集成式增压器进气接管结构的制作方法

1.本发明是关于内燃机制造领域，特别是关于一种集成了曲轴箱通风接口和防喘振接口的集成式增压器进气接管结构。


背景技术：

2.现有国六气体机进排气系统模型一般如图1所示。新鲜空气(一般俗称“新气”)经过空滤及进气接管后进入增压器压气机变成高温高压的气体，经过中冷器后温度降低，再经过进气管进入燃烧室，在燃烧室中与燃料发生燃烧反应，燃烧后产生的气体(一般俗称“废气”)大部分经过排气管到达增压器涡轮机，驱动涡轮转动对压气机做功，最后经过后处理器排入大气；另外一少部分(约0.7～1.0％)废气经过活塞、活塞环与气缸孔之间的间隙泄漏进入发动机曲轴箱，再经过闭式曲轴箱通风系统的油气分离器后进入增压器压气机前的进气接管中。另外由于国六气体机采用当量燃烧，在负荷较小时需要进入缸内的气体量很少，可能出现增压器喘振问题。为了避免喘振问题，通常在增压后的进气管和增压器前的进气接管之间布置有防喘振管路，管路的连通与否通过防喘振阀控制。当防喘振阀打开时，增压后的空气会经过防喘振阀及其连接管路进入增压器进气接管内，在布置不合理的情况(比如图2中前面三种方式)下高压气体进入曲轴箱通风系统管路中，导致曲轴箱压力违反法规要求(《gb 17691
‑
2018重型车国六排放标准》对曲轴箱通风系统要求：“c.5.11对点燃式发动机曲轴箱排放测量，整个测试过程中应在合适的位置测量曲轴箱压力，压力测量精准度应在
±
1kpa之内，且曲轴箱压力不大于大气压力”，即燃气发动机曲轴箱压力需保持为负压)。现有能满足法规要求的布置如图2中最后一种方式(一般俗称“现有技术”)，现有技术存在两个主要问题：一是防喘振阀管口与曲轴箱通风系统管口要求的距离大(通常要求l>200mm)，布置空间要求比较大，匹配整车不便；二是曲轴箱通风系统管路设计有斜切口插入主进气管路中，导致进气管路流通截面积大幅下降，进气流阻大，在大负荷时进气量不足。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种集成式增压器进气接管结构，其曲通口不需要通过插入斜切口管形式进入管道主体中，主进气管路的流通截面积不会减小，能保证大负荷时的进气量。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种集成式增压器进气接管结构，包括管道主体、曲通口以及防喘振口；管道主体呈90
°
弯角结构，管道主体包括进气口及出气口；曲通口设置在管道主体的弯角结构的内角下游，曲通口的中轴线与管道主体的中轴线所在平面垂直；防喘振口设在管道主体的弯角结构的外角处，且防喘振口的中轴线与进气口的中轴线同轴；其中进气口用以和空气滤清器联通，出气口用以和增压器压气机的进气口联通，曲通
口用以和曲轴箱的通风管路联通，防喘振口用以和防喘振阀的管路联通。
6.在一优选的实施方式中，曲通口的中轴线与出气管的中轴线之间的距离不大于管道主体的管道外圆半径，曲通口的中轴线与进气管的中轴线之间的距离不小于管道主体的管道外圆半径与曲通口半径之和。
7.在一优选的实施方式中，曲通口和防喘振口的管道直径介于管道主体的管道内径的40％～60％之间。
8.在一优选的实施方式中，曲通口和防喘振口的管道直径相同。
9.在一优选的实施方式中，曲通口和防喘振口的管道直径不同。
10.在一优选的实施方式中，管道主体的进气口的管道与出气口的管道采用圆弧衔接过渡。
11.在一优选的实施方式中，曲通口的中轴线与出气管的中轴线之间的距离介于管道主体的管道外圆半径的80％～100％之间，曲通口的中轴线与进气管的中轴线之间的距离介于管道主体的管道外圆半径的140％～170％之间。
12.在一优选的实施方式中，管道主体与进气口、出气口、曲通口以及防喘振口采用整体制造成型。
13.与现有技术相比，本发明的集成式增压器进气接管结构具有以下有益效果：其通过进气口到出气口的管道主体设计为一个弯管结构，并将曲通口布置在转弯处下游靠内侧，曲通口的进气方向与管道主体平面垂直，将防喘振口布置在转弯处外侧，且与进气口轴心线同轴但方向相反，曲通口不需要通过插入斜切口管形式进入管道主体中，主进气管路的流通截面积不会减小，能保证大负荷时的进气量；而且具有结构简单，加工方便，成本低，可靠性高以及结构紧凑，布置需要空间小，配套方便等优点。
附图说明
14.图1是根据现有技术一实施方式的气体机增压器进气接管布置示意图；
15.图2是根据现有技术一实施方式的气体机增压器进气接管结构示意图；
16.图3是根据本发明一实施方式的集成式增压器进气接管结构的立体结构示意图；
17.图4是根据本发明一实施方式的集成式增压器进气接管结构的主视示意图；
18.图5是根据本发明一实施方式的集成式增压器进气接管结构的左视示意图；
19.图6是根据本发明一实施方式的集成式增压器进气接管结构的俯视示意图；
20.图7a至图7b是根据本发明一实施方式的集成式增压器进气接管结构的防喘振阀关闭时管路中心剖面压力及速度分布切片示意图；
21.图8a至图8b是根据本发明一实施方式的集成式增压器进气接管结构的防喘振阀打开时管路中心剖面压力及速度分布切片示意图。
22.主要附图标记说明：
[0023]1‑
进气口，2
‑
出气口，3
‑
曲通口，4
‑
防喘振口。
具体实施方式
[0024]
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0025]
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0026]
如图3至图6所示，根据本发明优选实施方式的一种集成式增压器进气接管结构，包括管道主体、曲通口3以及防喘振口4。管道主体呈90
°
弯角结构，管道主体包括进气口1及出气口2。曲通口3设置在管道主体的弯角结构的内角下游，曲通口3的中轴线与管道主体的中轴线所在平面垂直。防喘振口4设在管道主体的弯角结构的外角处，且防喘振口4的中轴线与进气口1的中轴线同轴。其中进气口1用以和空气滤清器联通，出气口2用以和增压器压气机的进气口联通，曲通口3用以和曲轴箱的通风管路联通，防喘振口4用以和防喘振阀的管路联通。
[0027]
在一些实施方式中，管道主体未必非要采用90
°
弯角结构，可以根据实际布置需要在90
°
至120
°
之间进行选择，但是优选90
°
弯角结构。
[0028]
在一些实施方式中，曲通口3的中轴线与出气管的中轴线之间的距离y不大于或者接近管道主体的管道外圆半径，曲通口3的中轴线与进气管的中轴线之间的距离x可略大于管道主体的管道外圆半径和曲通口半径之和，这样设计的目的是为了保证曲通口3偏向管道主体的出气口2一侧，也就是说保证曲通口3处于只与管道主体的出气口2的部分连通。本实施例的曲通口3的中轴线与出气管的中轴线之间的距离y大概介于管道主体的管道外圆半径的80％～100％之间，曲通口3的中轴线与进气管的中轴线之间的距离y大概介于管道主体的管道外圆半径的140％～170％之间。
[0029]
在一些实施方式中，曲通口3和防喘振口4的管道直径介于管道主体的管道内径的40％～60％之间。
[0030]
在一些实施方式中，曲通口3和防喘振口4的管道直径可以相同，也可以不同，可以根据不同型号的要求在一定范围内进行调整。
[0031]
在一些实施方式中，管道主体的进气口1的管道与出气口2的管道采用圆弧衔接过渡。这样可以保证管道主体内的通过气流更加顺畅。
[0032]
在一些实施方式中，管道主体与进气口1、出气口2、曲通口3以及防喘振口4采用整体制造成型，例如是但不限于采用耐高温材料进行铸造或者焊接等。
[0033]
在一些实施方式中，本发明的集成式增压器进气接管结构工作原理如下：
[0034]
如图7a至图7b所示，当防喘振阀关闭时，防喘振口4无流量。新鲜空气从进气口1流入，经管道主体流向出气口2，此时曲通口3由于处在流动背风区，压力较低；曲轴箱里面的气体能顺利经曲轴箱通风管路流向增压器进气接管，保持曲轴箱内的压力满足法规要求(低于大气压力)。
[0035]
如图8a至图8b所示，当防喘振阀打开时，防喘振口4有一部分空气流入增压器进气接管。新鲜空气从进气口1流入，该气体与从防喘振口4来的气体流动方向相反，导致在转弯部分上游压力很高，而在主管转弯后的下游部分压力很低，上下游之间出现了明显的高低压分界线，曲通口3由于布置在下游而压力低，不会妨碍曲轴箱内气体的正常排出，保持曲轴箱内的压力满足法规要求(低于大气压力)。
[0036]
综上所述，本发明的集成式增压器进气接管结构具有以下优点：其通过进气口到出气口的管道主体设计为一个弯管结构，并将曲通口布置在转弯处下游靠内侧，曲通口的
进气方向与管道主体平面垂直，将防喘振口布置在转弯处外侧，且与进气口轴心线同轴但方向相反，曲通口不需要通过插入斜切口管形式进入管道主体中，主进气管路的流通截面积不会减小，能保证大负荷时的进气量；而且具有结构简单，加工方便，成本低，可靠性高以及结构紧凑，布置需要空间小，配套方便等优点。
[0037]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。