进气系统及具有其的发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机领域，具体而言，涉及一种进气系统及具有其的发动机。


背景技术：

2.在现有的发动机中，发动机排出的废气经过后处理后直接排到大气中。
3.然而，现有的发动机即使在低负荷运行时，经过scr（选择性催化还原技术）处理后的废气的温度也在200℃左右，如果将废气直接排到大气中将是能量的浪费。因此，现有的发动机存在能量利用率不足的缺点。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种进气系统及具有其的发动机，以解决现有技术中的发动机能量利用率不足的问题。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种进气系统，包括：第一压气机，第一压气机具有进气通道，以通过进气通道将外部气流引入第一压气机；热交换系统，热交换系统具有第一进气口、第二进气口以及出气口；第一进气口与第一压气机的排气端连接，第二进气口与发动机的排气管连接，出气口与发动机的进气管连接，以使排气管内的气流和进气通道内的气流经过热交换系统后，进入进气管。
6.进一步地，进气系统还包括第一涡轮机，第一涡轮机的进气端与发动机的排气管连接；第一涡轮机与第一压气机连接，以通过排气管内的气流驱动第一涡轮机转动，从而驱动第一压气机对气体进行增压。
7.进一步地，第一涡轮机的排气端与第一进气口连接。
8.进一步地，进气系统还包括废气处理系统，废气处理系统用于对排气管内排出的气体进行处理；废气处理系统的进气端与第一涡轮机的排气端连接，废气处理系统的排气端与第二进气口连接。
9.进一步地，进气系统包括第一气流通道，第一气流通道的一端与出气口连接，第一气流通道的另一端与进气管连接；其中，第一气流通道上设置有第一中冷器，以通过第一中冷器冷却第一气流通道内的气体。
10.进一步地，进气系统包括第二气流通道，第二气流通道的一端连接至出气口，第二气流通道的另一端连通至第一气流通道；其中，第二气流通道上设置有：第二涡轮机，第二涡轮机的进气端与出气口连接；第二压气机，第二压气机的排气端与进气管连接；连通通道，连通通道的一端与第二涡轮机的排气端连接，连通通道的另一端与第二压气机的进气端连接；其中，第二涡轮机与第二压气机连接，以使第二涡轮机驱动第二压气机对第二气流通道内的气流进行增压。
11.进一步地，进气系统还包括第二中冷器，第二中冷器设置在连通通道上。
12.进一步地，进气系统还包括控制阀，控制阀具有：第一连通口，第一连通口与出气口连接；第二连通口，第二连通口与第一气流通道连接，以通过控制第二连通口的开闭，从
而控制第一气流通道的通断；第三连通口，第三连通口与第二气流通道连接，以通过控制第三连通口的开闭，从而控制第二气流通道的通断。
13.进一步地，热交换系统上设置有排气口，以通过排气口将热交换系统内的气体排出。
14.根据本实用新型的另一方面，提供了一种发动机，包括进气系统，进气系统为上述的进气系统。
15.应用本实用新型的技术方案，进气系统包括第一压气机，第一压气机具有进气通道，以通过进气通道将外部气流引入第一压气机；热交换系统，热交换系统具有第一进气口、第二进气口以及出气口；第一进气口与第一压气机的排气端连接，第二进气口与发动机的排气管连接，出气口与发动机的进气管连接，以使排气管内的气流和进气通道内的气流经过热交换系统后，进入进气管。采用上述设置，将发动机的排气管排出的废气通过热交换系统进行回收，并利用排气的能量对进气加热，这样，提高了通过第一压气机的进气的温度，从而提高了发动机的排气的度温，排气温度的提高可以有效解决发动机低负荷工况由于排温低导致的scr结晶等问题，解决了现有技术中的发动机能量利用率不足的问题。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本实用新型的进气系统的实施例的结构示意图。
18.其中，上述附图包括以下附图标记：
19.10、发动机；101、排气管；102、进气管；
20.1、第一压气机；11、进气通道；2、热交换系统；21、第一进气口；22、第二进气口；23、出气口；24、排气口；3、第一涡轮机；4、废气处理系统；5、第一气流通道；51、第一中冷器；6、第二气流通道；61、第二涡轮机；62、第二压气机；63、连通通道；631、第二中冷器；7、控制阀。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
22.参见图1，本实施例的进气系统，包括：第一压气机1，第一压气机1具有进气通道11，以通过进气通道11将外部气流引入第一压气机1；热交换系统2，热交换系统2具有第一进气口21、第二进气口22以及出气口23；第一进气口21与第一压气机1的排气端连接，第二进气口22与发动机10的排气管101连接，出气口23与发动机10的进气管102连接，以使排气管101内的气流和进气通道11内的气流经过热交换系统2后，进入进气管102。采用上述设置，将发动机10的排气管101排出的废气通过热交换系统2进行回收，并利用排气的能量对进气加热，这样，提高了通过第一压气机1的进气的温度，从而提高了发动机10的排气的度温，排气温度的提高可以有效解决发动机低负荷工况由于排温低导致的scr结晶等问题，解决了现有技术中的发动机能量利用率不足的问题。
23.为了进一步地提高能量的利用率，在本实施例的进气系统中，参见图1，进气系统
还包括第一涡轮机3，第一涡轮机3的进气端与发动机10的排气管101连接；第一涡轮机3与第一压气机1连接，以通过排气管101内的气流驱动第一涡轮机3转动，从而驱动第一压气机1对气体进行增压。
24.参见图1，在本实施例的进气系统中，第一涡轮机3的排气端与第一进气口21连接。这样，从第一涡轮机3流出的气流进入到热交换系统2进行二次利用，进一步地提高了能源的利用率。
25.在本实施例的进气系统中，参见图1，进气系统还包括废气处理系统4，废气处理系统4用于对排气管101内排出的气体进行处理；废气处理系统4的进气端与第一涡轮机3的排气端连接，废气处理系统4的排气端与第二进气口22连接。这样，可以更加有效地利用排气热量传递给废气处理系统4，使得scr等废气处理系统4避免温低导致的结晶现象。
26.参见图1，在本实施例的进气系统中，进气系统包括第一气流通道5，第一气流通道5的一端与出气口23连接，第一气流通道5的另一端与进气管102连接；其中，第一气流通道5上设置有第一中冷器51，以通过第一中冷器51冷却第一气流通道5内的气体。这样，利用第一中冷器51可以防止进入发动机10的气体过热。
27.在本实施例的进气系统中，参见图1，进气系统包括第二气流通道6，第二气流通道6的一端连接至出气口23，第二气流通道6的另一端连通至第一气流通道5；其中，第二气流通道6上设置有：第二涡轮机61，第二涡轮机61的进气端与出气口23连接；第二压气机62，第二压气机62的排气端与进气管102连接；连通通道63，连通通道63的一端与第二涡轮机61的排气端连接，连通通道63的另一端与第二压气机62的进气端连接；其中，第二涡轮机61与第二压气机62连接，以使第二涡轮机61驱动第二压气机62对第二气流通道6内的气流进行增压。
28.采用上述设置，回收的排气能量经过第二涡轮机61和第二压气机62可以进一步提高发动机的进气压力，解决了发动低速大扭矩进气量不足的问题。
29.参见图1，在本实施例的进气系统中，进气系统还包括第二中冷器631，第二中冷器631设置在连通通道63上。
30.在本实施例的进气系统中，参见图1，进气系统还包括控制阀7，控制阀具有：第一连通口，第一连通口与出气口23连接；第二连通口，第二连通口与第一气流通道5连接，以通过控制第二连通口的开闭，从而控制第一气流通道5的通断；第三连通口，第三连通口与第二气流通道6连接，以通过控制第三连通口的开闭，从而控制第二气流通道6的通断。
31.采用上述设置，通过不同的控制阀开度的控制可以实现发动机对排温和进气量的不同需求。
32.参见图1，在本实施例的进气系统中，热交换系统2上设置有排气口24，以通过排气口24将热交换系统2内的气体排出。
33.本实施例的发动机，包括进气系统，进气系统为上述的进气系统。
34.对本实施例的发动机的一个优选的实施例的说明如下：
35.发动机排出的废气经过后处理系统后会进一步经过一个热交换系统2，该热交换系统2布置在第一压气机1后，废气能量经过热交换器后传递给进气，提高压后的进气温度，热交换器后布置一个三通控制阀（即控制阀7），该三通控制阀可以实现三路任意开度的控制。
36.当发动机运行在低负荷区时，为了进一步提高排温减小scr（本实施例的废气处理系统4）结晶风险，此时经过热交换系统2的新鲜空气直接经过控制阀7进入第一中冷器51，然后进入发动机气缸，此时由于经过第一压气机1的空气被热交换系统2进一步加热，提高了发动机的进气温度，从而提高了发动机的排气温度，有效减小后处理scr结晶的风险。
37.当发动机运行在低速大扭矩工况时，此时发动机的进气量难以满足进气需求，发动机的涡后排温较高，经过热交换系统2的能量回收较多，进一步加热经过第一压气机1的新鲜空气，此时经过加热的新鲜空气经过控制阀7后全部进入第二涡轮机61，膨胀做功后进入第二中冷器631，经过冷却的新鲜空气经过第二压气机62增压后进入第一中冷器51冷却后，进入发动机气缸，通过热交换系统2回收的能量通过第二涡轮机61带动第二压气机62做功，进一步增加了进气压力，从而增加了进气量。在发动机的其他转速和负荷运行时可以根据排温和进气量的实际需求对控制阀7的开度进行标定，满足不同运行需求。
38.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
39.本实用新型的进气系统包括第一压气机1，第一压气机1具有进气通道11，以通过进气通道11将外部气流引入第一压气机1；热交换系统2，热交换系统2具有第一进气口21、第二进气口22以及出气口23；第一进气口21与第一压气机1的排气端连接，第二进气口22与发动机10的排气管101连接，出气口23与发动机10的进气管102连接，以使排气管101内的气流和进气通道11内的气流经过热交换系统2后，进入进气管102。采用上述设置，将发动机10的排气管101排出的废气通过热交换系统2进行回收，并利用排气的能量对进气加热，这样，提高了通过第一压气机1的进气的温度，从而提高了发动机10的排气的度温，排气温度的提高可以有效解决发动机低负荷工况由于排温低导致的scr结晶等问题，解决了现有技术中的发动机能量利用率不足的问题。
40.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
41.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
42.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
43.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
44.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。