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增压内燃机和用于这种内燃机以及增压装置的组合部件系统.pdf

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  • 文档编号:52745
  • 上传时间:2018-01-20
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201410144029.7

    申请日:

    2014.04.11

    公开号:

    CN104100360A

    公开日:

    2014.10.15

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情:

    实质审查的生效IPC(主分类):F02B 37/00申请日:20140411|||公开

    IPC分类号:

    F02B37/00; F02B37/007; F02B75/20; F02B75/22

    主分类号:

    F02B37/00

    申请人:

    曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司

    发明人:

    M.宗根; J.伯滕布雷特; F.埃普勒尔

    地址:

    德国奥格斯堡

    优先权:

    2013.04.12 DE 102013006302.7

    专利代理机构:

    中国专利代理(香港)有限公司 72001

    代理人:

    陈浩然;傅永霄

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    内容摘要

    本发明涉及一种增压内燃机和用于这种内燃机以及增压装置的组合部件系统,用于增压内燃机的组合部件系统带有具有气缸的马达和具有至少一个排气涡轮增压器的增压装置,其中,可在排气涡轮增压器中使排气降压;其中,增压装置可由多个组合部件模块如此组成,即,对于呈直列式结构类型的马达,增压空气冷却器壳体和马达侧的排气歧管与增压装置是连接在马达的联结侧还是联结对立侧处相关,而空气吸入元件和环境侧的排气歧管与增压装置是连接在马达的联结侧还是联结对立侧处无关;而对于呈V型结构类型的马达,使用呈直列式结构类型的马达的增压空气冷却器壳体、马达侧的排气歧管和空气吸入元件,然而使用与V型结构类型相匹配的环境侧的排气歧管。

    权利要求书

    1.   一种用于增压内燃机的组合部件系统,带有:
    马达(11,11"),其具有气缸(12),其中,可为相应的所述马达的气缸(12)通过引导至所述气缸的增压空气管路输送压缩的增压空气,并且其中,可从相应的所述马达的气缸(12)通过从所述气缸引开的排气管路将排气导出;
    增压装置(13,13',13"),其具有至少一个排气涡轮增压器(15,16),其中,可在相应的所述增压装置的所述或每个排气涡轮增压器(15,16)中使从相应的所述马达的气缸导出的排气降压,并且在此获得的能量可用于压缩待输送给相应的所述马达的气缸的增压空气;
    其中,所述增压装置(13,13',13")由多个组合部件模块组成,具体而言,如此组成,即,
    对于呈直列式结构类型的马达(11),限定所述增压装置同所述马达的增压空气侧的接口的增压空气冷却器壳体(24,24')和限定所述增压装置同所述马达的排气侧的接口的马达侧的排气歧管与所述增压装置是在所述马达的联结侧(29)还是联结对立侧(30)处连接到该马达处相关,而限定所述增压装置同环境的增压空气侧的接口的空气吸入元件(23)和限定所述增压装置同环境的排气侧的接口的环境侧的排气歧管(22)与所述增压装置是在所述马达的联结侧(29)还是联结对立侧(30)处连接到该马达处无关;
    对于呈V形结构类型的马达(11"),使用所述呈直列式结构类型的马达的增压空气冷却器壳体(24,24')、马达侧的排气歧管和空气吸入元件(23),然而使用与V形结构类型相匹配的环境侧的排气歧管(22")。

    2.
       根据权利要求1所述的组合部件系统,其特征在于,对于呈V形结构类型的马达(11"),所述环境侧的排气歧管(22")与所述增压装置是在所述马达的联结侧还是联结对立侧处连接到该马达处无关。

    3.
       根据权利要求1或2所述的组合部件系统,其特征在于,对于呈直列式结构类型的马达(11),其带有尤其具有高压涡轮增压器(16)和低压涡轮增压器(15)的增压装置,此外,所述或每个涡轮增压器(15,16)、所述或每个增压空气冷却器(25,27)、水箱(28)和如有可能从所述增压空气冷却器壳体(24,24')到所述高压涡轮增压器(16)的空气引导部(26)与所述增压装置(13,13')是在相应的所述马达(11,11')的联结侧(29)还是联结对立侧(30)处连接到该马达处无关。

    4.
       根据权利要求3所述的组合部件系统,其特征在于,对于呈直列式结构类型的马达(11,11'),在所述高压涡轮增压器(16)与所述低压涡轮增压器(15)之间延伸的排气歧管(21,21')和如有可能从所述低压涡轮增压器(15)到所述增压空气冷却器壳体(24,24')的空气引导部与所述增压装置(13,13')是在相应的所述马达(11,11')的联结侧(29)还是联结对立侧(30)处连接到该马达处相关。

    5.
       根据权利要求3或4所述的组合部件系统,其特征在于,对于呈V形结构类型的马达(11"),使用用于所述呈直列式结构类型的马达的所述或每个涡轮增压器(15,16)、所述或每个增压空气冷却器(25,27)和如有可能从所述增压空气冷却器壳体(24,24')到所述高压涡轮增压器(16)的空气引导部(26)。

    6.
       根据权利要求5所述的组合部件系统,其特征在于,对于呈V形结构类型的马达(11"),使用与V形结构类型相匹配的水箱(28"),其与所述增压装置(13")是在所述马达的联结侧还是联结对立侧处连接到该马达处无关。

    7.
       一种呈组合部件结构形式的内燃机,带有:马达(11,11"),其具有气缸(12),其中,可为所述气缸通过引导至该气缸的增压空气管路输送压缩的增压空气,并且其中,可从所述气缸通过从该气缸引开的排气管路将排气导出;和增压装置(13,13',13"),其具有至少一个排气涡轮增压器,其中,可在所述或每个排气涡轮增压器中使从所述气缸导出的排气降压,并且在此获得的能量可用于压缩待输送给所述气缸的增压空气,其特征在于,所述增压装置(13,13',13")由多个组合部件模块组成,具体而言,如此组成,即,对于呈直列式结构类型的马达(11),限定所述增压装置同所述马达的增压空气侧的接口的增压空气冷却器壳体(24,24')和限定所述增压装置同所述马达的排气侧的接口的马达侧的排气歧管与所述增压装置是在所述马达的联结侧(29)还是联结对立侧(30)处连接到该马达处相关,而限定所述增压装置同环境的增压空气侧的接口的空气吸入元件(23)和限定所述增压装置同环境的排气侧的接口的环境侧的排气歧管(22)与所述增压装置是在所述马达的联结侧(29)还是联结对立侧(30)处连接到该马达处无关,且对于呈V形结构类型的马达(11"),使用所述呈直列式结构类型的马达的增压空气冷却器壳体(24,24')、马达侧的排气歧管和空气吸入元件(23),然而使用与V形结构类型相匹配的环境侧的排气歧管(22")。

    8.
       根据权利要求7所述的内燃机,其特征在于根据权利要求2至6中一项或多项所述的特征。

    9.
       一种用于增压装置的组合部件系统,其中,所述增压装置可由多个组合部件模块组成,具体而言,如此组成,即,对于呈直列式结构类型的马达(11),限定所述增压装置同所述马达的增压空气侧的接口的增压空气冷却器壳体(24,24')和限定所述增压装置同所述马达的排气侧的接口的马达侧的排气歧管与所述增压装置是在所述马达的联结侧(29)还是联结对立侧(30)处连接到该马达处相关,而限定所述增压装置同环境的增压空气侧的接口的空气吸入元件(23)和限定所述增压装置同环境的排气侧的接口的环境侧的排气歧管(22)与所述增压装置是在所述马达的联结侧(29)还是联结对立侧(30)处连接到该马达处无关;
    对于呈V形结构类型的马达(11"),使用所述呈直列式结构类型的马达的增压空气冷却器壳体(24,24')、马达侧的排气歧管和空气吸入元件(23),然而使用与V形结构类型相匹配的环境侧的排气歧管(22")和与V形结构类型相匹配的水箱(28'')。

    10.
       根据权利要求9所述的组合部件系统,其特征在于根据权利要求2至6中一项或多项所述的特征。

    说明书

    增压内燃机和用于这种内燃机以及增压装置的组合部件系统
    技术领域
    本发明涉及一种呈组合部件结构形式的增压内燃机。此外,本发明涉及一种用于增压内燃机的组合部件系统(Baukastensystem)和一种用于增压装置的组合部件系统。
    背景技术
     至今为止,内燃机始终为单独地根据限定的使用目的和限定的要求设计的内燃机。如果应重新开发内燃机,则通常重新开发内燃机的所有部件。这在增压内燃机中也是这种情况,在其中,尤其增压装置的部件总是单独地设计,即匹配于增压装置是连接在内燃机的本来的马达的联结侧(Kupplungsseite)还是联结对立侧(Kupplungsgegenseite)处,以及匹配于增压装置是使用在呈直列式结构类型的马达处还是使用在呈V形结构类型的马达处。直到现在,不可或仅可以极其受限的程度在重新开发内燃机时选取并继续使用现存的构件。这是不利的。
    发明内容
    基于此,本发明的目的在于提供一种用于增压内燃机的组合部件系统、用于增压装置的组合部件系统以及呈组合部件结构形式的增压内燃机。
    该目的通过根据权利要求1所述的用于增压内燃机的组合部件系统来实现。
    用于增压内燃机的组合部件系统包括马达,其具有气缸,其中,可为相应的马达的气缸通过引导至气缸的增压空气管路输送增压空气,并且其中,可从相应的马达的气缸通过从气缸引开的排气管路将排气导出。此外,组合部件系统包括增压装置,其具有至少一个排气涡轮增压器,其中,可在相应的增压装置的该或每个排气涡轮增压器中使从相应的马达的气缸导出的排气降压,并且在此获得的能量可用于压缩待输送给气缸的增压空气。
    增压装置由多个组合部件模块组成,具体而言,如此组成,即,对于呈直列式结构类型的马达,限定增压装置同马达的增压空气侧的接口的增压空气冷却器壳体和限定增压装置同马达的排气侧的接口的马达侧的排气歧管与增压装置是在马达的联结侧还是联结对立侧处连接到该马达处相关,而限定增压装置同环境的增压空气侧的接口的空气吸入元件和限定增压装置同环境的排气侧的接口的环境侧的排气歧管与增压装置是在马达的联结侧还是联结对立侧处连接到该马达处无关;并且对于呈V形结构类型的马达,使用用于呈直列式结构类型的马达的增压空气冷却器壳体、马达侧的排气歧管和空气吸入元件,然而使用与V形结构类型相匹配的环境侧的排气歧管。与V形结构类型相匹配的环境侧的排气歧管与增压装置是在呈V形结构类型的马达的联结侧还是联结对立侧处连接到该马达处无关。
    根据本发明的组合部件系统使得能够将在开发内燃机时积累的计算和试验结果转移到其他的内燃机上。因此,对于不同的内燃机可提供相同的部件方案,并且减少通过内燃机的不同的设计方案引起的部件变化。此外,对于客户以及制造商来说,可简化备件库存。可降低顾客和维护人员的培训成本。
    对于呈直列式结构类型的马达,其带有优选具有高压涡轮增压器和低压涡轮增压器的多级增压装置,该或每个涡轮增压器、该或每个增压空气冷却器、水箱和如有可能从增压空气冷却器壳体到高压涡轮增压器的空气引导部与增压装置是在马达的联结侧还是联结对立侧处连接到该马达处无关。对于呈直列式结构类型的马达,在高压涡轮增压器与低压涡轮增压器之间延伸的排气歧管与增压装置是在马达的联结侧还是联结对立侧处连接到该马达处相关。
    对于呈V形结构类型的马达,可使用呈直列式结构类型的马达的该或每个涡轮增压器、该或每个增压空气冷却器和如有可能从增压空气冷却器壳体到高压涡轮增压器的空气引导部。
    对于呈V形结构类型的马达,使用与V形结构类型相匹配的水箱,其与增压装置是在呈V形结构类型的马达的联结侧处还是在呈V形结构类型的马达的联结对立侧处连接到该马达处无关。
    因此,不仅对于呈直列式结构类型的马达而且对于呈V形结构类型的马达,可针对增压装置连接到马达处的不同的可能性(即,连接到马达的联结对立侧处的可能性以及连接到马达的联结对立侧处的可能性)实现提高相同部件的数量,并且将与内燃机的具体的实施方式相匹配的部件的数量减小到最小。
    在权利要求7中限定了根据本发明的呈组合部件形式的内燃机。在权利要求9中限定了根据本发明的用于增压装置的组合部件系统。
    附图说明
    从从属权利要求和以下说明中得到本发明的优选的改进方案。根据附图进一步阐述本发明的实施例,而并未由此受其限制。其中:
    图1显示了呈组合部件结构形式的第一内燃机;
    图2以第二视图显示了图1的内燃机;
    图3显示了呈组合部件结构形式的第二内燃机;
    图4以第二视图显示了图3的内燃机;
    图5显示了呈组合部件结构形式的第三内燃机;以及
    图6显示了呈组合部件结构形式的第四内燃机。
    具体实施方式
    此处的本发明涉及呈组合部件形式的增压内燃机,在其中,可与内燃机的具体实施方案无关地在形态学上的组合部件系统的思想中不改变其多数的核心构件或者可在最小的匹配的情况下对其进行利用。
    此外,本发明涉及一种用于增压内燃机的组合部件系统和一种用于内燃机的增压装置的组合部件系统。
    图1至6显示了根据本发明的内燃机的不同的实施方式变型方案,其在利用根据本发明的组合部件系统(即用于增压内燃机的根据本发明的组合部件系统以及用于增压装置的根据本发明的组合部件系统)的情况下形成。
    于是,图1和2显示了内燃机10的第一实施例,该内燃机10包括带有多个气缸12的马达11以及增压装置13。
    燃料在马达11的气缸12中燃烧,其中,为此可为马达11的气缸12通过引导至气缸12的且在图1和2中不可见的增压空气管路输送在增压装置13中压缩的增压空气,并且其中,可从马达11的气缸12将在燃料燃烧时产生的排气通过从气缸12引开的排气管路14朝增压装置13的方向上导出。在图1和2中,马达11为呈直列式结构类型的马达,即在其中所有的气缸12相继布置在一排中。
    在所显示的实施例中,图1和2的内燃机10的增压装置13包括多个排气涡轮增压器,具体而言,包括低压涡轮增压器15和高压涡轮增压器16。低压涡轮增压器15包括低压压缩机17和低压涡轮18。高压涡轮增压器16包括高压压缩机19和高压涡轮20。
    在两个排气涡轮增压器15、16中,可使通过排气管路14从马达11的气缸12导出的排气降压,以便在此利用获得的能量压缩输送给马达11的气缸12的增压空气。
    从马达11的气缸12朝图1和2的内燃机的增压装置13的方向上导出的排气首先到达到高压涡轮增压器16的高压涡轮20的区域中,其中,使排气在高压涡轮增压器16的高压涡轮20中部分降压,并且排气紧接着到达到低压涡轮增压器15的低压涡轮18的区域中,以便在低压涡轮增压器15的低压涡轮18的区域中继续降压。排气由排气管路14朝高压涡轮增压器16的高压涡轮20的方向上的转运通过在图1和2中未显示的马达侧的排气歧管实现,该排气歧管连接到排气管路14与高压涡轮增压器16的高压涡轮20之间。在高压涡轮增压器16的高压涡轮20与低压涡轮增压器15的低压涡轮18之间延伸有另一排气歧管21,以便将排气从高压涡轮20导引到低压涡轮18的区域中。离开低压涡轮增压器15的低压涡轮18的排气通过环境侧的排气歧管22到达到增压装置13的环境中,其中,在此还可理解成烟囱或引导至排气后处理系统的排气管路。
    在排气在排气涡轮增压器15、16中降压时获得的能量用于连续地压缩增压空气,其中,根据图1和2,通过优选具有消声器的空气吸入元件23从环境中吸入空气,其首先在低压涡轮增压器15的低压压缩机17的区域中进行压缩。
    以低压涡轮增压器15的低压压缩机17为起点将压缩的增压空气输送给容纳在增压空气冷却器壳体24中的第一增压空气冷却器25,以便紧接着到达到高压涡轮增压器16的高压压缩机19的区域中。离开高压涡轮增压器16的高压压缩机19的增压空气通过空气引导部33输送给由增压空气冷却器壳体24容纳的另一增压空气冷却器27,其中,紧接着使离开该增压空气冷却器27的增压空气通过增压空气冷却器壳体24输送给在图1和2中未显示的增压空气管路,以便因此输送给内燃机10的气缸12。水箱28与增压空气冷却器壳体24或由其容纳的增压空气冷却器25、27共同作用,在水箱28中准备有用于冷却增压空气所需的冷却介质。在图1和2的实施例中,增压装置13的所有部件都安装在马达11的所谓的联结侧29处。
    在图1和2中显示的内燃机由组合部件系统形成或组成,其中,该组合部件系统包括马达和增压装置,从其中选择或取出在图1和2中显示的呈直列式结构类型的马达11以及增压装置13的在图1和2中显示的部件以用于将该增压装置13连接在马达11的联结侧29处。
    在此,增压装置13由组合部件系统的多个组合部件模块组成,具体而言,如此组成,即,对于呈直列式结构类型的马达,限定增压装置13同马达11的增压空气侧的接口的增压空气冷却器壳体24和限定增压装置13同马达11的排气侧的接口的在图1和2中未显示的马达侧的排气歧管与增压装置13是连接在马达11的联结侧还是联结对立侧处相关。
    而限定增压装置13同环境的增压空气侧的接口的空气吸入元件23和限定增压装置13同环境的排气侧的接口的环境侧的排气歧管22与增压装置13是连接在马达11的联结侧还是联结对立侧处无关。
    此外,在带有多级增压装置13的呈直列式结构类型的马达中,高压涡轮增压器16、低压涡轮增压器15、增压空气冷却器25和27、水箱28和从增压空气冷却器壳体24到高压涡轮增压器16的空气引导部26与增压装置13是连接在马达11的联结侧还是联结对立侧处无关。与此相反,对于呈直列式结构类型的马达,在图1和2中不可见的从低压涡轮增压器15到增压空气冷却器壳体24的空气引导部和在高压涡轮增压器16与低压涡轮增压器15之间延伸的排气歧管21与增压装置13是连接在马达的联结侧还是联结对立侧处相关。
    从图3和4中得到用于呈直列式结构类型的马达的组合部件模块(即用于增压装置13的这样的组合部件模块,其与增压装置13是连接在马达的联结侧还是联结对立侧处无关,以及用于这样的组合部件模块,其与增压装置13是连接在马达的联结侧还是联结对立侧处相关)的上述关系,其显示出带有呈直列式结构类型的马达11的内燃机10',在其中,不同于图1和2的实施例,增压装置13'并未连接到马达11的联结侧处,而是相反连接到马达11的联结对立侧30处。
    在图3和4中针对相同的部件使用与在图1和2中相同的参考标号,其中,对于图3和4的马达10'的增压装置13'的这样的组合部件模块,即其在呈直列式结构类型的马达中与增压装置是连接到联结侧还是联结对立侧处相关,使用设有上标(hochgestellter Strich)的参考标号。因此,从图1和2的内燃机10与图3和4的内燃机10'的比较中得出:对于增压装置13、13',增压装置13、13'的八个组合部件模块是相同的,并且增压装置13、13'的四个组合部件模块与增压装置是连接到马达11的联结侧还是联结对立侧处相关。
    如以上已经阐述的那样,对于呈直列式结构类型的马达,限定增压装置同马达的增压空气侧的接口的增压空气冷却器壳体24、24'以及未示出的马达侧的排气歧管(其限定增压装置同马达的排气侧的接口)与增压装置是连接到马达的联结侧还是联结对立侧处相关。
    此外,对于呈直列式结构类型的马达,在高压涡轮增压器16与低压涡轮增压器15之间延伸的排气歧管21、21'与增压装置13、13'是连接在马达的联结侧还是联结对立侧处相关。
    与此相对,对于呈直列式结构类型的马达,限定增压装置同环境的增压空气侧的接口的空气吸入元件23和限定增压装置同环境的排气侧的接口23的环境侧的排气歧管22与增压装置是连接到马达的联结侧还是联结对立侧处无关。
    此外,对于呈直列式结构类型的马达,高压涡轮增压器16、低压涡轮增压器15、增压空气冷却器25和27、水箱28和从增压空气冷却器壳体24、24'到高压涡轮增压器16的空气引导部26与增压装置是连接到马达的联结侧还是联结对立侧处无关。
    此外,对于呈V形结构类型的马达,用于增压内燃机的根据本发明的组合部件系统或用于这种内燃机的增压装置的根据本发明的组合部件系统允许利用使用在呈直列式结构类型的马达中的多个相同部件或相同的组合部件模块。
    因此,图5显示了带有呈V形结构类型的马达11''的内燃机10'',其气缸12分组成两个气缸组,其彼此呈V形角。对于呈V形结构类型的马达11'',针对每个气缸组使用各一个高压涡轮增压器16和各一个低压涡轮增压器15,其中,对于呈V形结构类型的马达11'',这两个涡轮增压器15、16与使用在呈直列式结构类型的马达中的涡轮增压器15、16相同。此外,在呈V形结构类型的马达11''处尤其还相同地使用呈直列式结构类型的马达的带有增压空气冷却器25、27的增压空气冷却器壳体24、24'、马达侧的排气歧管21和排气歧管21'、空气吸入元件23和从增压空气冷却器壳体24、24'到涡轮增压器的空气引导部。
    然而,针对呈V形结构类型的马达11''准备有与V形结构类型相匹配的环境侧的排气歧管22'',排气可从两个低压涡轮增压器15导引至排气歧管22''中。对于呈V形结构类型的马达11'',环境侧的排气歧管22''与增压装置13''是连接到呈V形结构类型的马达11''的联结侧还是联结对立侧处无关。
    此外,针对呈V形结构类型的马达11''使用与V形结构类型相匹配的水箱28'',其根据图5在两个还可使用在呈直列式结构类型的马达中的增压空气冷却器壳体24、24'下方延伸,其中,与呈V形结构类型的马达11''相匹配的水箱28''与增压装置13''是连接在马达11''的联结侧还是联结对立侧处无关。
    因此,在根据本发明的组合部件系统中,针对呈直列式结构类型的马达11使用多个组合部件模块,其对于呈直列式结构类型的马达来说与待连接到呈直列式结构类型的马达处的增压装置13、13'是连接在马达11的联结侧29还是联结对立侧30处无关。在所显示的实施例中,可与增压装置是装配在联结侧还是联结对立侧处无关地为呈直列式结构类型的马达提供至少八个组合部件模块。针对呈直列式结构类型的马达11,更少数量的组合部件模块(即在优选的实施方式变型方案中仅仅四个组合部件模块)与增压装置是连接在马达的联结侧29还是联结对立侧30处相关。针对呈V形结构类型的马达11'',仅必须准备与V形结构类型相匹配的附加的两个组合部件模块,其中,上述两个模块22''和28''与增压装置13''是连接在联结侧还是联结对立侧处无关。
    图6显示了本发明的用于图3和4的内燃机10'的改进方案,在其中,SCR催化器31作为组合部件系统的另一组合部件模块连接到增压装置13'处,具体而言,如此连接,即在排气到达到低压涡轮增压器15的区域中之前首先将离开高压涡轮增压器16的排气导引通过SCR催化器31。
    SCR催化器31与马达11是以直列式结构类型存在还是马达11''以V形结构类型存在无关,以及与增压装置是应连接在相应的马达的联结侧29还是联结对立侧30处无关。
    因此,利用在此的本发明提出用于增压内燃机以及增压装置的组合部件系统,其使得针对呈直列式结构类型的马达以及呈V形结构类型的马达以及增压装置在联结侧以及联结对立侧处的不同的连接可能性能够实现提供大量相同的组合部件模块,由此实现减少部件变化、将用户的培训成本保持得很低并且此外在重新开发马达时可追溯已有的计算和试验结果。

    关 键  词:
    增压 内燃机 用于 这种 以及 装置 组合 部件 系统
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    本文标题:增压内燃机和用于这种内燃机以及增压装置的组合部件系统.pdf
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