專利名稱：用于一級或二級增壓的內燃機進氣裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種一級或二級增壓的內燃機進氣裝置，通過它使吸入的燃燒用空氣經過廢氣渦輪增壓器的壓縮機及中間的增壓空氣冷卻器導到內燃機的集氣罩并最終從那里被導入內燃機氣缸蓋的進氣道。
這類進氣裝置例如從德國公開說明書DE-OS 2059220是公知的，在這種氣缸呈V形列成兩組的內燃機中為實現一級增壓每組氣缸各設一個廢氣渦輪增壓器。經壓縮機壓縮的燃燒用空氣到達沿內燃機縱向設置的集流管，集流管中設有增壓空氣冷卻器。通過多個塊狀熱交換元件的串聯使集流管的結構高度較低。但它沒有說明，要使這種內燃機以盡可能小的費用在結構上改變為二級增壓的內燃機，應怎樣設計一種占有較小空間的結構并帶有廢氣渦輪增壓器，增壓空氣冷卻器和集氣罩的進氣裝置。
本發明的任務在于，提供一種進氣裝置，它可以在只使用少數不同零件的情況下既可用于一級的也可用于二級的增壓。
該任務的一種進氣裝置結構可按照下列措施來實現。對此，廢氣渦輪增壓器、增壓空氣冷卻器和集氣罩以及氣缸蓋進氣道的管路在一級增壓和二級增壓時采用相同的結構布置。當然必須在二級增壓中附裝一個低壓增壓空氣冷卻器。在一級增壓中使用增壓空氣冷卻器的位置上設有一個高壓增壓空氣冷卻器。在一級增壓中使用廢氣渦輪增壓器的位置上設有高壓廢氣渦輪增壓器。以這種方式可以使兩種發動機型盡可能使用相同的連接件和管路，因這種簡化可使其費用很便宜。一個特別小的空間結構及將氣流均勻分配到各氣缸的最佳導流得以產生，如果能使集氣罩在呈V形排列的氣缸組間沿內燃機縱向延伸并在集氣罩的上側配置一些裝置部件。在一級增壓中并列地在集氣罩上設有一個空氣吸入口和一個增壓空氣冷卻器。在二級增壓中并列地在集氣罩上設有一個高壓增壓空氣冷卻器和一個低壓增壓空氣冷卻器。此時由于廢氣渦輪增壓器安裝在集氣罩的狹側上，就進一步減少了所需的空間結構并特別利于導流。本發明進氣裝置的一種有利結構是，集氣罩的上壁邊緣設置呈槽形，以形成一個氣流空間，通過它空氣到達所設與壓縮機進氣短管相連的連接管。設于集氣罩上的連接管結構在一級增壓和二級增壓時均與呈槽形結構的集氣罩結構相同。低壓增壓空氣冷卻器的殼體用作頂蓋，置于集氣罩上側所設的底部上。用于一級增壓的空氣吸入口也設置成頂蓋。通常在配氣增壓中每組氣缸配置一個廢氣渦輪增壓器或者在二級增壓中則配置一組廢氣渦輪增壓器。部分負荷時，當只有很小的廢氣量可用時，從兩組氣缸中排出的廢氣僅用于驅動一個增壓器或一組廢氣渦輪增壓器。因而導向渦輪機的排氣管及相應廢氣渦輪增壓器的通往壓縮機的進氣管可設置閉鎖裝置用以關閉廢氣渦輪增壓器。在一級增壓中壓縮機側的閉鎖裝置最好安置在空氣吸入口的進口處，因為這樣維修時容易工作。在這樣安裝閉鎖裝置時必須將氣流通道在空氣吸入口內分離。因此在空氣吸入口內設有一個橫隔板，它與連接片一起在槽形底部形成各自分離的兩個壓縮機進氣短管的進氣道。在二級增壓中部分負荷時關閉為兩組氣缸所設的兩組廢氣渦輪增壓器其中的一組，將中間冷卻器中的進氣道分離，是同樣必要的。因此使用兩個通過殼體內的橫隔板分離的換熱器元件。該橫隔板與連接片一起在槽形位于其下方的氣流空間形成各自分離的分別屬于各組氣缸的廢氣渦輪增壓器的氣流通道。因而使集氣罩上所設的槽形氣流空間附以連接片形成分離的氣流通道既適用于一級和二級的增壓也可以在配氣增壓中保持不變地使用。此外，為使結構占有較小的空間增壓空氣冷卻器的殼體是設置成集氣罩的頂蓋。增壓空氣通過位于上側的入口導入增壓空氣冷卻器的殼體內。
附圖中示有本發明的一個實施例，現作進一步說明，其中

圖1表示一個內燃機及其一級增壓進氣裝置的縱視圖，圖2表示一個內燃機及其一級增壓進氣裝置的俯視圖，圖3表示一個內燃機及其二級增壓進氣裝置的縱視圖，圖4表示一個內燃機及其二級增壓進氣裝置的俯視圖，圖5表示一個內燃機按圖3所示沿剖面線V-V的橫剖面圖。
圖1和圖2以縱視圖和俯視圖示出的內燃機1其進氣裝置為一級增壓的。其中兩組呈V形排列的氣缸，每組裝有一個廢氣渦輪增壓器2，2′，其中一個裝有部分負荷時用于關閉(增壓器)的閉鎖裝置。兩個廢氣渦輪增壓器2，2′的兩個壓縮機4，4′通過在集氣罩上所設的連接短管7，7′作用于燃燒用空氣。連接短管7，7′與分離的氣流通道相連，該通道則由一個槽形的、同樣設在集氣罩9上的底部以及置于其上的空氣吸入口11構成。該底部當然也可以設置成，這里沒有示出，各自分離的不是設在集氣罩9上的部件，它可裝置在集氣罩9上。在空氣吸入口11中有一個橫隔板12，它與連接片10在槽形的底部形成廢氣渦輪增壓器的壓縮機分離進氣通道。兩個氣流通道中的一個通過閥形閉鎖裝置13可以在空氣吸入口11的進口處閉鎖。這一結構中例如閥門在維修時是容易拆裝的。將壓縮機4，4′直接置于集氣罩9的狹側上連同通向集氣罩9的進氣短管保證了以短的氣流通道形成最佳的空氣導流。壓縮空氣通過管路14，14′到達增壓空氣冷卻器15，該增壓空氣冷卻器15的殼體16構成位于其下面的集氣罩9的一個頂蓋。增壓空氣冷卻器15殼體16直接位于空氣吸入口11的附近，增壓空氣流經側孔17進入增壓空氣冷卻器15的殼體16并經增壓空氣冷卻器15的熱交換元件進入兩組氣缸共同的集氣罩9內。集氣罩9通過分離的連接短管18與氣缸蓋19的進氣道相通。其中后者的優點是，無須拆卸整個進氣裝置即可取下氣缸蓋19。此外，連接短管18還容易變更以適用于氣缸蓋19不同的流入和連接條件(如兩氣門頭或四氣門頭)而無需對集氣罩加以變更。
圖3至圖5示有一個內燃機及其二級增壓進氣裝置結構的縱視圖、俯視圖和一個橫剖面圖。外界空氣經低壓廢氣渦輪增壓器3″，3′′′的低壓壓縮機6″，6′′′的進氣短管從大氣中吸氣。為關閉一組廢氣渦輪增壓器在一個進氣短管的進口處設有一個閉鎖裝置。經由低壓壓縮機6″，6′′′預壓縮的增壓空氣經過管路25，25′到達低壓增壓空氣冷卻器22，它替代一級增壓中使用的空氣吸入口11，被安裝在設于集氣罩上的槽形底部上。該底部當然也可以設置成，這里沒有示出，分離的可以裝在集氣罩上的部件。低壓增壓冷卻器22的殼體23具有一個橫隔板24，它與連接片10相結合的槽形底部形成分離的氣流通道。兩個分離的熱交換元件用作冷卻器元件。分離的空氣導流對兩組廢氣渦輪增壓器3，3″和3′，3′′′是必要的，這樣在只起動一組廢氣渦輪增壓器時就使高壓系統和低壓系統分離。否則會產生一個短路氣流通過固定增壓器的高壓壓縮機進入低壓壓縮機。根據本發明，高壓廢氣渦輪增壓器3，3′的高壓壓縮機5，5′與其進氣短管安裝在與一級增壓時廢氣渦輪增壓器2，2′的壓縮機4，4′相同的位置上。所以通往壓縮機4，4′或高壓壓縮機5，5′的進氣短管設在集氣罩9上的連接短管7，7′，以及通往增壓空氣冷卻器15的管路14，14′和連接固定件在一級和二級增壓中均有相同的結構配置。特別是集氣罩9連同其槽形底部和其上所設的連接短管7，7′可以不變地用于一級和二級增壓中。
由高壓壓縮機5，5′壓縮的增壓空氣經過與一級增壓相同方式配置的管路14，14′到達現為高壓增壓空氣冷卻器的增壓空氣冷卻器15。增壓空氣冷卻器15的殼體16直接位于集氣罩9上，低壓增壓空氣冷卻器22的殼體23附近。因此借助于本發明的進氣裝置，可使內燃機以極少的不同配件用于一級或二級的增壓。基本上只需安裝一個低壓增壓空氣冷卻器22來替代空氣吸入口11，而附加廢氣渦輪增壓器連同其導入管路25，25′，通過它經預壓縮的增壓空氣到達中間冷卻器22的側向導入孔。其他的部件包括高壓組件在內均可以相同的結構設置在兩種發動機型中。很明顯由此可使費用上很便宜，因為只須制備極少量的不同部件。氣缸組間的進氣裝置連同置于其上的增壓空氣冷卻器的排列以及增壓空氣冷卻器在集氣罩狹側上的連接結構因其管路連接短、改變方向少和氣流向各個氣缸分配均勻就保證氣流有最佳的導入。
權利要求
1.1.一種用于一級或二級增壓的內燃機(1)進氣裝置，1.1至少配有一個廢氣渦輪增壓器(2，2′)，一個增壓空氣冷卻器(15)和一個集氣罩(9)以及部件與氣缸蓋(19)進氣道之間的管路，
2.1.按權利要求1所述的進氣裝置，其中2.集氣罩(9)在兩組呈V形排列的氣缸間沿內燃機(1)縱向分布，3.一級增壓時在集氣罩(9)的上側并列配置有一個增壓空氣冷卻器(15)和一個空氣吸入口(11)，4.在二級增壓中代之以空氣吸入口(11)配置有一個低壓增壓空氣冷卻器(22)。
3.1.按權利要求2所述的進氣裝置，其中2.在一級增壓中廢氣渦輪增壓器(2，2′)配置在集氣罩(9)的一個狹側上直接位于空氣吸入口(11)的附近，它的壓縮機(4，4′)經空氣吸入口(11)作用于吸入空氣，3.在二級增壓中，一級增壓時配置在集氣罩(9)狹側上的廢氣渦輪增壓器(2，2′)的位置直接位于低壓增壓空氣冷卻器(22)附近的高壓廢氣渦輪增壓器(3，3′)通過配置在空氣吸入口(11)位置的低壓增壓空氣冷卻器(22)作用于吸入空氣。
4.1.按權利要求2或3所述的進氣裝置，其中2.集氣罩(9)的上壁邊緣在其有選擇地所設的空氣吸入口(11)或低壓增壓空氣冷卻器(22)的區域內設置呈槽形凸出的側壁，它與一級增壓的空氣吸入口(11)或二級增壓的低壓增壓空氣冷卻器(22)的殼體(23)一起構成一個氣流空間，通過它從低壓增壓空氣冷卻器(22)或空氣吸入口(11)進入的空氣到達裝在集氣罩(9)狹側上的廢氣渦輪增壓器(2，2′;3，3′)，3.其中與壓縮機的空氣導入口相連的連接短管(7，7′)是設置在集氣罩(9)內并在集氣罩(9)的狹側突出。
5.1.按權利要求4所述的進氣裝置，其中2.空氣吸入口(11)有一個橫隔板(12)，它與連接片(10)一起在位于其下方的槽形氣流空間構成各自分離的分別通向為每組氣缸所設的廢氣渦輪增壓器(2，2′)的進氣道，2.1其中一個氣流通道可以通過配置在空氣吸入口(11)的閉鎖裝置(13)閉鎖。
6.1.按權利要求4所述的進氣裝置，其中2.中間冷卻器(22)的殼體(23)有一個橫隔板(24)，2.1由此形成的兩個容納各自分離冷卻元件的空間，2.2其中橫隔板(24)與連接片(10)一起在位于其下方設置成槽形的氣流空間內形成各自分離的分別通向為每組氣缸所設的廢氣渦輪增壓器組(3，3″，3′，3′′′)的氣流通道。
7.1.按權利要求1至6之一所述的進氣裝置，其中2.集氣罩(9)在增壓空氣冷卻器(15)的區域內設置成上方開口的，增壓空氣冷卻器(15)的殼體(16)構成其頂蓋。
8.1.按權利要求1至7之一所述的進氣裝置，其中2.增壓空氣經過位于殼體(16，23)上側的進氣口導入增壓空氣冷卻器(15)和低壓增壓空氣冷卻器(22)。
9.1.按權利要求1至8之一所述的進氣裝置，其中2.集氣罩(9)通過分離的進氣短管(18)與氣缸蓋(19)的進氣道相連。
10.1.按權利要求1至9之一所述的進氣裝置，其中2.集氣罩(9)與導向氣缸蓋(19)進氣道的進氣短管(18)，2.1和構成集氣罩(9)頂蓋的增壓空氣冷卻器(15)的殼體(16)，2.2以及殼體(16)和廢氣渦輪增壓器(2，2′或3，3′)間的管路(14，14′)，2.3在一級和二級增壓中是設置成相同的。
全文摘要
本發明涉及一種用于一級或二級增壓的內燃機進氣裝置。該進氣裝置應以盡量少的變更既能用于一級增壓又適用于二級增壓。其具體措施是，廢氣渦輪增壓器、增壓空氣冷卻器和集氣罩以及進氣部件間的管路和通向氣缸蓋進氣道的管路在一級增壓和二級增壓時使用相同的結構。一級增壓時所用的增壓空氣冷卻器位置上在二級增壓中配置高壓增壓空氣冷卻器。一級增壓時所設的廢氣渦輪增壓器位置上在二級增壓中為高壓廢氣渦輪增壓器。
文檔編號F02B37/007GK1057092SQ9110365
公開日1991年12月18日 申請日期1991年6月1日 優先權日1990年6月2日
發明者漢斯·蘇德曼斯, 卡爾·希爾 申請人:腓特烈港發動機及渦輪機聯合股份公司