一种旁通回路混合器、涡轮增压器压气机系统及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及涡轮增压发动机领域，尤指一种旁通回路混合器、涡轮增压器压气机系统及发动机。


背景技术：

2.随着社会的发展，越来越多的燃气发动机带有涡轮增压器，涡轮增压器主要能够提高发动机进气量，提高发动机的动力。
3.然而现有的燃气发动机带有涡轮增压器的旁通装置仅包含旁通阀和连接管路，旁通回路带有一定压力的工质混合气直接进入主回路，会导致主回路的压力波动，进而引起压气机后中冷前后压力，甚至引起节气门前压力不稳定，影响了进入气缸的实际充量、做功能力。
4.同时旁通回路带有一定压力的工质混合气直接进入主回路，带来压力波动，造成燃气和空气混合不均匀，除此外旁通回路直接进入主回路，温度、压力相差太大的气流相结合，引起主回路进气气流扰动，影响进气效率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种旁通回路混合器、涡轮增压器压气机系统及发动机。常温、常压的工质混合气通过变径接管降低压强，旁通回路中的高温、高压工质混合气进入夹层后，垂直方向的动能转化为稳定的势能储存在夹层中，并通过喷嘴环进入内侧管中。实现常温、常压工质混合气与旁通回路中高温、高压工质混合气充分、稳定的混合，减小气流扰动，稳定压强，提高发动机的性能。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供的旁通回路混合器，包括：
7.内侧管；
8.变径接管，所述变径接管开口较大的一端与所述内侧管连接，且所述变径接管开口较小的一端为第一进气口；
9.外套管，套设在所述内侧管的外部，所述外套管和所述内侧管之间靠近所述变径接管的一侧通过外套侧板连接，所述外套管和所述内侧管之间远离近所述变径接管的一侧设置有喷嘴环，所述外套管、所述内侧管、所述喷嘴环和所述外套侧板形成夹层；
10.旁通进气管，所述旁通进气管设置在外套管上，所述旁通进气管内的工质混合气进入所述夹层后通过所述喷嘴环进入所述内侧管，并与所述变径接管通入的主流道工质混合气基于文丘里原理混合。
11.通过设置旁通回路混合器，使得旁通进气管内的工质混合气与变径接管通入的主流道工质混合气均匀、稳定的混合，气体扰动减小。
12.在一些实施方式中，所述旁通进气管包括旁通直管和旁通弯管，所述旁通直管与所述外套管连接。
13.在一些实施方式中，所述旁通直管垂直设置在所述外套管上。
14.在一些实施方式中，还包括旁通法兰，所述旁通弯管的一端与旁通法兰连接。
15.在一些实施方式中，还包括入口法兰、出口法兰，所述变径接管的第一进气口与所述入口法兰连接，所述外套管远离所述外套侧板的一端设置有所述出口法兰。
16.在一些实施方式中，所述变径接管的直径从开口直径较小的一端向另一端均匀线性增加。
17.工质混合气从直径较小的开口进入所述变径接管，由于变径接管的管径逐渐均匀增加，工质混合气的体积膨胀，导致气体压强减小。
18.在一些实施方式中，所述喷嘴环的侧面设置有若干个均匀分布并与所述夹层连通的喷气口。
19.通过设置均匀分布并与夹层连通的喷气口，使高温、高压的工质混合气通过喷气口均匀进入所述内侧管中。
20.在一些实施方式中，所述旁通回路混合器用于涡轮增压器压气机系统，还包括：去压气机进气管，所述去压进气管通过所述出口法兰与所述外套管远离变径接管的一端连接；燃气混合器，所述燃气混合器与所述变径接管设置有所述入口法兰的一端连接；旁通回路旁通管，所述旁通回路旁通管通过所述旁通法兰与所述旁通弯管连接。
21.在一些实施方式中，所述燃气混合器沿所述变径接管延伸方向和垂直方向分别设置有主进气管和燃气进气管。
22.在一些实施方式中，所述涡轮增压器压气机系统用于发动机。
23.通过本实用新型提供的一种旁通回路混合器、涡轮增压器压气机系统及发动机，具有以下有益效果：
24.1.本实用新型提供的一种旁通回路混合器、涡轮增压器压气机系统及发动机，其能够使主回路工质混合气经变径接管膨胀后压力适度降低，同时旁通回路的工质混合气垂直方向的动能转化为稳定的势能储存在夹层中，并通过喷嘴环进入内侧管基于文丘里原理与主回路工质混合气充分、稳定混合，减小气流波动，减少气体混合的副作用，提高了系统稳定性和发动机性能。
25.2.旁通回路混合器与燃料混合器连接，在主进气回路中作为一段主进气管路，使系统局部结构简化，能够降低制造费用、提高局部结构的刚度、增强局部连接和密封可靠性。
附图说明
26.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本方案的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
27.图1是本实用新型实施例结构示意图；
28.图2是本实用新型实施例一种旁通回路混合器结构示意图；
29.图3是本实用新型实施例一种旁通回路混合器左视图；
30.图4是本实用新型用于涡轮增压器压气机系统图。
31.附图标号说明：
32.入口法兰1、变径接管2、内侧管3、夹层400、喷嘴环401、外套管402、外套侧板403、旁通进气管500、旁通直管501、旁通弯管502、旁通法兰503、出口法兰6、燃气混合器700、燃
气进气管701、主进气管702、旁通回路混合器8、去压气机进气管9、旁通回路旁通管10。
具体实施方式
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
34.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
35.在一个实施例中，参考说明书附图图1，本实用新型一种旁通回路混合器被阐述，其能够使旁通回路的工质混合气与主回路工质混合气充分、稳定混合，减少气流波动，提高了燃料的燃烧性能，增加了系统的稳定性。
36.在本实施例中，包括：内侧管3、变径接管2，变径接管2开口较大的一端与内侧管3连接，且变径接管2开口较小的一端为第一进气口；外套管402，套设在内侧管3的外部，外套管402和内侧管3之间靠近变径接管2的一侧通过外套侧板403连接，外套管402和内侧管3之间远离近变径接管2的一侧设置有喷嘴环401，外套管402、内侧管3、喷嘴环401和外套侧板403形成夹层400；旁通进气管500设置在外套管402上，旁通进气管400内的工质混合气进入夹层400后通过喷嘴环401进入内侧管3，并与变径接管2通入的主流道工质混合气基于文丘里原理混合。
37.参考说明书附图1，具体地，本实用新型提供的一种旁通回路混合器设置有变径接管2，其具有两个直径不同的开口，直径较小的开口为第一进气口，直径较大的开口与内侧管3连接。常温、常压的工质混合气由第一进气口进入变径接管2中，工质混合气经膨胀导致压强适度减小。内侧管3外围套设有外套管402，外套管402和内侧管3之间靠近变径接管2的一侧设置有外套侧板403。内侧管3远离变径接管2的一侧开口处设置有喷嘴环401，喷嘴环401位于内侧管3和外套管402之间。
38.需要指出的是，外套管402设置有开口，开口处连接有旁通进气管500。高温、高压的工质混合气通过旁通进气管500直接进入由外套管402、内侧管3、喷嘴环401和外套侧板403形成的夹层400后，垂直方向的动能转化为稳定的势能储存在夹层400中，并通过喷嘴环401进入到内侧管3中与经变径接管2降压处理的工质混合气基于文丘里原理进行均匀、稳定的混合。
39.在一个实施例中，在上一实施例的基础上，参考说明书附图2，变径接管2具有两个开口，直径较小的开口为第一进气口，其管径从开口直径较小的一端向另一端均匀线性增加。常温、常压的工质混合气由第一进气口进入变径接管2内，气体体积不断膨胀，气流扰动减小，压强适当降低。
40.在一个实施例中，在上一实施例的基础上，参考说明书附图2-3，喷嘴环401设置有若干个均匀分布并与夹层400连通的喷气口。旁通进气管500内的高温、高压的工质混合气通过均匀分布的喷气口进入内侧管3，气体扰动减小，使气体能够均匀、稳定地混合。
41.在一个实施例中，参考说明书附图2-3，本实用新型提供的一种旁通回路混合器8，包括：内侧管3，变径接管2开口较大的一端与内侧管3连接，且变径接管2开口较小的一端为第一进气口；外套管402，套设在内侧管3的外部，外套管402和内侧管3之间靠近变径接管2的一侧通过外套侧板403连接，外套管402和内侧管3之间远离近变径接管2的一侧设置有喷嘴环401，外套管402、内侧管3、喷嘴环401和外套侧板403形成夹层400；旁通进气管500，旁通进气管500设置在外套管402上，旁通进气管500内的工质混合气进入夹层400后通过喷嘴环401进入内侧管3，并与变径接管2通入的主流道工质气体基于文丘里原理混合。旁通进气管500包括旁通直管501和旁通弯管502，旁通直管501垂直设置在外套管402上。旁通进气管500还包括旁通法兰503，旁通弯管502的一端与旁通法兰503连接。
42.旁通回路混合器8，还包括入口法兰1、出口法兰6，变径接管2第一进气口与入口法兰1连接，外套管402远离外套侧板403的一端设置有出口法兰6。变径接管2的直径从开口直径较小的一端向另一端均匀线性增加。喷嘴环401的侧面设置有若干个均匀分布并与夹层连通的喷气口。
43.参考说明书附图图2-3，具体地，本实施例旁通回路混合器8包括入口法兰1、变径接管2、内侧管3、夹层400、旁通进气管500、出口法兰6、外套管402。变径接管2有两个直径不同的开口，从变径接管2开口较小的一端到另一端直径均匀线性增大，直径较小的开口为第一进气口与入口法兰1连接，直径较大的开口与内侧管3连接。常温、常压的工质混合气由第一进气口进入变径接管2，经变径接管2膨胀后压强降低进入内侧管3。
44.需要特别指出的是，外套管402和内侧管3之间远离近变径接管2的一侧设置有喷嘴环401。外套管402远离喷嘴环401的一端通过外套侧板403连接外套管402，远离外套侧板403的开口设置有出口法兰6。由内侧管3、外套管402、喷嘴环401和外套侧板403组成夹层400。
45.旁通进气管500包括旁通直管501和旁通弯管502，旁通直管501垂直安装于外套管402上，旁通弯管502远离旁通直管501的一端设置有旁通法兰503。旁通进气管500内的高温、高压的工质混合气垂直进入夹层400内，其动能转化为稳定的势能储存在夹层400中，同时工质混合气能通过喷嘴环401均匀设置的喷孔进入内侧管3中，实现旁通进气管500内的工质混合气与经变径接管2降压处理的工质混合气充分、稳定的混合。
46.在一个实施例中，参考说明书附图图2-4，在上一实施例基础上，本实用新型旁通回路混合器8设置于涡轮增压器压气机系统。
47.涡轮增压器压气机系统包括：旁通回路混合器8、去压气机进气管9、旁通回路旁通管10和燃料混合器700。燃料混合器700沿变径接管2延伸方向设置有主进气管702，垂直方向连接有燃气进气管701。旁通回路混合器8设置有出口法兰6的一端与去压气机进气管9连接，设置有入口法兰1的一端与燃料混合器700连接，通过设置旁通法兰503与旁通回路旁通管10连接。
48.燃气从燃料进气管701进入燃料混合器700，空气通过主进气管702进入燃料混合器700。燃气和空气充分混合后进入变径接管2内，工质混合气体积不断膨胀，气流扰动减小，压强适当降低，被压气机抽吸在出口法兰6处形成一定的负压。旁通回路旁通管10内的高温、高压的工质混合气通过旁通进气管500垂直进入夹层400中，其动能转化为稳定的势能储存在夹层400中并通过喷嘴环401均匀布置的喷气口进入内侧管3中。在内侧管3中，燃
气、空气工质混合气和高温、高压的工质混合气充分、均匀混合。
49.在一个实施例中，在上一个实施例基础上，涡轮增压压气机系统用于发动机，经涡轮增压压气机系统处理的均匀、稳定的工质混合气经过压气机参与循环，进入发动机消耗做功，提高发动机性能。
50.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种旁通回路混合器，其特征在于，包括：内侧管；变径接管，所述变径接管开口较大的一端与所述内侧管连接，且所述变径接管开口较小的一端为第一进气口；外套管，套设在所述内侧管的外部，所述外套管和所述内侧管之间靠近所述变径接管的一侧通过外套侧板连接，所述外套管和所述内侧管之间远离近所述变径接管的一侧设置有喷嘴环，所述外套管、所述内侧管、所述喷嘴环和所述外套侧板形成夹层；旁通进气管，所述旁通进气管设置在外套管上，所述旁通进气管内的工质混合气进入所述夹层后通过所述喷嘴环进入所述内侧管，并与所述变径接管通入的主流道工质混合气基于文丘里原理混合。2.根据权利要求1所述的旁通回路混合器，其特征在于，所述旁通进气管包括旁通直管和旁通弯管，所述旁通直管与所述外套管连接。3.根据权利要求2所述的旁通回路混合器，其特征在于，所述旁通直管垂直设置在所述外套管上。4.根据权利要求3所述的旁通回路混合器，其特征在于，还包括旁通法兰，所述旁通弯管的一端与旁通法兰连接。5.根据权利要求1所述的旁通回路混合器，其特征在于，还包括入口法兰、出口法兰，所述变径接管的第一进气口与所述入口法兰连接，所述外套管远离所述外套侧板的一端设置有所述出口法兰。6.根据权利要求1-5任一所述的旁通回路混合器，其特征在于，所述变径接管的直径从开口直径较小的一端向另一端均匀线性增加。7.根据权利要求6所述的旁通回路混合器，其特征在于，所述喷嘴环的侧面设置有若干个均匀分布并与所述夹层连通的喷气口。8.一种涡轮增压器压气机系统，其特征在于，包括：权利要求1-7任一所述的旁通回路混合器，还包括：去压气机进气管，所述去压进气管通过所述出口法兰与所述外套管远离变径接管的一端连接；燃气混合器，所述燃气混合器与所述变径接管设置有所述入口法兰的一端连接；旁通回路旁通管，所述旁通回路旁通管通过所述旁通法兰与所述旁通弯管连接。9.根据权利要求8所述的涡轮增压器压气机系统，其特征在于，所述燃气混合器沿所述变径接管延伸方向和垂直方向分别设置有主进气管和燃气进气管。10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求8或9所述的涡轮增压器压气机系统。

技术总结
一种旁通回路混合器、涡轮增压器压气机系统及发动机，包括：内侧管，变径接管，所述变径接管开口较大的一端与内侧管连接，所述变径接管开口较小的一端为第一进气口；外套管，套设在所述内侧管外部，所述外套管和所述内侧管之间靠近所述变径接管的一侧通过外套侧板连接，所述外套管和所述内侧管之间远离近所述变径接管的一侧设置有喷嘴环，所述外套管、所述内侧管、所述喷嘴环和所述外套侧板形成夹层；旁通进气管，所述旁通进气管设置在外套管上，所述旁通进气管内的工质混合气进入所述夹层后通过所述喷嘴环进入所述内侧管，与变径接管通入的工质混合气基于文丘里原理混合，便于气体均匀、稳定混合，提高系统的稳定性和发动机的性能。性能。性能。


技术研发人员：祝国强 房志阳 周启金
受保护的技术使用者：上海齐耀动力技术有限公司
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/6/8