发动机及具有该发动机的船舶的制作方法

本实用新型涉及发动机领域，更具体地，涉及一种发动机及具有该发动机的船舶。

背景技术：

涡轮增压发动机由于拥有比普通发动机更大的功率和更少的有害气体排放，已成为目前发电机组、大型车辆、作业机械及船舶的动力核心，在中小型车上也正在得到推广运用。

涡轮增压发动机主要包括发动机组、涡轮增压器、中冷器等部件。其中发动机组具有框架型发动机机体、安装于发动机机体上的曲轴箱，安装于或者形成于发动机机体内的气缸，以及进气管、排气管等附件。涡轮增压器具有通过中间轴连接在一起涡轮部和压缩部，其中涡轮部的排气入口用于和发动机的排气管连接，压缩部的空气出口用于和中冷器的气体入口连接。中冷器安装于发动机机体上，其气体出口用于和发动机的进气管连接，以向各气缸输送降温后的压缩空气。

现有技术的直列式涡轮增压发动机中，涡轮增压器和中冷器的典型布置结构是：涡轮增压器和中冷器基本上沿与气缸轴线方向平行的方向、依次地布置于发动机机体的同一端侧，也即，涡轮增压器和中冷器在沿发动机机体的长度方向上大部分相重合。涡轮增压器的排气入口朝向发动机机体，空气出口背向发动机机体，排气入口与空气出口在周向上相差大约180度。中冷器的气体入口背向发动机机体，中冷器的气体出口朝向发动机机体。

上述的典型布置结构，为使从涡轮增压器的空气出口流出的压缩空气能够经过中冷器降温后再提供给涡轮增压发动机，涡轮增压器的空气出口和中冷器的气体入口之间需要通过180度转弯的U型管道连接，从涡轮增压器的空气出口流出的压缩空气相当于以急转弯的方式进入到中冷器内，这导致压缩空气在进入中冷器前即损失了较大的压力，会对涡轮增压发动机的响应速度产生不利影响。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种发动机，以改善现有技术的直列式涡轮增压发动机中压缩空气从涡轮增压器流向中冷器的过程中产生的压力损失问题。本实用新型还提供了一种船舶。

本实用新型的一个方面，提供了一种发动机，包括：发动机机体；涡轮增压器，涡轮增压器具有涡轮部和压缩部，涡轮部具有用于和发动机排气管连接的排气入口，压缩部具有用于供应压缩气体的空气出口；中冷器，中冷器安装于发动机机体上，并具有用于接收压缩气体的中冷器入口，中冷器入口与空气出口通过管道连通，压缩部与中冷器在沿发动机机体的长度方向上相隔预定距离，压缩部的空气出口布置在涡轮增压器的靠近发动机机体的一侧。

进一步地，压缩部的空气出口朝向中冷器，中冷器入口开设在中冷器的面对压缩部的壁体上。

进一步地，涡轮增压器位于发动机机体的一个端壁的外侧，中冷器安装于发动机机体的一个侧壁上并靠近涡轮增压器设置。

进一步地，侧壁上形成有用于安装中冷器的凹台，中冷器安装在凹台上。

进一步地，中冷器包括中冷器本体和中冷器盖体，中冷器本体安装于侧壁上，中冷器盖体盖设于中冷器本体的背离侧壁的一侧上；中冷器盖体具有楔形导流腔，中冷器入口设置于中冷器盖体上。

进一步地，涡轮增压器的旋转轴线相对于端壁倾斜布置，使压缩部相对于涡轮部更加远离端壁。

进一步地，管道包括直线部和弯曲部，直线部的一端适于与涡轮增压器的空气出口接合，另一端与弯曲部相连；弯曲部具有小于90度的弯曲角度并适于与中冷器入口相接合。

进一步地，涡轮增压器的旋转轴线水平布置，管道通过波纹管法兰与空气出口连接。

进一步地，发动机为直列式涡轮增压发动机，并且包括至少四个气缸。

本实用新型的另一个方面，提供了一种船舶，设置有上述的发动机。

本实用新型提供的发动机，采用了将压缩部与中冷器在沿发动机机体的长度方向上相隔预定距离，压缩部的空气出口布置在涡轮增压器的靠近发动机机体的一侧的技术方案，可以理解，此时中冷器的用于接收压缩空气的中冷器入口可以有多种设置方式，都能使连通空气出口与中冷器入口的管道可以不用采用大的弯曲弧度设计，也就避免了压缩空气在管道内由于急转弯所造成的压力损失，从而有利于提高涡轮增压发动机的响应速度。

附图说明

下文将参考附图进一步描述本实用新型的实施例，在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的发动机的俯视结构，该图中未示出发动机排气管；

图2示出了图1的局部立体结构；以及，

图3示出了本实用新型实施例提供的发动机的结构。

具体实施方式

参见图1至图3，示出了本实用新型实施例提供的发动机的结构。

该发动机包括发动机机体3、涡轮增压器1和中冷器2等部件。其中，涡轮增压器1具有通过中间轴连接的涡轮部11和压缩部12，涡轮部11具有用于和发动机排气管35连接的排气入口110，压缩部12具有用于供应压缩气体的空气出口120。可以理解，排气入口110用于接收发动机排气管35排出的高温废气，空气出口120用于输出经压缩部12压缩后的空气。中冷器2通过法兰连接的方式安装于发动机机体3上，并具有用于吸入压缩气体的中冷器入口21和用于与发动机进气管连接的中冷器出口。

由图中可以看出，涡轮增压器1的压缩部12与中冷器2在沿发动机机体3的长度方向上相隔预定距离，且压缩部12的空气出口120布置在涡轮增压器1的靠近发动机机体3的一侧。可以理解，此时中冷器2的用于接收压缩空气的中冷器入口21可以有多种设置方式，都能使连通空气出口120与中冷器入口21的管道4可以不用采用大的弯曲弧度设计。这样，相对于现有技术中涡轮增压器和中冷器基本上沿与气缸轴线方向平行的方向、依次布置于发动机机体的同一端侧的布置方式来说，通过拉开涡轮增压器1与中冷器2在沿发动机机体3长度方向上的距离，并相应改进空气出口120和中冷器入口21的设置位置，使得连通空气出口120与中冷器入口21的管道4可以不用采用大的弯曲弧度设计，也就避免了压缩空气在管道4内由于急转弯所造成的压力损失，从而有利于提高涡轮增压发动机的响应速度。需要指出的是，结合已知技术可知，发动机可以包括安装于发动机机体3上的曲轴箱(图1中未示出)，曲轴被支承在曲轴箱内，发动机机体3的长度方向与曲轴的长度方向相平行。

再来参见图1，本实施例中示出了空气出口120和中冷器入口21的优选设置方式。具体地，压缩部12的空气出口120朝向中冷器2，使得空气出口120与涡轮增压器1的旋转轴线相比更靠近中冷器2；中冷器入口21开设在中冷器2的面对压缩部12的壁体上。可以理解，这种设置方式有利于降低管道4的弯曲角度，进一步降低压缩空气在管道4内流动时可能发生的压力损失。

再来结合参考图1至图3，该发动机机体3优选地为直列式涡轮增压发动机的机体，其包括：两个相对设置的端壁311和312，连接在两个端壁311和312之间并相对设置的两个侧壁321和322，以及盖设在两个端壁311和312、两个侧壁321和322上方的顶壁33。发动机机体3的下部安装有前述的曲轴箱。本实施例中，发动机机体3上具有六个可以安装气缸的孔30。优选地，涡轮增压器1位于端壁311的外侧，中冷器2安装于侧壁321上并靠近涡轮增压器1设置，这样一方面可以避免使涡轮增压器1、中冷器2离发动机排气管35、发动机进气管过远，造成气体流通路径过长所带来的不良影响，另一方面还可以有效降低涡轮增压发动机的整体长度。本领域技术人员可以理解，当中冷器2安装于侧壁321上时，只需要对发动机进气管的结构做出适当改变，即可容易地使中冷器2的中冷器出口与发动机进气管连接，进而向发动机气缸供给降温后的压缩空气。

图1和图2中还示出了中冷器2壳体的一种优选构造，中冷器2包括中冷器本体22和中冷器盖体23，中冷器本体22以法兰连接的方式安装于侧壁321上，中冷器盖体23盖设于中冷器本体22的背离侧壁321的一侧上，中冷器盖体23与中冷器本体22的连接也可以是法兰连接。中冷器盖体23具有楔形导流腔，可以理解，楔形导流腔沿背离涡轮增压器1的方向逐渐变小，中冷器入口21设置于中冷器盖体23上。由图3中的气流方向可以看出，采用该种中冷器壳体构造，虽然气流从空气出口120进入发动机进气管的过程仍有弯曲，但是弯曲程度也远小于现有技术的180度转弯，能够有效改善压缩空气的压力损失。而且采用该种中冷器结构，容易制造和组装，有助于降低成本。

优选地，由图1和图2中可以看出，在用于安装中冷器2的侧壁321上形成有凹台320，中冷器2安装在凹台320上，这样，通过图1可以看出，通过对发动机机体3结构进行进一步的优化，可以进一步降低发动机的宽度尺寸。

优选地，涡轮增压器1的旋转轴线相对于端壁311倾斜布置，使压缩部12相对于涡轮部11更加远离端壁311。可以理解，涡轮增压器1的旋转轴线与连接在涡轮部11和压缩部12之间的中间轴的轴线重合。该种设计，有助于在保证压缩部12与中冷器2之间隔开预定距离的同时，避免涡轮部11与端壁311因距离增大所造成的排气管35长度过度增长的问题。优选地，涡轮增压器1的旋转轴线水平地布置，以降低涡轮增压器1的安装难度。

由图2中还可以看出，管道4优选地通过波纹管法兰41与空气出口120连接。通过设置波纹管法兰41，一方面可以补偿安装误差，使得组装操作更容易，另一方面，波纹管法兰41可以吸收零件因温度变化产生的热位移，并能吸收零件因震动所产生的震动位移，保证连接部位不会因热胀冷缩或震动而损坏，使发动机的结构更稳定。

由图2中还可以看出，本实施例中空气出口120高于中冷器入口21，且空气出口120倾斜地朝向中冷器入口，针对于此种情况，本实施例提供的发动机还对管道4的结构进行了进一步的优化，以进一步地改善压缩气体的流动。具体地，该管道4进一步地包括直线部和弯曲部，该直线部与弯曲部优选地为一体式结构，其中，直线部的一端适于与涡轮增压器的空气出口120接合，直线部的另一端与弯曲部相连；弯曲部具有小于90度的弯曲角度并适于与中冷器入口21相接合。

本实用新型实施例还提供了一种应用有该发动机的船舶。当然，该发动机还可以应用于发电机组、大型车辆、作业机械等领域。因本实用新型实施例提供的发动机可以达到上述技术效果，因此应用有该发动机的船舶等设备也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。

工业实用性

综上所述，本实用新型实施例提供的发动机，通过拉开涡轮增压器1与中冷器2在沿发动机机体3长度方向上的距离，并相应改进空气出口120和中冷器入口21的设置位置，使得连通空气出口120与中冷器入口21的管道4可以避免采用大的弯曲弧度设计，也就避免了压缩空气在管道4内由于急转弯所造成的压力损失，从而有利于提高涡轮增压发动机的响应速度。

需要说明的是，虽然上述实施例中该发动机以应用于直列式涡轮增压发动机进行详细说明，本领域技术人员可以理解，通过合理的结构改变，该发动机也可以应用于W型、V型等涡轮增压发动机上。另外，涡轮增压发动机可以包括至少四个气缸，例如本实施例中，发动机机体3上具有六个可以安装气缸的孔30，可以安装六个气缸。

可以理解的是，本实用新型的以上各实施例仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施例，本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为处于本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书的语言表述的含义及其等同含义所限定。