(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210772439.0 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 吴晗　王皓菡　曹智焜　谢亮　 罗庆贺　孙柏刚　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 张利萍 (51)Int.Cl. F02M 35/104(2006.01) F02M 35/10(2006.01) F01N 13/10(2010.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种重型天然气发动机降排温方法 (57)摘要 本发明公开了一种重型天然气发动机降排 温方法， 包括： 基于发动机的A、 B两侧进气流量对 进气管进行优化、 基于A、 B两侧进气流量波动对 排气管进行优化， 改变中间进气管 Ⅱ的两根管道 之间的夹角β和排气弯管的弯度， 对进气管和排 气管联合优化。 本发明突破了传统改善发动机燃 烧的降排 温的做法， 为降低发动机的排温提出了 新的解决方法； 且从结果来说， 本发明可 以有效 改善进气不均匀性， 降低排气压力， 使进气均匀 和排气顺畅， 提升发动机的综合做功能力， 从进 气和排气方面有效降低重型天然气发动机的排 气温度。 权利要求书1页 说明书6页 附图7页 CN 115126633 A 2022.09.30 CN 115126633 A 1.一种重型天然气发动机降排温方法， 其特 征在于， 包括： 基于重型天然气发动 机原机模型， 获取发动 机的A、 B两侧进气流量和发动 机的A、 B两侧 进气流量波动； 对进气管的优化： 当所述A、 B两侧进气流量不同时， 设置中间进气管II和总进气管II； 其中， 中间进气管 Ⅱ包括两根管道， 两根管道的一端汇集后与总进气管 Ⅱ连接， 两根管道的 另一端分别与 A侧和B侧的气缸进气管 Ⅱ一一对应连接， 总进气管 Ⅱ的延长线位于两根管道 之间； 对排气管的优化： 当最大的进气流量波动大于设定的阈值时， 采用非脉冲排气管， 且排 气弯管的弯度在90 °～180°之间； 在0°到180度之间改变中间进气管 Ⅱ的两根管道之间的夹角β， 得到两个以上进气优化 效果好的进气管结构； 在90 °～180°之间选取排气弯管的弯度， 得到两个以上排气优化效果 好的排气管结构； 将上述过程中获取的进气管结构和排气管结构一一组合， 建立新机模型， 获取每一种组合方式的排温， 选取排温最低的对应的进气结构和排气结构作为优化后的重 型天然气发动机结构。 2.如权利要求1所述一种重型天然气发动机降排温方法， 其特征在于， 中间进气管 Ⅱ的 所述两根管道的孔径一 致， 两根管道分别与总进气管 Ⅱ形成的角度γ和 α相等。 3.如权利要求2所述一种重型天然气发动机降排温方法， 其特征在于， 中间进气管 Ⅱ为 “V”形结构；“V”形结构的顶点与总进气管 Ⅱ连接，“V”形结构的两端分别与 A侧和B侧的气缸 进气管Ⅱ一一对应连接 。 4.如权利要求1所述一种重型天然气发动机降排温方法， 其特征在于， 中间进气管 Ⅱ的 所述两根管道之间的夹角 β 在0 °到180°之间选取。 5.如权利要求2所述一种重型天然气发动机降排温方法， 其特征在于， 所述非脉冲排气 管为： 一个排气 中心管Ⅱ上连接有四个排气歧管， 排气 中心管Ⅱ的排气出 口处设置有一个 法兰盘A， 用于与排气弯管的进口法兰盘连接 。 6.如权利要求1 ‑5任意一项所述一种重型天然气发动机降排温方法， 其特征在于， 在 设 置非脉冲排气弯管的角度时， 将非脉冲排气弯管进口一端的第一个切向圆的角度设置在 90°～180°之间。 7.如权利要求1 ‑5任意一项所述一种重型天然气发动机降排温方法， 其特征在于， 通过 改变排气弯管的出口法兰盘与进口法兰盘之间的水平 距离， 从而确定排气弯管的弯度。 8.如权利要求1所述一种重型天然气发动机降排温方法， 其特征在于， 所述重型天然气 发动机模型 的获得方法为： 获取重型天然气发动机的数据， 具体获取重型天然气发动机额 定扭矩下的进气管和排气管的尺寸、 进气和排气的方式； 基于重型天然气发动机的数据， 用 GT‑Power软件建立原机模型。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115126633 A 2一种重型天然气发动机降排温方 法 技术领域 [0001]本发明属于重型天然气发动机技术领域， 具体涉及一种重型天然气发动机降排温 方法。 背景技术 [0002]重型天然气发动机是燃气发动机的一种， 排气温度(即排温)会影响重型天然气发 动机的动力性、 经济性和排放能， 若发动机排 温过高， 则会对于发动机以及相关动力系统产 生不利影响， 因此发动机的排温是一项非常重要的性能参数。 [0003]目前， 限制发动机 的排温的通常做法是改善发动机 的燃烧， 但是忽 略了在发动机 进气排气方面， 进气的均匀与否和排气的顺畅与否也是影响发动机排温的重要因素， 其中， 进气管和排气管的结构是影响进气的均匀与否和排气的顺畅与否的重要因素。 [0004]在进气方面， 重型天然气发动机采用不均匀进气的方式， 参见附图1， 进气管的结 构为： 重型天然气发动机设置有A侧和B侧两排气缸(每排4个气缸)， A侧的气缸进气管 Ⅰ12的 端部与总进气管 Ⅰ10呈直角连接， 中间进气管 Ⅰ11的一端与总进气管 Ⅰ10同轴连接， B侧的气 缸进气管 Ⅰ12的端部与中间进气管 Ⅰ11的另一端 呈直角连接， 气体从总进气管 Ⅰ10进入后， 经 由A侧的气缸进气管 Ⅰ12的端部进入A侧的气缸进气管 Ⅰ12， 经由中间进气管 Ⅰ11和B侧的气缸 进气管Ⅰ12的端部进入B侧的气缸进气管 Ⅰ12； [0005]在排气方面， 参见附图2 ‑4， 重型天然气发动机采用脉冲排气管， 即参见附图2， 排 气管包括两个排气中心管 Ⅰ20,在两个排气中心管 Ⅰ20的排气出口处设置有一个法兰盘A， 排 气弯管的进口法兰盘与法兰盘A相连， 其中， 排气弯管包括A侧排气弯管 Ⅰ13和B侧排气弯管 Ⅰ 19， A侧排气弯管 Ⅰ13有几乎90 °的弯度θ， B侧排气弯管 Ⅰ19由于周围部件的限制， 与A侧的脉 冲排气管不相同， B侧排气弯管 Ⅰ19的弯度小于90 °。 [0006]在实际适用中， 上述进气管和排气管的结构不能满足降低排气温度的需求。 发明内容 [0007]有鉴于此， 本发明提供了一种一种重型天然气发动机降排温方法， 通过对重型天 然气发动机的进气管和排气管进行优化， 实现发动机排气温度的降低。 [0008]本发明是通过 下述技术方案实现的： [0009]一种重型天然气发动机降排温方法， 包括： [0010]基于重型天然气发动机原机模型， 获取发动机的A、 B 两侧进气 流量和发动机的A、 B 两侧进气流 量波动； [0011]对进气管的优化： 当所述A、 B 两侧进气 流量不同时， 设置中间进气管II和总进气管 II； 其中， 中间进气管 Ⅱ包括两根管道， 两根管道的一端汇集后与总进气管 Ⅱ连接， 两根管 道的另一端分别与A侧和B侧的气缸进气管 Ⅱ一一对应连接， 总进气管 Ⅱ的延长线位于两根 管道之间； [0012]对排气管的优化： 当最大的进气流量波动大于设定的阈值时， 采用非脉冲排气管，说　明　书 1/6 页 3 CN 115126633 A 3