一種增壓柴油機復合相繼增壓結構及其增壓方法技術

本發明專利技術的目的在于提供一種增壓柴油機復合相繼增壓結構及其增壓方法，包括A列氣缸、B列氣缸、第一渦輪增壓器、第二渦輪增壓器，在第一渦輪和排氣連通管之間的A列排氣管上安裝基本三通閥，基本三通閥的第一通道連接排氣連通管，基本三通閥的第二通道連接第一渦輪，基本三通閥的第三通道連接進排氣旁通管，在第二壓氣機和進氣連通管之間的B列進氣管上安裝受控三通閥，受控三通閥的第一通道連接進氣連通管，受控三通閥的第二通道連接第二壓氣機，受控三通閥的第三通道連接進排氣旁通管。本發明專利技術有效提高了渦輪增壓器的流量范圍和工作效率，能夠滿足不同工況下柴油機的運行特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的是一種增壓柴油機增壓結構及其增壓方法。
技術介紹
隨著船舶增壓柴油機的增壓程度越來越高，渦輪增壓器與柴油機之間匹配也越來越困難，難以同時滿足柴油機低中高工況的要求，并且增壓壓力越高，匹配問題就越突出。為了解決增壓器與柴油機之間的匹配問題，目前采取了多種增壓系統，如相繼增壓系統、二級增壓系統、進排氣旁通增壓以及高工況放氣增壓等。其中，相繼增壓系統是七十年代有MTU公司首先采用的新技術，它的基本原理是采用多個渦輪增壓器，隨著發動機轉速和負荷的增加，按次序地投入運行，從而保證渦輪增壓器始終工作在高效率區，獲得良好的低速大扭矩性能。當相繼增壓系統中兩個或者兩個以上渦輪增壓器大小不同時，則衍生出了大小渦輪增壓器順序增壓系統，其基本工作原理與相繼增壓是相同的。進排氣旁通增壓系統是將來自增壓器的一部分增壓空氣不經過氣缸，直接進入到渦輪內，使進入到渦輪內的流量、能量增加，渦輪的效率也隨之提高，從而使增壓壓力提高、防止部分負荷壓氣機喘振，同時降低排氣溫度。因此，考慮充分利用各增壓系統的優點，將多個增壓系統有機融合在一起，從而充分擴大渦輪的當量流通面積的變化范圍，進一步改善高增壓柴油機全工況范圍內的運行性能。目前已公開的專利中，如申請號：200510025774.0的專利“大小渦輪增壓器串并聯可調高增壓系統”中通過4個控制閥及相應旁通管路，實現了單級渦輪增壓、相繼渦輪增壓和兩級渦輪增壓。如申請號為：201310277421.4的專利“多模式大小渦輪增壓器柴油機順序增壓結構”通過設置6個控制閥來實現非增壓模式、小渦輪增壓器模式、大渦輪增壓器模式以及大小渦輪增壓器模式的切換。但是上述兩個專利所述技術方案中不涉及進排氣旁通增壓模式。再如申請號：“200710144757.9”的專利“可調相繼復合渦輪增壓系統”中記載的通過設置4個控制閥實現單臺渦輪增壓、兩臺并聯渦輪增壓、進排氣旁通渦輪增壓、高工況放氣渦輪增壓之間的切換，擴大了增壓柴油機的運行范圍，但是該技術方案中的單渦輪增壓旨在針對大小相同的兩個渦輪增壓器，無法分別實現大小渦輪增壓器的單渦輪增壓模式。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供能夠實現單渦輪增壓模式、雙渦輪并聯增壓模式以及進排氣旁通增壓模式的一種增壓柴油機復合相繼增壓結構及其增壓方法。本專利技術的目的是這樣實現的：本專利技術一種增壓柴油機復合相繼增壓結構，其特征是：包括A列氣缸、B列氣缸、第一渦輪增壓器、第二渦輪增壓器，第一渦輪增壓器包括同軸的第一壓氣機和第一渦輪，第二渦輪增壓器包括同軸的第二壓氣機和第二渦輪，第一壓氣機通過A列進氣管連接A列氣缸，第一渦輪通過A列排氣管連接A列氣缸，第二壓氣機通過B列進氣管連接B列氣缸，第二渦輪通過B列排氣管連接B列氣缸，A列進氣管和B列進氣管通過進氣連通管相通，A列排氣管和B列排氣管通過排氣連通管相通，在第一渦輪和排氣連通管之間的A列排氣管上安裝基本三通閥，基本三通閥的第一通道連接排氣連通管，基本三通閥的第二通道連接第一渦輪，基本三通閥的第三通道連接進排氣旁通管，在第二壓氣機和進氣連通管之間的B列進氣管上安裝受控三通閥，受控三通閥的第一通道連接進氣連通管，受控三通閥的第二通道連接第二壓氣機，受控三通閥的第三通道連接進排氣旁通管。本專利技術一種增壓柴油機復合相繼增壓結構還可以包括：1、A列進氣管上安裝A列中冷器，B列進氣管上安裝B列中冷器，第二渦輪與排氣連通管之間的B列排氣管上安裝燃氣閥。本專利技術一種增壓柴油機復合相繼增壓方法，其特征是：采用如下增壓結構：包括A列氣缸、B列氣缸、第一渦輪增壓器、第二渦輪增壓器，第一渦輪增壓器包括同軸的第一壓氣機和第一渦輪，第二渦輪增壓器包括同軸的第二壓氣機和第二渦輪，第一壓氣機通過A列進氣管連接A列氣缸，第一渦輪通過A列排氣管連接A列氣缸，第二壓氣機通過B列進氣管連接B列氣缸，第二渦輪通過B列排氣管連接B列氣缸，A列進氣管和B列進氣管通過進氣連通管相通，A列排氣管和B列排氣管通過排氣連通管相通，在第一渦輪和排氣連通管之間的A列排氣管上安裝基本三通閥，基本三通閥的第一通道連接排氣連通管，基本三通閥的第二通道連接第一渦輪，基本三通閥的第三通道連接進排氣旁通管，在第二壓氣機和進氣連通管之間的B列進氣管上安裝受控三通閥，受控三通閥的第一通道連接進氣連通管，受控三通閥的第二通道連接第二壓氣機，受控三通閥的第三通道連接進排氣旁通管；A列進氣管上安裝A列中冷器，B列進氣管上安裝B列中冷器，第二渦輪與排氣連通管之間的B列排氣管上安裝燃氣閥；(1)柴油機處于低工況時：打開基本三通閥的第一通道和第二通道，保持基本三通閥的第三通道關閉，關閉受控三通閥的第一通道，關閉燃氣閥；柴油機排氣由排氣連通管匯入A列排氣管，經由基本三通閥的第一通道-第二通道間路徑流入第一渦輪，完成膨脹做功之后排入大氣；空氣由第一壓氣機入口進入，通過進氣連通管分別進入A、B列氣缸參與燃燒，此時有且僅有第一渦輪增壓器投入工作；以上即為單渦輪增壓工作模式；(2)當柴油機處于中等工況時：同時打開基本三通球閥所有通道，同時打開受控三通閥所有通道，第一渦輪增壓器和第二渦輪增壓器均投入工作，并且A列進氣管中的部分增壓空氣通過受控三通閥的第三通道進入進排氣旁通管，經由基本三通閥的第三通道進入A列排氣管中，最后分別進入第一渦輪和第二渦輪，上述即進排氣旁通增壓模式；(3)柴油機處于高工況時：打開基本三通閥的第一通道和第二通道，保持基本三通閥的第三通道關閉，打開燃氣閥，延遲打開受控三通閥的第一通道和第二通道，保持受控三通閥的第三通道關閉；柴油機排氣通過A列排氣管，流經基本三通閥的第一通道-第二通道間路徑進入第一渦輪，帶動第一壓氣機工作，之后排入大氣；柴油機排氣通過B列排氣管，流經燃氣閥之后進入第二渦輪，帶動第二壓氣機工作，之后排入大氣；空氣分別由第一壓氣機和第二壓氣機進入，第一壓氣機出口的壓縮空氣，通過進氣連通管分別進入A、B列氣缸參與燃燒；第二壓氣機出口的壓縮空氣，經由受控三通閥第二通道-第一通道間路徑，通過進氣連通管分別進入A、B列氣缸參與燃燒，此時第一、二渦輪增壓器均投入工作，即雙渦輪并聯增壓工作模式。本專利技術的優勢在于：在傳統相繼增壓系統結構的基礎上，對結構進行部分改進，通過兩個三通閥的靈活控制，可以分別實現單渦輪增壓模式、雙渦輪并聯增壓模式以及進排氣旁通增壓模式，有效提高了渦輪增壓器的流量范圍和工作效率，能夠本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種增壓柴油機復合相繼增壓結構，其特征是：包括A列氣缸、B列氣缸、第一渦輪增壓器、第二渦輪增壓器，第一渦輪增壓器包括同軸的第一壓氣機和第一渦輪，第二渦輪增壓器包括同軸的第二壓氣機和第二渦輪，第一壓氣機通過A列進氣管連接A列氣缸，第一渦輪通過A列排氣管連接A列氣缸，第二壓氣機通過B列進氣管連接B列氣缸，第二渦輪通過B列排氣管連接B列氣缸，A列進氣管和B列進氣管通過進氣連通管相通，A列排氣管和B列排氣管通過排氣連通管相通，在第一渦輪和排氣連通管之間的A列排氣管上安裝基本三通閥，基本三通閥的第一通道連接排氣連通管，基本三通閥的第二通道連接第一渦輪，基本三通閥的第三通道連接進排氣旁通管，在第二壓氣機和進氣連通管之間的B列進氣管上安裝受控三通閥，受控三通閥的第一通道連接進氣連通管，受控三通閥的第二通道連接第二壓氣機，受控三通閥的第三通道連接進排氣旁通管。

【技術特征摘要】
1.一種增壓柴油機復合相繼增壓結構，其特征是：包括A列氣缸、B列氣
缸、第一渦輪增壓器、第二渦輪增壓器，第一渦輪增壓器包括同軸的第一壓氣
機和第一渦輪，第二渦輪增壓器包括同軸的第二壓氣機和第二渦輪，第一壓氣
機通過A列進氣管連接A列氣缸，第一渦輪通過A列排氣管連接A列氣缸，第
二壓氣機通過B列進氣管連接B列氣缸，第二渦輪通過B列排氣管連接B列氣
缸，A列進氣管和B列進氣管通過進氣連通管相通，A列排氣管和B列排氣管通
過排氣連通管相通，在第一渦輪和排氣連通管之間的A列排氣管上安裝基本三
通閥，基本三通閥的第一通道連接排氣連通管，基本三通閥的第二通道連接第
一渦輪，基本三通閥的第三通道連接進排氣旁通管，在第二壓氣機和進氣連通
管之間的B列進氣管上安裝受控三通閥，受控三通閥的第一通道連接進氣連通
管，受控三通閥的第二通道連接第二壓氣機，受控三通閥的第三通道連接進排
氣旁通管。
2.根據權利要求1所述的一種增壓柴油機復合相繼增壓結構，其特征是：
A列進氣管上安裝A列中冷器，B列進氣管上安裝B列中冷器，第二渦輪與排氣
連通管之間的B列排氣管上安裝燃氣閥。
3.一種增壓柴油機復合相繼增壓方法，其特征是：采用如下增壓結構：
包括A列氣缸、B列氣缸、第一渦輪增壓器、第二渦輪增壓器，第一渦輪
增壓器包括同軸的第一壓氣機和第一渦輪，第二渦輪增壓器包括同軸的第二壓
氣機和第二渦輪，第一壓氣機通過A列進氣管連接A列氣缸，第一渦輪通過A
列排氣管連接A列氣缸，第二壓氣機通過B列進氣管連接B列氣缸，第二渦輪
通過B列排氣管連接B列氣缸，A列進氣管和B列進氣管通過進氣連通管相通，
A列排氣管和B列排氣管通過排氣連通管相通，在第一渦輪和排氣連通管之間
的A列排氣管上安裝基本三通閥，基本三通閥的第一通道連接排氣連通管，基
本三通閥的第二通道連接第一渦輪，基本三通閥的第三通道連接進排氣旁通管，
在第二壓氣機和進氣連通管之間的B列進氣管上安裝受控...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王銀燕，祖象歡，崔欣潔，杜興華，楊傳雷，李旭，宋貴濤，馬傳杰，王賀春，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23