帶有低壓排氣再循環的單渦雙壓渦輪增壓系統技術方案

一種內燃機技術領域的帶有低壓排氣再循環的單渦雙壓渦輪增壓系統，包括：進氣管、進氣總管、發動機、排氣管、排氣總管、渦輪、第一壓氣機、第二壓氣機、連接軸、連接管和控制閥，第一壓氣機、第二壓氣機、渦輪通過連接軸同軸相連，第一控制閥安裝在第一壓氣機進氣管上，第二控制閥安裝在第二壓氣機進氣管上，第三控制閥安裝在連接管上，第四控制閥安裝在第一壓氣機出氣管上，低壓控制閥安裝在低壓連接管上。通過調節不同控制閥的開啟和關閉，可以實現單壓氣機、雙壓氣機并聯、雙壓氣機串聯三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環。本實用新型專利技術設計合理，控制策略簡單，適用于各種氣缸數的渦輪增壓系統。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及的是一種內燃機領域的渦輪增壓系統，特別是一種可以實現壓氣機串并聯工作的帶有低壓排氣再循環的單渦雙壓渦輪增壓系統。
技術介紹
面對日趨嚴峻的環境和能源危機，提高功率密度，降低油耗和減少排放成為內燃機發展的主要方向。渦輪增壓不僅是強化內燃機的最有效手段，而且同時實現降低油耗和減少排放的目的，已經成為現代內燃機技術一項不可或缺的技術手段。但是，受渦輪增壓器壓氣機流動特性的影響，對于傳統的單渦單壓系統，壓氣機只能在比較窄的高效率區工作，限制了渦輪增壓技術的大范圍推廣。如果發動機需要運行高壓比工況，單級渦輪增壓系統也很難滿足要求，往往需要通過復雜的兩級增壓系統來實現。經過對現有技術文獻的檢索發現，中國專利申請號200510025774. 0，專利名稱大小渦輪增壓串并聯可調高增壓系統，該專利技術在具體實施方案中，通過旁通實現單級渦輪增壓，相繼渦輪增壓和兩級渦輪增壓，使渦輪當量流通面積的變化范圍更廣；但是壓氣機的流量范圍就受到了限制。中國專利申請號200710144757. 8，專利名稱可調相繼負荷渦輪增壓系統，該專利技術在具體實施方案中，通過旁通方法實現單臺渦輪增壓，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，擴大了渦輪增壓柴油機的運行范圍，提高了全工況范圍內的渦輪增壓柴油機性能；但是此專利技術也無法調節渦輪和壓氣機之間的匹配關系。
技術實現思路
本技術針對上述現有技術的不足，提供了一種帶有低壓排氣再循環的單渦雙壓渦輪增壓系統，使其不但可以調節壓氣機的流量范圍，還能實現單壓氣機、雙壓氣機并聯、雙壓氣機串聯三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環。本技術是通過以下技術方案來實現的，本技術包括進氣管、中冷器、進氣總管、發動機、排氣總管、潤輪、排氣管、第一壓氣機進氣管、第二壓氣機進氣管、第一壓氣機、第二壓氣機、連接軸、第一壓氣機出氣管、第二壓氣機出氣管、連接管、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、低壓連接管、低壓控制閥和低壓中冷器，中冷器安裝在進氣總管上，進氣總管的出氣口與發動機的進氣口相連，發動機的出氣口與排氣總管的進氣口相連，排氣總管的出氣口與渦輪的進氣口相連，渦輪的出氣口與排氣管的進氣口相連，第一壓氣機進氣管的進氣口、第二壓氣機進氣管的進氣口均與進氣管的出氣口相連，第一壓氣機的進出氣口分別與第一壓氣機進氣管的出氣口、第一壓氣機出氣管的進氣口相連，第二壓氣機的進出氣口分別與第二壓氣機進氣管的出氣口、第二壓氣機出氣管的進氣口相連，第一壓氣機出氣管的出氣口、第二壓氣機出氣管的出氣口均與進氣總管的進氣口相連，第一壓氣機、 第二壓氣機、渦輪通過連接軸同軸相連，連接管安裝在第一壓氣機出氣管與第二壓氣機進氣管之間，第一控制閥安裝在第一壓氣機進氣管上，第二控制閥安裝在第二壓氣機進氣管上，第三控制閥安裝在連接管上，第四控制閥安裝在第一壓氣機出氣管上，低壓連接管安裝在進氣管與排氣管之間，低壓控制閥和低壓中冷器均安裝在低壓連接管上。在本技術的工作過程中，通過調節不同控制閥的開啟和關閉，可以實現單壓氣機、雙壓氣機并聯、雙壓氣機串聯三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環。當第一控制閥、第三控制閥和第四控制閥同時關閉，第二控制閥打開時，可以實現第二壓氣機的單獨工作；當第一控制閥、第二控制閥和第四控制閥同時打開，第三控制閥關閉時，可以實現第一壓氣機和第二壓氣機的并聯工作；當第二控制閥和第四控制閥同時關閉，第一控制閥和第三控制閥同時打開時，可以實現第一壓氣機和第二壓氣機的串聯工作。在這三種工作模式下，均可以實現排氣再循環通過調節低壓控制閥的開度，可以調節排氣再循環率；低壓控制閥全部打開時，低壓連接管內有最大量的排氣通過，排氣再循環率最大。通過中冷器可以實現發動機進氣的冷卻，通過低壓中冷器可以實現排氣再循環氣體的冷卻。與現有技術相比，本技術具有如下有益效果為本技術設計合理，控制策略簡單，適用于各種氣缸數的渦輪增壓系統，既能調節壓氣機的流量范圍，又能實現單壓氣 機、雙壓氣機并聯、雙壓氣機串聯三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環。單壓氣機工作可以保障低流量時壓氣機工作在高效率區，防止喘振發生；雙壓氣機并聯工作可以保障壓氣機在高流量時工作在高效率區，防止發生堵塞；雙壓氣機串聯工作，可以保障發動機對高壓比的需求，有效提高發動機動力性。通過排氣再循環，可以進一步降低排氣中的氮氧化合物。附圖說明圖I為本技術帶有低壓排氣再循環的單渦雙壓渦輪增壓系統的結構示意圖；其中1、進氣管，2、第一壓氣機進氣管，3、第二壓氣機進氣管，4、第一壓氣機，5、第二壓氣機，6、潤輪,7、連接軸,8、第一壓氣機出氣管,9、第二壓氣機出氣管，10、中冷器,11、進氣總管，12、發動機，13、排氣總管，14、排氣管，15、連接管，16、第一控制閥，17、第二控制閥，18、第三控制閥，19、第四控制閥，20、低壓連接管，21、低壓控制閥，22、低壓中冷器。具體實施方式以下結合附圖對本技術的實施例作詳細說明，本實施例以本技術技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本技術的保護范圍不限于下述的實施例。實施例如圖I所示，本技術包括進氣管I、中冷器10、進氣總管11、發動機12、排氣總管13、潤輪6、排氣管14、第一壓氣機進氣管2、第二壓氣機進氣管3、第一壓氣機4、第二壓氣機5、連接軸7、第一壓氣機出氣管8、第二壓氣機出氣管9、連接管15、第一控制閥16、第二控制閥17、第三控制閥18、第四控制閥19、低壓連接管20、低壓控制閥21和低壓中冷器22，中冷器10安裝在進氣總管11上，進氣總管11的出氣口與發動機12的進氣口相連，發動機12的出氣口與排氣總管13的進氣口相連，排氣總管13的出氣口與渦輪6的進氣口相連，渦輪6的出氣口與排氣管14的進氣口相連，第一壓氣機進氣管2的進氣口、第二壓氣機進氣管3的進氣口均與進氣管I的出氣口相連，第一壓氣機4的進出氣口分別與第一壓氣機進氣管2的出氣口、第一壓氣機出氣管8的進氣口相連，第二壓氣機5的進出氣口分別與第二壓氣機進氣管3的出氣口、第二壓氣機出氣管9的進氣口相連,第一壓氣機出氣管8的出氣口、第二壓氣機出氣管9的出氣口均與進氣總管11的進氣口相連，第一壓氣機4、第二壓氣機5、渦輪6通過連接軸7同軸相連，連接管15安裝在第一壓氣機出氣管8與第二壓氣機進氣管3之間，第一控制閥16安裝在第一壓氣機進氣管2上，第二控制閥17安裝在第二壓氣機進氣管3上，第三控制閥18安裝在連接管15上，第四控制閥19安裝在第一壓氣機出氣管8上，低壓連接管20安裝在進氣管I與排氣管14之間，低壓控制閥21和低壓中冷器22均安裝在低壓連接管20上。在本技術的工作過程中，通過調節不同控制閥的開啟和關閉，可以實現單壓氣機、雙壓氣機并聯、雙壓氣機串聯三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環。當第一控制閥16、第三控制閥18和第四控制閥19同時關閉，第二控制閥17打開時，可以實現第二壓氣機5的單獨工作；當第一控制閥16、第二控制閥17和第四控制閥19同時 打開，第三控制閥18關閉時，可以實現第一壓氣機4和第二壓氣機5的并聯工作；當第二控制閥17和第四本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種帶有低壓排氣再循環的單渦雙壓渦輪增壓系統，包括進氣管(I)、中冷器(10)、進氣總管(11)、發動機(12)、排氣總管(13)、潤輪(6)和排氣管(14),中冷器(10)安裝在進氣總管(11)上，進氣總管(11)的出氣ロ與發動機(12)的進氣ロ相連，發動機(12)的出氣ロ與排氣總管(13)的進氣ロ相連，排氣總管(13)的出氣ロ與渦輪(6)的進氣ロ相連，渦輪出)的出氣ロ與排氣管(14)的進氣ロ相連，其特征在于還包括第一壓氣機進氣管(2)、第二壓氣機進氣管(3)、第一壓氣機(4)、第二壓氣機(5)、連接軸(7)、第一壓氣機出氣管(8)、第二壓氣機出氣管(9)、連接 管(15)、第一控制閥(16)、第二控制閥(17)、第三控制閥(18)、第四控制閥(19)、低壓連接管(20)、低壓控制閥(21)和低壓中冷器(22)，第一壓氣機進氣管(2)的進氣ロ、第二壓氣機進氣管(3)的進氣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐敏，崔毅，桂勇，郭子銳，鄧康耀，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：實用新型
國別省市：