CN102418593B - 单涡双压涡轮增压系统 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机技术领域的单涡双压涡轮增压系统，包括：进气管、进气总管、发动机、排气管、排气总管、涡轮、第一压气机、第二压气机、连接轴、连接管和控制阀，第一压气机、第二压气机、涡轮通过连接轴同轴相连，第一控制阀安装在第一压气机进气管上，第二控制阀安装在第二压气机进气管上，第三控制阀安装在连接管上，第四控制阀安装在第一压气机出气管上，高压控制阀安装在高压连接管上，低压控制阀安装在低压连接管上。通过调节不同控制阀的开启和关闭，可以实现单压气机、双压气机并联、双压气机串联三种工作模式，以及在这三种工作模式下的排气再循环。本发明设计合理，控制策略简单，适用于各种气缸数的涡轮增压系统。

Description

单涡双压涡轮增压系统
技术领域
本发明涉及的是一种内燃机领域的涡轮增压系统，特别是一种可以实现压气机串并联工作的单涡双压涡轮增压系统。
背景技术
面对日趋严峻的环境和能源危机，提高功率密度，降低油耗和减少排放成为内燃机发展的主要方向。涡轮增压不仅是强化内燃机的最有效手段，而且同时实现降低油耗和减少排放的目的，已经成为现代内燃机技术一项不可或缺的技术手段。但是，受涡轮增压器压气机流动特性的影响，对于传统的单涡单压系统，压气机只能在比较窄的高效率区工作，限制了涡轮增压技术的大范围推广。如果发动机需要运行高压比工况，单级涡轮增压系统也很难满足要求，往往需要通过复杂的两级增压系统来实现。
经过对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号200510025774.0，专利名称：大小涡轮增压串并联可调高增压系统，该专利技术在具体实施方案中，通过旁通实现单级涡轮增压，相继涡轮增压和两级涡轮增压，使涡轮当量流通面积的变化范围更广；但是压气机的流量范围就受到了限制。中国专利申请号200710144757.8，专利名称：可调相继负荷涡轮增压系统，该专利技术在具体实施方案中，通过旁通方法实现单台涡轮增压，两台并联涡轮增压，进排气旁通涡轮增压，高工况放气涡轮增压，扩大了涡轮增压柴油机的运行范围，提高了全工况范围内的涡轮增压柴油机性能；但是此发明也无法调节涡轮和压气机之间的匹配关系。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种单涡双压涡轮增压系统，使其不但可以调节压气机的流量范围，还能实现单压气机、双压气机并联、双压气机串联三种工作模式，以及在这三种工作模式下的排气再循环。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括：进气管、中冷器、进气总管、发动机、排气总管、涡轮、排气管、第一压气机进气管、第二压气机进气管、第一压气机、第二压气机、连接轴、第一压气机出气管、第二压气机出气管，中冷器安装在进气总管上，进气总管的出气口与发动机的进气口相连，发动机的出气口与排气总管的进气口相连，排气总管的出气口与涡轮的进气口相连，涡轮的出气口与排气管的进气口相连，第一压气机进气管的进气口、第二压气机进气管的进气口均与进气管的出气口相连，第一压气机的进出气口分别与第一压气机进气管的出气口、第一压气机出气管的进气口相连，第二压气机的进出气口分别与第二压气机进气管的出气口、第二压气机出气管的进气口相连，第一压气机出气管的出气口、第二压气机出气管的出气口均与进气总管的进气口相连，第一压气机、第二压气机、涡轮通过连接轴同轴相连。
还包括连接管、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，连接管安装在所述第一压气机出气管与所述第二压气机进气管之间，第一控制阀安装在所述第一压气机进气管上，第二控制阀安装在所述第二压气机进气管上，第三控制阀安装在连接管上，第四控制阀安装在所述第一压气机出气管上。
还包括高压连接管、高压控制阀、高压中冷器、低压连接管、低压控制阀和低压中冷器，高压连接管安装在所述进气总管的进气口与所述排气总管之间，高压控制阀和高压中冷器均安装在高压连接管上，低压连接管安装在所述进气管与所述排气管之间，低压控制阀和低压中冷器均安装在低压连接管上。
在本发明的工作过程中，通过调节不同控制阀的开启和关闭，可以实现单压气机、双压气机并联、双压气机串联三种工作模式，以及在这三种工作模式下的排气再循环。当第一控制阀、第三控制阀和第四控制阀同时关闭，第二控制阀打开时，可以实现第二压气机的单独工作；当第一控制阀、第二控制阀和第四控制阀同时打开，第三控制阀关闭时，可以实现第一压气机和第二压气机的并联工作；当第二控制阀和第四控制阀同时关闭，第一控制阀和第三控制阀同时打开时，可以实现第一压气机和第二压气机的串联工作。在这三种工作模式下，均可以实现排气再循环：高压控制阀打开或低压控制阀单独打开时，可以获得不同压力的排气再循环气体；高压控制阀打开和低压控制阀同时全部打开时，高压连接管和低压连接管内均有最大量的排气通过，排气再循环率最大；高压控制阀和低压控制阀同时部分打开时，可以获得中间压力排气再循环气体。通过中冷器可以实现发动机进气的冷却；通过高压中冷器和低压中冷器，可以实现排气再循环气体的冷却。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：本发明设计合理，控制策略简单，适用于各种气缸数的涡轮增压系统，既能调节压气机的流量范围，又能实现单压气机、双压气机并联、双压气机串联三种工作模式，以及在这三种工作模式下的排气再循环。单压气机工作可以保障低流量时压气机工作在高效率区，防止喘振发生；双压气机并联工作可以保障压气机在高流量时工作在高效率区，防止发生堵塞；双压气机串联工作，可以保障发动机对高压比的需求，有效提高发动机动力性。通过排气再循环，可以进一步降低排气中的氮氧化合物。
附图说明
图1为本发明单涡双压涡轮增压系统的结构示意图；
其中：1、进气管，2、第一压气机进气管，3、第二压气机进气管，4、第一压气机，5、第二压气机，6、涡轮，7、连接轴，8、第一压气机出气管，9、第二压气机出气管，10、中冷器，11、进气总管，12、发动机，13、排气总管，14、排气管，15、连接管，16、第一控制阀，17、第二控制阀，18、第三控制阀，19、第四控制阀，20、高压连接管，21、高压控制阀，22、高压中冷器，23、低压连接管，24、低压控制阀，25、低压中冷器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，本发明包括：进气管1、中冷器10、进气总管11、发动机12、排气总管13、涡轮6、排气管14、第一压气机进气管2、第二压气机进气管3、第一压气机4、第二压气机5、连接轴7、第一压气机出气管8、第二压气机出气管9、连接管15、第一控制阀16、第二控制阀17、第三控制阀18、第四控制阀19、高压连接管20、高压控制阀21、高压中冷器22、低压连接管23、低压控制阀24和低压中冷器25，中冷器10安装在进气总管11上，进气总管11的出气口与发动机12的进气口相连，发动机12的出气口与排气总管13的进气口相连，排气总管13的出气口与涡轮6的进气口相连，涡轮6的出气口与排气管14的进气口相连，第一压气机进气管2的进气口、第二压气机进气管3的进气口均与进气管1的出气口相连，第一压气机4的进出气口分别与第一压气机进气管2的出气口、第一压气机出气管8的进气口相连，第二压气机5的进出气口分别与第二压气机进气管3的出气口、第二压气机出气管9的进气口相连，第一压气机出气管8的出气口、第二压气机出气管9的出气口均与进气总管11的进气口相连，第一压气机4、第二压气机5、涡轮6通过连接轴7同轴相连，连接管15安装在第一压气机出气管8与第二压气机进气管3之间，第一控制阀16安装在第一压气机进气管2上，第二控制阀17安装在第二压气机进气管3上，第三控制阀18安装在连接管15上，第四控制阀19安装在第一压气机出气管8上，高压连接管20安装在进气总管11的进气口与排气总管13之间，高压控制阀21和高压中冷器22均安装在高压连接管20上，低压连接管23安装在进气管1与所述排气管14之间，低压控制阀24和低压中冷器25均安装在低压连接管23上。
在本发明的工作过程中，通过调节不同控制阀的开启和关闭，可以实现单压气机、双压气机并联、双压气机串联三种工作模式，以及在这三种工作模式下的排气再循环。当第一控制阀16、第三控制阀18和第四控制阀19同时关闭，第二控制阀17打开时，可以实现第二压气机5的单独工作；当第一控制阀16、第二控制阀17和第四控制阀19同时打开，第三控制阀18关闭时，可以实现第一压气机4和第二压气机5的并联工作；当第二控制阀17和第四控制阀19同时关闭，第一控制阀16和第三控制阀18同时打开时，可以实现第一压气机4和第二压气机5的串联工作。在这三种工作模式下，均可以实现排气再循环：高压控制阀21打开或低压控制阀24单独打开时，可以获得不同压力的排气再循环气体；高压控制阀21打开和低压控制阀24同时全部打开时，高压连接管20和低压连接管23内均有最大量的排气通过，排气再循环率最大；高压控制阀21和低压控制阀24同时部分打开时，可以获得中间压力排气再循环气体。通过中冷器10，可以实现发动机进气的冷却；通过高压中冷器22和低压中冷器25，可以实现排气再循环气体的冷却。

Claims (1)

1.一种单涡双压涡轮增压系统，包括：进气管（1）、中冷器（10）、进气总管（11）、发动机（12）、排气总管（13）、涡轮（6）和排气管（14），中冷器（10）安装在进气总管（11）上，进气总管（11）的出气口与发动机（12）的进气口相连，发动机（12）的出气口与排气总管（13）的进气口相连，排气总管（13）的出气口与涡轮（6）的进气口相连，涡轮（6）的出气口与排气管（14）的进气口相连，其特征在于还包括第一压气机进气管（2）、第二压气机进气管（3）、第一压气机（4）、第二压气机（5）、连接轴（7）、第一压气机出气管（8）、第二压气机出气管（9）、连接管（15）、第一控制阀（16）、第二控制阀（17）、第三控制阀（18）、第四控制阀（19）、高压连接管（20）、高压控制阀（21）、高压中冷器（22）、低压连接管（23）、低压控制阀（24）和低压中冷器（25），第一压气机进气管（2）的进气口、第二压气机进气管（3）的进气口均与进气管（1）的出气口相连，第一压气机（4）的进出气口分别与第一压气机进气管（2）的出气口、第一压气机出气管（8）的进气口相连，第二压气机（5）的进出气口分别与第二压气机进气管（3）的出气口、第二压气机出气管（9）的进气口相连，第一压气机出气管（8）的出气口、第二压气机出气管（9）的出气口均与进气总管（11）的进气口相连，第一压气机（4）、第二压气机（5）、涡轮（6）通过连接轴（7）同轴相连，连接管（15）安装在所述第一压气机出气管（8）与所述第二压气机进气管（3）之间，第一控制阀（16）安装在所述第一压气机进气管（2）上，第二控制阀（17）安装在所述第二压气机进气管（3）上，第三控制阀（18）安装在连接管（15）上，第四控制阀（19）安装在所述第一压气机出气管（8）上，高压连接管（20）安装在所述进气总管（11）的进气口与所述排气总管（13）之间，高压控制阀（21）和高压中冷器（22）均安装在高压连接管（20）上，低压连接管（23）安装在所述进气管（1）与所述排气管（14）之间，低压控制阀（24）和低压中冷器（25）均安装在低压连接管（23）上。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102748121A (zh) * 2012-06-27 2012-10-24 北京航空航天大学 一种用于航空活塞发动机的两级涡轮增压器
CN103982334B (zh) * 2013-09-03 2016-08-24 江苏大学 回路可调的废气再循环系统
CN105317534A (zh) * 2015-11-12 2016-02-10 哈尔滨工程大学 一种可实现单级、两级增压的涡轮增压器结构
CN115387938B (zh) * 2022-09-22 2024-03-19 潍柴动力股份有限公司 发动机egr系统、车辆及发动机egr控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000509124A (ja) * 1996-04-25 2000-07-18 アーベー ボルボ 過給される内燃エンジン
CN101182803A (zh) * 2007-12-06 2008-05-21 哈尔滨工程大学 可调相继复合涡轮增压系统
EP2148061A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-27 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG A two-stage turbocharged combustion engine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7571608B2 (en) * 2005-11-28 2009-08-11 General Electric Company Turbocharged engine system and method of operation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000509124A (ja) * 1996-04-25 2000-07-18 アーベー ボルボ 過給される内燃エンジン
CN101182803A (zh) * 2007-12-06 2008-05-21 哈尔滨工程大学 可调相继复合涡轮增压系统
EP2148061A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-27 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG A two-stage turbocharged combustion engine

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