CN103032152A - 具有补气功能的柴油机相继增压结构 - Google Patents

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杨传雷
王银燕
冯永明
王贺春
高占斌
孙永瑞
何清林
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Abstract

本发明的目的在于提供具有补气功能的柴油机相继增压结构，包括柴油机、基本涡轮增压器、受控涡轮增压器，基本涡轮增压器连通柴油机的第一和第二汽缸，受控涡轮增压器连通柴油机的第三和第四汽缸，A列排气总管和B列排气总管通过第一连通管相连通，A列进气总管和B列进气总管通过第二连通管相连通，受控增压器的涡轮与第一连通管之间设置燃气阀，受控增压器的压气机与第二连通管之间设置空气阀，第二连通管还连通压缩气源。本发明可以在此切换过程中向柴油机进气连通管进行进气补充，提高进气流量，稳定进气压力，进气管流场分布均匀，所需的传感器及控制单元数量较少，相继增压切换过程变得更加平稳，有利于提高发动机的总体品质。

Description

具有补气功能的柴油机相继增压结构
技术领域
本发明涉及的是一种柴油机，具体地说是相继增压柴油机。
背景技术
相继增压技术是20世纪70年代末西德MTU公司首先采用的技术，它的设计主要是为了扩大低压缩比、高增压发动机的工作范围，增大发动机的低速扭矩和降低部分负荷运行时的燃油消耗率。它的基本原理是采用多个涡轮增压器，随发动机转速和负荷的增长，相继按次序地投入运行，这样就可以保证工作着的涡轮增压器始终在高效率区运行，以使发动机的燃油消耗率在整个运转区内都较低，低速大扭矩性能良好。
在柴油机相继增压切换过程中，燃气阀与空气阀先后打开，受控增压器投入工作，在此切换过程中，由于增压器转动惯量的存在以及与发动机相连管路内气体的可压缩性等因素的影响，导致受控增压器不可能立即响应，空气阀必须迟于燃气阀一定的时间打开，以防止瞬态切换过程中压气机进入喘振区域运行。然而由于空气阀滞后于燃气阀打开，从而使基本增压器废气流量瞬时减少，其提供的增压空气流量和压比下降，但受控增压器又不能向发动机提供增压空气，因此导致切换过程前后发动机空燃比瞬时减小和增大，转速急剧波动，运行不平稳。如果增压系统与发动机配合不好或切换控制不当，压气机极可能进入喘振区域运行，且发动机可能受到较大的热冲击。
发明内容
本发明的目的在于提供可以在相继增压系统切换过程中向进气连通管补加压缩空气的具有补气功能的柴油机相继增压结构。
本发明的目的是这样实现的：
本发明具有补气功能的柴油机相继增压结构，其特征是：包括柴油机、基本涡轮增压器、受控涡轮增压器，基本涡轮增压器的压气机通过A列进气总管连通柴油机的第一和第二汽缸的进气口，基本涡轮增压器的涡轮通过A列排气总管连通柴油机的第一和第二汽缸的排气口，受控涡轮增压器的压气机通过B列进气总管连通柴油机的第三和第四汽缸的进气口，受控涡轮增压器的涡轮通过B列排气总管连通柴油机的第三和第四汽缸的排气口，A列排气总管和B列排气总管通过第一连通管相连通，A列进气总管和B列进气总管通过第二连通管相连通，受控增压器的涡轮与第一连通管之间设置燃气阀，受控增压器的压气机与第二连通管之间设置空气阀，第二连通管还连通压缩气源。
本发明还可以包括：
1、所述的第二连通管与压缩气源之间设置补气阀。
2、A列进气总管上设置A列中冷器，B列进气总管上设置B列中冷器。
本发明的优势在于：本发明所涉及的相继增压结构可以在此切换过程中向柴油机进气连通管进行进气补充，提高进气流量，稳定进气压力，进气管流场分布均匀，性能稳定，所需的传感器及控制单元数量较少，相继增压切换过程变得更加平稳，有利于提高发动机的总体品质。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，本发明所涉及的柴油机相继增压结构由压缩气源12、补气阀13、连通管14、燃气阀19、空气阀10、A列中冷器2、B列中冷器18、A列进气总管3、B列进气总管17、A列进气歧管4、B列进气歧管9、柴油机的A1缸、A2缸、B1缸、B2缸、A列排气总管15、B列排气总管16、增压器等构成，压缩气源12通过补气阀13与进气连通管14相连。补气阀13一端与压缩气源12相连，另一端与连通管14相连。连通管14一端与基本增压器1压气机出口相连，另一端与空气阀10出口相连。燃气阀19一端与受控增压器11涡轮出口相连，另一端与B列排气总管16相连。空气阀10一端与受控增压器11压气机出口相连，另一端分别与连通管14和B列中冷器18进口相连。
该相继增压结构的控制规律是这样的：
柴油机相继增压控制系统的控制对象有燃气阀19、空气阀10和补气阀13。当发动机的运行状态达到了2台增压器的切换条件，燃气阀19和补气阀13同时打开，对连通进气管14补气。延迟2秒后，空气阀10打开，再延迟2秒后，补气阀13关闭，切换完成。当发动机运行工况达到了1台增压器的切换条件，控制系统保持补气阀13关闭，燃气阀19和空气阀10同时关闭即可。燃气阀19和空气阀10的打开是为了启动受控增压器11，补气阀13打开的目的是提高发动机进气流量，稳定进气压力，改善发动机在此期间的排放性能。

Claims (3)

1.具有补气功能的柴油机相继增压结构，其特征是：包括柴油机、基本涡轮增压器、受控涡轮增压器，基本涡轮增压器的压气机通过A列进气总管连通柴油机的第一和第二汽缸的进气口，基本涡轮增压器的涡轮通过A列排气总管连通柴油机的第一和第二汽缸的排气口，受控涡轮增压器的压气机通过B列进气总管连通柴油机的第三和第四汽缸的进气口，受控涡轮增压器的涡轮通过B列排气总管连通柴油机的第三和第四汽缸的排气口，A列排气总管和B列排气总管通过第一连通管相连通，A列进气总管和B列进气总管通过第二连通管相连通，受控增压器的涡轮与第一连通管之间设置燃气阀，受控增压器的压气机与第二连通管之间设置空气阀，第二连通管还连通压缩气源。
2.根据权利要求1所述的具有补气功能的柴油机相继增压结构，其特征是：所述的第二连通管与压缩气源之间设置补气阀。
3.根据权利要求1或2所述的具有补气功能的柴油机相继增压结构，其特征是：A列进气总管上设置A列中冷器，B列进气总管上设置B列中冷器。
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