CN103206298A - 柴油机二级相继增压防喘振结构 - Google Patents

柴油机二级相继增压防喘振结构 Download PDF

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赵东辉
杨传雷
王银燕
冯永明
高占斌
孙永瑞
何清林
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Abstract

本发明的目的在于提供柴油机二级相继增压防喘振结构，包括柴油机、进气歧管、排气歧管，进气歧管、排气歧管分别连通柴油机的进气端和排气端，还包括高压级基本增压器、低压级基本增压器、高压级受控增压器、低压级受控增压器，燃气阀安装在废气连通管和受控增压器高压级涡轮入口之间，高压级空气阀安装在高压级中冷器入口和受控增压器高压级压气机出口之间，低压级空气阀安装在低压级中冷器入口和受控增压器低压级压气机出口之间，空气旁通阀安装在低压级中冷器出口和受控增压器低压级压气机入口之间与低压级空气阀并联。本发明可以有效地防止受控增压器的低压级喘振和高压级出口压力波动太大等现象，进而改善柴油机的瞬态切换性能。

Description

柴油机二级相继增压防喘振结构
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结构。
背景技术
从上世纪早期开始，增压技术就逐渐成为改善柴油机性能最有效的措施之一。伴随着增压技术的逐渐发展，传统增压方式由于提供的增压比有限及低工况性能表现差，使其逐渐不能满足柴油机对高平均有效压力和全工况范围拥有优良性能的要求。针对传统增压方式的缺点开发出了多种增压系统，其中最有代表性被广泛应用的增压系统是相继增压系统和二级增压系统，前者可以有效改善柴油机和增压器的低负荷特性，后者可以为柴油机提供高的增压比。二级相继增压系统正是结合上述两者的优点而开发的一种新型增压系统。
柴油机的二级相继增压系统在1TC-2TC瞬态切换过程中，如果受控增压器的高、低压级在相同切换延时下，往往会出现低压级增压器喘振或高压级增压器的增压压力波动太大等不良现象。造成这些不良现象的原因是由于二级相继增压系统在匹配过程中，高压级增压器要小于低压气增压器，所以导致高压级的转动惯量要小于低压级，而转动惯量小的增压器响应速度较快，需要的切换延时较小，而对于转动惯量大的增压器响应速度较慢，需要的切换延时较大。所以，在相同切换延时下，不能使高、低压级增压器同时获得优良的切换性能。
发明内容
本发明的目的在于提供可以有效地防止受控增压器的低压级喘振和高压级出口压力波动太大等不良现象的柴油机二级相继增压防喘振结构。
本发明的目的是这样实现的：
本发明柴油机二级相继增压防喘振结构，包括柴油机、进气歧管、排气歧管，进气歧管、排气歧管分别连通柴油机的进气端和排气端，其特征是：还包括高压级基本增压器、低压级基本增压器、高压级受控增压器、低压级受控增压器，高压级基本增压器的涡轮和低压级基本增压器的涡轮连通后通过A列排气管连通排气歧管，高压级受控增压器的涡轮和低压级受控增压器的涡轮连通后通过B列排气管连通排气歧管，A列排气管和B列排气管通过废气连通管相连通，高压级基本增压器的压气机和低压级基本增压器的压气机连通后通过A列进气管连通进气连接管，高压级受控增压器的压气机和低压级受控增压器的压气机连通后通过B列进气管连通进气连接管，进气连接管连通进气歧管，在高压级基本增压器的压气机和低压级基本增压器的压气机之间设置第一低压级中冷器，在高压级受控增压器的压气机和低压级受控增压器的压气机之间设置低压级空气阀和第二低压级中冷器，在低压级受控增压器压气机进口与高压级受控增压器压气机之间、与低压级空气阀和第二低压级中冷器并联设置空气旁通阀，进气连接管与进气歧管之间设置高压级中冷器，B列进气管上设置高压级空气阀，在高压级受控增压器的涡轮与废气连通管之间的B列排气管上设置燃气阀。
本发明的优势在于：本发明实现了在1TC-2TC的瞬态切换过程中受控增压器的高、低压级增压器拥有不同的切换延时，从而可以有效地防止受控增压器的低压级喘振和高压级出口压力波动太大等现象，进而改善柴油机的瞬态切换性能。
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，图中箭头方向为进、排气体流动方向。本发明的结构主要包括柴油机1、进气歧管3、排气歧管22、进气歧管3、高压级中冷器4、B列进气管5、高压级空气阀6、燃气阀7、高压级受控增压器压气机8、高压级受控增压器涡轮9、低压级受控增压器的压气机10、低压级受控增压器的涡轮11、低压级空气阀12、空气旁通阀13、低压级中冷器14、低压级基本增压器压气机15、低压级基本增压器涡轮16、高压级基本增压器涡轮17、高压级基本增压器压气机18、废气连通管19、A列进气管20、A列排气管21、排气歧管22等。
燃气阀7安装在废气连通管19和高压级受控增压器涡轮9入口之间，高压级空气阀6安装在高压级中冷器4入口和高压级受控增压器压气机8出口之间，低压级空气阀12安装在低压级中冷器14入口和低压级受控增压器压气机10出口之间，空气旁通阀13安装在低压级中冷器14出口和低压级受控增压器压气机10入口之间与低压级空气阀并联。
高压级基本增压器涡轮17进口与柴油机A列排气管21和排气连通管以三通方式相连，高压级基本增压器压气机18出口与柴油机A列进气总管20相连。
燃气阀7一端与高压级受控增压器涡轮9进口相连，另一端以三通方式与排气连通管19和B列排气总管2相连。
低压级基本增压器和低压级受控增压器的进出口均与大气相连。
当柴油机处于低负荷时，燃气阀7、高压级空气阀6、低压级空气阀12和空气旁通阀13都处于关闭状态，随着柴油机的工作负荷逐渐增大，燃气阀7首先打开，经过一定延时高压级空气阀6和空气旁通阀13同时打开使高压级受控增压器切入系统开始工作，然后在经历一定的延时打开低压级空气阀12同时关闭空气旁通阀13使低压级受控增压器也切入系统，这就可以使高压级受控增压器采用较小的切换延时，而高压级受控增压器采用较大的切换延时，从而可以有效地防止低压级受控增压器喘振和高压级受控增压器出口压力波动太大等现象，进而改善柴油机的瞬态切换性能。

Claims (1)

1.柴油机二级相继增压防喘振结构，包括柴油机、进气歧管、排气歧管，进气歧管、排气歧管分别连通柴油机的进气端和排气端，其特征是：还包括高压级基本增压器、低压级基本增压器、高压级受控增压器、低压级受控增压器，高压级基本增压器的涡轮和低压级基本增压器的涡轮连通后通过A列排气管连通排气歧管，高压级受控增压器的涡轮和低压级受控增压器的涡轮连通后通过B列排气管连通排气歧管，A列排气管和B列排气管通过废气连通管相连通，高压级基本增压器的压气机和低压级基本增压器的压气机连通后通过A列进气管连通进气连接管，高压级受控增压器的压气机和低压级受控增压器的压气机连通后通过B列进气管连通进气连接管，进气连接管连通进气歧管，在高压级基本增压器的压气机和低压级基本增压器的压气机之间设置第一低压级中冷器，在高压级受控增压器的压气机和低压级受控增压器的压气机之间设置低压级空气阀和第二低压级中冷器，在低压级受控增压器压气机进口与高压级受控增压器压气机之间、与低压级空气阀和第二低压级中冷器并联设置空气旁通阀，进气连接管与进气歧管之间设置高压级中冷器，B列进气管上设置高压级空气阀，在高压级受控增压器的涡轮与废气连通管之间的B列排气管上设置燃气阀。
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