CN103967591B - 具有切换稳定功能的柴油机相继增压结构及相继增压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供具有切换稳定功能的柴油机相继增压结构及相继增压方法，柴油机的气缸包括第一-第四组气缸，A列进气管连通基本涡轮增压器的压气机、第一-第二组气缸的进口，B列进气管连通受控涡轮增压器的压气机、第三-第四组气缸的进口，第一-第二组气缸的出口分别连通第一-第二A列排气支管，第三-第四组气缸的出口分别连通第一-第二B列排气支管，A列排气管连通基本涡轮增压器的涡轮、第一-第二A列排气支管，B列排气管连通受控涡轮增压器的涡轮、第一B列排气支管，A列排气管与B列排气管之间通过排气连通管相连通，第二B列排气支管连通排气连通管。本发明提高了柴油机相继增压切换性能。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种柴油机结构及其控制方法。
背景技术
相继增压技术是MTU公司于20世纪70年代末首先采用的技术，它的设计目的主要是扩大低压缩比、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，随着发动机转速和负荷的增长，相继按顺序地投入运行，这样可以保证工作着的涡轮增压器始终在高效率去运行，使发动机的燃油消耗率在整个运转区内都较低，具有良好的低速大扭矩性能。
相继增压切换过程中，受增压器的转动惯量及发动机相连管路内气体的可压缩性等因素的影响，受控增压器的响应具有迟滞性，因此燃气阀必须先于空气阀一定的时间打开，以防止瞬态切换过程中受控增压器发生喘振。然而，空气阀滞后于燃气阀打开，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，导致切换过程前后发动机空燃比瞬时减小或增大，导致柴油机转速急剧波动，运行不平稳。
因此有必要对提高柴油机相继增压切换过程稳定性能进行进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于提供能改善由于切换后造成的基本涡轮增压器废气流量剧减带来的转速波动等不稳定状况的具有切换稳定功能的柴油机相继增压结构及相继增压方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明具有切换稳定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、A列进气管、B列进气管、A列排气管、B列排气管，柴油机的气缸包括第一-第四组气缸，A列进气管连通基本涡轮增压器的压气机、第一-第二组气缸的进口，B列进气管连通受控涡轮增压器的压气机、第三-第四组气缸的进口，第一-第二组气缸的出口分别连通第一-第二A列排气支管，第三-第四组气缸的出口分别连通第一-第二B列排气支管，A列排气管连通基本涡轮增压器的涡轮、第一-第二A列排气支管，B列排气管连通受控涡轮增压器的涡轮、第一B列排气支管，A列排气管与B列排气管之间通过排气连通管相连通，第二B列排气支管连通排气连通管。
本发明具有切换稳定功能的柴油机相继增压结构还可以包括：
1、第四组气缸与受控涡轮增压器的压气机之间的B列进气管上安装空气阀，第一B列排气支管和第二B列排气支管之间安装控制阀，在排气连通管上位于第二B列排气支管和排气连通管相连处与B列排气管和排气连通管相连处之间的位置上安装单向阀，在B列排气管上位于排气连通管和B列排气管相连处与受控涡轮增压器的涡轮之间的位置上安装燃气阀。
本发明具有切换稳定功能的柴油机相继增压方法，其特征是：采用如下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、A列进气管、B列进气管、A列排气管、B列排气管，柴油机的气缸包括第一-第四组气缸，A列进气管连通基本涡轮增压器的压气机、第一-第二组气缸的进口，B列进气管连通受控涡轮增压器的压气机、第三-第四组气缸的进口，第一-第二组气缸的出口分别连通第一-第二A列排气支管，第三-第四组气缸的出口分别连通第一-第二B列排气支管，A列排气管连通基本涡轮增压器的涡轮、第一-第二A列排气支管，B列排气管连通受控涡轮增压器的涡轮、第一B列排气支管，A列排气管与B列排气管之间通过排气连通管相连通，第二B列排气支管连通排气连通管；第四组气缸与受控涡轮增压器的压气机之间的B列进气管上安装空气阀，第一B列排气支管和第二B列排气支管之间安装控制阀，在排气连通管上位于第二B列排气支管和排气连通管相连处与B列排气管和排气连通管相连处之间的位置上安装单向阀，在B列排气管上位于排气连通管和B列排气管相连处与受控涡轮增压器的涡轮之间的位置上安装燃气阀；
当基本涡轮增压器和受控涡轮增压器不进行切换时，燃气阀关闭，控制阀保持常开，第一-第二B列排气支管之间连通，第一-第二B列排气支管中的废气共同汇入B列排气管；
当基本涡轮增压器和受控涡轮增压器进行切换时，燃气阀先于空气阀打开，同时控制阀关闭，第一B列排气支管中的废气进入B列排气管，经过燃气阀供给受控涡轮增压器涡轮；第二B列排气支管中的废气进入排气连通管，供给基本涡轮增压器涡轮当切换延迟时间结束时开启控制阀第二B列排气支管中的废气经由控制阀流入B列排气管，供给受控增压器涡轮，同时打开空气阀，受控涡轮增压器压气机开始工作。
本发明的优势在于：切换过程中B列汽缸排气分批先后供给受控涡轮增压器，并且在切换中保持A、B列排气管之间的单向流向，有助于减缓燃气阀的切入造成的基本涡轮增压器流量瞬间剧减来带的转速波动等不良现象，提高了切换过程的平稳性；当切换结束可恢复为现有的相继增压模式。
附图说明
图1为本发明结构的结构示意图。
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，本发明包括柴油机本体即A1-A8及B1-B8汽缸、A列进气管、B列进气管、A列排气管、B列排气管、基本涡轮增压器1和19、受控涡轮增压器16和18、中冷器5、排气连通管2、排气连通支管13、燃气阀15、空气阀17、单向阀14以及控制阀11。
排气管包括A列排气管3和B列排气管12，A、B列排气管均由排气支管一、二组成，A列排气管3与基本涡轮增压器涡轮1相连，B列排气管12与受控涡轮增压器涡轮16相连。
A、B列排气管通过连通排气管2相连，实现A、B列排气管废气互通。
排气连通支管13一端与控制阀11入口连接，另一端与单向阀14出口连接，以实现切换初始时刻B列汽缸的废气先后分批供给受控涡轮增压器。
单向阀14设置在排气连通管2上，仅使切换时B列排气管12中的排气流向A列排气管3，A列排气管3中排气无法流向B列排气管12，防止切换过程中A列排气管3中的排气流入B列排气管12，有助于减缓切换时基本涡轮增压器的废气损失。
控制方案是这样：
1、切换开始，燃气阀15打开，关闭控制阀11，使B列排气支管二9中的废气继续通过排气连通支管13进入排气连通管2，供给基本涡轮增压器工作，仅B列排气支管一8中的废气供给受控涡轮增压器涡轮，受控涡轮增压器开始工作。
2、由于单向阀14的单向流动，阻止了A列排气管3中的废气窜入B列排气管12，有效减轻了基本涡轮增压器切换时刻的瞬时废气流失。
3、当切换延迟时间结束时或者即将结束前，根据不同机型的不同延迟时间而定，打开控制阀11，B列排气支管二9与B列排气管12之间的通道打开，排气支管二9中的废气同时供给受控涡轮增压器，B列A、B列排气管实现互通。
通过1、2、3步骤，使得切换延迟开始到结束之间，B列汽缸的废气先后分批供给受控涡轮增压器，同时利用带单向阀14的通道限制了A列排气管3中的废气流失，可有助于减缓基本涡轮增压器的在切入时废气瞬时流量剧减，提高了切换过程的平稳性。
本发明装置包括柴油机、进气管、排气管、涡轮增压器、中冷器、燃气阀、空气阀、单向阀。涡轮增压器包括基本增压器和受控增压器，进气管包括A列进气管和B列进气管，A列进气管与基本涡轮增压器压气机相连，B列进气管与受控涡轮增压器压气机相连，A、B列进气管均与中冷器相连。排气管包括A列排气管和B列排气管，A、B列排气管均由排气支管一、二组成，A列排气管与基本涡轮增压器涡轮相连，B列排气管与受控涡轮增压器涡轮相连，A、B列排气管通过连通排气管相连，排气连通支管一端与控制阀入口连接，另一端与单向阀出口连接。控制阀设置在B列排气支管二上，单向阀安装在排气连通管上,燃气阀安装在B列排气管上，空气阀安装在B列进气管上。
本发明的方法实现是这样的：
1当没有进行切换或者切换后稳定状态下，控制阀保持常开，B列排气支管一、二之间连通，支管中的废气共同汇入B列排气管，B列排气管中的废气可以通过单向阀流向A列排气管，也可通过排气连通支管流向A列排气管。A列排气管中的废气只能通过排气连通支管流入B列排气管。此时，所有废气均供给给基本涡轮增压器工作，实现与现有相继增压结构同样的效果，即A、B列排气管互通。
2当进行切换时，燃气阀先于空气阀打开之后，同时关闭控制阀，B列排气支管一中的废气进入B列排气管，经过燃气阀供给受控涡轮增压器涡轮工作；B列排气支管二通过排气连通支管进入排气连通管，继续供给基本涡轮增压器工作，防止切入过程基本涡轮增压器流量瞬间剧减。同时由于单向阀的特性，阻止了A列汽缸的排气在切换过程中流向B列排气管，有助于维持基本涡轮增压器废气流量稳定。当切换延迟时间结束时或者结束前根据不同机型的不同延迟时间而定，开启控制阀，B列排气支管二中的废气经由控制阀流入B列排气管，供给受控增压器涡轮，同时打开空气阀，受控涡轮增压器压气机开始工作，恢复为1所述操作。
本发明具有切换稳定功能的柴油机相继增压结构，包括柴油机、进气管、排气管、涡轮增压器、中冷器、燃气阀、空气阀、单向阀。涡轮增压器包括基本增压器和受控增压器，进气管包括A列进气管4和B列进气管10，A列进气管4与基本涡轮增压器压气机19相连，B列进气管10与受控涡轮增压器压气机18相连，A、B列进气管均与中冷器5相连。排气管包括A列排气管3和B列排气管12，A、B列排气管均由排气支管一、二组成，A列排气管3与基本涡轮增压器涡轮1相连，B列排气管12与受控涡轮增压器涡轮16相连，A、B列排气管通过连通排气管2相连，排气连通支管13一端与控制阀11入口连接，另一端与单向阀14出口连接.控制阀11设置在B列排气支管二9上，单向阀14安装在排气连通管2上,燃气阀15安装在B列排气管上，空气阀17安装在B列进气管上。
排气连通管2上安装有单向阀14，防止切换过程中A列排气管3中的排气流入B列排气管12，有助于减缓切换时基本涡轮增压器的废气损失。
B列排气支管二9上设置有控制阀11。
B列排气支管二9与排气连通管2之间通过排气连通支管13连通，其中排气连通支管13一端与控制阀11入口连接，另一端与单向阀14出口连接.
单向阀的流动方向设置为：仅使切换时B列排气管12中的排气流向A列排气管3，A列排气管3中排气无法流向B列排气管12。
控制阀11的启闭与切换延迟时间有关。
Claims (2)
1.具有切换稳定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、A列进气管、B列进气管、A列排气管、B列排气管，柴油机的气缸包括第一-第四组气缸，A列进气管连通基本涡轮增压器的压气机、第一-第二组气缸的进口，B列进气管连通受控涡轮增压器的压气机、第三-第四组气缸的进口，第一-第二组气缸的出口分别连通第一-第二A列排气支管，第三-第四组气缸的出口分别连通第一-第二B列排气支管，A列排气管连通基本涡轮增压器的涡轮、第一-第二A列排气支管，B列排气管连通受控涡轮增压器的涡轮、第一B列排气支管，A列排气管与B列排气管之间通过排气连通管相连通，第二B列排气支管连通排气连通管；
第四组气缸与受控涡轮增压器的压气机之间的B列进气管上安装空气阀，第一B列排气支管和第二B列排气支管之间安装控制阀，在排气连通管上位于第二B列排气支管和排气连通管相连处与B列排气管和排气连通管相连处之间的位置上安装单向阀，在B列排气管上位于排气连通管和B列排气管相连处与受控涡轮增压器的涡轮之间的位置上安装燃气阀。
2.具有切换稳定功能的柴油机相继增压方法，其特征是：采用如下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、A列进气管、B列进气管、A列排气管、B列排气管，柴油机的气缸包括第一-第四组气缸，A列进气管连通基本涡轮增压器的压气机、第一-第二组气缸的进口，B列进气管连通受控涡轮增压器的压气机、第三-第四组气缸的进口，第一-第二组气缸的出口分别连通第一-第二A列排气支管，第三-第四组气缸的出口分别连通第一-第二B列排气支管，A列排气管连通基本涡轮增压器的涡轮、第一-第二A列排气支管，B列排气管连通受控涡轮增压器的涡轮、第一B列排气支管，A列排气管与B列排气管之间通过排气连通管相连通，第二B列排气支管连通排气连通管；第四组气缸与受控涡轮增压器的压气机之间的B列进气管上安装空气阀，第一B列排气支管和第二B列排气支管之间安装控制阀，在排气连通管上位于第二B列排气支管和排气连通管相连处与B列排气管和排气连通管相连处之间的位置上安装单向阀，在B列排气管上位于排气连通管和B列排气管相连处与受控涡轮增压器的涡轮之间的位置上安装燃气阀；
当基本涡轮增压器和受控涡轮增压器不进行切换时，燃气阀关闭，控制阀保持常开，第一-第二B列排气支管之间连通，第一-第二B列排气支管中的废气共同汇入B列排气管；
当基本涡轮增压器和受控涡轮增压器进行切换时，燃气阀先于空气阀打开，同时控制阀关闭，第一B列排气支管中的废气进入B列排气管，经过燃气阀供给受控涡轮增压器涡轮；第二B列排气支管中的废气进入排气连通管，供给基本涡轮增压器涡轮，当切换延迟时间结束时，开启控制阀，第二B列排气支管中的废气经由控制阀流入B列排气管，供给受控增压器涡轮，同时打开空气阀，受控涡轮增压器压气机开始工作。
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Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109356710B (zh) * | 2018-11-08 | 2020-03-17 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 一种相继增压系统以及控制方法 |
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| CN114278427A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种相继增压系统的控制方法及相继增压系统 |
| CN218376656U (zh) * | 2022-08-31 | 2023-01-24 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种v型发动机的四增压结构及v型发动机 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1860449A (en) * | 1928-03-10 | 1932-05-31 | Buchi Alfred | Double acting internal combustion engine with exhaust turbines and charging air compressors |
| DE19826355A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-16 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Abgasturboladerturbine |
| DE102004057130A1 (de) * | 2004-11-26 | 2006-06-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zum Betrieb einer mager betreibbaren Brennkraftmaschine |
| US8555638B2 (en) * | 2011-04-14 | 2013-10-15 | Caterpillar Inc. | Internal combustion engine with improved exhaust manifold |
| CN103790694A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-14 | 哈尔滨工程大学 | 相继增压柴油机加气系统及其加气方法 |
| CN203835524U (zh) * | 2014-05-21 | 2014-09-17 | 哈尔滨工程大学 | 具有切换稳定功能的柴油机相继增压结构 |
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2014
- 2014-05-21 CN CN201410216233.5A patent/CN103967591B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1860449A (en) * | 1928-03-10 | 1932-05-31 | Buchi Alfred | Double acting internal combustion engine with exhaust turbines and charging air compressors |
| DE19826355A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-16 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Abgasturboladerturbine |
| DE102004057130A1 (de) * | 2004-11-26 | 2006-06-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zum Betrieb einer mager betreibbaren Brennkraftmaschine |
| US8555638B2 (en) * | 2011-04-14 | 2013-10-15 | Caterpillar Inc. | Internal combustion engine with improved exhaust manifold |
| CN103790694A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-14 | 哈尔滨工程大学 | 相继增压柴油机加气系统及其加气方法 |
| CN203835524U (zh) * | 2014-05-21 | 2014-09-17 | 哈尔滨工程大学 | 具有切换稳定功能的柴油机相继增压结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 柴油机相继增压系统瞬态切换策略实验研究;李昕光等;《哈尔滨工程大学学报》;20130831;第34卷(第8期);972-977 * |
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| Publication number | Publication date |
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