CN108757170A - 柴油机匹配tpr61增压器的连接安装结构 - Google Patents

柴油机匹配tpr61增压器的连接安装结构 Download PDF

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Abstract

提供一种柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构，包括与柴油机壳体固定连接对TPR61增压器进行固定支撑的增压器支架，TPR61增压器的废气进口与排气总管之间通过波纹连接管连接，TPR61增压器的废气出口连接有天圆地方管，TPR61增压器的空气出口通过空气连接管与空冷器连接，TPR61增压器的滑油进口通过滑油进油管与滑油滤器的出油口连接，TPR61增压器的滑油出口通过滑油回油管与滑油滤器的进油口连接，TPR61增压器上无冷却水管路。本发明通过改进优化进排气系统、增压器进回油管系、外形尺寸及对外接口等，使TPR61增压器成功装配到柴油机上，保持柴油机整机性能水平不低于原指标的情况下，提高柴油机环境适应性。

Description

柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构
技术领域
本发明属柴油机与增压器连接技术领域，具体涉及一种柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构。
背景技术
16PA6V-280STC柴油机国产化研制，现在采用的是专利方VTC304型增压器(国产型号JT304)。VTC304增压器转换点根据螺旋桨特性线进行试验确定，未在外特性下进行验证，实船运行中，柴油机运行区域会超过螺旋桨特性线，可能会出现某车令点1TC转2TC无法转换、排温高等问题，导致实船多次修订。批产以来，16PA6V-280STC柴油机也确实多次出现因环境条件问题引起的台架试验排温高问题、实船排温高问题，反映出16PA6V-280STC柴油机配VTC304增压器设计裕度较小。因此有必要提出改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种柴油机选配TPR61增压器的连接管路结构，本发明通过改进优化进排气系统、增压器进回油管系、外形尺寸及对外接口等，使TPR61增压器成功装配到16PA6V-280STC柴油机上，保持柴油机整机性能水平不低于原指标的情况下，提高柴油机环境适应性。
本发明采用的技术方案：柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构，包括与柴油机壳体固定连接对TPR61增压器进行固定支撑的增压器支架，所述TPR61增压器的废气进口与排气总管之间通过波纹连接管连接，所述TPR61增压器的废气出口连接有天圆地方管，所述TPR61增压器的空气出口通过空气连接管与空冷器连接，所述TPR61增压器的滑油进口通过滑油进油管与滑油滤器的出油口连接，所述TPR61增压器的滑油出口通过滑油回油管与滑油滤器的进油口连接，所述TPR61增压器上无冷却水管路。
其中，所述增压器支架包括支撑板，所述支撑板下部设有加强板，所述支撑板上端面设有多个用于支撑TPR61增压器的搭子，所述搭子的高度为138mm。
所述波纹连接管的长度为142mm。
所述天圆地方管一端的方口通过方法兰与TPR61增压器的废气出口连接，所述天圆地方管方口与方法兰之间连接有方管，所述天圆地方管另一端的圆口上通过圆管连接有圆法兰,所述方法兰尺寸与TPR61增压器的废气出口适配，所述方法兰外形长宽的735*355mm，所述方法兰内口长宽尺寸为626*252mm，所述天圆地方管连接方法兰和圆法兰后的整体高为为457mm。
所述空气连接管是通过三维放样而绕过天圆地方管形成的不规则管件。
所述滑油进油管包括根据TPR61增压器滑油进口与滑油滤器出油口之间的位置而设成L型折弯的主管，所述主管上设有四个连接分管；所述滑油回油管是根据增压器滑油出口与滑油滤器进油口之间的位置通过三维放样而成的不规则折弯管。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本方案通过改进优化进排气系统、增压器进回油管系、外形尺寸及对外接口等使得TPR61增压器成功装配到16PA6V-280STC柴油机上，保持柴油机整机性能水平不低于原指标的情况下，提高柴油机环境适应性；
2、本方案成功将TPR61增压器与16PA6V-280STC柴油机配装，使涡轮轴寿命与JT304增压器一致，轴承寿命较JT304增压器提高，增压器环境适用性要求等六性指标不低于JT304增压器，最大功率运行区域拓宽，柴油机常用转速600r/min以上时，燃油消耗率最大降低约5％，各缸排气温度平均低30℃-50℃，排气总管温度平均低40℃-50℃；
3、本方案中由于TPR61增压器由水冷改为油冷，取消增压器出水管，相应取消与系统连接的增压器冷却水放气管及监控系统用增压器冷却水出水温度监控测点，简化了安装结构。
附图说明
图1为本发明的结构主视图；
图2为本发明的结构右视图；
图3为本发明中增压器支架的结构主视图；
图4为本发明中增压器支架的结构左视图；
图5为本发明中空气连接管的结构示意图；
图6为本发明中滑油进油管的结构示意图；
图7为本发明中滑油回油管的结构主视图；
图8为本发明中滑油回油管的结构左视图；
图9为本发明中天圆地方管的结构主视图；
图10为本发明中天圆地方管的结构左视图；
图11为本发明中方法兰的结构俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图1-11对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
柴油机匹配TPR61增压器的连接管路结构，本发明是针对16PA6V-280STC柴油机匹配TPR61增压器开展的设计工作。TPR61-F33增压器为ABB公司VTC304增压器的替代产品，选用TPR61增压器的优点如下：
1、TPR61增压器与VTC304增压器相比，具有以下技术特点：1)整体式涡轮轴盘，提高低轴疲劳特性和寿命；2)废气涡轮壳集成地脚设计，增强了可靠性；3)增压器轴承寿命由24000小时提高到36000小时，可靠性指标显著提高；4)压气机叶轮再循环设计，提高了增压器喘振裕度；5)增压器冷却方式为油冷，不再需要水冷却。
2、TPR61增压器及VTC304增压器外形尺寸及重量相比：TPR61增压器与VTC304增压器相比高度降低、宽度相等、长度减少，增压器拆装空间减小，更有利于管路布置及维修，同时单台增压器重减小，有利于重量控制。
保持两增压器废气出口及废气进口轴线位置不变。比较增压器接口位置尺寸差异，如表1所示：
表1两型增压器接口位置差异
3、性能特点上：TPR61增压器与JT304增压器相比效率提高，匹配TPR61增压器后柴油机油耗、排温降低，爆压基本一致，柴油机零部件工作条件得到改善，增压器及整机可靠性及总体性能提高。
4、配机计算结果
选用TPR61增压器及通流元件CV33CT65CD06CA17,对ISO标准环境条件下，进行增压器匹配计算。
为确保增压器配机顺利进行，开展增压器与相继增压系统的匹配点计算工作，比较柴油机按推进特性线运行时在单增压器及双增压器，双增压器开旁通三种运行条件下的油耗，排温、增压器转速、爆压等参数，确定柴油机1TC/2TC切换点在50％～60％负荷之间。
推进特性增压器配机计算结果显示，柴油机运行区域内TPR61增压器喘振裕度均大于20％，效率大于56％。额定工况燃油消耗率210.1g/kW.h，排气总管温度517℃，增压压力(绝对压力)3.75bar，增压器喘振裕度22.5％，增压器效率65.1％。计算结果见表2、表3。
表2 1TC状态增压器配机计算结果
表3 2TC状态增压器配机计算结果
计算表明，TPR61增压器能够满足柴油机要求，初步确定试验通流元件CV33CT65CD06CA17，同时，配备了TA25、TA27两种喷嘴环作为试验件进行匹配试验，根据配机试验结果确定最终通流元件。
上述表明，选用TPR61增压器能够保持柴油机整机性能水平不低于原指标的情况下，提高柴油机环境适应性。
采用TPR61增压器，就需要将TPR61增压器成功的与柴油机连接，本发明就是通过改进优化进排气系统、增压器进回油管系、外形尺寸及对外接口等，使得TPR61增压器成功装配到柴油机上。如图1和2所示，具体安装结构如下
包括与柴油机壳体固定连接而对TPR61增压器1进行固定支撑的增压器支架2，如图3和4所示，所述增压器支架2包括支撑板201，所述支撑板201下部设有加强板202，所述支撑板201上端面设有多个用于支撑增压器1的搭子203，所述搭子203的高度为138mm。
所述TPR61增压器1的废气进口101与排气总管之间通过波纹连接管6连接，所述波纹连接管6的长度为142mm。TPR66增压器1的废气进口101到废气出口102轴向距离减小4mm,同时连接法兰尺寸变小。
所述TPR61增压器1的废气出口102连接有有天圆地方管7，如图9、10、11所示，所述天圆地方管7一端的方口通过方法兰8与TPR61增压器1的废气出口102连接，所述天圆地方管7方口与方法兰8之间连接有方管，所述天圆地方管7另一端的圆口上通过圆管连接有圆法兰9。由于增压器废气出口高度尺寸由340改为361，连接法兰变化，将所述方法兰8尺寸为与TPR61增压器1的废气出口102适配，所述方法兰8外形长宽的735*355mm，所述方法兰8内口长宽尺寸为626*252mm，所述天圆地方管7连接方法兰8和圆法兰9后的整体高为为457mm。
所述TPR61增压器1的空气出口103通过空气连接管3与空冷器连接，如图5所示，所述空气连接管3是通过三维放样而绕过天圆地方管7形成的不规则管件，避免与天圆地方管7发生干涉或影响天圆地方管路的拆装，同时，保持管路弯曲半径不变，减小管路节流损失的影响。
所述TPR61增压器1的滑油进口通过滑油进油管4与滑油滤器的出油口连接，所述TPR61增压器1的滑油出口通过滑油回油管5与滑油滤器的进油口连接。根据增压器设计要求，确定进出油管尺寸、并设置将进油管压力测点，对管路进行三维放样。最终结构，如图6、7所示，所述滑油进油管4包括根据增压器1滑油进口与滑油滤器出油口之间的位置而设成L型折弯的主管401，所述主管401上设有四个连接分管402；如图8所示，所述滑油回油管5是根据TPR61增压器1滑油出口与滑油滤器进油口之间的位置通过三维放样而成的不规则折弯管。
由于TPR61增压器1采用油冷方式，故取消增压器冷却水管路，对相应接口进行封堵，简化了安装结构。
本发明16PA6V-280STC柴油机匹配TPR61增压器，使柴油机最大功率运行区域拓宽，柴油机常用转速600r/min以上时，燃油消耗率最大降低约5％，各缸排气温度平均低30℃-50℃，排气总管温度平均低40℃-50℃，保持16PA6V-280STC柴油机整机性能水平不低于原指标的情况下，提高柴油机环境适应性。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (6)

1.柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构，其特征在于：包括与柴油机壳体固定连接对TPR61增压器(1)进行固定支撑的增压器支架(2)，所述TPR61增压器(1)的废气进口(101)与排气总管之间通过波纹连接管(6)连接，所述TPR61增压器(1)的废气出口(102)连接有天圆地方管(7)，所述TPR61增压器(1)的空气出口(103)通过空气连接管(3)与空冷器连接，所述TPR61增压器(1)的滑油进口通过滑油进油管(4)与滑油滤器的出油口连接，所述TPR61增压器(1)的滑油出口通过滑油回油管(5)与滑油滤器的进油口连接，所述TPR61增压器(1)上无冷却水管路。
2.根据权利要求1所述的柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构，其特征在于：所述增压器支架(2)包括支撑板(201)，所述支撑板(201)下部设有加强板(202)，所述支撑板(201)上端面设有多个用于支撑TPR61增压器(1)的搭子(203)，所述搭子(203)的高度为138mm。
3.根据权利要求1所述的柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构，其特征在于：所述波纹连接管(6)的长度为142mm。
4.根据权利要求1所述的柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构，其特征在于：所述天圆地方管(7)一端的方口通过方法兰(8)与TPR61增压器(1)的废气出口(102)连接，所述天圆地方管(7)方口与方法兰(8)之间连接有方管，所述天圆地方管(7)另一端的圆口上通过圆管连接有圆法兰(9),所述方法兰(8)尺寸与TPR61增压器(1)的废气出口(102)适配，所述方法兰(8)外形长宽的735*355mm，所述方法兰(8)内口长宽尺寸为626*252mm，所述天圆地方管(7)连接方法兰(8)和圆法兰(9)后的整体高为为457mm。
5.根据权利要求1所述的柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构，其特征在于：所述空气连接管(3)是通过三维放样而绕过天圆地方管(7)形成的不规则管件。
6.根据权利要求1所述的柴油机匹配TPR61增压器的连接安装结构，其特征在于：所述滑油进油管(4)包括根据TPR61增压器(1)滑油进口与滑油滤器出油口之间的位置而设成L型折弯的主管(401)，所述主管(401)上设有四个连接分管(402)；所述滑油回油管(5)是根据增压器(1)滑油出口与滑油滤器进油口之间的位置通过三维放样而成的不规则折弯管。
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