CN110925080A - 一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，涉及船舶与海洋工程领域，包括压气机、压力传感器、可变开度电磁阀、废气涡轮机、加热器、前置温度传感器、氧化装置、后置温度传感器、控制器、中冷器、压缩空气进气电磁阀、消音器、新鲜空气进口、压缩空气进口和废气排气口；其中，所述废气涡轮机和所述压气机为同轴刚性连接；所述控制器与所述压力传感器、所述可变开度电磁阀、所述加热器、所述前置温度传感器、所述后置温度传感器、所述压缩空气进气电磁阀电性连接。本发明结构简单，运行可靠，具有提高燃油利用率，降低船用柴油机污染物排放的优点。

Description

一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程领域，尤其涉及一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置。
背景技术
废气涡轮增压技术的应用提高了柴油机的性能，越来越多的船用柴油机都采用了废气涡轮增压技术。废气涡轮增压技术在船用柴油机中的广泛应用，一方面回收了部分船用柴油机排气的能量，提高了燃油的经济性，另一方面也减少了废气的污染。但由于国际海事组织对船舶排放大气污染物的要求越来越严格，而现实情况中船用柴油机由于油气混合不均匀，工作环境影响等原因导致燃烧不充分、冒黑烟，会产生一氧化碳和碳氢化合物等中间产物。如何发明一种高效的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置是目前本技术领域人员亟待解决的问题。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，使燃油燃烧充分，提高燃油的利用率，减少冒黑烟的情况，降低船舶污染物的排放。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提高船用柴油机性能，降低排放。以满足国际海事组织对船舶排放大气污染物要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，包括压气机、压力传感器、可变开度电磁阀、废气涡轮机、加热器、前置温度传感器、氧化装置、后置温度传感器、控制器、中冷器、压缩空气进气电磁阀、消音器、新鲜空气进口、压缩空气进口和废气排气口；其中，所述废气涡轮机和所述压气机为同轴刚性连接；所述控制器与所述压力传感器、所述可变开度电磁阀、所述加热器、所述前置温度传感器、所述后置温度传感器、所述压缩空气进气电磁阀电性连接。
进一步地，所述废气涡轮机进口的压缩空气气路与所述废气涡轮机进口的废气气路有并联关系。
进一步地，所述压缩空气进气电磁阀的开合控制压缩空气的补充。
进一步地，所述压气机出口的增压气接入柴油机气缸，其还有一路旁通管路，所述旁通管路与所述废气涡轮机出口的气路有并联关系。
进一步地，所述旁通管路的开度由所述控制器和所述可变开度电磁阀控制。
进一步地，所述废气涡轮机出口端串联一个所述加热器。
进一步地，所述加热器为电阻式加热器，所述加热器的开闭及持续时间由所述控制器控制。
进一步地，所述压气机出口串联一个所述压力传感器。
进一步地，在所述压力传感器和柴油机气缸之间串联一个所述中冷器。
进一步地，在所述后置温度传感器与所述废气排气口之间串联一个所述消音器。
进一步地，所述压力传感器、所述可变开度电磁阀、所述加热器、所述前置温度传感器、所述后置温度传感器和所述压缩空气进气电磁阀由所述控制器控制。
进一步地，通过将所述压气机里面的一部分压缩空气引入废气排气侧，将废气中的碳粒、一氧化碳和碳氢化合物在高温下充分氧化成二氧化碳和水，并控制火焰的温度，破坏氮氧化合物的生成条件，降低船用柴油机污染物的排放。
技术效果：
本发明的一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的方法和装置，该装置结构简单，操作运行可靠，使燃油燃烧充分，提高燃油的利用率，减少冒黑烟的情况，降低船舶污染物的排放。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的控制船用柴油机进气压力及降低排放量的装置系统图；
其中，1-压气机，2-压力传感器，3-可变开度电磁阀，4-废气涡轮机，5-加热器，6-前置温度传感器，7-氧化装置，8-后置温度传感器，9-控制器，10-中冷器，11-压缩空气进气电磁阀，12-消音器，13-新鲜空气进口，14-压缩空气进口，15-废气排气口，16-柴油机。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，本发明提供了一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置。包括压气机1、压力传感器2、可变开度电磁阀3、废气涡轮机4、加热器5、前置温度传感器6、氧化装置7、后置温度传感器8、控制器9、中冷器10、压缩空气进气电磁阀11、消音器12、新鲜空气进口13、压缩空气进口14和废气排气口15；其中，废气涡轮机4和压气机1为同轴刚性连接，控制器9与压力传感器2、可变开度电磁阀3、加热器5、前置温度传感器6、后置温度传感器8、压缩空气进气电磁阀11电性连接。并且压力传感器2、可变开度电磁阀3、加热器5、前置温度传感器6、后置温度传感器8和压缩空气进气电磁阀11由控制器9控制。
系统主要原理是，从柴油机16排出的废气进入废气涡轮机4，推动废气涡轮机4的叶片转动，使同轴的压气机1的叶片转动，使经新鲜空气进口13进入的新鲜空气被压缩增压，增压气经中冷器10冷却密度提高了进入柴油机16的气缸，与柴油混合燃烧。从废气涡轮机4出来的废气经加热器5、前置温度传感器6、氧化装置7、后置温度传感器8、消音器12和废气排气口15排出进入大气。
在低负荷工况下开始加速时，压力传感器2给出一个低压信号到控制器9，控制器9控制压缩空气进气电磁阀11动作，使之打开，压缩空气从压缩空气入口14经过压缩空气进气电磁阀11进入废气涡轮机4进口管道，使废气涡轮机4的叶轮转速增加，与废气涡轮机4同轴的压气机1转速也增加，因此可以吸入更多的新鲜空气，从而产生更多的增压空气并送入柴油机16的气缸内，柴油机16的气缸内的空气量加大了，使气缸内的柴油燃烧更加充分，同时可控制开度电磁阀3打开，使过量的增压空气经旁通管路进入到氧化装置7中。
在高负荷工况下，压力传感器2给出一个高压信号到控制器9，压缩空气进气电磁阀11不动作，处于关闭状态，可控制开度电磁阀3打开，使过量的增压空气进入到氧化装置7中。过量的增压空气进入到氧化装置7，可以将氧化装置7内收集的碳粒、一氧化碳和碳氢化合物在高温下进一步氧化成二氧化碳和水，降低污染物的排放。
前置温度传感器6把进入氧化装置7的废气温度信号输送到控制器9后，若温度低于限定值，则控制器9给出信号到加热器5，开始加热废气；后置温度传感器8感应到从氧化装置7出口的气体温度，然后将温度信号输送到控制器9，若达到上限，则控制器9控制加热器5停止加热，没有到达上限，则加热器5继续加热。
加热器5和前置温度传感器6、后置温度传感器8的配合使用，是为了满足废气中的碳粒、一氧化碳和碳氢化合物在富氧环境下充分氧化，同时控制火焰温度，减少氮氧化合物的生成，控制污染物的排放。
中冷器10冷却增压空气，使进入气缸内的增压空气密度提高，即提高含氧量，使柴油充分燃烧，有助于提高柴油机的效率。
消音器12可降低废气排放时的声音，即降低噪声。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，包括压气机、压力传感器、可变开度电磁阀、废气涡轮机、加热器、前置温度传感器、氧化装置、后置温度传感器、控制器、中冷器、压缩空气进气电磁阀、消音器、新鲜空气进口、压缩空气进口和废气排气口；其中，所述废气涡轮机和所述压气机为同轴刚性连接；所述控制器与所述压力传感器、所述可变开度电磁阀、所述加热器、所述前置温度传感器、所述后置温度传感器、所述压缩空气进气电磁阀电性连接。
2.如权利要求1所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，所述废气涡轮机进口的压缩空气气路与所述废气涡轮机进口的废气气路有并联关系。
3.如权利要求1所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，所述压缩空气进气电磁阀的开合控制压缩空气的补充。
4.如权利要求1所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，所述压气机出口的增压气接入柴油机气缸，其还有一路旁通管路，所述旁通管路与所述废气涡轮机出口的气路有并联关系。
5.如权利要求4所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，所述旁通管路的开度由所述控制器和所述可变开度电磁阀控制。
6.如权利要求1所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，所述废气涡轮机出口端串联一个所述加热器。
7.如权利要求6所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，所述加热器为电阻式加热器，所述加热器的开闭及持续时间由所述控制器控制。
8.如权利要求1所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，所述压气机出口串联一个所述压力传感器。
9.如权利要求1所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，在所述压力传感器和柴油机气缸之间串联一个所述中冷器。
10.如权利要求1所述的控制船用柴油机进气压力及降低排放的装置，其特征在于，在所述后置温度传感器与所述废气排气口之间串联一个所述消音器。
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