CN113864040B - 一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统及船舶 - Google Patents

一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统及船舶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统及船舶。该二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，扫气箱与柴油机主机连接，废气进管和废气出管分别与增压器连接，舱内空气进管、舱内空气出管均与增压器连接，舱内空气出管通过第一阀门与扫气箱连通，舱内空气经过舱内空气进管进入增压器，从增压器依次经过舱内空气出管和第一阀门进入扫气箱，空气压缩机的进气端与舱外空气进管连接，空气压缩机的出气端与稳压罐连接，稳压罐与连接管道连通，连接管道通过第二阀门与扫气箱连通。该二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统能保证柴油机主机吸入的气体的压力足够大，减少柴油机的油耗。

Description

一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统及船舶
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统及船舶。
背景技术
为了达到废气能量充分利用的目的，一般的二冲程柴油机都会用废气的热量为废气涡轮增压器提供能量，废气涡轮增压器对空气进行增压后再输送到扫气箱，再通过扫气箱被柴油机主机吸入。而柴油机在负荷过低时，产生的废气的热量过低，使废气涡轮增压器效率过低，进入扫气箱的空气的压力达不到理想的扫气压力，现有技术中，通常设置有鼓风机，当柴油机的负荷过低，废气涡轮增压器已经不能满足对柴油机吸入空气的增压时，用鼓风机来进行增压，然而，采用鼓风机对进入柴油机主机的空气进行增压，柴油机主机低负荷时吸入的空气的压力不够，会增加油耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统及船舶，以解决采用鼓风机对进入柴油机主机的空气进行增压，柴油机主机低负荷时吸入的空气的压力不够，会增加油耗的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，包括：
柴油机主机；
扫气箱，所述扫气箱与所述柴油机主机连接；
增压器、分别与所述增压器连接的废气进管和废气出管，废气经过所述废气进管进入所述增压器，从所述增压器经过所述废气出管排出；
舱内空气进管、舱内空气出管和第一阀门，所述舱内空气进管、所述舱内空气出管均与所述增压器连接，所述舱内空气出管通过所述第一阀门与所述扫气箱连通，舱内空气经过所述舱内空气进管进入所述增压器，从所述增压器依次经过所述舱内空气出管和所述第一阀门进入所述扫气箱；
舱外空气进管、连接管道、空气压缩机、稳压罐和第二阀门，所述空气压缩机的进气端与所述舱外空气进管连接，所述空气压缩机的出气端与所述稳压罐连接，所述稳压罐与所述连接管道连通，所述连接管道通过所述第二阀门与所述扫气箱连通。
作为上述二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的一种优选方案，还包括压力调节阀，所述压力调节阀设置于所述连接管道。
作为上述二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的一种优选方案，还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器设置于所述连接管道，且位于所述压力调节阀和所述第二阀门之间。
作为上述二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的一种优选方案，还包括第一旁通阀，所述废气进管通过所述第一旁通阀与所述废气出管连通。
作为上述二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的一种优选方案，还包括第二旁通阀，所述舱内空气进管通过所述第二旁通阀与所述舱内空气出管连通。
作为上述二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的一种优选方案，还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器设置于所述舱内空气出管，且位于所述舱内空气出管与所述第二旁通阀的连接处与所述第一阀门之间。
作为上述二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的一种优选方案，还包括第三压力传感器，所述第三压力传感器设置于所述稳压罐。
作为上述二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的一种优选方案，还包括第四压力传感器，所述第四压力传感器设置于所述扫气箱。
作为上述二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的一种优选方案，所述第一阀门和所述第二阀门为电动蝶阀。
一种船舶，包括上述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统。
本发明的有益效果：本发明提供一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统及船舶，该二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统中，船舱外的空气被空气压缩机吸入后进行增压，并输送到稳压罐内，在稳压罐内储存，当第二阀门打开后，稳压罐里的空气通过连接管道进入扫气箱，扫气箱与柴油机主机连接。当柴油机的负荷过低时，柴油机的废气量少且废气热量低，不能为增压器提供足够的能量时，增压器的效率过低，柴油机主机吸入的空气的压力过低，此时，关闭第一阀门，打开第二阀门，稳压罐中的气体通过连接管道进入柴油机主机，稳压罐中的气体是被空气压缩机增压后的空气，能保证柴油机主机吸入的气体的压力足够大，获得足够大的压缩压力和燃烧压力，减少柴油机的油耗。
附图说明
图1是本发明具体实施例提供的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统的结构示意图。
图中：
1、柴油机主机；2、扫气箱；3、增压器；4、空气压缩机；5、稳压罐；6、第一阀门；7、第二阀门；8、压力调节阀；9、第一旁通阀；10、第二旁通阀；11、第二压力传感器；12、第一压力传感器；13、第三压力传感器；14、第四压力传感器；15、废气进管；16、废气出管；17、舱内空气进管；18、舱内空气出管；19、舱外空气进管；20、连接管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本发明提供一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统及船舶，该二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统能保证柴油机主机吸入的气体的压力足够大，获得足够大的压缩压力和燃烧压力，减少柴油机的油耗。
如图1所示，该二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统包括柴油机主机1、扫气箱2、增压器3、废气进管15、废气出管16、舱内空气进管17、舱内空气出管18、第一阀门6、舱外空气进管19、连接管道20、空气压缩机4、稳压罐5和第二阀门7，扫气箱2与柴油机主机1连接，废气进管15和废气出管16分别与增压器3连接，柴油机的废气经过废气进管15进入增压器3，从增压器3经过废气出管16排出到船舱外，柴油机废气的热量为增压器3工作提供能量。舱内空气进管17、舱内空气出管18均与增压器3连接，舱内空气出管18通过第一阀门6与扫气箱2连通，船舱内的空气经过舱内空气进管17进入增压器3，增压器3将空气进行增压后通过舱内空气出管18和第一阀门6进入扫气箱2，第一阀门6能控制舱内空气出管18是否与扫气箱2连通。空气压缩机4的进气端与舱外空气进管19连接，空气压缩机4的出气端与稳压罐5连接，稳压罐5与连接管道20连通，连接管道20通过第二阀门7与扫气箱2连通，第二阀门7能控制连接管道20是否与扫气箱2连通。船舱外的空气被空气压缩机4吸入后进行增压，并输送到稳压罐5内，在稳压罐5内储存，当第二阀门7打开后，稳压罐5里的空气通过连接管道20进入扫气箱2。当柴油机的负荷过低时，柴油机的废气量少且废气热量低，不能为增压器3提供足够的能量时，增压器3的效率过低，柴油机主机1吸入的空气的压力过低，此时，关闭第一阀门6，打开第二阀门7，稳压罐5中的气体通过连接管道20进入柴油机主机1，稳压罐5中的气体是被空气压缩机4增压后的空气，能保证柴油机主机1吸入的气体的压力足够大，获得足够大的压缩压力和燃烧压力，减少柴油机的油耗。
可选地，还包括压力调节阀8，压力调节阀8设置于连接管道20。压力调节阀8位于稳压罐5和第二阀门7之间，压力调节阀8能调节进入扫气箱2的气体的压力，使柴油机主机1吸入的空气的压力满足要求。
可选地，还包括第一压力传感器12，第一压力传感器12设置于连接管道20，且位于压力调节阀8和第二阀门7之间。第一压力传感器12能监测将要进入扫气箱2的气体的压力，若气体压力不符合需求，可以通过压力调节阀8将气体压力调节至适应的压力值。
可选地，还包括第一旁通阀9，废气进管15通过第一旁通阀9与废气出管16连通。当第一阀门6打开，第二阀门7关闭时，第一旁通阀9处于关闭状态，废气经过增压器3；当第一阀门6关闭，第二阀门7打开时，将第一旁通阀9打开，废气从废气进管15直接进入废气出管16，不经过增压器3。此时，柴油机主机1吸入的气体是从稳压罐5中输出的气体，废气不经过增压器3，不会造成增压器3的能量损失。
可选地，还包括第二旁通阀10，舱内空气进管17通过第二旁通阀10与舱内空气出管18连通。当从第一阀门6关闭，第二阀门7打开的状态切换成第一阀门6打开，第二阀门7关闭的状态前，打开第二旁通阀10，对将要进入柴油机主机1的气体的压力进行调节，使第一阀门6和第二阀门7开关状态切换前后，进入柴油机主机1的气体压力平稳，以保证柴油机主机1平稳的工作。其他时刻，第二旁通阀10处于关闭状态。
可选地，还包括第二压力传感器11，第二压力传感器11设置于舱内空气出管18，且位于舱内空气出管18与第二旁通阀10的连接处与第一阀门6之间。第二压力传感器11能监测将要从舱内空气出管18进入柴油机主机1的气体的压力，若气体压力不符合需求，可以通过第二旁通阀10调节气体压力值。
可选地，还包括第三压力传感器13，第三压力传感器13设置于稳压罐5。第三压力传感器13能监测稳压罐5中的压力，当稳压罐5中的压力不足时，启动空气压缩机4进行增压。稳压罐5中储存5bar左右的压缩空气。
可选地，还包括第四压力传感器14，第四压力传感器14设置于扫气箱2。第四压力传感器14能监测扫气箱2中压力。
可选地，第一阀门6和第二阀门7为电动蝶阀。可选地，第一旁通阀9和第二旁通阀10为电动蝶阀。
本发明还提供一种船舶，该船舶包括上述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，其特征在于，包括：
柴油机主机(1)；
扫气箱(2)，所述扫气箱(2)与所述柴油机主机(1)连接；
增压器(3)、分别与所述增压器(3)连接的废气进管(15)和废气出管(16)，废气经过所述废气进管(15)进入所述增压器(3)，从所述增压器(3)经过所述废气出管(16)排出；
舱内空气进管(17)、舱内空气出管(18)和第一阀门(6)，所述舱内空气进管(17)、所述舱内空气出管(18)均与所述增压器(3)连接，所述舱内空气出管(18)通过所述第一阀门(6)与所述扫气箱(2)连通，舱内空气经过所述舱内空气进管(17)进入所述增压器(3)，从所述增压器(3)依次经过所述舱内空气出管(18)和所述第一阀门(6)进入所述扫气箱(2)；
舱外空气进管(19)、连接管道(20)、空气压缩机(4)、稳压罐(5)和第二阀门(7)，所述空气压缩机(4)的进气端与所述舱外空气进管(19)连接，所述空气压缩机(4)的出气端与所述稳压罐(5)连接，所述稳压罐(5)与所述连接管道(20)连通，所述连接管道(20)通过所述第二阀门(7)与所述扫气箱(2)连通；
还包括第二旁通阀(10)，所述舱内空气进管(17)通过所述第二旁通阀(10)与所述舱内空气出管(18)连通，当从所述第一阀门(6)关闭且所述第二阀门(7)打开的状态切换成所述第一阀门(6)打开且所述第二阀门(7)关闭的状态前，打开所述第二旁通阀(10)，其他时刻均关闭所述第二旁通阀(10)。
2.根据权利要求1所述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，其特征在于，还包括压力调节阀(8)，所述压力调节阀(8)设置于所述连接管道(20)。
3.根据权利要求2所述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，其特征在于，还包括第一压力传感器(12)，所述第一压力传感器(12)设置于所述连接管道(20)，且位于所述压力调节阀(8)和所述第二阀门(7)之间。
4.根据权利要求1所述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，其特征在于，还包括第一旁通阀(9)，所述废气进管(15)通过所述第一旁通阀(9)与所述废气出管(16)连通。
5.根据权利要求1所述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，其特征在于，还包括第二压力传感器(11)，所述第二压力传感器(11)设置于所述舱内空气出管(18)，且位于所述舱内空气出管(18)与所述第二旁通阀(10)的连接处与所述第一阀门(6)之间。
6.根据权利要求1所述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，其特征在于，还包括第三压力传感器(13)，所述第三压力传感器(13)设置于所述稳压罐(5)。
7.根据权利要求1所述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，其特征在于，还包括第四压力传感器(14)，所述第四压力传感器(14)设置于所述扫气箱(2)。
8.根据权利要求1所述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统，其特征在于，所述第一阀门(6)和所述第二阀门(7)为电动蝶阀。
9.一种船舶，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的二冲程柴油机低负荷吸入空气的压力调节系统。
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