一種增壓柴油機復(fù)合相繼增壓結(jié)構(gòu)及其增壓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及的是一種增壓柴油機增壓結(jié)構(gòu)及其增壓方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著船舶增壓柴油機的增壓程度越來越高，渦輪增壓器與柴油機之間匹配也越來越困難，難以同時滿足柴油機低中高工況的要求，并且增壓壓力越高，匹配問題就越突出。為了解決增壓器與柴油機之間的匹配問題，目前采取了多種增壓系統(tǒng)，如相繼增壓系統(tǒng)、二級增壓系統(tǒng)、進排氣旁通增壓以及高工況放氣增壓等。
[0003]其中，相繼增壓系統(tǒng)是七十年代有MTU公司首先采用的新技術(shù)，它的基本原理是采用多個渦輪增壓器，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的增加，按次序地投入運行，從而保證渦輪增壓器始終工作在高效率區(qū)，獲得良好的低速大扭矩性能。當(dāng)相繼增壓系統(tǒng)中兩個或者兩個以上渦輪增壓器大小不同時，則衍生出了大小渦輪增壓器順序增壓系統(tǒng)，其基本工作原理與相繼增壓是相同的。
[0004]進排氣旁通增壓系統(tǒng)是將來自增壓器的一部分增壓空氣不經(jīng)過氣缸，直接進入到渦輪內(nèi)，使進入到渦輪內(nèi)的流量、能量增加，渦輪的效率也隨之提高，從而使增壓壓力提高、防止部分負(fù)荷壓氣機喘振，同時降低排氣溫度。
[0005]因此，考慮充分利用各增壓系統(tǒng)的優(yōu)點，將多個增壓系統(tǒng)有機融合在一起，從而充分?jǐn)U大渦輪的當(dāng)量流通面積的變化范圍，進一步改善高增壓柴油機全工況范圍內(nèi)的運行性會泛。
[0006]目前已公開的專利中，如申請?zhí)?200510025774.0的專利“大小渦輪增壓器串并聯(lián)可調(diào)高增壓系統(tǒng)”中通過4個控制閥及相應(yīng)旁通管路，實現(xiàn)了單級渦輪增壓、相繼渦輪增壓和兩級渦輪增壓。如申請?zhí)枮?201310277421.4的專利“多模式大小渦輪增壓器柴油機順序增壓結(jié)構(gòu)”通過設(shè)置6個控制閥來實現(xiàn)非增壓模式、小渦輪增壓器模式、大渦輪增壓器模式以及大小渦輪增壓器模式的切換。但是上述兩個專利所述技術(shù)方案中不涉及進排氣旁通增壓模式。再如申請?zhí)?“200710144757.9”的專利“可調(diào)相繼復(fù)合渦輪增壓系統(tǒng)”中記載的通過設(shè)置4個控制閥實現(xiàn)單臺渦輪增壓、兩臺并聯(lián)渦輪增壓、進排氣旁通渦輪增壓、高工況放氣渦輪增壓之間的切換，擴大了增壓柴油機的運行范圍，但是該技術(shù)方案中的單渦輪增壓旨在針對大小相同的兩個渦輪增壓器，無法分別實現(xiàn)大小渦輪增壓器的單渦輪增壓模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)單渦輪增壓模式、雙渦輪并聯(lián)增壓模式以及進排氣旁通增壓模式的一種增壓柴油機復(fù)合相繼增壓結(jié)構(gòu)及其增壓方法。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0009]本發(fā)明一種增壓柴油機復(fù)合相繼增壓結(jié)構(gòu)，其特征是:包括A列氣缸、B列氣缸、第一渦輪增壓器、第二渦輪增壓器，第一渦輪增壓器包括同軸的第一壓氣機和第一渦輪，第二渦輪增壓器包括同軸的第二壓氣機和第二渦輪，第一壓氣機通過A列進氣管連接A列氣缸，第一渦輪通過A列排氣管連接A列氣缸，第二壓氣機通過B列進氣管連接B列氣缸，第二渦輪通過B列排氣管連接B列氣缸，A列進氣管和B列進氣管通過進氣連通管相通，A列排氣管和B列排氣管通過排氣連通管相通，在第一渦輪和排氣連通管之間的A列排氣管上安裝基本三通閥，基本三通閥的第一通道連接排氣連通管，基本三通閥的第二通道連接第一渦輪，基本三通閥的第三通道連接進排氣旁通管，在第二壓氣機和進氣連通管之間的B列進氣管上安裝受控三通閥，受控三通閥的第一通道連接進氣連通管，受控三通閥的第二通道連接第二壓氣機，受控三通閥的第三通道連接進排氣旁通管。
[0010]本發(fā)明一種增壓柴油機復(fù)合相繼增壓結(jié)構(gòu)還可以包括:
[0011 ] 1 ^列進氣管上安裝A列中冷器，B列進氣管上安裝B列中冷器，第二渦輪與排氣連通管之間的B列排氣管上安裝燃?xì)忾y。
[0012]本發(fā)明一種增壓柴油機復(fù)合相繼增壓方法，其特征是:采用如下增壓結(jié)構(gòu):
[0013]包括A列氣缸、B列氣缸、第一渦輪增壓器、第二渦輪增壓器，第一渦輪增壓器包括同軸的第一壓氣機和第一渦輪，第二渦輪增壓器包括同軸的第二壓氣機和第二渦輪，第一壓氣機通過A列進氣管連接A列氣缸，第一渦輪通過A列排氣管連接A列氣缸，第二壓氣機通過B列進氣管連接B列氣缸，第二渦輪通過B列排氣管連接B列氣缸，A列進氣管和B列進氣管通過進氣連通管相通，A列排氣管和B列排氣管通過排氣連通管相通，在第一渦輪和排氣連通管之間的A列排氣管上安裝基本三通閥，基本三通閥的第一通道連接排氣連通管，基本三通閥的第二通道連接第一渦輪，基本三通閥的第三通道連接進排氣旁通管，在第二壓氣機和進氣連通管之間的B列進氣管上安裝受控三通閥，受控三通閥的第一通道連接進氣連通管，受控三通閥的第二通道連接第二壓氣機，受控三通閥的第三通道連接進排氣旁通管;A列進氣管上安裝A列中冷器，B列進氣管上安裝B列中冷器，第二渦輪與排氣連通管之間的B列排氣管上安裝燃?xì)忾y；
[0014](1)柴油機處于低工況時:打開基本三通閥的第一通道和第二通道，保持基本三通閥的第三通道關(guān)閉，關(guān)閉受控三通閥的第一通道，關(guān)閉燃?xì)忾y；
[0015]柴油機排氣由排氣連通管匯入A列排氣管，經(jīng)由基本三通閥的第一通道-第二通道間路徑流入第一渦輪，完成膨脹做功之后排入大氣;空氣由第一壓氣機入口進入，通過進氣連通管分別進入A、B列氣缸參與燃燒，此時有且僅有第一渦輪增壓器投入工作；
[0016]以上即為單渦輪增壓工作模式；
[0017](2)當(dāng)柴油機處于中等工況時:同時打開基本三通球閥所有通道，同時打開受控三通閥所有通道，第一渦輪增壓器和第二渦輪增壓器均投入工作，并且A列進氣管中的部分增壓空氣通過受控三通閥的第三通道進入進排氣旁通管，經(jīng)由基本三通閥的第三通道進入A列排氣管中，最后分別進入第一渦輪和第二渦輪，上述即進排氣旁通增壓模式；
[0018](3)柴油機處于高工況時:打開基本三通閥的第一通道和第二通道，保持基本三通閥的第三通道關(guān)閉，打開燃?xì)忾y，延遲打開受控三通閥的第一通道和第二通道，保持受控三通閥的第三通道關(guān)閉；
[0019]柴油機排氣通過A列排氣管，流經(jīng)基本三通閥的第一通道-第二通道間路徑進入第一渦輪，帶動第一壓氣機工作，之后排入大氣;柴油機排氣通過B列排氣管，流經(jīng)燃?xì)忾y之后進入第二禍輪，帶動第二壓氣機工作，之后排入大氣;空氣分別由第一壓氣機和第二壓氣機進入，第一壓氣機出口的壓縮空氣，通過進氣連通管分別進入A、B列氣缸參與燃燒;第二壓氣機出口的壓縮空氣，經(jīng)由受控三通閥第二通道-第一通道間路徑，通過進氣連通管分別進入A、B列氣缸參與燃燒，此時第一、二渦輪增壓器均投入工作，即雙渦輪并聯(lián)增壓工作模式。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:在傳統(tǒng)相繼增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)進行部分改進，通過兩個三通閥的靈活控制，可以分別實現(xiàn)單渦輪增壓模式、雙渦輪并聯(lián)增壓模式以及進排氣旁通增壓模式，有效提高了渦輪增壓器的流量范圍和工作效率，能夠滿足不同工況下柴油機的運行特點。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為傳統(tǒng)相繼增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)