[發(fā)明專(zhuān)利]雙渦單壓渦輪增壓系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110344107.4
• 申請(qǐng)日: 2011-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102444464A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紹明;鄧康耀;崔毅;石磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F02B37/007
• 分類(lèi)號(hào): F02B37/007;F02B37/013;F02B37/12;F02M25/07
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種可以實(shí)現(xiàn)渦輪串并聯(lián)工作的雙渦單壓渦輪增壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)

面對(duì)日趨嚴(yán)峻的環(huán)境和能源危機(jī)，提高功率密度，降低油耗和減少排放成為內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的主要方向。渦輪增壓不僅是強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)的最有效手段，而且同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低油耗和減少排放的目的，已經(jīng)成為現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)技術(shù)一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)手段。但是，受渦輪增壓器壓氣機(jī)流動(dòng)特性的影響，對(duì)于傳統(tǒng)的單渦單壓系統(tǒng)，壓氣機(jī)只能在比較窄的高效率區(qū)工作，限制了渦輪增壓技術(shù)的大范圍推廣。如果發(fā)動(dòng)機(jī)需要運(yùn)行高壓比工況，單級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)也很難滿足要求，往往需要通過(guò)復(fù)雜的兩級(jí)增壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00710144757.8，專(zhuān)利名稱(chēng)：可調(diào)相繼負(fù)荷渦輪增壓系統(tǒng)，該專(zhuān)利技術(shù)在具體實(shí)施方案中，通過(guò)旁通方法實(shí)現(xiàn)單臺(tái)渦輪增壓，兩臺(tái)并聯(lián)渦輪增壓，進(jìn)排氣旁通渦輪增壓，高工況放氣渦輪增壓，擴(kuò)大了渦輪增壓柴油機(jī)的運(yùn)行范圍，提高了全工況范圍內(nèi)的渦輪增壓柴油機(jī)性能；但是此發(fā)明無(wú)法調(diào)節(jié)渦輪和壓氣機(jī)之間的匹配關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種雙渦單壓渦輪增壓系統(tǒng)，使其不但可以調(diào)節(jié)渦輪的流量范圍，還能實(shí)現(xiàn)單渦輪、雙渦輪并聯(lián)、雙渦輪串聯(lián)三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環(huán)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括：進(jìn)氣管、壓氣機(jī)、連接軸、進(jìn)氣總管、中冷器、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣總管、排氣管、第一渦輪進(jìn)氣管、第二渦輪進(jìn)氣管、第一渦輪、第二渦輪、第一渦輪排氣管和第二渦輪排氣管，進(jìn)氣管的出氣口與壓氣機(jī)的進(jìn)氣口相連，壓氣機(jī)的出氣口與進(jìn)氣總管的進(jìn)氣口相連，進(jìn)氣總管的出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口相連，發(fā)動(dòng)機(jī)的出氣口與排氣總管的進(jìn)氣口相連，中冷器安裝在進(jìn)氣總管上，第一渦輪進(jìn)氣管的進(jìn)氣口、第二渦輪進(jìn)氣管的進(jìn)氣口均與排氣總管的出氣口相連，第一渦輪的進(jìn)出氣口分別與第一渦輪進(jìn)氣管的出氣口、第一渦輪排氣管的進(jìn)氣口相連，第二渦輪的進(jìn)出氣口分別與第二渦輪進(jìn)氣管的出氣口、第二渦輪排氣管的進(jìn)氣口相連，第一渦輪排氣管、第二渦輪排氣管的出氣口均與排氣管的進(jìn)氣口相連，壓氣機(jī)、第一渦輪、第二渦輪通過(guò)連接軸同軸相連。

還包括連接管、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥和第五控制閥，連接管安裝在所述第一渦輪排氣管和所述第二渦輪進(jìn)氣管之間，第一控制閥安裝在所述第一渦輪進(jìn)氣管上，第二控制閥安裝在所述第二渦輪進(jìn)氣管上，第三控制閥安裝在所述第一渦輪排氣管上，第四控制閥安裝在所述第二渦輪排氣管上，第五控制閥安裝在連接管上。

還包括低壓連接管、低壓控制閥和低壓中冷器，低壓連接管安裝在所述進(jìn)氣管與所述排氣管之間，低壓控制閥和低壓中冷器均安裝在低壓連接管上。

在本發(fā)明的工作過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)不同控制閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，可以實(shí)現(xiàn)單渦輪、雙渦輪并聯(lián)、雙渦輪串聯(lián)三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環(huán)。當(dāng)?shù)谝豢刂崎y和第三控制閥同時(shí)打開(kāi)，第二控制閥、第四控制閥和第五控制閥同時(shí)關(guān)閉時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第一渦輪的單獨(dú)工作；當(dāng)?shù)谝豢刂崎y、第三控制閥和第五控制閥同時(shí)關(guān)閉，第二控制閥和第四控制閥同時(shí)打開(kāi)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第二渦輪的單獨(dú)工作；當(dāng)?shù)谝豢刂崎y、第二控制閥、第三控制閥和第四控制閥同時(shí)打開(kāi)，第五控制閥關(guān)閉時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第一渦輪和第二渦輪的并聯(lián)工作；當(dāng)?shù)谝豢刂崎y、第四控制閥和第五控制閥同時(shí)打開(kāi)，第二控制閥和第三控制閥同時(shí)關(guān)閉時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第一渦輪和第二渦輪的串聯(lián)工作。在這三種工作模式下，均可以實(shí)現(xiàn)排氣再循環(huán)：通過(guò)調(diào)節(jié)低壓控制閥的開(kāi)度，可以調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)率；低壓控制閥全部打開(kāi)時(shí)，低壓連接管內(nèi)有最大量的排氣通過(guò)，排氣再循環(huán)率最大。通過(guò)中冷器可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的冷卻，通過(guò)低壓中冷器可以實(shí)現(xiàn)排氣再循環(huán)氣體的冷卻。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果為：本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，控制策略簡(jiǎn)單，適用于各種氣缸數(shù)的渦輪增壓系統(tǒng)，既能調(diào)節(jié)渦輪的流量范圍，又能實(shí)現(xiàn)單渦輪、雙渦輪并聯(lián)、雙渦輪串聯(lián)三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環(huán)。單渦輪工作可以保障低流量時(shí)壓氣機(jī)工作在高效率區(qū)，防止喘振發(fā)生；雙渦輪并聯(lián)工作可以保障壓氣機(jī)在高流量時(shí)工作在高效率區(qū)，防止發(fā)生堵塞；雙渦輪串聯(lián)工作，可以保障發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高壓比的需求，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。通過(guò)排氣再循環(huán)，可以進(jìn)一步降低排氣中的氮氧化合物。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明雙渦單壓渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；