[發明專利]相繼增壓柴油機加氣系統及其加氣方法

有效

• 申請號: 201410055282.5
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN103790694A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 王銀燕;孫永瑞;王賀春;楊傳雷;潘克銀;李旭
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02B37/007
• 分類號: F02B37/007;F02B37/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種柴油機系統及其控制方法，具體地說是船舶相繼增壓柴油機系統及其控制方法。

背景技術

相繼增壓柴油機的原理是在柴油機上采用兩臺或者多臺渦輪增壓器，隨著柴油機的轉速和負荷的增加，渦輪增壓器相繼按次序投入或退出運行，使工作的渦輪增壓器始終在高效率區運行，以達到降低柴油機在整個運行區間的油耗。在低工況時，基本增壓系統單獨工作為柴油機提供壓縮空氣，稱為1TC狀態；在高工況時，基本增壓系統和受控增壓系統同時工作，稱為2TC狀態。在低工況升至高工況過程中，在柴油機各項參數達到設定的切入點時，燃氣閥和空氣閥打開，受控增壓器切入工作，這個過程為切入過程即1TC狀態變成2TC狀態。相反，當柴油機從高工況降至低工況時，達到切出點，燃氣閥和空氣閥關閉，受控增壓器切出工作，這個過程叫做切出過程即2TC狀態變為1TC狀態。

相繼增壓技術是改善增壓柴油機低工況性能的有效辦法，可以提高經濟性和有效的擴大運行范圍。相繼增壓柴油機的主要問題是在切換過程中，需要一段響應時間使渦輪增壓器轉速達到穩定值，重新建立增壓壓力。在這段時間內由于進氣量不能滿足柴油機燃燒所需要，因此導致切換過程中空燃比瞬時減小，燃燒惡化，柴油機轉速降低，調速器通過控制進一步加大噴油量，排氣煙度進一步增加，柴油機出現冒黑煙的現象。因此在切換過程中，柴油機的動力會產生波動，不完全燃燒產物如一氧化碳和顆粒物排放量會急劇升高。

發明內容

本發明的目的在于提供用于改善柴油機切換過程中性能的相繼增壓柴油機加氣系統。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明相繼增壓柴油機加氣系統，包括柴油機、基本渦輪增壓器、受控渦輪增壓器，基本渦輪增壓器的基本壓氣機與柴油機的A列進氣管相連通，受控渦輪增壓器的受控渦輪與柴油機的B列排氣管相連通，其特征是：還包括加氣裝置，B列排氣管上安裝燃氣閥，加氣裝置通過加氣管A連通受控渦輪與燃氣閥之間的B列排氣管，加氣裝置通過加氣管B連通基本壓氣機，加氣管A上安裝加氣閥A，加氣管B上安裝加氣閥B。

本發明相繼增壓柴油機加氣系統還可以包括：

1、所述的加氣裝置包括電動機、壓氣機、第一氣瓶、第二氣瓶，電動機、壓氣機、第一氣瓶和第二氣瓶通過加氣總管依次相連，加氣總管經第二氣瓶后分別連通加氣管A和加氣管B，第一氣瓶與第二氣瓶之間的加氣總管上安裝節流閥，第二氣瓶與加氣管A和加氣管B之間的加氣總管上安裝加氣總閥；開啟或關閉電動機并通過壓氣機可使第一氣瓶的壓力在所需值，通過控制節流閥從而控制第二氣瓶的壓力。

2、第二氣瓶上安裝氣瓶放氣閥，通過同時控制節流閥和氣瓶放氣閥可控制第二氣瓶的壓力。

本發明相繼增壓柴油機加氣方法，其特征是：采用如下相繼增壓柴油機加氣系統：包括柴油機、基本渦輪增壓器、受控渦輪增壓器、加氣裝置，基本渦輪增壓器的基本壓氣機與柴油機的A列進氣管相連通，受控渦輪增壓器的受控渦輪與柴油機的B列排氣管相連通，B列排氣管上安裝燃氣閥，加氣裝置通過加氣管A連通受控渦輪與燃氣閥之間的B列排氣管，加氣裝置通過加氣管B連通基本壓氣機，加氣管A上安裝加氣閥A，加氣管B上安裝加氣閥B；所述的加氣裝置包括電動機、壓氣機、第一氣瓶、第二氣瓶，電動機、壓氣機、第一氣瓶和第二氣瓶通過加氣總管依次相連，加氣總管經第二氣瓶后分別連通加氣管A和加氣管B，第一氣瓶與第二氣瓶之間的加氣總管上安裝節流閥，第二氣瓶與加氣管A和加氣管B之間的加氣總管上安裝加氣總閥；第二氣瓶上安裝氣瓶放氣閥；開啟或關閉電動機并通過壓氣機可使第一氣瓶的壓力在所需值，通過控制節流閥和氣瓶放氣閥從而控制第二氣瓶的壓力；

柴油機從1TC切換到2TC的過程：首先，基本渦輪增壓器單獨工作，當柴油機工況上升達到1TC到2TC的切換點時，控制燃氣閥、空氣閥和加氣閥A開啟，柴油機進入2TC狀態，即基本渦輪增壓器和受控渦輪增壓器同時工作，加氣裝置開始通過加氣管A向B列排氣管加氣；當受控渦輪增壓器的轉速達到預設的目標值時，控制加氣閥A關閉，加氣過程結束，加氣裝置第二氣瓶的壓力達到2TC狀態的壓力；

柴油機2TC切換到1TC的過程：當柴油機工況下降達到2TC到1TC的切換點時，控制燃氣閥關閉、空氣閥關閉以及加氣閥B開啟，柴油機進入1TC狀態，即基本渦輪增壓器單獨工作，加氣裝置開始通過加氣管B向基本壓氣機加氣；當A列進氣管進氣壓力達到預定的目標值時，控制加氣閥B關閉，加氣過程結束；加氣裝置的第二氣瓶2的壓力達到1TC狀態的壓力。

本發明相繼增壓柴油機加氣方法還可以包括：