[實用新型]內燃機的兩級可調增壓系統

有效

• 申請號: 201420859973.6
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN204552954U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 李先南;諶祖迪;仲杰;王新權;平濤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一一研究所
• 主分類號: F02D29/02
• 分類號: F02D29/02
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;楊東明

技術領域

本實用新型涉及內燃機的增壓系統，特別涉及一種內燃機的兩級可調增壓系統。

背景技術

隨著未來船舶排放法規的實施和對柴油機等內燃機高功率密度、高效率的追求，具有更高壓比的兩級增壓技術是船用柴油機等內燃機發展的趨勢。然而，目前船用柴油機等內燃機絕大多數是單級增壓。已有的兩級增壓技術多是采用一臺高壓級增壓器和一臺低壓級增壓器串聯的型式，例如中國專利(公開號CN?1834421A)公開的一種內燃機，其具有發動機和由高壓增壓裝置和低壓增壓裝置構成的至少兩級廢氣渦輪增壓器，其中高壓增壓裝置具有高壓級渦輪機、高壓壓縮機和連接在高壓壓縮機與發動機之間的增壓空氣冷卻器。但其增壓壓力不可調節，且不能使增壓系統在柴油機運行的全工況內保持高效率。

具有增壓壓力調節能力的兩級增壓系統也有被應用，但這些系統都存在一定的問題。例如國際專利(WO?2010/097979?A1)采用低壓級壓氣機旁通閥、高壓級渦輪閥放氣等5個旁通或者放氣閥門調節增壓壓力、中國專利CN?103615309A采用高壓級渦輪旁通閥、低壓級渦輪旁通閥等4個旁通閥門調節增壓壓力。但對于船用V型柴油機，由于其具有兩列氣缸、兩列進氣管和兩列排氣管的特殊結構，這些系統的增壓壓力控制閥門多，會造成系統結構復雜且難于布置、總體尺寸龐大、管路沿程損失大、控制方法復雜、制造成本高等問題。

實用新型內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術內燃機增壓系統部分工?況下運行效率低下的缺陷，提供一種全工況條件下均能高效運行的內燃機的兩級可調增壓系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種內燃機的兩級可調增壓系統，其特點在于，其包括有兩組分別具有若干個內燃機氣缸的內燃機氣缸組；

所述內燃機氣缸組在排氣方向上依次連通設置有一高壓級渦輪和一低壓級渦輪；

所述內燃機氣缸組在進氣方向上依次連通設置有一低壓級壓氣機、一中冷器和一高壓級壓氣機；

所述高壓級渦輪與同組的所述高壓級壓氣機共傳動軸，所述低壓級渦輪與同組的所述低壓級壓氣機共傳動軸；

一進排氣旁通閥的一側連通兩組所述高壓級壓氣機的出口，另一側連通兩組所述高壓級渦輪的進氣口。

也就是說，在排氣方向上，廢氣經高壓級渦輪、低壓級渦輪后排出，帶動高壓級渦輪和低壓級渦輪轉動，進而通過共同的傳動軸將動能傳遞至高壓級壓氣機和低壓級壓氣機以增加二者的增壓空氣壓力。

另外，兩組內燃機氣缸組的進氣、排氣線路共用一進排氣旁通閥。通過這種構造，可以通過調節進排氣旁通閥的開度，利用高壓級壓氣機出口和高壓級渦輪進口之間的壓差(空氣進氣線路的壓力大于廢氣排氣線路的壓力，因此打開進排氣旁通閥后，空氣會從進氣線路進入排氣線路)，使部分空氣不進入中冷器而進入高壓級渦輪，提高渦輪輸出功率，達到提高增壓壓力的目的。

較佳的，一高壓級渦輪旁通閥一側連通兩組所述高壓級渦輪的進氣口，另一端連通兩組所述高壓級渦輪的出氣口。

也就是說，兩組內燃機氣缸組的進氣、排氣線路共用一臺高壓級渦輪旁通閥。通過這種構造，可以通過調節高壓級渦輪旁通閥的開度，利用高壓級渦輪進口和低壓級渦輪進口之間的壓力差，使部分內燃機排氣不經高壓級渦?輪而直接進入低壓級渦輪，降低兩級渦輪總功率，達到降低增壓壓力的目的。

較佳的，兩組所述中冷器共用一可調節流量的冷卻水泵。

較佳的，兩組所述內燃機氣缸組的進氣口共用一內燃機氣缸進氣冷卻裝置。通過這種構造，可以使兩列增壓空氣共用一臺中冷器，有效利用布置空間，減少了內燃機零件數量和尺寸，可使內燃機結構更緊湊。

較佳的，所述中冷器的進氣口和出氣口分別設置有一進氣腔和一出氣腔，所述進氣腔和所述出氣腔內分別設置有至少一導流板，所述導流板的一端與所述中冷器的進氣或者出氣的氣流方向平行，另一端彎折至垂直于所述中冷器的進氣口或出氣口。

此處，設置導流板的作用在于使進入中冷器的空氣氣流分布更為均勻，這樣可以降低擾流損失進而提高中冷器的冷卻效果。

較佳的，所述中冷器、所述高壓級壓氣機、所述低壓級壓氣機、所述高壓級渦輪和所述低壓級渦輪與管路的連接處均設置有所述導流板。

本發明的積極進步效果在于：通過設置僅一個進排氣旁通閥連通兩組高壓級壓氣機的出口和高壓級渦輪的進氣口，進一步設置一個高壓級渦輪旁通閥連通兩組高壓級渦輪的進氣口和出氣口，使得僅使用較少的旁通閥就可以對整個系統進行調節以適用于內燃機各種不同的運行工況。

附圖說明