[發明專利]具有EGR實現功能的三渦輪增壓器三階段相繼渦輪增壓裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201710204422.4
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107060989B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 王銀燕;李宗營;宋恩哲;楊傳雷;王賀春
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02B37/00
• 分類號: F02B37/00;F02M26/51;F02M26/30;F02M26/13
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本發明的目的在于提供具有EGR實現功能的三渦輪增壓器三階段相繼渦輪增壓裝置及其控制方法,包括排氣集管、進氣集管、1號大渦輪增壓器、2號大渦輪增壓器、小渦輪增壓器，1號渦輪的進口端連通排氣集管，2號渦輪的進口端連通排氣集管，小號渦輪的進口端連通排氣集管，1號渦輪的出口端、2號渦輪的出口端、小渦輪的出口端均連通排放總管；1號壓氣機、2號壓氣機、小壓氣機的進口端均連通進氣總管，1號壓氣機的出口端連通出氣總管，2號壓氣機的出口端連通出氣總管，小壓氣機的出口端連通出氣總管；本發明既能起到相繼增壓改善柴油機低工況性能的作用，又能通過EGR滿足柴油機在排放控制區的NOx排放要求，能夠大大提高柴油機的綜合性能。

技術領域

本發明涉及的是一種柴油機廢氣利用裝置及其控制方法，具體地說是EGR裝置及其控制方法。

背景技術

傳統的渦輪增壓技術可以大大提高柴油機的平均有效壓力，但是同時會帶來一定的問題，當柴油機運行在低工況時，排氣能量較低，增壓器效率和增壓壓力明顯降低導致供氣量不足，缸內燃燒不良，燃油消耗率升高，排氣溫度過高以及排放性能惡化，如果所選增壓器選擇過小，當柴油機運行在高工況時，增壓壓力以及增壓器轉速都會過高，影響柴油機和渦輪增壓器的使用壽命，相繼增壓系統采用兩個及以上的渦輪增壓器，隨著增壓發動機轉速和負荷的增長，相繼按順序投入運行，從而使渦輪增壓柴油機能夠在整個運轉區域內有較高的增壓比和較好的經濟性，滿足不同工況柴油機的空氣需求，相繼增壓階段越多，切換越平穩，工作越穩定。近年來，柴油機憑借其在熱效率、經濟性、可靠性等方面的優勢備受關注，雖然柴油機的使用極大地促進了社會的發展與進步，但是其在使用過程中也會帶來環境污染等一系列的問題，其中NOx是主要的有害污染物之一，能夠對人體產生極大的危害，世界各國紛紛制定了相應的排放法規，對于船用柴油機而言，在排放控制區域要求NOx排放在原來的基礎之上在降低70％，EGR技術是將柴油機排氣中一部分廢氣引入到進氣管，同新鮮空氣混合后進入氣缸重新參與燃燒，使進氣氧含量和燃燒溫度降低，進而能夠降低柴油機NOx排放并滿足排放要求。

發明內容

本發明的目的在于提供能實現柴油機在非排放控制區的相繼渦輪增壓以及排放控制區的相繼渦輪增壓聯合EGR的具有EGR實現功能的三渦輪增壓器三階段相繼渦輪增壓裝置及其控制方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明具有EGR實現功能的三渦輪增壓器三階段相繼渦輪增壓裝置，其特征是：包括排氣集管、進氣集管、1號大渦輪增壓器、2號大渦輪增壓器、小渦輪增壓器，1號大渦輪增壓器包括1號壓氣機、1號渦輪，2號大渦輪增壓器包括2號壓氣機、2號渦輪，小渦輪增壓器包括小壓氣機、小渦輪；1號渦輪的進口端通過1號排氣管連通排氣集管，2號渦輪的進口端通過2號排氣管連通排氣集管，小號渦輪的進口端通過小號排氣管連通排氣集管，1號渦輪的出口端、2號渦輪的出口端、小渦輪的出口端均連通排放總管，排放管連通大氣；1號壓氣機、2號壓氣機、小壓氣機的進口端均連通進氣總管，進氣總管一端連通大氣，另一端連通EGR管，EGR管連通排放總管，1號壓氣機的出口端通過1號出氣管連通出氣總管，2號壓氣機的出口端通過2號出氣管連通出氣總管，小壓氣機的出口端通過小號出氣管連通出氣總管，出氣總管通過進氣連通管連通進氣集管；1號排氣管上安裝1號燃氣閥，2號排氣管上安裝2號燃氣閥，小號排氣管上安裝3號燃氣閥，1號出氣管上安裝1號空氣截止閥，2號出氣管上安裝2號空氣截止閥，小號出氣管上安裝EGR閥。

本發明具有EGR實現功能的三渦輪增壓器三階段相繼渦輪增壓裝置還可以包括：

1、2號壓氣機與小壓氣機之間的進氣總管上安裝小壓氣機空氣控制閥，EGR管上安裝EGR冷卻器、EGR洗滌器、小壓氣機廢氣控制閥，進氣連通管上安裝空氣冷卻器。

本發明具有EGR實現功能的三渦輪增壓器三階段相繼渦輪增壓控制方法，其特征是：

當柴油機運行在非排放控制區時：