[發明專利]一種回收利用柴油機旁通廢氣能量的閉式冷卻系統

在審

• 申請號: 201910589864.4
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110332036A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 丁宇;李兵權;向拉;賁虹凱;李金成
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F01N5/04
• 分類號: F01N5/04;F01P3/20;F02B37/00;F01P5/04;F01P5/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種回收利用柴油機旁通廢氣能量的閉式冷卻系統，包括柴油機、渦輪、壓氣機、掃氣箱、冷卻水水箱、外循環裝置，外循環裝置包括冷卻水換熱器，柴油機的排氣管連接渦輪，渦輪與壓氣機同軸，壓氣機出口連接中冷器，中冷器連接掃氣箱，掃氣箱通過掃氣管連接柴油機，柴油機的冷卻水腔通過冷卻水管路連接冷卻水水箱，冷卻水水箱連接三通閥，三通閥連接冷卻水換熱器和高溫冷卻水管路，冷卻水換熱器連接低溫冷卻水管路，高溫冷卻水管路與低溫冷卻水管路匯合后通過冷卻水泵連接柴油機的冷卻水腔。本發明能有效改善增壓柴油機在設計工況點以外工作性能，提高柴油機能量利用率，且結構相對簡單，成本低，控制易實現。

技術領域

本發明涉及的是一種柴油機冷卻系統，具體地說是船舶柴油機冷卻系統。

背景技術

柴油機工作期間，高溫燃氣與機體接觸，使機體零件溫度升高，若溫度過高時，柴油機工作過程惡化，零件磨損加劇，柴油機的動力性、經濟性、可靠性以及壽命都會下降；若過度冷卻，會使內燃機散熱損失及摩擦損失增加，零件磨損加劇，排放惡化。冷卻系統的功用是及時并適量的把在高溫條件下工作的機件所吸收的熱量散發到環境中去，保持柴油機在最適宜的溫度下工作。目前渦輪增壓柴油機在高負荷工作時，由于要排氣量增加，排出廢氣的能量也增加，會導致增壓器轉速增加，為保證渦輪增壓器不會超速，會通過廢氣旁通的方法控制進入廢氣渦輪的廢氣流量，而旁通的的廢氣由于沒有經過渦輪增壓器做功，損失掉了一部分能量。

船用柴油機一般都是采用水泵做強制循環冷卻的，根據冷卻水循環線路不同，可分為開式和閉式冷卻系統。閉式循環工質可采用軟水或其他工質，極大地減少了對柴油機機體冷卻水腔和冷卻管路的腐蝕，增強了柴油機的可靠性，可有效減少冷卻系統故障發生的次數。閉式循環冷卻系統比較開式冷卻系統，內循環水的溫度較高，在保證受熱零部件工作溫度可靠的情況下，熱應力大大降低，淡水進出柴油發動機的溫度差異減少，減少了冷卻水帶走的熱量，柴油機的經濟性也隨之提高。

發明內容

本發明的目的在于提供提高冷卻系統冷卻效果、以提高柴油機整體能量利用率的一種回收利用柴油機旁通廢氣能量的閉式冷卻系統。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種回收利用柴油機旁通廢氣能量的閉式冷卻系統，其特征是：包括柴油機、渦輪、壓氣機、掃氣箱、冷卻水水箱、外循環裝置，所述外循環裝置包括冷卻水換熱器，柴油機的排氣管連接渦輪，渦輪與壓氣機同軸，壓氣機出口連接中冷器，中冷器連接掃氣箱，掃氣箱通過掃氣管連接柴油機，柴油機的冷卻水腔通過冷卻水管路連接冷卻水水箱，冷卻水水箱連接三通閥，三通閥的第一出口連接冷卻水換熱器，三通閥的第二出口連接高溫冷卻水管路，冷卻水換熱器連接低溫冷卻水管路，高溫冷卻水管路與低溫冷卻水管路匯合后通過冷卻水泵連接柴油機的冷卻水腔。

本發明還可以包括：

1、中冷器與掃氣箱之間安裝單向閥，中冷器還與鼓風機相連，鼓風機通過電磁閥連接掃氣箱。

2、外循環方式采用風冷方式時，所述外循環裝置還包括外循環系統、外循環渦輪、外循環增強回路泵葉或扇葉，柴油機的排氣管通過旁通的形式連接外循環渦輪，外循環渦輪連接外循環增強回路泵葉或扇葉，外循環增強回路泵葉或扇葉的出口連接外循環增強回路管路，外循環增強回路管路經冷卻水換熱器后連接外循環系統風冷進口，外循環系統風冷出口連接外循環增強回路泵葉或扇葉。

3、外循環方式采用水冷方式時，所述外循環裝置還包括外循環系統、外循環管路，外循環系統的水冷出口連接外循環管路，外循環管路經冷卻水換熱器后連接外循環系統水冷進口。

4、還包括溫度反饋控制單元，高溫冷卻水管路與低溫冷卻水管路匯合后的管路上設置溫度傳感器，溫度反饋控制單元分別連接溫度傳感器、冷卻水泵、三通閥。

本發明的優勢在于：

1.高負荷時利用旁通的廢氣驅動渦輪并帶動外循環增強回路泵葉或扇葉，以加強對內循環冷卻水的冷卻。