[發明專利]可變截面渦輪兩級相繼增壓系統結構及控制方法

在審

• 申請號: 202010735716.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111946443A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 王銀燕;孫占款;王賀春;楊傳雷;史明偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02B37/00
• 分類號: F02B37/00;F02B37/007;F02B37/013;F02B37/12;F02B37/16;F02B37/18;F02B37/24;F01D17/14;F02M35/10
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• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供可變截面渦輪兩級相繼增壓系統結構及控制方法，包括柴油機、A列低壓級可變截面渦輪增壓器、A列高壓級可變截面渦輪增壓器、B列低壓級可變截面渦輪增壓器、B列高壓級可變截面渦輪增壓器，A列低壓級可變截面渦輪增壓器與A列高壓級可變截面渦輪增壓器相連并與A列進氣管和排氣管相配合，B列低壓級可變截面渦輪增壓器和B列高壓級可變截面渦輪增壓器相連并與B列進氣管和排氣管相配合，在B列高壓級可變截面積渦輪進口處安裝高壓燃氣閥，在B列高壓級壓氣機出口處安裝高壓空氣閥。本發明改善了柴油機的低工況性能，能夠提供較高的增壓壓力，通過改變噴嘴環開度，提高了瞬態響應特性，實現與柴油機全工況范圍內的良好匹配。

技術領域

本發明涉及的是一種柴油機，具體地說是相繼增壓大型柴油機。

背景技術

高速柴油機向著高壓比、高功率、低排放的方向發展。增壓技術成為改善柴油機性能的有效途徑之一，傳統的相繼增壓是指兩臺固定截面渦輪增壓器并聯在柴油機上，低工況下一臺增壓器工作，高工況下兩臺增壓器共同工作，由于渦輪增壓器是固定截面，在改善柴油機整機性能與低速性能方面有一定的局限性。兩級相繼增壓技術是指大小渦輪兩級增壓系統并聯在柴油機上，低工況下一列兩級增壓系統工作，高工況下兩列兩級增壓系統共同工作，提高了增壓壓力與整機性能。

發明內容

本發明的目的在于提供可以實現較大范圍內渦輪增壓器與柴油機的最佳匹配，明顯改善柴油機整機性能、瞬態性能、渦輪遲滯現象的可變截面渦輪兩級相繼增壓系統結構及控制方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明可變截面渦輪兩級相繼增壓系統結構，其特征是：包括柴油機、A列低壓級可變截面渦輪增壓器、A列高壓級可變截面渦輪增壓器、B列低壓級可變截面渦輪增壓器、B列高壓級可變截面渦輪增壓器，A列低壓級可變截面渦輪增壓器包括A列低壓級壓氣機、A列低壓級可變截面積渦輪，A列高壓級可變截面渦輪增壓器包括A列高壓級壓氣機、A列高壓級可變截面積渦輪，B列低壓級可變截面渦輪增壓器包括B列低壓級壓氣機、B列低壓級可變截面積渦輪，B列高壓級可變截面渦輪增壓器包括B列高壓級壓氣機、B列高壓級可變截面積渦輪，A列低壓級壓氣機入口連通大氣，A列低壓級壓氣機出口端連接A列高壓級壓氣機，A列高壓級壓氣機出口端連接二級中冷器，B列低壓級壓氣機入口連通大氣，B列低壓級壓氣機出口端連接B列高壓級壓氣機，B列高壓級壓氣機出口端連接二級中冷器，二級中冷器的出口分別連接柴油機的A列進氣總管和B列進氣總管，柴油機的A列排氣總管和B列排氣總管均連接連通管，連通管的第一出口連接A列高壓級可變截面積渦輪，A列高壓級可變截面積渦輪的出口端連接A列低壓級可變截面積渦輪，連通管的第二出口連接B列高壓級可變截面積渦輪，B列高壓級可變截面積渦輪的出口端連接B列低壓級可變截面積渦輪，A列低壓級壓氣機與A列高壓級壓氣機之間設置A列一級中冷器，B列低壓級壓氣機與B列高壓級壓氣機之間設置B列一級中冷器。

本發明可變截面渦輪兩級相繼增壓系統結構還可以包括：

1、A列高壓級可變截面積渦輪上設置A列高壓級噴嘴環開度傳感器，A列低壓級可變截面積渦輪上設置A列低壓級噴嘴環開度傳感器，B列高壓級可變截面積渦輪上設置B列高壓級噴嘴環開度傳感器，B列低壓級可變截面積渦輪上設置B列低壓級噴嘴環開度傳感器，柴油機上分別設置柴油機轉速傳感器、油門位置傳感器，連通管與B列高壓級可變截面積渦輪之間設置高壓燃氣閥，二級中冷器與B列高壓級壓氣機之間設置高壓空氣閥。

本發明可變截面渦輪兩級相繼增壓系統控制方法，其特征是：采用如權利要求1所述的可變截面渦輪兩級相繼增壓系統結構；

通過性能試驗，得出A列低壓級可變截面渦輪增壓器、A列高壓級可變截面渦輪增壓器單獨工作的最佳噴嘴環開度MAP圖、最佳增壓壓力MAP圖，A列低壓級可變截面渦輪增壓器、A列高壓級可變截面渦輪增壓器、B列低壓級可變截面渦輪增壓器、B列高壓級可變截面渦輪增壓器同時工作的最佳噴嘴環開度MAP圖、最佳增壓壓力MAP圖，并存儲在總控制器ECU上；