[發明專利]一種帶廢氣能量調節的排氣及增壓裝置

在審

• 申請號: 202011042589.3
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112267933A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 祝傳艮
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: F01N13/08
• 分類號: F01N13/08;F01N13/10;F01N13/18;F02B37/00;F02D9/10;F02D9/04;F02D11/10
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 馬倩倩

本發明提供了一種帶廢氣能量調節的排氣及增壓裝置，涉及燃氣發動機(氣體機)的排氣系統和燃氣/空氣獨立增壓技術領域，包括排氣總管、燃氣渦輪增壓器、空氣渦輪增壓器、調節閥和廢氣能量調節閥。排氣總管上的歧管法蘭與發動機各氣缸排氣口相連；排氣總管一端的空氣法蘭連接空氣渦輪增壓器，另一端的燃氣法蘭連接調節閥，調節閥再連接燃氣渦輪增壓器；調節閥的開度由調節閥控制器來操縱，實現增壓燃氣的流量和壓力調節，滿足發動機實際需要。本發明不但解決了燃氣發動機的燃氣增壓問題，還加強了燃氣發動機對燃氣的適應能力；同時，所采用的排氣總管降低了排氣壓力波動問題，改善了發動機運轉性能。

技術領域

本發明屬于燃氣發動機(氣體機)的排氣系統和燃氣/空氣獨立增壓技術領域，尤其是涉及一種帶廢氣能量調節的排氣及增壓裝置。

背景技術

低熱值燃氣(比如瓦斯、沼氣、煤氣等)是一種可作為燃氣發動機燃料的自然資源，但是必須達到一定的壓力才能利用。在該領域，低熱值燃氣增壓方式有兩種：一種是利用各種壓縮機單獨對燃氣進行壓縮；另一種是先將燃氣與空氣按一定的比例混合好之后，再利用發動機上的增壓器進行增壓。第一種方式因壓縮設備及其輔助裝置過于龐雜，投資大，且可靠性低。第二種方式是目前比較普遍的技術方式。但在實際應用中，由于燃氣的品質隨時發生變化，造成燃氣發動機難以高效運行，只能在低負荷運轉。

為此，現需要提供一種帶廢氣能量調節的排氣及增壓裝置，以解決上述問題。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種帶廢氣能量調節的排氣及增壓裝置，以解決上述背景技術中提到的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種帶廢氣能量調節的排氣及增壓裝置，包括燃氣渦輪增壓器、空氣渦輪增壓器、排氣總管、調節閥及其調節閥控制器，所述排氣總管側壁上設有用于與發動機各氣缸排氣口相連的排氣歧管；排氣總管的一端通過空氣法蘭連接空氣渦輪增壓器，另一端通過燃氣法蘭連接調節閥，調節閥的另一端再連接燃氣渦輪增壓器；所述調節閥的開度由調節閥控制器控制。

進一步的，所述排氣總管由幾個分段排氣管依次串接組成，分段排氣管為圓筒形；分段排氣管之間用波紋管連接；排氣總管的容積是發動機總排量的2～3倍。

進一步的，所述調節閥與調節閥控制器信號連接，調節閥包括閥體、驅動電機和碟片，所述碟片設置在閥體內，閥體外的驅動電機驅動連接碟片；驅動電機帶動調節碟片旋轉，改變閥體內的有效流通面積。

進一步的，所述調節閥的控制策略為：當發動機控制系統檢測到因燃氣品質發生變化引起的功率上升或下降后，立即向調節閥控制器發出動作指令，即減小或加大調節閥的開度。

進一步的，所述排氣總管采用圓形耐熱材料制成，中間用波紋管焊接。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

(1)在一臺燃氣發動機上對燃氣和空氣采用分別單獨增壓技術，增壓設備是渦輪增壓器；且在燃氣渦輪增壓器之前設置調節閥實現廢氣能量調節，使燃氣發動機能夠適應燃氣品質發生變化的情況。不但解決了燃氣發動機的燃氣增壓問題，還加強了燃氣發動機對燃氣的適應能力。

(2)在燃氣發動機上采用一根大容積排氣總管收集所有氣缸的排氣，解決排氣壓力波動的問題，排氣總管的容積是發動機總排量的2～3倍；所采用的排氣總管降低了排氣壓力波動問題，改善了發動機運轉性能。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的帶廢氣能量調節的排氣及增壓裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例所述的排氣總管的結構示意圖；