[發(fā)明專利]一種大功率船用柴油機(jī)總管分流控制多點(diǎn)補(bǔ)氣裝置及補(bǔ)氣方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110239275.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN112780466B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊立平;聶昊鵬;王立媛;尚秋成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): F02M45/08
• 分類號(hào): F02M45/08;F02M61/10;F02M61/18;F02M63/00;F02B37/00;F02B37/22;F02B39/00
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本發(fā)明的目的在于提供一種大功率船用柴油機(jī)總管分流控制多點(diǎn)補(bǔ)氣裝置及補(bǔ)氣方法，高壓縮氣源通過補(bǔ)氣中冷器連接補(bǔ)氣分叉管，補(bǔ)氣分叉管的第一分支通過第一補(bǔ)氣噴射閥連接A列空氣氣軌，補(bǔ)氣分叉管的第二分支通過第二補(bǔ)氣噴射閥連接B列空氣氣軌，A列排氣總管和B列排氣總管通過排氣連通管相通，總補(bǔ)氣閥、第一補(bǔ)氣噴射閥、第二補(bǔ)氣噴射閥、廢氣閥和空氣閥分別連接控制單元。本發(fā)明在空氣氣軌上裝有補(bǔ)氣管連接各進(jìn)氣道，可以對(duì)各氣缸單獨(dú)進(jìn)行補(bǔ)氣，能夠避免在總管補(bǔ)氣造成空氣進(jìn)入各缸延遲差異較大，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而判斷補(bǔ)氣開啟及關(guān)閉的時(shí)間以及補(bǔ)空的空氣量，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣快速響應(yīng)以及空氣量的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種柴油機(jī)，具體地說是船用柴油機(jī)進(jìn)排氣裝置及控制方法。

背景技術(shù)

隨著船舶大型化發(fā)展，大功率V型增壓柴油機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，但采用單極增壓的大型柴油機(jī)在實(shí)際使用時(shí)常遇到一些問題亟需解決，其中低工況下扭矩不足便是最主要的問題之一。為了改善大功率V型增壓柴油機(jī)全工況的性能，因此采用相繼增壓技術(shù)來解決低工況下扭矩不足的問題。相繼增壓技術(shù)的基本原理是：增壓柴油機(jī)采用多臺(tái)增壓器，隨著轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的不斷提高，增壓器相繼投入使用，使得柴油機(jī)在整個(gè)運(yùn)行區(qū)域內(nèi)有較高的增壓比和較好的經(jīng)濟(jì)性。而當(dāng)柴油機(jī)進(jìn)行增壓器切換時(shí)，空氣閥會(huì)遲于廢氣閥打開，導(dǎo)致切換過程進(jìn)氣響應(yīng)慢，進(jìn)氣量明顯不足。此外當(dāng)柴油機(jī)處于加速或加載時(shí)，噴油量會(huì)突然增加，而由于進(jìn)氣響應(yīng)較慢，使得瞬態(tài)過程進(jìn)氣量明顯不足，導(dǎo)致燃燒和排放惡化。針對(duì)大功率V型相繼增壓柴油機(jī)瞬態(tài)過程進(jìn)氣響應(yīng)慢和進(jìn)氣量不足的問題，需在柴油機(jī)上安裝補(bǔ)氣裝置來及時(shí)補(bǔ)充空氣。由于大功率船用柴油機(jī)尺寸較大，直接在進(jìn)氣總管進(jìn)行補(bǔ)氣會(huì)導(dǎo)致空氣進(jìn)入各個(gè)氣缸的補(bǔ)氣延遲差異較大且補(bǔ)氣量不均勻。

現(xiàn)階段對(duì)于V型相繼增壓柴油機(jī)補(bǔ)氣裝置的研究仍存在著明顯的缺陷。專利CN203035338 U發(fā)明了具有補(bǔ)氣功能的相繼增壓結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)只是將高壓縮氣源與連接兩進(jìn)氣總管的連通管相連，使得補(bǔ)充空氣到各缸的行程較長(zhǎng)，容易造成補(bǔ)氣能量的損失，且空氣進(jìn)入兩列氣缸的路徑不同，補(bǔ)氣均勻性難以保證。專利CN 103790694 A發(fā)明了相繼增壓柴油機(jī)加氣系統(tǒng)及其加氣方法，該發(fā)明利用加氣裝置分別向基本壓氣機(jī)的蝸殼和另一側(cè)排氣管噴氣，增加切換過程柴油機(jī)的進(jìn)氣量，但此方法由于補(bǔ)氣位置與氣缸距離較遠(yuǎn)，會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)氣響應(yīng)較慢，無法實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)氣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供能解決相繼增壓柴油機(jī)瞬態(tài)過程進(jìn)氣響應(yīng)慢和進(jìn)氣量不足的問題，以及在進(jìn)氣總管補(bǔ)氣造成補(bǔ)氣不均勻，能量損失較大等問題的一種大功率船用柴油機(jī)總管分流控制多點(diǎn)補(bǔ)氣裝置及補(bǔ)氣方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種大功率船用柴油機(jī)總管分流控制多點(diǎn)補(bǔ)氣裝置，其特征是：包括基本渦輪增壓器、受控渦輪增壓器、A列氣缸、B列氣缸、高壓縮氣源，基本渦輪增壓器的壓氣機(jī)通過A列進(jìn)氣總管連接A列空氣氣軌，A列空氣氣軌連接A列氣缸，基本渦輪增壓器的渦輪通過A列排氣總管連接A列氣缸，受控渦輪增壓器的壓氣機(jī)通過B列進(jìn)氣總管連接B列空氣氣軌，B列空氣氣軌連接B列氣缸，受控渦輪增壓器的渦輪通過B列排氣總管連接B列氣缸，高壓縮氣源通過補(bǔ)氣中冷器連接補(bǔ)氣分叉管，補(bǔ)氣分叉管的第一分支通過第一補(bǔ)氣噴射閥連接A列空氣氣軌，補(bǔ)氣分叉管的第二分支通過第二補(bǔ)氣噴射閥連接B列空氣氣軌，A列排氣總管和B列排氣總管通過排氣連通管相通，受控渦輪增壓器的渦輪與排氣連通管之間設(shè)置廢氣閥，B列進(jìn)氣總管上設(shè)置空氣閥，高壓縮氣源與補(bǔ)氣中冷器之間設(shè)置總補(bǔ)氣閥，總補(bǔ)氣閥、第一補(bǔ)氣噴射閥、第二補(bǔ)氣噴射閥、廢氣閥和空氣閥分別連接控制單元。

本發(fā)明一種大功率船用柴油機(jī)總管分流控制多點(diǎn)補(bǔ)氣裝置還可以包括：

1、A列空氣氣軌連接A列補(bǔ)氣管，A列補(bǔ)氣管伸入其對(duì)應(yīng)的A列進(jìn)氣歧管里至閥門之前，A列補(bǔ)氣管的端部設(shè)置高壓噴嘴，B列空氣氣軌連接B列補(bǔ)氣管，B列補(bǔ)氣管伸入其對(duì)應(yīng)的B列進(jìn)氣歧管里至閥門之前，B列補(bǔ)氣管的端部設(shè)置高壓噴嘴。

2、A列空氣氣軌和B列空氣氣軌的容積為氣缸單次噴氣量的100-105倍。