專利名稱：帶有低壓排氣再循環(huán)的單渦雙壓渦輪增壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種可以實(shí)現(xiàn)壓氣機(jī)串并聯(lián)工作的帶有低壓排氣再循環(huán)的單渦雙壓渦輪增壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
面對日趨嚴(yán)峻的環(huán)境和能源危機(jī)，提高功率密度，降低油耗和減少排放成為內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的主要方向。渦輪增壓不僅是強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)的最有效手段，而且同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低油耗和減少排放的目的，已經(jīng)成為現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)技術(shù)一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)手段。但是，受渦輪增壓器壓氣機(jī)流動特性的影響，對于傳統(tǒng)的單渦單壓系統(tǒng)，壓氣機(jī)只能在比較窄的高效率區(qū)工作，限制了渦輪增壓技術(shù)的大范圍推廣。如果發(fā)動機(jī)需要運(yùn)行高壓比工況，單級渦輪增壓系統(tǒng)也很難滿足要求，往往需要通過復(fù)雜的兩級增壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?00510025774. 0，專利名稱大小渦輪增壓串并聯(lián)可調(diào)高增壓系統(tǒng)，該專利技術(shù)在具體實(shí)施方案中，通過旁通實(shí)現(xiàn)單級渦輪增壓，相繼渦輪增壓和兩級渦輪增壓，使渦輪當(dāng)量流通面積的變化范圍更廣；但是壓氣機(jī)的流量范圍就受到了限制。中國專利申請?zhí)?00710144757. 8，專利名稱可調(diào)相繼負(fù)荷渦輪增壓系統(tǒng)，該專利技術(shù)在具體實(shí)施方案中，通過旁通方法實(shí)現(xiàn)單臺渦輪增壓，兩臺并聯(lián)渦輪增壓，進(jìn)排氣旁通渦輪增壓，高工況放氣渦輪增壓，擴(kuò)大了渦輪增壓柴油機(jī)的運(yùn)行范圍，提高了全工況范圍內(nèi)的渦輪增壓柴油機(jī)性能；但是此發(fā)明也無法調(diào)節(jié)渦輪和壓氣機(jī)之間的匹配關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種帶有低壓排氣再循環(huán)的單渦雙壓渦輪增壓系統(tǒng)，使其不但可以調(diào)節(jié)壓氣機(jī)的流量范圍，還能實(shí)現(xiàn)單壓氣機(jī)、雙壓氣機(jī)并聯(lián)、雙壓氣機(jī)串聯(lián)三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環(huán)。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括進(jìn)氣管、中冷器、進(jìn)氣總管、發(fā)動機(jī)、排氣總管、潤輪、排氣管、第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管、第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管、第一壓氣機(jī)、第二壓氣機(jī)、連接軸、第一壓氣機(jī)出氣管、第二壓氣機(jī)出氣管、連接管、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、低壓連接管、低壓控制閥和低壓中冷器，中冷器安裝在進(jìn)氣總管上，進(jìn)氣總管的出氣口與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口相連，發(fā)動機(jī)的出氣口與排氣總管的進(jìn)氣口相連，排氣總管的出氣口與渦輪的進(jìn)氣口相連，渦輪的出氣口與排氣管的進(jìn)氣口相連，第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管的進(jìn)氣口、第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管的進(jìn)氣口均與進(jìn)氣管的出氣口相連，第一壓氣機(jī)的進(jìn)出氣口分別與第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管的出氣口、第一壓氣機(jī)出氣管的進(jìn)氣口相連，第二壓氣機(jī)的進(jìn)出氣口分別與第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管的出氣口、第二壓氣機(jī)出氣管的進(jìn)氣口相連，第一壓氣機(jī)出氣管的出氣口、第二壓氣機(jī)出氣管的出氣口均與進(jìn)氣總管的進(jìn)氣口相連，第一壓氣機(jī)、 第二壓氣機(jī)、渦輪通過連接軸同軸相連，連接管安裝在第一壓氣機(jī)出氣管與第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管之間，第一控制閥安裝在第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管上，第二控制閥安裝在第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管上，第三控制閥安裝在連接管上，第四控制閥安裝在第一壓氣機(jī)出氣管上，低壓連接管安裝在進(jìn)氣管與排氣管之間，低壓控制閥和低壓中冷器均安裝在低壓連接管上。在本實(shí)用新型的工作過程中，通過調(diào)節(jié)不同控制閥的開啟和關(guān)閉，可以實(shí)現(xiàn)單壓氣機(jī)、雙壓氣機(jī)并聯(lián)、雙壓氣機(jī)串聯(lián)三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環(huán)。當(dāng)?shù)谝豢刂崎y、第三控制閥和第四控制閥同時(shí)關(guān)閉，第二控制閥打開時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第二壓氣機(jī)的單獨(dú)工作；當(dāng)?shù)谝豢刂崎y、第二控制閥和第四控制閥同時(shí)打開，第三控制閥關(guān)閉時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第一壓氣機(jī)和第二壓氣機(jī)的并聯(lián)工作；當(dāng)?shù)诙刂崎y和第四控制閥同時(shí)關(guān)閉，第一控制閥和第三控制閥同時(shí)打開時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第一壓氣機(jī)和第二壓氣機(jī)的串聯(lián)工作。在這三種工作模式下，均可以實(shí)現(xiàn)排氣再循環(huán)通過調(diào)節(jié)低壓控制閥的開度，可以調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)率；低壓控制閥全部打開時(shí)，低壓連接管內(nèi)有最大量的排氣通過，排氣再循環(huán)率最大。通過中冷器可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣的冷卻，通過低壓中冷器可以實(shí)現(xiàn)排氣再循環(huán)氣體的冷卻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，控制策略簡單，適用于各種氣缸數(shù)的渦輪增壓系統(tǒng)，既能調(diào)節(jié)壓氣機(jī)的流量范圍，又能實(shí)現(xiàn)單壓氣 機(jī)、雙壓氣機(jī)并聯(lián)、雙壓氣機(jī)串聯(lián)三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環(huán)。單壓氣機(jī)工作可以保障低流量時(shí)壓氣機(jī)工作在高效率區(qū)，防止喘振發(fā)生；雙壓氣機(jī)并聯(lián)工作可以保障壓氣機(jī)在高流量時(shí)工作在高效率區(qū)，防止發(fā)生堵塞；雙壓氣機(jī)串聯(lián)工作，可以保障發(fā)動機(jī)對高壓比的需求，有效提高發(fā)動機(jī)動力性。通過排氣再循環(huán)，可以進(jìn)一步降低排氣中的氮氧化合物。

圖I為本實(shí)用新型帶有低壓排氣再循環(huán)的單渦雙壓渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、進(jìn)氣管，2、第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管，3、第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管，4、第一壓氣機(jī)，5、第二壓氣機(jī)，6、潤輪,7、連接軸,8、第一壓氣機(jī)出氣管,9、第二壓氣機(jī)出氣管，10、中冷器,11、進(jìn)氣總管，12、發(fā)動機(jī)，13、排氣總管，14、排氣管，15、連接管，16、第一控制閥，17、第二控制閥，18、第三控制閥，19、第四控制閥，20、低壓連接管，21、低壓控制閥，22、低壓中冷器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖I所示，本實(shí)用新型包括進(jìn)氣管I、中冷器10、進(jìn)氣總管11、發(fā)動機(jī)12、排氣總管13、潤輪6、排氣管14、第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管2、第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管3、第一壓氣機(jī)4、第二壓氣機(jī)5、連接軸7、第一壓氣機(jī)出氣管8、第二壓氣機(jī)出氣管9、連接管15、第一控制閥16、第二控制閥17、第三控制閥18、第四控制閥19、低壓連接管20、低壓控制閥21和低壓中冷器22，中冷器10安裝在進(jìn)氣總管11上，進(jìn)氣總管11的出氣口與發(fā)動機(jī)12的進(jìn)氣口相連，發(fā)動機(jī)12的出氣口與排氣總管13的進(jìn)氣口相連，排氣總管13的出氣口與渦輪6的進(jìn)氣口相連，渦輪6的出氣口與排氣管14的進(jìn)氣口相連，第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管2的進(jìn)氣口、第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管3的進(jìn)氣口均與進(jìn)氣管I的出氣口相連，第一壓氣機(jī)4的進(jìn)出氣口分別與第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管2的出氣口、第一壓氣機(jī)出氣管8的進(jìn)氣口相連，第二壓氣機(jī)5的進(jìn)出氣口分別與第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管3的出氣口、第二壓氣機(jī)出氣管9的進(jìn)氣口相連,第一壓氣機(jī)出氣管8的出氣口、第二壓氣機(jī)出氣管9的出氣口均與進(jìn)氣總管11的進(jìn)氣口相連，第一壓氣機(jī)4、第二壓氣機(jī)5、渦輪6通過連接軸7同軸相連，連接管15安裝在第一壓氣機(jī)出氣管8與第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管3之間，第一控制閥16安裝在第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管2上，第二控制閥17安裝在第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管3上，第三控制閥18安裝在連接管15上，第四控制閥19安裝在第一壓氣機(jī)出氣管8上，低壓連接管20安裝在進(jìn)氣管I與排氣管14之間，低壓控制閥21和低壓中冷器22均安裝在低壓連接管20上。在本實(shí)用新型的工作過程中，通過調(diào)節(jié)不同控制閥的開啟和關(guān)閉，可以實(shí)現(xiàn)單壓氣機(jī)、雙壓氣機(jī)并聯(lián)、雙壓氣機(jī)串聯(lián)三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環(huán)。當(dāng)?shù)谝豢刂崎y16、第三控制閥18和第四控制閥19同時(shí)關(guān)閉，第二控制閥17打開時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第二壓氣機(jī)5的單獨(dú)工作；當(dāng)?shù)谝豢刂崎y16、第二控制閥17和第四控制閥19同時(shí) 打開，第三控制閥18關(guān)閉時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第一壓氣機(jī)4和第二壓氣機(jī)5的并聯(lián)工作；當(dāng)?shù)诙刂崎y17和第四控制閥19同時(shí)關(guān)閉，第一控制閥16和第三控制閥18同時(shí)打開時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)第一壓氣機(jī)4和第二壓氣機(jī)5的串聯(lián)工作。在這三種工作模式下，均可以實(shí)現(xiàn)排氣再循環(huán)通過調(diào)節(jié)低壓控制閥21的開度，可以調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)率；低壓控制閥21全部打開時(shí)，低壓連接管20內(nèi)有最大量的排氣通過，排氣再循環(huán)率最大。通過中冷器10可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣的冷卻，通過低壓中冷器22可以實(shí)現(xiàn)排氣再循環(huán)氣體的冷卻。
權(quán)利要求1.一種帶有低壓排氣再循環(huán)的單渦雙壓渦輪增壓系統(tǒng)，包括進(jìn)氣管(I)、中冷器(10)、進(jìn)氣總管(11)、發(fā)動機(jī)(12)、排氣總管(13)、潤輪(6)和排氣管(14),中冷器(10)安裝在進(jìn)氣總管(11)上，進(jìn)氣總管(11)的出氣ロ與發(fā)動機(jī)(12)的進(jìn)氣ロ相連，發(fā)動機(jī)(12)的出氣ロ與排氣總管(13)的進(jìn)氣ロ相連，排氣總管(13)的出氣ロ與渦輪(6)的進(jìn)氣ロ相連，渦輪出)的出氣ロ與排氣管(14)的進(jìn)氣ロ相連，其特征在于還包括第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管(2)、第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管(3)、第一壓氣機(jī)(4)、第二壓氣機(jī)(5)、連接軸(7)、第一壓氣機(jī)出氣管(8)、第二壓氣機(jī)出氣管(9)、連接 管(15)、第一控制閥(16)、第二控制閥(17)、第三控制閥(18)、第四控制閥(19)、低壓連接管(20)、低壓控制閥(21)和低壓中冷器(22)，第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管(2)的進(jìn)氣ロ、第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管(3)的進(jìn)氣ロ均與進(jìn)氣管(I)的出氣ロ相連，第一壓氣機(jī)(4)的進(jìn)出氣ロ分別與第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管(2)的出氣ロ、第一壓氣機(jī)出氣管(8)的進(jìn)氣ロ相連，第二壓氣機(jī)(5)的進(jìn)出氣ロ分別與第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管(3)的出氣ロ、第二壓氣機(jī)出氣管(9)的進(jìn)氣ロ相連，第一壓氣機(jī)出氣管(8)的出氣ロ、第二壓氣機(jī)出氣管(9)的出氣ロ均與進(jìn)氣總管(11)的進(jìn)氣ロ相連，第一壓氣機(jī)(4)、第二壓氣機(jī)(5)、潤輪(6)通過連接軸(7)同軸相連，連接管(15)安裝在第一壓氣機(jī)出氣管(8)與第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管(3)之間，第一控制閥(16)安裝在第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管(2)上，第二控制閥(17)安裝在第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管(3)上，第三控制閥(18)安裝在連接管(15)上，第四控制閥(19)安裝在第一壓氣機(jī)出氣管(8)上，低壓連接管(20)安裝在進(jìn)氣管(I)與排氣管(14)之間，低壓控制閥(21)和低壓中冷器(22)均安裝在低壓連接管(20)上。
專利摘要一種內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的帶有低壓排氣再循環(huán)的單渦雙壓渦輪增壓系統(tǒng)，包括進(jìn)氣管、進(jìn)氣總管、發(fā)動機(jī)、排氣管、排氣總管、渦輪、第一壓氣機(jī)、第二壓氣機(jī)、連接軸、連接管和控制閥，第一壓氣機(jī)、第二壓氣機(jī)、渦輪通過連接軸同軸相連，第一控制閥安裝在第一壓氣機(jī)進(jìn)氣管上，第二控制閥安裝在第二壓氣機(jī)進(jìn)氣管上，第三控制閥安裝在連接管上，第四控制閥安裝在第一壓氣機(jī)出氣管上，低壓控制閥安裝在低壓連接管上。通過調(diào)節(jié)不同控制閥的開啟和關(guān)閉，可以實(shí)現(xiàn)單壓氣機(jī)、雙壓氣機(jī)并聯(lián)、雙壓氣機(jī)串聯(lián)三種工作模式，以及在這三種工作模式下的排氣再循環(huán)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，控制策略簡單，適用于各種氣缸數(shù)的渦輪增壓系統(tǒng)。
文檔編號F02M25/07GK202391559SQ20112043158
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者崔毅, 徐敏, 桂勇, 鄧康耀, 郭子銳 申請人:上海交通大學(xué)