[发明专利]应用于V型柴油机的可调二级增压顺序系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机涡轮增压系统，特别是一种通过控制排气切换阀门和进气切换阀门的开启、关闭状态，以及涡轮切换阀门和压气机切换阀门的开启、关闭状态实现可调二级增压系统的顺序切换，属于内燃机技术领域。

背景技术

随着社会的发展和环保要求的提高，现在发动机增压技术应用越来越广泛，中大功率的发动机大都采用涡轮增压技术，以提高功率和降低燃油消耗率。涡轮增压系统有废气放气增压系统，可变几何截面涡轮增压系统，相继增压系统以及可调二级增压系统。废气放气增压系统放掉涡轮前的一部分废气，一般是总废气量的10％左右，在高转速下有效地防止增压器超速。可变几何截面涡轮增压系统通常在最大扭矩工况点匹配，此时按照单级增压的匹配计算来确定增压器的大小，低转速下减小导向叶片的开度，从而提高低转速下的扭矩，高转速下逐渐打开喷嘴环，增大等效通流面积。相继涡轮增压系统是一种提高柴油机低速工况燃油经济性和瞬态响应性、降低碳烟排放的有效措施。当前相继增压系统一般是采用2台相同涡轮增压器或大小不同涡轮增压器的2阶段相继增压，当柴油机采用2阶段相继增压时，还需要采用进排气旁通、废气放气等措施才能兼顾全工况性能。相继涡轮增压的阶段数越多，越能使增压系统的特性接近柴油机的需求，但是，目前存在的3阶段相继涡轮系统都要采用至少3台涡轮增压器，结构体积大且成本高。采用大小涡轮增压器并联的3阶段相继增压系统通过在柴油机低速工况只采用小涡轮增压器、中速工况只采用大涡轮增压器以及高速工况采用大小2台增压器并联运行的方式来实现相继增压系统的3阶段可调。可调二级增压技术采用大小两个涡轮增压器进行串联布置，高压级采用小涡轮增压器，低压级采用大涡轮增压器，另外在高压级涡轮端并联连接一个旁通阀门。低转速时关闭旁通阀门，排气全部流经高压级涡轮，然后通过低压级涡轮，两个涡轮串联工作，从而减小了排气端的流通面积，提高涡轮的膨胀比，获得较高的增压压力；高转速时旁通阀门逐渐打开，使得部分排气绕过高压级涡轮而直接流入低压级涡轮，增大排气端的流通面积，避免涡轮膨胀比过高。而旁通阀门的开度大小，可以调节排气能量在高、低压级涡轮间的分配比例，进而实现增压比的可控调节。但是废气放气增压系统，可变几何截面涡轮增压系统，相继增压系统能够提供的增压比有限，而且对发动机不同转速负荷工况的调节范围也有限，可调二级增压系统虽然能够提供较大的增压比，但是对于V性柴油机的两排排气以及不同转速负荷工况的适应性较差。已有技术中，专利号为ZL200410050996.3，名称为一种涡轮增压柴油机可变模件式脉冲转换增压装置的发明专利，提供了一种排气管容积持续可变的增压装置，但其不能根据各缸的扫气和排气温度的情况好坏来单独进行针对性的调节。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种应用于V型柴油机的可调二级增压顺序系统。低转速工况时通过控制排气切换阀门和进气切换阀门的开启，以及涡轮切换阀门，压气机切换阀门的关闭，实现V型柴油机的排气从两排转变为一排，实现可调二级增压系统的顺序切换，高转速工况时排气切换阀门和进气切换阀门的关闭，以及涡轮切换阀门，压气机切换阀门的开启排气从一排转变为两排，使发动机的各个运行工况均获得较好的性能，并同时满足经济性和动力性的要求。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：本发明包括排气支管、排气总管、进气支管、进气总管、中冷器、高压级涡轮增压器、低压级涡轮增压器、涡轮控制单元、压气机控制单元、进气控制单元、排气控制单元，排气支管的进口和气缸头排气道相连接，排气支管的出口和排气总管相连接，高压级涡轮增压器与低压级涡轮增压器串联连接，并与涡轮控制单元、压气机控制单元，以及进气控制单元、排气控制单元一起组成可调二级增压顺序系统，从而改善柴油机低转速工况性能。

所述涡轮控制单元包括高压级涡轮旁通阀门和涡轮切换阀门，涡轮切换阀门与高压级涡轮增压器的涡轮进口相连接，高压级涡轮旁通阀门与高压级涡轮增压器的涡轮并联连接。

所述压气机控制单元包括高压级压气机旁通阀门和压气机切换阀门，压气机切换阀门与高压级涡轮增压器的压气机出口相连接，高压级压气机旁通阀门与高压级涡轮增压器的压气机并联连接。

所述排气控制单元包括排气端连通管路和排气切换阀门，排气切换阀门安装在排气端连通管路上。

所述进气控制单元包括进气端连通管路和进气切换阀门，进气切换阀门安装在进气端连通管路上。