三状态两级相继增压系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术的目的在于提供三状态两级相继增压系统及其控制方法，低压级增压器压气机出口与一级中冷器入口连接；一级中冷器出口与高压级增压器压气机入口连接；高压级增压器压气机出口与二级中冷器入口连接；二级中冷器出口与柴油机进气管道连接；柴油机排气管道与高压级增压器涡轮入口相连接；高压级增压器涡轮出口与低压级增压器涡轮入口连接；低压级增压器涡轮出口与废气处理装置相连。本发明专利技术对现有柴油机增压系统进行了改进，根据柴油机的工况对相应的阀门进行控制从而控制增压器的切入切出，实现对增压压力的控制；能有效提高柴油机效率和降低排放。

【技术实现步骤摘要】
三状态两级相继增压系统及其控制方法
本专利技术涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机的相继增压系统。
技术介绍
相继增压SequentialTurboCharging系统简称STC系统，由2台或2台以上涡轮增压器并联组成增压系统，随着增压发动机转速和负荷的增长，相继按顺序投入运行。在转速或负荷低于某设定值时，切断一台或几台增压器涡轮的废气以及压气机的空气供给，使废气集中流过工作着的增压器涡轮，增加其废气流量，提高涡轮效率，从而能够充分利用废气能量，提高增压压力，改善柴油机低工况的燃油经济性、动力性和排放性。而当发动机转速或负荷高于某设定值时，被切断的一台或几台增压器重新投入使用，以保证发动机的高工况性能。目前的相继增压系统中，普遍采用2台增压器的工作方式，分别是基本增压器和受控增压器。当低工况的时候，仅基本增压器投入工作，当处于高工况，基本增压器和受控增压器同时投入工作。两级增压系统一般由一大一小两个废气涡轮增压器构成，当增压器工作时，空气首先进入小增压器，也就是低压压气机，空气经压缩，温度和压力提高流入中冷器，冷却后再流入大增压器实现再度增压，两级增压之后的空气经中冷后进入发动机气缸。燃烧后的废气则先经过大的增压器，做功后的废气再依次进入小涡轮增压器做功。两级增压能够大幅提升发动机的升功率和低速扭矩，对于提升发动机的性能有着极大帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能继承相继增压和两级增压优点的三状态两级相继增压系统及其控制方法。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术三状态两级相继增压系统，其特征是：包括柴油机、左侧低压级增压器、左侧高压级增压器、右侧低压级增压器、右侧高压级增压器、第一一级中冷器、第二一级中冷器、二级中冷器，左侧低压级增压器的压气机出口经第一一级中冷器通过左侧中冷后进气管连通左侧高压级增压器的压气机，左侧高压级压气机的出口连通二级中冷器的进口，柴油机的排气管分别连通左侧出气初级管和右侧出气初级管，左侧出气初级管连通左侧高压级增压器的涡轮进口，左侧高压级增压器的涡轮出口连通左侧出气次级管，左侧出气次级管连通左侧低压级增压器的涡轮进口，右侧低压级增压器的压气机出口经第二一级中冷器通过右侧中冷后进气管连通右侧高压级增压器的压气机，右侧高压级压气机的出口连通二级中冷器的进口，右侧排气管连通右侧高压级增压器的涡轮进口，右侧高压级增压器的涡轮出口连通右侧出气次级管，右侧出气次级管连通右侧低压级增压器的涡轮进口，二级中冷器的出口连接柴油机进气管，左侧出气初级管连通右侧出气初级管，左侧次级出气管连通右侧次级出气管，左侧中冷后进气管连通右侧中冷后进气管。本专利技术三状态两级相继增压系统还可以包括：1、第二一级中冷器出口处设置低压空气阀，右侧高压级增压器的压气机出口后方设置高压空气阀，右侧出气初级管上设置高压燃气阀，右侧出气次级管上设置低压燃气阀。本专利技术三状态两级相继增压控制方法，其特征是：当柴油机工况低于40％时，将高压燃气阀、高压空气阀、低压燃气阀、低压空气阀全部关闭；当柴油机工况位于40％到60％之间时，开启高压燃气阀、高压空气阀，关闭低压燃气阀、低压空气阀；当柴油机工况高于60％时将高压燃气阀、高压空气阀、低压燃气阀、低压空气阀全部开启。本专利技术三状态两级相继增压控制方法还可以包括：1、打开右侧高压级增压器时，高压燃气阀先开启，高压空气阀延迟1s开启；打开右侧低压级增压器时，低压燃气阀先开启，低压空气阀延迟1.5s开启；关闭右侧高压级增压器时高压燃气阀先关闭，高压空气阀延迟0.5s关闭；关闭右侧低压级增压器时低压燃气阀先关闭，低压空气阀延迟0.7s关闭。本专利技术的优势在于：在结构尽量精简，功能尽量丰富的前提下，该系统能为柴油机提供超高的增压压力并且具有优秀的瞬态响应性能，降低了燃油消耗率，保护了环境。附图说明图1为本专利技术系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1，本专利技术是一种三状态两级相继增压系统及其控制方法，由二级中冷器1，柴油机本体2，高压燃气阀3，高压空气阀4，左侧高压级增压器5，右侧高压级增压器6，一级中冷器7，左侧低压级增压器8，右侧低压级增压器9，低压燃气阀10，低压空气阀11等组成，空气滤清器和低压级增压器8、9压气机入口相连接；低压级增压器压气机8、9出口与一级中冷器入口7、12连接；一级中冷器出口7、12与高压级增压器压气机5、6入口连接；高压级增压器压气机5、6出口与二级中冷器入口1连接；二级中冷器出口1与柴油机进气管道2连接；柴油机排气管道2与高压级增压器涡轮入口5、6相连接；高压级增压器5、6涡轮出口与低压级增压器8、9涡轮入口连接；低压级增压器8、9涡轮出口与废气处理装置相连。在右侧高压级增压器6压气机出口处布置了高压空气阀4和在涡轮机6入口处布置了高压燃气阀3；在右侧低压级增压器9压气机出口处布置了低压空气阀11和涡轮机入口处布置了低压燃气阀10；左侧低压级增压器8的压气机出口与右侧高压级增压器6压气机入口相连接，但是接口位于低压空气阀11之后；左侧低压级增压器8的涡轮机入口与右侧高压级增压器6涡轮机出口相连接，但是接口位于低压燃气阀10之前。本专利技术的控制方法是这样的：当柴油机工况低于40％时高压燃气阀3、高压空气阀4、低压燃气阀10、低压空气阀11全部关闭；当柴油机工况位于40％到60％之间时高压燃气阀3、高压空气阀4开启，低压燃气阀10、低压空气阀11关闭；当柴油机工况高于60％时高压燃气阀3、高压空气阀4、低压燃气阀10、低压空气阀11全部开启。打开右侧高压级增压器6时高压燃气阀3先开启，高压空气阀4延迟1s开启；打开右侧低压级增压器9时低压燃气阀10先开启，低压空气阀11延迟1.5s开启；关闭右侧高压级增压器6时高压燃气阀3先关闭，高压空气阀4延迟0.5s关闭；关闭右侧低压级增压器9时低压燃气阀10先关闭，低压空气阀11延迟0.7s关闭。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三状态两级相继增压系统，其特征是：包括柴油机、左侧低压级增压器、左侧高压级增压器、右侧低压级增压器、右侧高压级增压器、第一一级中冷器、第二一级中冷器、二级中冷器，左侧低压级增压器的压气机出口经第一一级中冷器通过左侧中冷后进气管连通左侧高压级增压器的压气机，左侧高压级压气机的出口连通二级中冷器的进口，柴油机的排气管分别连通左侧出气初级管和右侧出气初级管，左侧出气初级管连通左侧高压级增压器的涡轮进口，左侧高压级增压器的涡轮出口连通左侧出气次级管，左侧出气次级管连通左侧低压级增压器的涡轮进口，右侧低压级增压器的压气机出口经第二一级中冷器通过右侧中冷后进气管连通右侧高压级增压器的压气机，右侧高压级压气机的出口连通二级中冷器的进口，右侧排气管连通右侧高压级增压器的涡轮进口，右侧高压级增压器的涡轮出口连通右侧出气次级管，右侧出气次级管连通右侧低压级增压器的涡轮进口，二级中冷器的出口连接柴油机进气管，左侧出气初级管连通右侧出气初级管，左侧次级出气管连通右侧次级出气管，左侧中冷后进气管连通右侧中冷后进气管。

【技术特征摘要】
1.三状态两级相继增压系统，其特征是：包括柴油机、左侧低压级增压器、左侧高压级增压器、右侧低压级增压器、右侧高压级增压器、第一一级中冷器、第二一级中冷器、二级中冷器，左侧低压级增压器的压气机出口经第一一级中冷器通过左侧中冷后进气管连通左侧高压级增压器的压气机，左侧高压级压气机的出口连通二级中冷器的进口，柴油机的排气管分别连通左侧出气初级管和右侧出气初级管，左侧出气初级管连通左侧高压级增压器的涡轮进口，左侧高压级增压器的涡轮出口连通左侧出气次级管，左侧出气次级管连通左侧低压级增压器的涡轮进口，右侧低压级增压器的压气机出口经第二一级中冷器通过右侧中冷后进气管连通右侧高压级增压器的压气机，右侧高压级压气机的出口连通二级中冷器的进口，右侧排气管连通右侧高压级增压器的涡轮进口，右侧高压级增压器的涡轮出口连通右侧出气次级管，右侧出气次级管连通右侧低压级增压器的涡轮进口，二级中冷器的出口连接柴油机进气管，左侧出气初级管连通右侧出气初级管，左侧次级出气管连通右侧次级出气管，左侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王银燕，杨鹏，杜兴华，金鑫，杨传雷，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23