补气系统和补气控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种补气系统和补气控制方法，用于包括柴油机和发电机的发电机组，柴油机向发电机提供驱动力，柴油机设置有至少两个气缸，柴油机通过涡轮增压器向至少两个气缸送入空气，涡轮增压器的送气口和至少两个气缸之间设置有进气主管路和与至少两个气缸分别连通的至少两个进气歧管路，补气系统包括用于压缩空气的补气压气机和补气管路；补气管路的输入端与补气压气机连通，补气管路的输出端分别与至少两个进气歧管路连通，以使空气经由至少两个进气歧管路直接分别进入对应的气缸。本发明专利技术提供的补气系统使得补气系统中的空气能够直接进入进气歧管路从而快速进入气缸中，能够降低涡轮增压器中的压气机的喘振。

Supplementary air system and control method

The invention provides a supplementary air system and a supplementary air control method for a generating set including a diesel engine and a generator. The diesel engine provides driving force to the generator. The diesel engine is provided with at least two cylinders. The diesel engine feeds air to at least two cylinders through a turbocharger. There is an intake main circuit and at least two cylinders between the intake port of the turbocharger and at least two cylinders. There are at least two intake manifolds connected by each cylinder, and the air supply system includes the air supply machine and the air supply pipeline for compressed air; the input end of the air supply pipeline is connected with the air supply machine, and the output end of the air supply pipeline is connected with at least two air intake manifolds respectively, so that air can enter the corresponding cylinder directly through at least two air intake manifolds. The air filling system provided by the invention enables the air in the air filling system to enter the intake manifold directly so as to enter the cylinder quickly, and can reduce the surge of the compressor in the turbocharger.

【技术实现步骤摘要】
补气系统和补气控制方法
本专利技术涉及柴油机
，且更具体地涉及一种补气系统和补气控制方法。
技术介绍
涡轮增压柴油机在低负荷工况下加速/加载工况过程中，会出现涡轮迟滞现象。具体表现为动力性变差，加速缓慢，冒黑烟等情况。这是由于柴油机外部负载增加后，柴油机无法输出相匹配的扭矩造成的。尽管已有的柴油机在采用电子控制系统对其操作后，燃油系统能够快速的反应，输出相应的油量，但是，增压系统在此过程中，由于增压器转动惯量和进排气系统中气体的可压缩性等原因，涡轮增压系统无法快速响应，提供足够的进气量，此时过量空气系数急剧下降到一个较低值，缸内燃烧恶化，动力性指标降低，排放指标变差，尤其是碳烟排放急剧增多。基于此，已有的柴油机通常会通过补气技术即在涡轮迟滞现象发生时，向进气系统中补充足够的进气量，使气缸内存有足够的空气以使燃烧正常进行，优化柴油机的动态性能与瞬态排放。但是，已有的补气工艺通常是直接将补气管路连接至涡轮增压器中的压气机壳，由于气体直接冲击叶片，因此，不能采用过高的补气压力，且气体需要流过压气机、进气总管等部件后才能进入气缸，补气介入燃烧过程时间较长，效果不明显。已有的补气工艺还有直接将补气管路连接至进气总管，在补充的气体进入进气总管时，若气压过高则容易引起压气机喘振。因此，需要一种补气系统和补气控制方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了至少部分地解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种补气系统，用于包括柴油机和发电机的发电机组，所述柴油机向所述发电机提供驱动力，所述柴油机设置有至少两个气缸，所述柴油机通过涡轮增压器向所述至少两个气缸送入空气，所述涡轮增压器的送气口和所述至少两个气缸之间设置有进气主管路和与所述至少两个气缸分别连通的至少两个进气歧管路，补气系统包括：补气压气机，用于压缩空气；以及补气管路，所述补气管路的输入端与所述补气压气机连通，所述补气管路的输出端分别与所述至少两个进气歧管路连通，以使所述空气经由所述至少两个进气歧管路直接分别进入对应的所述气缸。根据本方案，由于补气管路的输出端直接连接至与气缸连通的进气歧管路，使得补气系统中的空气能够直接进入进气歧管路从而快速进入气缸中，能够降低涡轮增压器中的压气机的喘振。并且由于设置了补气压气机，使得可以向气缸中补入压缩后的压力较高的空气。可选地，所述补气管路的输出端设置有对应于每个所述进气歧管路的喷射装置，所述空气经由所述喷射装置进入所述进气歧管路。可选地，所述补气系统还包括设置在所述补气压气机下游的减压装置和气体储存装置，所述减压装置设置在所述补气压气机和所述气体储存装置之间。可选地，所述补气管路的管径在靠近所述气体储存装置的出口处由大变小。可选地，所述补气管路在所述气体储存装置的下游设置有安全阀。可选地，所述补气系统包括控制单元，所述控制单元配置为根据所述柴油机的运行负荷和/或加载负荷幅度而使所述补气系统向所述柴油机补气。可选地，所述控制单元配置为当所述运行负荷大于等于负荷预设值时控制所述补气系统不向所述柴油机补气。可选地，所述控制单元配置为当所述运行负荷小于负荷预设值且所述加载负荷幅度小于加载负荷幅度预设值时所述补气系统不向所述柴油机补气。可选地，所述控制单元配置为当所述运行负荷小于负荷预设值且所述加载负荷幅度大于等于加载负荷幅度预设值时所述补气系统向所述柴油机补气。可选地，所述控制单元配置为根据所述加载负荷幅度而控制所述补气系统向所述柴油机补气的补气循环次数。可选地，所述控制单元进一步配置为使得所述补气系统在所述柴油机的进气时向所述柴油机补气，并且在所述柴油机的进气门开启之前所述补气系统的补气开始，在所述柴油机的进气门关闭之前所述补气系统的补气停止。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种补气控制方法，用于使用根据上述技术方案中任一方面所述的补气系统的包括柴油机和发电机的发电机组，所述柴油机向所述发电机提供驱动力，所述补气控制方法包括如下步骤：判断加载区域步骤，将所述柴油机的运行负荷与负荷预设值进行比较，以判断所述补气系统是否向所述柴油机补气。根据本方案，采用由发电机负荷信号计算得到的柴油机的负荷信号来初步判断补气系统是否向柴油机补气，相比于已有的采用柴油机的转速信号来判断补气是否进行的方式，本专利技术的补气反应更加灵敏。可选地，在判断加载区域步骤中，当所述运行负荷大于等于所述负荷预设值时，所述补气系统不向所述柴油机补气。可选地，还包括在所述判断加载区域步骤之后的判断加载负荷幅度步骤，将所述柴油机的加载负荷幅度与加载负荷幅度预设值进行比较，以判断所述补气系统是否向所述柴油机补气。可选地，在判断加载区域步骤中，当所述运行负荷小于所述负荷预设值时，进行所述判断加载负荷幅度步骤。可选地，在所述判断加载负荷幅度步骤中，当所述加载负荷幅度小于所述加载负荷幅度预设值时，所述补气系统不向所述柴油机补气。可选地，在所述判断加载负荷幅度步骤中，当所述加载负荷幅度大于等于所述加载负荷幅度预设值时，所述补气系统向所述柴油机补气。可选地，根据所述加载负荷幅度而控制所述补气系统向所述柴油机补气的补气循环次数。可选地，通过控制补气喷嘴的开启而使所述补气系统向所述柴油机补气。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施方式及其描述，用来解释本专利技术的装置及原理。在附图中，图1为根据本专利技术的优选实施方式的补气系统的结构示意图，其中还示出了柴油机的结构；图2为根据本专利技术的优选实施方式的补气系统的控制单元的连接关系示意图；图3为根据本专利技术的优选实施方式的补气控制方法的流程示意图；图4为用于图3的补气控制方法的补气循环次数插值表；图5为补气循环次数插值表的一个实施方式；以及图6为补气系统的补气阶段相对于柴油机的进气阶段的时间轴线示意图，其中以曲轴转角作为时间参考。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本专利技术。显然，本专利技术的施行并不限定于该
的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本专利技术的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本专利技术中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种补气系统，用于包括柴油机和发电机的发电机组，所述柴油机向所述发电机提供驱动力，所述柴油机设置有至少两个气缸，所述柴油机通过涡轮增压器向所述至少两个气缸送入空气，所述涡轮增压器的送气口和所述至少两个气缸之间设置有进气主管路和与所述至少两个气缸分别连通的至少两个进气歧管路，其特征在于，所述补气系统包括：补气压气机，用于压缩空气；以及补气管路，所述补气管路的输入端与所述补气压气机连通，所述补气管路的输出端分别与所述至少两个进气歧管路连通，以使所述空气经由所述至少两个进气歧管路直接分别进入对应的所述气缸。

【技术特征摘要】
1.一种补气系统，用于包括柴油机和发电机的发电机组，所述柴油机向所述发电机提供驱动力，所述柴油机设置有至少两个气缸，所述柴油机通过涡轮增压器向所述至少两个气缸送入空气，所述涡轮增压器的送气口和所述至少两个气缸之间设置有进气主管路和与所述至少两个气缸分别连通的至少两个进气歧管路，其特征在于，所述补气系统包括：补气压气机，用于压缩空气；以及补气管路，所述补气管路的输入端与所述补气压气机连通，所述补气管路的输出端分别与所述至少两个进气歧管路连通，以使所述空气经由所述至少两个进气歧管路直接分别进入对应的所述气缸。2.根据权利要求1所述的补气系统，其特征在于，所述补气管路的输出端设置有对应于每个所述进气歧管路的喷射装置，所述空气经由所述喷射装置进入所述进气歧管路。3.根据权利要求1所述的补气系统，其特征在于，所述补气系统还包括设置在所述补气压气机下游的减压装置和气体储存装置，所述减压装置设置在所述补气压气机和所述气体储存装置之间。4.根据权利要求3所述的补气系统，其特征在于，所述补气管路的管径在靠近所述气体储存装置的出口处由大变小。5.根据权利要求3所述的补气系统，其特征在于，所述补气管路在所述气体储存装置的下游设置有安全阀。6.根据权利要求1所述的补气系统，其特征在于，所述补气系统包括控制单元，所述控制单元配置为根据所述柴油机的运行负荷和/或加载负荷幅度而使所述补气系统向所述柴油机补气。7.根据权利要求6所述的补气系统，其特征在于，所述控制单元配置为当所述运行负荷大于等于负荷预设值时控制所述补气系统不向所述柴油机补气。8.根据权利要求6所述的补气系统，其特征在于，所述控制单元配置为当所述运行负荷小于负荷预设值且所述加载负荷幅度小于加载负荷幅度预设值时所述补气系统不向所述柴油机补气。9.根据权利要求6所述的补气系统，其特征在于，所述控制单元配置为当所述运行负荷小于负荷预设值且所述加载负荷幅度大于等于加载负荷幅度预设值时所述补气系统向所述柴油机补气。10.根据权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤弘扬，郑亮，李红梅，韩丹，张文正，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31