一种两级增压系统及发动机技术方案

本实用新型专利技术涉及发动机技术领域，具体公开了一种两级增压系统及发动机，该两级增压系统包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器和排气旁通装置，第一涡轮增压器包括第一压气机；第二涡轮增压器包括第二压气机；第一压气机与第二压气机依次间隔设于空气进口与发动机之间；第一压气机与第二压气机之间设有第一空冷器，第一空冷器设有温度调节组件；排气旁通装置用于调节通过第一涡轮增压器和/或第二涡轮增压器的废气量；第一压力传感器和第二压力传感器分别用于检测发动机进气和排气压力，控制器通过第一、第二压力传感器的数据控制温度调节组件。上述设置能够有效对发动机的进气压力及进排气压差进行独立、准确地调节。准确地调节。准确地调节。

【技术实现步骤摘要】
一种两级增压系统及发动机


[0001]本技术涉及发动机
，尤其涉及一种两级增压系统及发动机。

技术介绍

[0002]发动机功率不断提高，涡轮增压方式是增加发动机功率的重要手段。受增压器本身技术的限制，单级增压压比难以大幅提升，因此，两级增压系统在发动机上的应用逐步增多。
[0003]增压系统输出的增压压力即发动机的进气压力是发动机的一项重要参数，直接影响发动机的燃烧和性能，其容易受环境的进气温度和压力的影响，增压压力过高会引起发动机爆发压力等机械负荷的升高，而过低会引起发动机燃烧恶化、性能下降。发动机的进排气压差也是影响发动机性能的一项重要参数，进排气压差越大，发动机缸内废气的扫气效果越好，燃烧和性能也越好，但当压差过大时可能造成发动机燃烧的氮氧化物排放超标，以及由于发动机耗气量增加导致的排气温度过低。排气温度过低一方面会降低发动机废气能量利用的数量和效率，另一方面会低于催化还原装置的催化剂工作温度，导致其氮氧化物的转化率不足。因此，发动机进气压力和进排气压差的控制对于优化发动机性能是有利的。
[0004]目前，传统发动机的两级增压系统采用排气旁通的方式来调节进气压力和进排气压差之间的关系，但此方式在调节进气压力的过程中，进排气压差会随着进气压力的下降而下降，进排气压差无法独立于进气压力进行调节。无法适应发动机对进气压力和进排气压差两个方面的需求，使得发动机的燃烧和性能受到影响。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于：提供一种两级增压系统及发动机，以解决无法适应发动机对进气压力和进排气压差两个方面的需求的问题。
[0006]为达上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本技术提供一种两级增压系统，该两级增压系统包括：
[0008]第一涡轮增压器，包括第一涡轮机和第一压气机；
[0009]第二涡轮增压器，包括第二涡轮机和第二压气机；
[0010]所述第一压气机与所述第二压气机依次间隔设于空气进口与发动机之间；
[0011]所述第一涡轮机与所述第二涡轮机依次间隔设于废气出口与发动机之间；
[0012]所述第一压气机与所述第二压气机之间设有第一空冷器；
[0013]所述第一空冷器设有温度调节组件；所述温度调节组件用于调节所述第一空冷器出口处空气的温度；
[0014]排气旁通装置，所述排气旁通装置用于调节通过所述第一涡轮增压器和/或第二涡轮增压器的废气量；
[0015]第一压力传感器，所述第一压力传感器用于监测所述发动机的进气压力值；
[0016]第二压力传感器，所述第二压力传感器用于监测所述发动机的排气压力值；
[0017]控制器，所述控制器与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器连接，并通过所述第一压力传感器和所述第二压力传感器反馈的数据控制所述温度调节组件和所述排气旁通装置。
[0018]可选地，所述排气旁通装置包括第一排气管和第一放气阀，所述第一排气管的入口设于所述第二涡轮机和所述发动机之间，所述第一放气阀设于所述第一排气管，所述第一放气阀能调节通过所述第二涡轮机和所述第一涡轮机的废气量。
[0019]可选地，所述排气旁通装置还包括第二排气管和第二放气阀；所述第一排气管的出口设于所述第一涡轮机与所述废气出口之间，所述第二排气管的入口设于所述第一涡轮机和所述第二涡轮机之间；所述第二排气管的出口设于所述第一放气阀和所述第一排气管的出口之间，所述第二放气阀设于所述第一排气管且位于所述第二排气管的出口和所述第一排气管的出口之间。
[0020]可选地，所述温度调节组件包括水冷冷却件以及与所述水冷冷却件连通的进水管路与出水管路，所述进水管路设有阀体，所述控制器能控制所述阀体的开度以控制进入水冷冷却件的冷却液体的流量。
[0021]可选地，所述水冷冷却件为冷却管，所述冷却管绕设在所述第一空冷器的内部，所述冷却管的走向与空气流动方向垂直，所述冷却管用于冷却流经所述第一空冷器的空气。
[0022]可选地，所述阀体为三通阀，所述三通阀的入水口与出水口串联于所述进水管路，所述三通阀的旁路通过旁通管与所述出水管路连通。
[0023]可选地，所述第一空冷器与所述第二压气机之间设有第一汽水分离器。
[0024]可选地，所述第一空冷器与所述第二压气机之间设有温度传感器与第三压力传感器，所述控制器能根据所述第三压力传感器的数值计算饱和蒸汽温度，且能通过控制所述温度调节组件以使得温度传感器的温度高于所述饱和蒸汽温度。
[0025]可选地，所述温度传感器与所述第三压力传感器均的通过可拆卸的方式设于所述第一空冷器与所述第二压气机之间的管路。
[0026]第二方面，本技术提供一种发动机，包括上述任一方案中的两级增压系统。
[0027]本技术的有益效果为：
[0028]本技术提供一种两级增压系统，该两级增压系统通过监测发动机的转速和负荷，控制器按照预先标定数据计算出实时最佳的进气压力和进排气压差。通过传感器检测到发动机的进气压力值和排气压力值，当进排气压差低于计算的最佳值时，减小三通阀的旁通开度，减少进入旁通管的冷却水量，增加进入第一空冷器的冷却水量，增大进排气压差；反之则增大三通管的旁通开度。而当进气压力低于计算的最佳值时，减小第一放气阀的开度，提高进气压力；反之则增大第一放气阀的开度。通过对发动机的进气压力和进排气压差的实时监测，并对三通阀、第一放气阀进行调控，保证上述参数始终处于预设值范围。该设置能够有效对发动机的进气压力及进排气压差进行独立、准确地调节，能适应发动机对进气压力和进排气压差两个方面的需求，有利于使发动机保持在预设的燃烧性能。
附图说明
[0029]图1为本技术实施例中带有第一排气管的两级增压系统的结构示意图；
[0030]图2为本技术实施例中带有第一排气管和第二排气管的两级增压系统的结构
示意图；
[0031]图3为本技术实施例中进气压力和进排气压差的变化规律图。
[0032]图中：
[0033]1、第一涡轮增压器；
[0034]11、第一涡轮机；12、第一压气机；
[0035]2、第二涡轮增压器；
[0036]21、第二涡轮机；22、第二压气机；
[0037]3、温度调节组件；
[0038]31、进水管路；32、出水管路；33、旁通管；34、阀体；
[0039]4、第一空冷器；5、第二空冷器；6、发动机；7、第一汽水分离器；8、第二汽水分离器；
[0040]91、第一排气管；92、第二排气管；93、第一放气阀；94、第二放气阀。
具体实施方式
[0041]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两级增压系统，其特征在于，包括：第一涡轮增压器(1)，包括第一涡轮机(11)和第一压气机(12)；第二涡轮增压器(2)，包括第二涡轮机(21)和第二压气机(22)；所述第一压气机(12)与所述第二压气机(22)依次间隔设于空气进口与发动机(6)之间；所述第一涡轮机(11)与所述第二涡轮机(21)依次间隔设于废气出口与发动机(6)之间；所述第一压气机(12)与所述第二压气机(22)之间设有第一空冷器(4)；所述第一空冷器(4)设有温度调节组件(3)；所述温度调节组件(3)用于调节所述第一空冷器(4)出口处空气的温度；排气旁通装置，所述排气旁通装置用于调节通过所述第一涡轮增压器(1)和/或第二涡轮增压器(2)的废气量；第一压力传感器，所述第一压力传感器用于监测所述发动机(6)的进气压力值；第二压力传感器，所述第二压力传感器用于监测所述发动机(6)的排气压力值；控制器，所述控制器与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器连接，并通过所述第一压力传感器和所述第二压力传感器反馈的数据控制所述温度调节组件(3)和所述排气旁通装置。2.根据权利要求1所述的两级增压系统，其特征在于，所述排气旁通装置包括第一排气管(91)和第一放气阀(93)，所述第一排气管(91)的入口设于所述第二涡轮机(21)和所述发动机(6)之间，所述第一放气阀(93)设于所述第一排气管(91)，所述第一放气阀(93)能调节通过所述第二涡轮机(21)和所述第一涡轮机(11)的废气量。3.根据权利要求2所述的两级增压系统，其特征在于，所述排气旁通装置还包括第二排气管(92)和第二放气阀(94)；所述第一排气管(91)的出口设于所述第一涡轮机(11)与所述废气出口之间，所述第二排气管(92)的入口设于所述第一涡轮机(11)和所述第二涡轮机(21)之间；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱跃华，
申请(专利权)人：中船动力研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：