相继增压系统及发动机技术方案

本发明专利技术涉及发动机技术领域，公开一种相继增压系统及发动机，其中相继增压系统包括主机气路组件和涡轮增压器组件，主机气路组件包括通过气缸连通的进气集管和排气集管，涡轮增压器组件包括涡轮增压器和集气件，涡轮增压器包括至少一个基本涡轮增压器和至少一个相继涡轮增压器。涡轮增压器具有涡端和压端，排气集管连通涡端，排气集管的废气能够进入涡端。压端通过集气件连通排气集管和进气集管，新气在经过压缩后，不仅能够进入进气集管，参与气缸的正常工作，还能够进入排气集管，以降低排气集管内气体的温度，进而降低涡轮增压器的涡前温度和涡轮增压器转速，以确保各工况下发动机的扭矩发挥不受限制，提高系统效率。提高系统效率。提高系统效率。

【技术实现步骤摘要】
相继增压系统及发动机


[0001]本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种相继增压系统及发动机。

技术介绍

[0002]高功率发动机作为主推装置运行时，由于运行工况变化范围大，难以实现在各种工况条件下涡轮增压器的良好匹配，尤其是在中低负荷工况下，压气机和发动机匹配点远离高效率区，增压压力降低、进气流量下降，易造成燃烧不良、碳烟排放升高和油耗增加，且长时间运行会造成缸内积碳严重等问题。相继增压系统可根据发动机的转速和负荷投入使用不同数量的涡轮增压器，但是在实际使用时，随着功率密度和使用需求的提高，在发动机使用多个涡轮增压器运行至中高转速和中高负荷时，可能会出现涡前入口温度过高或增压转速接近限值的情况，但发动机的爆发压力并未达到设计限值，即会出现对发动机扭矩发挥的限制，使得相继增压系统的工作效率受限。
[0003]因此，亟需一种相继增压系统及发动机，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的在于提供一种相继增压系统，可避免各工况下发动机的扭矩发挥受限，以提高相继增压系统的工作效率。
[0005]如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]相继增压系统，包括：
[0007]主机气路组件，设置有两组，每组所述主机气路组件均包括通过气缸连通的进气集管和排气集管；
[0008]涡轮增压器组件，包括涡轮增压器和集气件，所述涡轮增压器具有涡端和压端，所述排气集管连通所述涡端，所述排气集管的废气能够进入所述涡端，所述压端通过所述集气件连通所述排气集管和所述进气集管，新气能够通过所述压端进入所述排气集管和所述进气集管；
[0009]所述涡轮增压器包括至少一个基本涡轮增压器和至少一个相继涡轮增压器，所述基本涡轮增压器与所述进气集管、所述排气集管和所述集气件始终保持连通，所述相继涡轮增压器能够与所述进气集管、所述排气集管和所述集气件选择性连通。
[0010]作为相继增压系统的一种优选方案，所述涡轮增压器组件还包括放气调节管路，至少最后一个所述相继涡轮增压器设置有所述放气调节管路，所述放气调节管路的一端连接于所述相继涡轮增压器的所述压端和所述集气件之间的管路上，另一端连通外部环境，所述放气调节管路上设置有放气调节阀。
[0011]作为相继增压系统的一种优选方案，所述涡轮增压器组件还包括旁通调节阀，所述集气件和所述排气集管通过旁通管连通，所述旁通调节阀设置于所述旁通管上。
[0012]作为相继增压系统的一种优选方案，所述主机气路组件设置有两组，所述涡轮增压器设置有2X个，X≥1，每X个所述涡轮增压器的所述涡端连通于同一组所述排气集管，2X
个所述涡轮增压器的所述压端均连通于所述集气件，且两组所述主机气路组件的两个所述进气集管通过所述集气件连通，两组所述主机气路组件的两个所述排气集管通过连通管连通，所述连通管与所述旁通管连通。
[0013]作为相继增压系统的一种优选方案，所述基本涡轮增压器设置有a个，所述相继涡轮增压器设置有b个，a+b＝2X且1≤b≤2X
‑
1，每组所述主机气路组件至少连通一个所述涡轮增压器。
[0014]作为相继增压系统的一种优选方案，所述集气件包括连通的集气管和空气分配罩，所述集气管的一端连通于所述压端，另一端通过所述空气分配罩连通于所述旁通管以及每组所述主机气路组件的所述进气集管。
[0015]作为相继增压系统的一种优选方案，所述涡轮增压器组件还包括空气冷却器，所述空气冷却器设置于连通所述集气件和所述进气集管的管路上。
[0016]作为相继增压系统的一种优选方案，所述涡轮增压器组件还包括涡端切断阀和压端切断阀，所述涡端切断阀设置于连通所述相继涡轮增压器的所述涡端和所述排气集管的管道上，所述压端切断阀设置于连通所述相继涡轮增压器的所述压端和所述集气件的管道上。
[0017]作为相继增压系统的一种优选方案，所述主机气路组件还包括进气支管和排气支管，所述进气集管通过所述进气支管连通于所述气缸，所述排气集管通过所述排气支管连通于所述气缸。
[0018]本专利技术的另一个目的在于提供一种发动机，其全工况运行性能良好。
[0019]如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：
[0020]发动机，包括上述的相继增压系统。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]本专利技术提出的相继增压系统包括主机气路组件和涡轮增压器组件，其中主机气路组件设置有两组，每组主机气路组件均包括通过气缸连通的进气集管和排气集管。而涡轮增压器组件包括涡轮增压器和集气件，且该涡轮增压器包括至少一个基本涡轮增压器和至少一个相继涡轮增压器，基本涡轮增压器与进气集管、排气集管和集气件始终保持连通，相继涡轮增压器能够与进气集管、排气集管和集气件选择性连通。具体地，涡轮增压器具有涡端和压端，排气集管连通涡端，排气集管的废气能够进入涡端，压端通过集气件连通排气集管和进气集管，新气能够通过压端进入排气集管和进气集管。通过将废气通入涡轮增压器做功即可对新气进行压缩，而后再将被压缩的新气通过进气集管进入气缸以达到对发动机系统增压的目的。而压端除了和进气集管连通外，还与排气集管连通，这使得经过增压的新气还可进入排气集管内，以降低排气集管内气体的温度，进而降低涡轮增压器的涡前温度和涡轮增压器转速，以避免各工况下发动机的扭矩发挥受限制，可提高相继增压系统的工作效率。
[0023]本专利技术提出的发动机，包括上述的相继增压系统，其全工况运行性能良好。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例一提供的一种相继增压系统的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例一提供的另一种相继增压系统的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例二提供的相继增压系统的结构示意图。
[0027]图中：
[0028]1、主机气路组件；11、进气集管；12、进气支管；13、排气集管；14、排气支管；15、旁通管；16、连通管；
[0029]2、涡轮增压器组件；201、涡端；202、压端；203、涡端切断阀；204、压端切断阀；205、放气调节阀；206、旁通调节阀；
[0030]21、涡轮增压器一号；22、涡轮增压器二号；23、涡轮增压器三号；24、涡轮增压器四号；25、集气管；26、空气分配罩；27、空气冷却器。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。
[0032]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.相继增压系统，其特征在于，包括：主机气路组件(1)，设置有两组，每组所述主机气路组件(1)均包括通过气缸连通的进气集管(11)和排气集管(13)；涡轮增压器组件(2)，包括涡轮增压器和集气件，所述涡轮增压器具有涡端(201)和压端(202)，所述排气集管(13)连通所述涡端(201)，所述排气集管(13)的废气能够进入所述涡端(201)，所述压端(202)通过所述集气件连通所述排气集管(13)和所述进气集管(11)，新气能够通过所述压端(202)进入所述排气集管(13)和所述进气集管(11)；所述涡轮增压器包括至少一个基本涡轮增压器和至少一个相继涡轮增压器，所述基本涡轮增压器与所述进气集管(11)、所述排气集管(13)和所述集气件始终保持连通，所述相继涡轮增压器能够与所述进气集管(11)、所述排气集管(13)和所述集气件选择性连通。2.根据权利要求1所述的相继增压系统，其特征在于，所述涡轮增压器组件(2)还包括放气调节管路，至少最后一个所述相继涡轮增压器设置有所述放气调节管路，所述放气调节管路的一端连接于所述相继涡轮增压器的所述压端(202)和所述集气件之间的管路上，另一端连通外部环境，所述放气调节管路上设置有放气调节阀(205)。3.根据权利要求1所述的相继增压系统，其特征在于，所述涡轮增压器组件(2)还包括旁通调节阀(206)，所述集气件和所述排气集管(13)通过旁通管(15)连通，所述旁通调节阀(206)设置于所述旁通管(15)上。4.根据权利要求3所述的相继增压系统，其特征在于，所述主机气路组件(1)设置有两组，所述涡轮增压器设置有2X个，X≥1，每X个所述涡轮增压器的所述涡端(201)连通于同一组所述排气集管(13)，2X个所述涡轮增压器的所述压端(202)均连通于所述集气件，且两组所述主...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘腾，吴朝晖，宋雅丽，
申请(专利权)人：中船动力研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：