[实用新型]一种用于V型柴油机的共用进气箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种V型柴油机的共用进气箱。

背景技术

相继增压(Sequential Turbo Charging，STC)系统是指由两台或两台以上涡轮增压器并联组成的增压系统，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，令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。相继增压技术是解决柴油机与增压器匹配矛盾，提高柴油机低工况性能的有效方法之一。

相继增压技术最早是在上世纪七十年底由MTU公司在其1163-03系列柴油机上采用的，到了九十年代初期，该公司的595系列相继增压柴油机实现了全工况优化控制，被誉为九十年代最先进的机型。

目前，相继增压系统在小型柴油机上有被应用，例如，申请号201080020951.5提出的带有相继增压系统的内燃机，其缺点是：需要在受控增压器上加装驱动装置，附加辅助装置较多，结构复杂。

相继增压系统在大型船用V型柴油机上也有被应用，例如，申请号为201210230427.1、201210469116.0及201220641946.2提出的柴油机相继增压结构，它们进气管路均采用柴油机每列气缸一根进气总管的方式，排气管路也采用每列气缸一根排气总管的方式，通过排气连通阀使得两列气缸排气管联通。这样的进气管路布置空间较大，排气管路通过连通阀相通会使两列排气相通时节流损失加大。

有鉴于现有技术的上述缺点，本领域技术人员致力于开发一种结构简单、所占空间较小的相继增压系统。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种适用于中置增压器的V型柴油机定压相继增压系统，该相继增压系统不需要增加过多的辅助装置即可改善单级高压比柴油机的全工况性能，且系统结构紧凑，使柴油机的整体尺寸得以控制。

本实用新型提供的技术方案为：一种V型柴油机定压相继增压系统，包括：多个气缸组成的两列气缸、对应多个气缸的多根排气支管、定压排气总管、共用进气箱、第一涡轮增压器、第二涡轮增压器、第一前进气管、第二前进气管、第一后排气管、第二后排气管、空气冷却器、进气截止阀以及排气截止阀，其特征在于，两列气缸共用一个共用进气箱，定压排气总管连接所有排气支管并可进一步设计成回路；其中，第一涡轮增压器的第一压气机设置于第一前进气管中，第二涡轮增压器的第二压气机设置于第二前进气管中，空气冷却器连接所述两根前进气管和共用进气箱，用于冷却进气；共用进气箱与所述多个气缸相连；第一后排气管和第二后排气管与定压排气总管相连，第一涡轮增压器的第一涡轮设置于第一后排气管中，第二涡轮增压器的第二涡轮设置于第二后排气管中；进气截止阀和排气截止阀分别用于控制第二涡轮增压器的进气和排气，进而控制第二涡轮增压器的运行与否。

该相继增压系统在运行时，经空气冷却器冷却后的气体进入专门设计的共用进气箱体，并经连接法兰进入气缸；排气经排气支管进入容积较大且两端连通的定压排气总管，定压排气总管通过后排气管与两台涡轮相连，排气经涡轮排向大气；其中，第二涡轮增压器的压气机出口与涡轮入口分别设有进气截止阀与排气截止阀。在柴油机转速较低的工况时，通过关闭该两处截止阀使第二涡轮增压器停止运行，从而使得第一涡轮增压器的流量增大、压比提高，气缸进气量增加，降低碳烟排放及排气温度，同时远离增压器喘振线。

进一步地，该定压相继增压系统还包括进排气旁通管和进排气旁通阀。在第二涡轮增压器切入运行后的一定工况范围内(一般在切入点至75％工况时，优选50％～75％工况)，开启进排气旁通阀让一部分空气不经气缸而直接通入排气管内，从而使运行中的两台涡轮增压器中流通气体的流量增大，最终使该相继增压系统不易喘振，并可提高压气机的效率。

优选地，为了使该柴油机的空间结构更紧凑，上述共用进气箱布置于柴油机V角之内，而两台涡轮增压器沿轴向同轴相邻地布置于柴油机两列气缸V角之间的上述共用进气箱之上，回路设计的排气总管布置于两台增压器下部的外围空间中，空气冷却器布置于柴油机一端。

优选地，该定压排气总管的内径为气缸缸径的0.9～1.2倍。