[实用新型]内燃机的两级可调增压系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及内燃机的增压系统，特别涉及一种内燃机的两级可调增压系统。

背景技术

随着未来船舶排放法规的实施和对柴油机等内燃机高功率密度、高效率的追求，具有更高压比的两级增压技术是船用柴油机等内燃机发展的趋势。然而，目前船用柴油机等内燃机绝大多数是单级增压。已有的两级增压技术多是采用一台高压级增压器和一台低压级增压器串联的型式，例如中国专利(公开号CN 1834421A)公开的一种内燃机，其具有发动机和由高压增压装置和低压增压装置构成的至少两级废气涡轮增压器，其中高压增压装置具有高压级涡轮机、高压压缩机和连接在高压压缩机与发动机之间的增压空气冷却器。但其增压压力不可调节，且不能使增压系统在柴油机运行的全工况内保持高效率。

具有增压压力调节能力的两级增压系统也有被应用，但这些系统都存在一定的问题。例如国际专利(WO 2010/097979 A1)采用低压级压气机旁通阀、高压级涡轮阀放气等5个旁通或者放气阀门调节增压压力、中国专利CN 103615309A采用高压级涡轮旁通阀、低压级涡轮旁通阀等4个旁通阀门调节增压压力。但对于船用V型柴油机，由于其具有两列气缸、两列进气管和两列排气管的特殊结构，这些系统的增压压力控制阀门多，会造成系统结构复杂且难于布置、总体尺寸庞大、管路沿程损失大、控制方法复杂、制造成本高等问题。

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术内燃机增压系统部分工 况下运行效率低下的缺陷，提供一种全工况条件下均能高效运行的内燃机的两级可调增压系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种内燃机的两级可调增压系统，其特点在于，其包括有两组分别具有若干个内燃机气缸的内燃机气缸组；

所述内燃机气缸组在排气方向上依次连通设置有一高压级涡轮和一低压级涡轮；

所述内燃机气缸组在进气方向上依次连通设置有一低压级压气机、一中冷器和一高压级压气机；

所述高压级涡轮与同组的所述高压级压气机共传动轴，所述低压级涡轮与同组的所述低压级压气机共传动轴；

一进排气旁通阀的一侧连通两组所述高压级压气机的出口，另一侧连通两组所述高压级涡轮的进气口。

也就是说，在排气方向上，废气经高压级涡轮、低压级涡轮后排出，带动高压级涡轮和低压级涡轮转动，进而通过共同的传动轴将动能传递至高压级压气机和低压级压气机以增加二者的增压空气压力。

另外，两组内燃机气缸组的进气、排气线路共用一进排气旁通阀。通过这种构造，可以通过调节进排气旁通阀的开度，利用高压级压气机出口和高压级涡轮进口之间的压差(空气进气线路的压力大于废气排气线路的压力，因此打开进排气旁通阀后，空气会从进气线路进入排气线路)，使部分空气不进入中冷器而进入高压级涡轮，提高涡轮输出功率，达到提高增压压力的目的。

较佳的，一高压级涡轮旁通阀一侧连通两组所述高压级涡轮的进气口，另一端连通两组所述高压级涡轮的出气口。

也就是说，两组内燃机气缸组的进气、排气线路共用一台高压级涡轮旁通阀。通过这种构造，可以通过调节高压级涡轮旁通阀的开度，利用高压级涡轮进口和低压级涡轮进口之间的压力差，使部分内燃机排气不经高压级涡 轮而直接进入低压级涡轮，降低两级涡轮总功率，达到降低增压压力的目的。

较佳的，两组所述中冷器共用一可调节流量的冷却水泵。

较佳的，两组所述内燃机气缸组的进气口共用一内燃机气缸进气冷却装置。通过这种构造，可以使两列增压空气共用一台中冷器，有效利用布置空间，减少了内燃机零件数量和尺寸，可使内燃机结构更紧凑。

较佳的，所述中冷器的进气口和出气口分别设置有一进气腔和一出气腔，所述进气腔和所述出气腔内分别设置有至少一导流板，所述导流板的一端与所述中冷器的进气或者出气的气流方向平行，另一端弯折至垂直于所述中冷器的进气口或出气口。

此处，设置导流板的作用在于使进入中冷器的空气气流分布更为均匀，这样可以降低扰流损失进而提高中冷器的冷却效果。

较佳的，所述中冷器、所述高压级压气机、所述低压级压气机、所述高压级涡轮和所述低压级涡轮与管路的连接处均设置有所述导流板。

本发明的积极进步效果在于：通过设置仅一个进排气旁通阀连通两组高压级压气机的出口和高压级涡轮的进气口，进一步设置一个高压级涡轮旁通阀连通两组高压级涡轮的进气口和出气口，使得仅使用较少的旁通阀就可以对整个系统进行调节以适用于内燃机各种不同的运行工况。

附图说明