[实用新型]一种增压器压气机进气流量的调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及增压器领域，尤其涉及一种增压器压气机进气流量的调节装 置。

背景技术

增压器与内燃机理想的联合运行线如图1实线所示，在小流量时具备一定的喘 振裕度，而在大流量时能够穿过压气机的高效率区。但是由于受到增压器固有特性 的影响，当内燃机匹配推进主机时，在压气机上的联合运行线容易在小流量时运行 至压气机的喘振区，且在大流量时不能完全穿过高效率区，从而导致增压器运行风 险高，运行效率低，如图1的虚线所示。

解决此问题的常用方法如下：

1)采用多个增压器；

在内燃机上布置多个增压器，按内燃机在各工况下的流量需求逐个接入增压 器，使增压器始终处于安全高效的运行范围。由于采用多台增压器运行，在机上布 置时需要多套管路连接增压器以及上下游的空冷器和排气管，同时需要安装多个控 制阀进行切换调节，结构十分复杂，布置困难。

2)可变供气特性的增压器；

主要指可变几何涡轮增压器，增压器采用可变几何截面的通流元件如喷嘴环， 使增压比在排气能量不变时在一定范围内变化，从而实现进气流量在一定范围内调 节。由于喷嘴环几何截面对增压比的影响较为敏感，需要一套复杂的控制系统来实 现喷嘴环几何截面的精确调节，控制复杂且成本高昂。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：如何实现内 燃机的进气量在全部运行范围内的双向调节。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种增压器压气机进气流量的调节装置， 通过在所述增压器的压气机出口与涡轮机进口之间设置进排气旁通管路，将压气机 出口的一部分进气直接通入涡轮机中，从而实现进气流量的加量调节；通过在所述 增压器的压气机出口与涡轮出口之间设置进气旁通放气管路，将压气机出口处的一 部分进气直接通入涡轮机出口后的管路中，从而实现进气流量的减量调节。

进一步地，在所述进排气旁通管路上设置第一控制阀，用于控制压气机出口到 涡轮机进口的流量。当所述第一控制阀开启时，压气机出口的一部分进气通过进排 气旁通管路进入到涡轮机中，推动涡轮加速旋转，从而带动增压器的转速上升，使 压气机压缩更多的空气进入到内燃机中，从而实现进气流量的加量调节；所述第一 控制阀为开关阀或可调节阀；优选地，所述第一控制阀为蝶阀。

进一步地，在所述进气旁通放气管路上设置第二控制阀，用于控制涡轮机进口 旁通到出口的流量。当所述第二控制阀开启时，涡轮机入口处的一部分排气通过进 气旁通放气管路，进入到涡轮机出口后的管路，造成涡轮机可利用的能量下降，使 涡轮减速旋转，从而造成增压器的转速下降，使压气机压缩空气的能力下降，从而 实现进气流量的减量调节；所述第二控制阀为开关阀或可调节阀；优选地，所述第 二控制阀为蝶阀。

优选地，所述第一控制阀和所述第二控制阀与管路之间用法兰连接。

进一步优选地，所述进排气旁通管路与所述进气旁通放气管路通过一个四通管 连接，四通管内气体流向受第一控制阀和第二控制阀的开闭状态控制；两个控制阀 停机时为常闭状态，运行时不可同时开启。

优选地，第一控制阀和第二控制阀的开闭时刻和/或角度通过内燃机的控制系 统进行控制。通过事先的台架标定将控制策略写入到控制系统中，当内燃机运行时 由传感器将采集的控制阀前后压力、发动机转速、增压压力等运行参数的相关信号 传递给控制系统，控制系统根据内置控制策略输出控制信号，对第一控制阀和第二 控制阀进行电子控制。

优选地，在所述进排气旁通管路中还可增设喷嘴，在所述进气旁通放气管路中 还可增设孔板，并且监测控制阀前后的压力来实现流量的精确调节。可当管路及控 制阀的尺寸与流量的要求不完全符合时，对管路的有效流通面积进行修正，保证调 节效果。喷嘴和孔板的尺寸规格可以根据实际的使用需求进行调换。

本实用新型增压器压气机进气流量的调节装置相比于现有技术，具有如下显著 的有益效果：

1.不需要增加增压器，仅需在原有增压器配置上，采用最少的控制阀数量就 可以实现增加和减少流量的双向调节控制功能；

2.调节方式：无级调节或开闭调节均可；

3.根据不同流量控制要求，可以通过增加喷嘴和孔板实现更加精确的控制。