[发明专利]多阶段可调相继增压柴油机增压结构及控制方法

权利要求书

1.多阶段可调相继增压柴油机增压结构，其特征是：包括A列气缸、B列气缸、基本涡轮增压器、受控涡轮增压器、基本三通球阀、受控三通球阀，所述基本涡轮增压器包括同轴的基本涡轮和基本压气机，所述受控涡轮增压器包括同轴的受控涡轮和受控压气机，基本压气机通过A列进气管连接A列气缸，基本涡轮通过A列排气管连接A列气缸，受控压气机通过B列进气管连接B列气缸，受控涡轮通过B列排气管连接B列气缸，A列进气管和B列进气管通过进气连通管相通，A列排气管和B列排气管通过排气连通管相通，基本三通球阀的第一端口与基本涡轮出口相连，基本三通球阀的第二端口与大气相通，基本三通球阀的第三端口与受控三通球阀的第三端口相连，受控三通球阀安装在B列排气管上，受控三通球阀的第一端口与B列排气管相通，受控三通球阀的第二端口与受控涡轮入口相连。

2.根据权利要求1所述的多阶段可调相继增压柴油机增压结构，其特征是：A列进气管上安装A列中冷器，B列进气管上安装B列中冷器，受控压气机与进气连通管之间的B列进气管上安装空气阀。

3.多阶段可调相继增压柴油机增压控制方法，其特征是：采用如下增压结构：包括A列气缸、B列气缸、基本涡轮增压器、受控涡轮增压器、基本三通球阀、受控三通球阀，所述基本涡轮增压器包括同轴的基本涡轮和基本压气机，所述受控涡轮增压器包括同轴的受控涡轮和受控压气机，基本压气机通过A列进气管连接A列气缸，基本涡轮通过A列排气管连接A列气缸，受控压气机通过B列进气管连接B列气缸，受控涡轮通过B列排气管连接B列气缸，A列进气管和B列进气管通过进气连通管相通，A列排气管和B列排气管通过排气连通管相通，基本三通球阀的第一端口与基本涡轮出口相连，基本三通球阀的第二端口与大气相通，基本三通球阀的第三端口与受控三通球阀的第三端口相连，受控三通球阀安装在B列排气管上，受控三通球阀的第一端口与B列排气管相通，受控三通球阀的第二端口与受控涡轮入口相连，A列进气管上安装A列中冷器，B列进气管上安装B列中冷器，受控压气机与进气连通管之间的B列进气管上安装空气阀；

(1)当柴油机处于低负荷、低转速时，关闭空气阀，打开基本三通球阀第一端口和第二端口、关闭基本三通球阀第三端口，同时关闭受控三通球阀第一端口：

A列排气直接进入基本涡轮，B列排气经由排气连通管进入基本涡轮，基本涡轮带动基本压气机工作，基本涡轮增压器投入工作，压缩空气由基本压气机出口后，一路通过A列进气管进入A列气缸，另一路经由进气连通管进入B列进气管，之后再进入B列气缸，该模式即为单涡轮增压模式；

(2)当柴油机处于低负荷、转速增加时，打开基本三通球阀的第一端口和第三端口、关闭基本三通球阀第二端口，打开受控三通球阀的第二端口和第三端口、关闭受控三通球阀第一端口，打开空气阀：

A列排气直接进入基本涡轮，B列排气经由排气连通管进入基本涡轮，基本涡轮带动基本压气机工作，基本涡轮增压器投入工作，此时基本涡轮为高压涡轮；基本涡轮出口的废气不直接排入大气，经由基本三通球阀第一端口-第三端口通道，进入废气旁通管，再经由受控三通球阀第三端口-第二端口通道流入受控涡轮，受控涡轮带动受控压气机工作，受控涡轮增压器投入工作，完成废气的二次利用，此时受控涡轮为低压涡轮；基本压气机和受控压气机入口均与大气相连，基本压气机和受控压气机出口后的压缩空气通过A列进气管和B列进气管进入柴油机气缸，此模式即为高低压混合串联增压模式；

(3)当柴油机处于低负荷、高转速时，打开基本三通球阀的第一端口和第二端口、关闭基本三通球阀第三端口，打开受控三通球阀的第一端口和第二端口、关闭受控三通球阀第三端口，打开空气阀：

A列排气和B列排气通过排气连通管完成混合，分别进入基本涡轮入口和受控三通球阀第一端口；基本涡轮带动基本压气机工作，基本涡轮出口后废气经由基本三通球阀的第一端口-第二端口之间通道直接排入大气，排气经由受控三通球阀的第一端口-第二端口之间通道进入受控涡轮后，带动受控压气机工作之后排气大气，基本涡轮增压器和受控涡轮增压器并联同时投入工作，此时为相继增压模式；

(4)当柴油机处于高转速、负荷增加时，打开基本三通球阀的第一端口和第三端口、关闭基本三通球阀第二端口，同时打开受控三通球阀的三个端口，打开空气阀：

A列排气和B列排气通过排气连通管完成混合，分别进入基本涡轮入口和受控三通球阀第一端口，基本涡轮带动基本压气机工作，基本涡轮增压器投入工作，基本涡轮出口后废气经由基本三通球阀的第一端口-第三端口之间通道，进入废气旁通管，流向受控三通球阀第三端口；由受控三通球阀第一端口进入高压废气和由受控三通球阀第三端口进入的低压废气，经由受控三通球阀第二端口流出进入受控涡轮，此时受控三通球阀的工作状态为“两进一出”；受控涡轮带动受控压气机工作，受控涡轮增压器投入工作，基本压气机和受控压气机入口均与大气相连，基本压气机和受控压气机出口后的压缩空气通过A列进气管和B列进气管进入柴油机气缸，此模式为高低压混合串并联增压模式；

(5)当柴油机处于高转速、高负荷时，同时打开基本三通球阀的三个端口，同时打开受控三通球阀的三个端口，打开空气阀(13)：

A列排气和B列排气通过排气连通管完成混合，分别进入基本涡轮入口和受控三通球阀第一端口，基本涡轮带动基本压气机工作，基本涡轮增压器投入工作，基本涡轮出口后废气经由基本三通球阀第一端口-第二端口之间通道排入大气；由受控三通球阀第一端口进入的高压废气一部分经由受控三通球阀第三端口进入废气旁通管，经由基本三通球阀第三端口-第二端口之间通道直接排入大气，另一部分经由受控三通球阀第二端口进入受控涡轮中，此时受控三通球阀的工作状态为“一进两出”；受控涡轮带动受控压气机工作，受控涡轮增压器投入工作，基本压气机和受控压气机入口均与大气相连，基本压气机和受控压气机出口后的压缩空气通过A列进气管和B列进气管进入柴油机气缸，此模式即为高工况放气增压模式。