專利名稱：高原功率恢復二級可調增壓裝置的制作方法
技術領域：
高原功率恢復二級可調增壓裝置技術領域[0001]本實用新型涉及發(fā)動機高原適應性領域，更具體的說，是涉及一種高原功率恢復 二級可調增壓裝置。
背景技術：
[0002]發(fā)動機在平原地區(qū)工作和在高原地區(qū)工作時的功率會發(fā)生很大的變化，發(fā)動機在 高原地區(qū)工作時功率會下降。根據地球大氣物理學有關知識，我們知道，隨著海拔的升高， 大氣壓力和大氣密度會隨之降低。在5500m高原，大氣壓力約為50kPa，密度約為O. 7kg/m3 ，分別約為平原的50%和57%。為了使發(fā)動機在5500m海拔高度恢復功率基本達到平原功率 的目標，使中冷器后空氣密度達到平原相應工況下的水平，則壓氣機的壓比將提高一倍以 上。眾所周知，壓氣機的壓比越高，流量范圍越窄，如果采用單級增壓，目前國產的渦輪增壓 器很難滿足如此高的壓比和流量范圍的要求，因此需要采用二級增壓。[0003]同樣，為了實現在5500m海拔高度恢復功率基本達到平原功率的目標，其空氣質 量流量必須在環(huán)境空氣密度為平原空氣密度的57%的條件下基本達到平原空氣質量流量。 由于環(huán)境熱力狀態(tài)的變化壓氣機的進氣空氣體積力量將大大增加。如果僅僅采用單級增壓 方案，目前世界上沒有任何一款壓氣機能夠具有如此寬廣的流量范圍，因此需要采用二級 可調增壓。常規(guī)的發(fā)動機二級增壓技術是采用兩個大小不同的增壓器和發(fā)動機在氣路上串 聯起來，經此采用一定的控制方式，使發(fā)動機從低速到高速的整個運行工況范圍內，都具有 較高的增壓壓力，從而滿足發(fā)動機在不同工況下的各項性能指標。尤其是既要保證低速段 的排放性能指標，又能滿足發(fā)動機在高速大負荷時對增壓壓力和大流量的要求。然而不同 地域海拔差距較大，當二級增壓設計匹配點選擇為平原地區(qū)的發(fā)動機，到了高原地區(qū)運行 時，隨著海拔的升高，空氣密度迅速下降，發(fā)動機功率也會相應下降。當二級增壓設計匹配 點選擇為高原環(huán)境下時，發(fā)動機在平原地區(qū)運行時，發(fā)動機高速大負荷工況出現缸內爆發(fā) 壓力過高的危害。實用新型內容[0004]本實用新型目的是克服現有技術不足，提供一種滿足發(fā)動機在不同地區(qū)狀況的工 作要求的發(fā)動機高原功率恢復二級可調增壓裝置。當發(fā)動機在平原地區(qū)工作時，只需高壓 級增壓器工作，當發(fā)動機在高原地區(qū)工作時，高壓級增壓器和低壓級增壓器聯合工作。[0005]本實用新型高原功率恢復二級可調增壓裝置，通過下述技術方案予以實現，發(fā)動 機進氣氣路依次串聯低壓級增壓器壓氣機、低壓級中冷器、高壓級增壓器壓氣機和高壓級 中冷器，發(fā)動機排氣氣路依次串聯高壓級增壓器可變幾何截面渦輪機和低壓級增壓器渦輪 機，低壓級增壓器渦輪機側面和低壓級增壓器壓氣機側面分別安裝廢氣放氣閥和進氣調節(jié) 閥，高壓級增壓器可變幾何截面渦輪機側面安裝廢氣調節(jié)閥，高壓級增壓器可變幾何截面 渦輪機安裝有葉片角度電控調節(jié)裝置，低壓級增壓器壓氣機兩端分別安裝進氣壓力傳感器 和增壓壓力傳感器，電控單元ECU分別連接廢氣放氣閥、進氣調節(jié)閥、廢氣調節(jié)閥、葉片角度電控調節(jié)裝置、進氣壓力傳感器、增壓壓力傳感器、發(fā)動機轉速傳感器和油門位置傳感 器，發(fā)動機轉速傳感器和油門位置傳感器分別與發(fā)動機連接。[0006]本實用新型與現有技術相比有如下特點[0007](I)該裝置在每個壓氣機的后面裝有中冷器，這樣就使整個壓縮接近于等溫壓縮， 因而壓氣機所消耗的能量少，提高渦輪增壓器的效率。因此，在達到同樣的增壓壓力情況 下，二級增壓總是比單級壓縮更為優(yōu)越。[0008](2)在高原條件下，二級相比單級容易獲得較高的增壓壓力，從而可使柴油機獲得 更高的平均有效壓力。同時，單級增壓比越高，壓氣機和渦輪的效率越低，所以在給定的增 壓壓力下，二級比單級效率高。[0009]( 3 )由于二級可調渦輪增壓裝置在平原是單級工作，在高原下是雙級同時工作，所 以可以極大擴大該裝置的運行范圍，便于柴油機匹配。


[0010]圖1是本實用新型原理簡圖。
具體實施方式
[0011]
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。[0012]如圖1所示，發(fā)動機進氣氣路依次串聯低壓級增壓器壓氣機、低壓級中冷器、高壓 級增壓器壓氣機和高壓級中冷器，發(fā)動機排氣氣路依次串聯高壓級增壓器可變幾何截面渦 輪機和低壓級增壓器渦輪機，低壓級增壓器渦輪機側面和低壓級增壓器壓氣機側面分別安 裝廢氣放氣閥和進氣調節(jié)閥，高壓級增壓器可變幾何截面渦輪機側面安裝廢氣調節(jié)閥，高 壓級增壓器可變幾何截面渦輪機安裝有葉片角度電控調節(jié)裝置，低壓級增壓器壓氣機兩端 分別安裝進氣壓力傳感器和增壓壓力傳感器，電控單元ECU分別連接廢氣放氣閥、進氣調 節(jié)閥、廢氣調節(jié)閥、葉片角度電控調節(jié)裝置、進氣壓力傳感器、增壓壓力傳感器、發(fā)動機轉速 傳感器和油門位置傳感器，發(fā)動機轉速傳感器和油門位置傳感器分別與發(fā)動機連接。[0013]工作原理[0014]二級可調增壓裝置(如圖1所示)主要由高壓級可變幾何截面渦輪增壓器、低壓級 普通渦輪增壓器及電控單元組成。低壓級壓氣機進氣調節(jié)閥開度和渦輪機廢氣放氣閥開 度、高壓級可變幾何截面渦輪葉片調節(jié)角度、廢氣放氣閥開度由電控單元(ECU)控制。當發(fā) 動機在平原工作時，只需可變渦輪幾何截面增壓器工作就能滿足柴油機的工作要求，此時 低壓級渦輪機無需運行，低壓級壓氣機進氣調節(jié)閥、渦輪機廢氣調節(jié)閥同時打開。當發(fā)動機 在高原地區(qū)工作時，高壓級可變渦輪幾何截面增壓器和低壓級渦輪增壓器同時工作，通過 調節(jié)高壓級廢氣調節(jié)閥的開度和可變渦輪幾何截面增壓器葉片角度、低壓級壓氣機進氣調 節(jié)閥開度和廢氣放氣閥的開度，可實現不同海拔、不同工況下柴油機增壓壓力的調節(jié)。
權利要求1.一種高原功率恢復二級可調增壓裝置，包括發(fā)動機進氣氣路和發(fā)動機排氣氣路，其特征是，發(fā)動機進氣氣路依次串聯低壓級增壓器壓氣機、低壓級中冷器、高壓級增壓器壓氣機和高壓級中冷器，發(fā)動機排氣氣路依次串聯高壓級增壓器可變幾何截面渦輪機和低壓級增壓器渦輪機，低壓級增壓器渦輪機側面和低壓級增壓器壓氣機側面分別安裝廢氣放氣閥和進氣調節(jié)閥，高壓級增壓器可變幾何截面渦輪機側面安裝廢氣調節(jié)閥，高壓級增壓器可變幾何截面渦輪機安裝有葉片角度電控調節(jié)裝置，低壓級增壓器壓氣機兩端分別安裝進氣壓力傳感器和增壓壓力傳感器，電控單元ECU分別連接廢氣放氣閥、進氣調節(jié)閥、廢氣調節(jié)閥、葉片角度電控調節(jié)裝置、進氣壓力傳感器、增壓壓力傳感器、發(fā)動機轉速傳感器和油門位置傳感器，發(fā)動機轉速傳感器和油門位置傳感器分別與發(fā)動機連接。
專利摘要本實用新型高原功率恢復二級可調增壓裝置。本實用新型發(fā)動機進氣氣路依次串聯低壓級增壓器壓氣機、低壓級中冷器、高壓級增壓器壓氣機和高壓級中冷器，發(fā)動機排氣氣路依次串聯高壓級增壓器可變幾何截面渦輪機和低壓級增壓器渦輪機，低壓級增壓器壓氣機兩端分別安裝進氣壓力傳感器和增壓壓力傳感器，電控單元ECU分別連接廢氣放氣閥、進氣調節(jié)閥、廢氣調節(jié)閥、葉片角度電控調節(jié)裝置、進氣壓力傳感器、增壓壓力傳感器、發(fā)動機轉速傳感器和油門位置傳感器，發(fā)動機轉速傳感器和油門位置傳感器分別與發(fā)動機連接。由于二級可調渦輪增壓裝置在平原是單級工作，在高原下是雙級同時工作，所以可以極大擴大該裝置的運行范圍，便于柴油機匹配。
文檔編號F02B37/013GK202832771SQ20122047416
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權日2012年9月18日
發(fā)明者劉瑞林, 董素榮, 劉剛, 許翔, 周廣猛 申請人:中國人民解放軍軍事交通學院