增壓系統(tǒng)及增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種在主增壓器運(yùn)行的狀態(tài)下，啟動(dòng)或停止副增壓器時(shí)，能夠防止副增壓器的喘振，并且能夠抑制內(nèi)燃機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性惡化的增壓系統(tǒng)及增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法。本發(fā)明的增壓系統(tǒng)(1)具備：主增壓器(2)；副增壓器(3)；排氣管(L5)，排氣向渦輪(3a)流過(guò)；氣體入口閥(5)，設(shè)置于排氣管(L5)，且調(diào)整排氣的流量；進(jìn)氣管(L8)，壓縮空氣從壓縮機(jī)(3b)向進(jìn)氣歧管(12)流過(guò)；止回閥(6)，設(shè)置于進(jìn)氣管(L8)，且壓縮機(jī)(3b)的出口空氣的壓力為進(jìn)氣歧管(12)的壓力以上時(shí)呈打開(kāi)狀態(tài)；旁通管(L9)，與進(jìn)氣管(L8)和排氣管(L5)連接；及旁通閥(7)，設(shè)置于旁通管(L9)，且調(diào)整從進(jìn)氣管(L8)向排氣管(L5)流經(jīng)旁通管(L9)的壓縮空氣的流量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
増壓系統(tǒng)及増壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種具備適用于內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)增壓器的增壓系統(tǒng)及增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在船舶的航行中，為了降低耗油量，因此存在使主發(fā)動(dòng)機(jī)(例如柴油機(jī))以低負(fù)載連續(xù)地運(yùn)行即所謂的進(jìn)行減速運(yùn)行的情況。在這種情況下，由于主發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載范圍變廣，因此在使I臺(tái)或多臺(tái)增壓器(主增壓器)始終運(yùn)行的控制中，難以遍及該廣范圍的主發(fā)動(dòng)機(jī)的所有負(fù)載而使增壓器效率適當(dāng)。
[0003]因此，具備多臺(tái)增壓器，根據(jù)主發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，控制增壓器的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，由此在主發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載較廣的范圍內(nèi)使增壓器效率變得適當(dāng)。該技術(shù)作為順序增壓系統(tǒng)而熟知，并用作在主發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的期間，使多臺(tái)增壓器中至少I(mǎi)臺(tái)始終運(yùn)行的主增壓器，用作I臺(tái)根據(jù)主發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行或停止的副增壓器。
以往技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)I:日本專(zhuān)利第4950082號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利公開(kāi)2005-155356號(hào)公報(bào)發(fā)明的概要
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0005]在主發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)下，開(kāi)始(啟動(dòng))或停止運(yùn)行I臺(tái)副增壓器時(shí)，由于從另外的主增壓器向主發(fā)動(dòng)機(jī)輸送壓縮空氣，因此發(fā)動(dòng)機(jī)掃氣室處于被加壓的狀態(tài)。因此，如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載，啟動(dòng)副增壓器時(shí)，為了防止副增壓器中的喘振的產(chǎn)生，在副增壓器的壓縮機(jī)出口空氣的壓力達(dá)到掃氣室內(nèi)的壓力(掃氣壓)為止，需要向外部釋放從副增壓器的壓縮機(jī)輸送的壓縮空氣。并且，停止副增壓器時(shí)也同樣地，為了防止副增壓器中的喘振的產(chǎn)生，需要向外部釋放從副增壓器的壓縮機(jī)輸送的壓縮空氣。
[0006]但是，從空氣釋放閥向外部釋放壓縮空氣的情況下，由于未利用通過(guò)排氣得到的能量而進(jìn)行釋放，因此導(dǎo)致產(chǎn)生能量損失。并且，由于向主發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的空氣的量也暫時(shí)減少，因此存在主發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的排氣的溫度上升，造成主發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)載上升的問(wèn)題。
[0007]在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)2的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓裝置中，主渦輪增壓器的渦輪被設(shè)為可變噴嘴型。但是，即使縮小主渦輪增壓器的可變噴嘴，也會(huì)導(dǎo)致排氣大多流向副渦輪增壓器，最終排氣沒(méi)有較多地流向主渦輪增壓器，而無(wú)法提高掃氣壓。
[0008]本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種在主增壓器運(yùn)行的狀態(tài)下，啟動(dòng)或停止另外的副增壓器時(shí)，能夠防止副增壓器的喘振，并且能夠抑制內(nèi)燃機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性惡化的增壓系統(tǒng)及增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法。
用于解決技術(shù)課題的手段
[0009]本發(fā)明的第I方式所涉及的增壓系統(tǒng)具備:主增壓器，具備通過(guò)從內(nèi)燃機(jī)供給的排氣被驅(qū)動(dòng)，且在所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的期間，始終運(yùn)行的至少一個(gè)主渦輪部、及通過(guò)所述主渦輪部被驅(qū)動(dòng)，且向所述內(nèi)燃機(jī)輸送壓縮氣體的主壓縮機(jī)部;副增壓器，具備通過(guò)從所述內(nèi)燃機(jī)供給的排氣被驅(qū)動(dòng)，且根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載，運(yùn)行或停止的至少一個(gè)副渦輪部、及通過(guò)所述副渦輪部被驅(qū)動(dòng)，且向所述內(nèi)燃機(jī)輸送壓縮氣體的副壓縮機(jī)部，且與所述主增壓器不同，并具備:排氣管，與所述副渦輪部連接，并且有從所述內(nèi)燃機(jī)供給的排氣流過(guò);氣體入口閥，設(shè)置于所述排氣管，且調(diào)整所述排氣的流量;進(jìn)氣管，與所述副壓縮機(jī)部及所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管連接，并且有所述壓縮氣體流過(guò)；閥，設(shè)置于所述進(jìn)氣管，且所述副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力為所述進(jìn)氣歧管的壓力以上時(shí)呈打開(kāi)狀態(tài);旁通管，與所述進(jìn)氣管中的所述閥的上游側(cè)部分和所述排氣管中的所述氣體入口閥的下游側(cè)部分連接;及旁通閥，設(shè)置于所述旁通管，且調(diào)整從所述進(jìn)氣管向所述排氣管流經(jīng)所述旁通管的所述壓縮氣體的流量。
[0010]
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在主發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在副增壓器停止，且旁通閥打開(kāi)的狀態(tài)下，通過(guò)打開(kāi)氣體入口閥，副增壓器的副渦輪部開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，且副增壓器的轉(zhuǎn)速上升。
[0011]
副增壓器的副壓縮機(jī)部輸送壓縮空氣，由此經(jīng)由旁通管，壓縮氣體返回到排氣管，副渦輪部通過(guò)來(lái)自排氣歧管的排氣和來(lái)自副壓縮機(jī)部的壓縮氣體旋轉(zhuǎn)。因此，打開(kāi)氣體入口閥之后，副增壓器的轉(zhuǎn)速在短期間內(nèi)快速上升。副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力小于進(jìn)氣歧管的壓力時(shí)，閥為關(guān)閉狀態(tài)。
之后，副增壓器的出口氣體的壓力為進(jìn)氣歧管的壓力以上時(shí)，閥呈打開(kāi)狀態(tài)。由此，經(jīng)由進(jìn)氣管，向進(jìn)氣歧管輸送來(lái)自副壓縮機(jī)部的壓縮氣體，且從主增壓器和副增壓器向內(nèi)燃機(jī)供給氣體。
[0012]并且，在副增壓器運(yùn)行的狀態(tài)下，停止副增壓器時(shí)，首先打開(kāi)旁通閥之后，關(guān)閉氣體入口閥。由此，副增壓器的副渦輪部開(kāi)始停止旋轉(zhuǎn)，副增壓器的轉(zhuǎn)速逐漸下降。此時(shí)，副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力變得小于進(jìn)氣歧管的壓力時(shí)，閥呈關(guān)閉狀態(tài)。由于副壓縮機(jī)部輸送的壓縮氣體經(jīng)由旁通管返回到排氣管，因此副壓縮機(jī)部中，在關(guān)閉閥之后也不會(huì)產(chǎn)生喘振。
而且，關(guān)于壓縮空氣，由于壓縮空氣經(jīng)由旁通管返回到排氣管，因此與副增壓器運(yùn)行時(shí)相比，從排氣歧管經(jīng)由排氣管向副增壓器輸送的排氣量減少。并且，從排氣歧管向主增壓器輸送的排氣量增加，且主增壓器的轉(zhuǎn)速增加。因此，從主增壓器向進(jìn)氣歧管輸送的空氣增加。
[0013]
在上述第I方式中，將所述副增壓器從停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)時(shí)，在所述旁通閥打開(kāi)的狀態(tài)下，所述氣體入口閥逐漸地或局部性地被打開(kāi)，所述副增壓器的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，可以完全打開(kāi)所述氣體入口閥，并且，也可以完全關(guān)閉所述旁通閥。
[0014]
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在氣體入口閥逐漸地或局部性地被打開(kāi)的情況下，副增壓器的副渦輪部也開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，且副增壓器的轉(zhuǎn)速上升。并且，副增壓器的副壓縮機(jī)部輸送壓縮空氣，由此經(jīng)由旁通管，壓縮氣體返回到排氣管，gij禍輪部通過(guò)來(lái)自排氣歧管的排氣和來(lái)自副壓縮機(jī)部的壓縮空氣旋轉(zhuǎn)。
[0015]在上述第I方式中，將所述副增壓器從運(yùn)行狀態(tài)停止時(shí)，打開(kāi)所述旁通閥，并且所述氣體入口閥逐漸地或局部性地被關(guān)閉，所述副增壓器的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，可以完全關(guān)閉所述氣體入口閥。
[0016]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在氣體入口閥局部性地被關(guān)閉的情況下，副增壓器的副壓縮機(jī)部也停止旋轉(zhuǎn)，且副增壓器的轉(zhuǎn)速逐漸下降。此時(shí)，關(guān)于副增壓器的副壓縮機(jī)部輸送的壓縮氣體，壓縮氣體經(jīng)由旁通管返回到排氣管。副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力變得小于進(jìn)氣歧管的壓力時(shí)，閥呈關(guān)閉狀態(tài)。
[0017]
本發(fā)明的第2方式所涉及的增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法具備:主增壓器，具備通過(guò)從內(nèi)燃機(jī)供給的排氣被驅(qū)動(dòng)，且在所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的期間，始終運(yùn)行的至少一個(gè)主渦輪部、及通過(guò)所述主渦輪部驅(qū)動(dòng)，且向所述內(nèi)燃機(jī)輸送壓縮空氣的主壓縮機(jī)部;副增壓器，具備通過(guò)從所述內(nèi)燃機(jī)供給的排氣被驅(qū)動(dòng)，且根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載，運(yùn)行或停止的至少一個(gè)副渦輪部、及通過(guò)所述副渦輪部被驅(qū)動(dòng)，且向所述內(nèi)燃機(jī)輸送壓縮氣體的副壓縮機(jī)部，且與所述主增壓器不同，并具備:排氣管，與所述副渦輪部連接，并且有從所述內(nèi)燃機(jī)供給的排氣流過(guò);及進(jìn)氣管，與所述副壓縮機(jī)部及所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管連接，并且有所述壓縮氣體流過(guò)，所述增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法具備:開(kāi)始所述排氣向所述排氣管的流通的步驟;所述副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力小于所述進(jìn)氣歧管的壓力的期間，從所述副壓縮機(jī)部的出口向所述副渦輪部的入口輸送壓縮空氣的步驟;及所述副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力為所述進(jìn)氣歧管的壓力以上時(shí)，經(jīng)由所述進(jìn)氣管，從所述副壓縮機(jī)部的出口向所述進(jìn)氣歧管輸送壓縮氣體的步驟。
[0018]
在上述第2方式中，可以具備:停止所述排氣向所述排氣管的流通的步驟;及所述副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力變得小于所述進(jìn)氣歧管的壓力時(shí)，在所述進(jìn)氣管中，停止從所述副壓縮機(jī)部的出口向所述進(jìn)氣歧管的壓縮氣體的供給，且從所述副壓縮機(jī)部的出口向所述副渦輪部的入口輸送壓縮氣體的步驟。
發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在主增壓器運(yùn)行的狀態(tài)下，啟動(dòng)或停止另外的副增壓器時(shí)，通過(guò)防止副增壓器的喘振，并且將該壓縮空氣使用于副增壓器的運(yùn)行的輔助而未向增壓系統(tǒng)外部釋放壓縮空氣，來(lái)抑制向內(nèi)燃機(jī)輸送的空氣量的減少，且抑制在內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的排氣溫度的上升，由此能夠抑制伴隨副增壓器的啟動(dòng)或停止的內(nèi)燃機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性惡化與熱負(fù)載的上升。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的增壓系統(tǒng)的動(dòng)作的，并以時(shí)間表示橫軸的曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]以下，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的增壓系統(tǒng)I進(jìn)行說(shuō)明。
增壓系統(tǒng)I適用于船用柴油機(jī)，例如低速二沖程柴油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)(未圖示。以下稱(chēng)為“發(fā)動(dòng)機(jī)”。)。另外，內(nèi)燃機(jī)并不限定于上述的例子。
[0022]
增壓系統(tǒng)I具備至少I(mǎi)臺(tái)主增壓器2及I臺(tái)副增壓器3。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的期間，主增壓器2將始終運(yùn)行作為前提，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，啟動(dòng)副增壓器3來(lái)開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)行，或停止副增壓器3的運(yùn)行。由此，在發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載較廣的范圍內(nèi)使增壓器效率變得適當(dāng)。例如，在船舶的航行中，連續(xù)進(jìn)行減速運(yùn)行的情況，以及進(jìn)行額定運(yùn)行的情況的任一情況下，均能夠使增壓器效率最佳。
[0023]發(fā)動(dòng)機(jī)具備曲軸，在船舶的情況下，在曲軸中經(jīng)由傳動(dòng)軸直接或間接安裝有螺旋槳。并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)有由氣缸套、氣缸蓋等構(gòu)成的氣缸部(未圖示。)，在各氣缸部中，配置有經(jīng)由未圖示的十字頭與曲軸連結(jié)的活塞。
[0024]各氣缸部的排氣口(未圖示。)與圖1所示的排氣歧管11連接，排氣歧管11經(jīng)由第I排氣管LI與主增壓器2的渦輪2a的入口側(cè)連接，且經(jīng)由第2排氣管L5與副增壓器3的渦輪3a的入口側(cè)連接。各氣缸部的進(jìn)氣口(未圖示。)與進(jìn)氣歧管12連接，進(jìn)氣歧管12經(jīng)由第I排氣管L4與主增壓器2的壓縮機(jī)2b連接，且經(jīng)由第2進(jìn)氣管L8與副增壓器3的壓縮機(jī)3b連接。
[0025]主增壓器2具備渦輪2a、壓縮機(jī)2b及旋轉(zhuǎn)軸2c。渦輪2a經(jīng)由第I排氣管LI通過(guò)作為從發(fā)動(dòng)機(jī)供給的燃燒氣體的排氣被驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)2b通過(guò)渦輪2a被驅(qū)動(dòng)，并壓縮外部氣體(不僅包含發(fā)動(dòng)機(jī)外部的空氣，還包含EGR(Exhaust Gas Recirculat1n)氣體或EGR氣體與空氣的混合氣體。以下，相同。)來(lái)向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送。使旋轉(zhuǎn)軸2c的一端部突出于渦輪2a側(cè)，使另一端部突出于壓縮機(jī)2b。旋轉(zhuǎn)軸2c的一端部安裝于構(gòu)成渦輪2a的渦輪轉(zhuǎn)子的渦輪盤(pán)中，旋轉(zhuǎn)軸2c的另一端部安裝于構(gòu)成壓縮機(jī)2b的壓縮機(jī)葉輪的輪轂中。主增壓器2是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的期間始終運(yùn)行的增壓器。本實(shí)施方式中，主增壓器2僅為I臺(tái)，但根據(jù)增壓系統(tǒng)的規(guī)模，可設(shè)置多臺(tái)主增壓器。
[0026]副增壓器3與主增壓器2另行設(shè)置，且具備渦輪3a、壓縮機(jī)3b及旋轉(zhuǎn)軸3c。渦輪3a經(jīng)由第2排氣管L5通過(guò)作為從發(fā)動(dòng)機(jī)供給的燃燒氣體的排氣被驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)3b通過(guò)渦輪3a被驅(qū)動(dòng)，且壓縮外部氣體來(lái)向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送。使旋轉(zhuǎn)軸3c的一端部突出于渦輪3a側(cè)，使另一端部突出于壓縮機(jī)3b。旋轉(zhuǎn)軸3c的一端部安裝于構(gòu)成渦輪3a的渦輪轉(zhuǎn)子的渦輪盤(pán)中，旋轉(zhuǎn)軸3c的另一端部安裝于構(gòu)成壓縮機(jī)3b的壓縮機(jī)葉輪的輪轂中。副增壓器3是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載而運(yùn)行或停止的增壓器。本實(shí)施方式中，副增壓器3僅為I臺(tái)，但根據(jù)增壓系統(tǒng)的規(guī)模，可設(shè)置多臺(tái)副增壓器。
[0027]通過(guò)渦輪2a、3a的排氣分別經(jīng)由與渦輪2a、3a的出口側(cè)連接的排氣管L2、L6而被導(dǎo)入到煙囪之后，被排出于船外。
[0028]在與壓縮機(jī)2b、3b的入口側(cè)連接的進(jìn)氣管L3、L7中分別配置有消音器(未圖示。)，通過(guò)該消音器的外部氣體分別被導(dǎo)入到壓縮機(jī)2b、3b。并且，在分別連接在壓縮機(jī)2b、3b的出口側(cè)的第I進(jìn)氣管L4、第2進(jìn)氣管L8的中途，設(shè)有空氣冷卻器13或穩(wěn)壓罐(未圖示。)等。通過(guò)壓縮機(jī)2b、3b的外部氣體通過(guò)空氣冷卻器13或穩(wěn)壓罐等之后，被供給至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管12。
[0029]在第2排氣管L5中連接有氣體入口閥5。氣體入口閥5能夠調(diào)整開(kāi)度，且能夠調(diào)整排氣的流量。若氣體入口閥5打開(kāi)，則從排氣歧管11向副增壓器3的渦輪3a供給排氣，若氣體入口閥5關(guān)閉，則停止排氣的供給。
[0030]在第2進(jìn)氣管L8中設(shè)有止回閥6。止回閥6在副增壓器3的壓縮機(jī)3b的出口空氣的壓力為進(jìn)氣歧管12的壓力以上時(shí)呈打開(kāi)狀態(tài)，小于進(jìn)氣歧管12的壓力時(shí)呈關(guān)閉狀態(tài)。另外，本實(shí)施方式中，對(duì)在第2進(jìn)氣管L8中設(shè)置止回閥6的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于該例。例如，若存在僅利用單向壓力差打開(kāi)的閥，則可以為利用壓力傳感器工作的控制閥。
[0031]旁通管L9與第2進(jìn)氣管L8中的止回閥6的上游側(cè)部分(更具體而言，從壓縮機(jī)3b的出口到止回閥6的入口為止的部分)和第2排氣管L5中的氣體入口閥5的下游側(cè)部分(更具體而言，從氣體入口閥5的出口到渦輪3a的入口為止的部分)連接。在旁通管L9中設(shè)有旁通閥7，若旁通閥7打開(kāi)，則壓縮空氣從第2進(jìn)氣管L8向第2排氣管L5流過(guò)，若旁通閥7關(guān)閉，則停止壓縮空氣的流動(dòng)。
[0032]
以下，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的增壓系統(tǒng)I的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在下述說(shuō)明中，主增壓器2以處于始終運(yùn)行狀態(tài)作為前提。
[0033]起初，對(duì)啟動(dòng)副增壓器3的情況進(jìn)行說(shuō)明。
首先，啟動(dòng)副增壓器3之前，預(yù)先開(kāi)放旁通閥7。由此，若從副增壓器3的壓縮機(jī)3b輸送壓縮空氣，則立刻就能使壓縮空氣返回到作為旁通管L9的連接端的排氣管L5。
[0034]并且，如圖2所示，為了啟動(dòng)副增壓器3，而逐漸開(kāi)始打開(kāi)副增壓器3的氣體入口閥
5。由此，流經(jīng)第2排氣管L5的排氣的量會(huì)逐漸增加，且副增壓器3的渦輪3a開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，且副增壓器3的轉(zhuǎn)速逐漸上升。而且，副增壓器3的轉(zhuǎn)速上升至充分高時(shí)，例如，成為比在主增壓器2及副增壓器3 —同運(yùn)行的期間能夠設(shè)想的副增壓器3的轉(zhuǎn)速高5?10%的轉(zhuǎn)速時(shí)(圖2中未圖示)，暫且中斷氣體入口閥5的打開(kāi)動(dòng)作。氣體入口閥5是局部性地被打開(kāi)的狀態(tài)，而不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)設(shè)為完全打開(kāi)。此時(shí)，副增壓器3的壓縮機(jī)3b輸送壓縮空氣，經(jīng)由旁通管L9，壓縮空氣返回到排氣管L5，渦輪3a通過(guò)來(lái)自排氣歧管11的排氣和來(lái)自壓縮機(jī)3b的壓縮空氣旋轉(zhuǎn)。因此，副增壓器3的轉(zhuǎn)速在短期間快速上升。
[0035]在使壓縮空氣旁通的期間，從排氣歧管11向副增壓器3輸送排氣，但由于壓縮空氣經(jīng)由旁通管L9返回，因此與未設(shè)置旁通管L9的情況相比，能夠減少?gòu)呐艢馄绻?1向副增壓器3輸送的排氣量。
[0036]因此，從排氣歧管11向主增壓器2輸送的排氣量的減少也可以少于以往，并能夠抑制主增壓器2的轉(zhuǎn)速的降低。因此，能夠夠較多地維持從主增壓器2向進(jìn)氣歧管12輸送的空氣。
[0037]之后，如圖2所示，副增壓器3的轉(zhuǎn)速上升至上述轉(zhuǎn)速且穩(wěn)定之后，逐漸完全打開(kāi)氣體入口閥5的同時(shí)，逐漸完全關(guān)閉旁通閥7。其結(jié)果，副增壓器3的壓縮機(jī)3b的出口空氣的壓力Pl進(jìn)一步上升。而且，出口空氣的壓力Pl為進(jìn)氣歧管12的壓力P2( =主發(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣壓P2)以上時(shí)，止回閥6呈打開(kāi)狀態(tài)。由此，經(jīng)由進(jìn)氣管L8，向進(jìn)氣歧管12輸送來(lái)自壓縮機(jī)3b的壓縮空氣，且會(huì)從主增壓器2和副增壓器3向主發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣。
[0038]S卩，從開(kāi)始打開(kāi)副增壓器3的氣體入口閥5到止回閥6呈打開(kāi)狀態(tài)為止的期間，由于止回閥6為關(guān)閉狀態(tài)，因此能夠防止空氣向副增壓器3的壓縮機(jī)3b逆流，并能夠防止副增壓器3中的喘振的產(chǎn)生。
并且，在啟動(dòng)副增壓器3的過(guò)程中，使壓縮空氣旁通的期間較短。而且，通過(guò)將該壓縮空氣使用于副增壓器3的運(yùn)行的輔助而未向增壓系統(tǒng)I的外部釋放壓縮氣體，能夠減少?gòu)呐艢馄绻?1向副增壓器3輸送的排氣量，因此能夠抑制從排氣歧管11向主增壓器2輸送的排氣量的減少量。其結(jié)果，在主發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的溫度變得難以上升，并能夠抑制主發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)載上升和燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化。
[0039]接著，對(duì)停止副增壓器3的情況進(jìn)行說(shuō)明。
首先，為了減少來(lái)自壓縮機(jī)3b的出口空氣，而開(kāi)放旁通閥7。并且，如圖2所示，在開(kāi)始開(kāi)放旁通閥7之后，開(kāi)始關(guān)閉副增壓器3的氣體入口閥5。而且，逐漸開(kāi)放旁通閥7的同時(shí)，逐漸關(guān)閉氣體入口閥5。由此，流經(jīng)第2排氣管L5的排氣的量逐漸減少，且副增壓器3的渦輪3a開(kāi)始停止旋轉(zhuǎn)，且副增壓器3的轉(zhuǎn)速逐漸下降。
[0040]而且，壓縮機(jī)3b的出口空氣的壓力Pl變得小于進(jìn)氣歧管12的壓力P2(=主發(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣壓P2)時(shí)，止回閥6呈關(guān)閉狀態(tài)。關(guān)于副增壓器3的壓縮機(jī)3b輸送的壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)由旁通管L9，返回到排氣管L5。由此，能夠防止空氣向副增壓器3的壓縮機(jī)3b逆流，并能夠防止副增壓器3中的喘振的產(chǎn)生。
[0041]
而且，副增壓器3的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，逐漸完全關(guān)閉氣體入口閥5。由于未向外部釋放壓縮空氣，因此即使止回閥6被關(guān)閉，副增壓器3的轉(zhuǎn)速也不會(huì)上升。并且，由于壓縮空氣返回，因此與副增壓器3運(yùn)行時(shí)相比，從排氣歧管11經(jīng)由排氣管L5向副增壓器3輸送的排氣量減少。而且，從排氣歧管11向主增壓器2輸送的排氣量增加，且主增壓器2的轉(zhuǎn)速增加。因此，從主增壓器2向進(jìn)氣歧管12輸送的空氣增加。
[0042]S卩，在停止副增壓器3的過(guò)程中，增加從主增壓器2向進(jìn)氣歧管12輸送的空氣增加，因此如以往一樣，不存在降低掃氣壓P2來(lái)向主發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的空氣的量減少的情況。其結(jié)果，在主發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的溫度變得難以上升，并能夠抑制主發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)載上升和燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化。
符號(hào)說(shuō)明
[0043]1-增壓系統(tǒng)，2-主增壓器，2a_渦輪(主渦輪部)，2b_壓縮機(jī)(主壓縮機(jī)部)，3_副增壓器，3a-渦輪(副渦輪部)，3b-壓縮機(jī)(副壓縮機(jī)部)，5-氣體入口閥，6-止回閥(閥)，7-旁通閥，11-排氣歧管，12-進(jìn)氣歧管，13-空氣冷卻器，L1-第I排氣管，L2、L6-排氣管，L3、L7-進(jìn)氣管，L4-第I進(jìn)氣管，L5-第2排氣管(排氣管)，L8-第2進(jìn)氣管(進(jìn)氣管)，L9-旁通管。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增壓系統(tǒng)，其具備: 主增壓器，具備通過(guò)從內(nèi)燃機(jī)供給的排氣被驅(qū)動(dòng)，且在所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的期間，始終運(yùn)行的至少一個(gè)主渦輪部、及通過(guò)所述主渦輪部被驅(qū)動(dòng)，且向所述內(nèi)燃機(jī)輸送壓縮氣體的主壓縮機(jī)部； 副增壓器，具備通過(guò)從所述內(nèi)燃機(jī)供給的排氣被驅(qū)動(dòng)，且根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載，運(yùn)行或停止的至少一個(gè)副渦輪部、及通過(guò)所述副渦輪部被驅(qū)動(dòng)，且向所述內(nèi)燃機(jī)輸送壓縮氣體的副壓縮機(jī)部，且與所述主增壓器不同，并具備: 排氣管，與所述副渦輪部連接，并且有從所述內(nèi)燃機(jī)供給的排氣流過(guò)； 氣體入口閥，設(shè)置于所述排氣管，且調(diào)整所述排氣的流量； 進(jìn)氣管，與所述副壓縮機(jī)部及所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管連接，并且有所述壓縮氣體流過(guò)； 閥，設(shè)置于所述進(jìn)氣管，且所述副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力為所述進(jìn)氣歧管的壓力以上時(shí)呈打開(kāi)狀態(tài)； 旁通管，與所述進(jìn)氣管中的所述閥的上游側(cè)部分和所述排氣管中的所述氣體入口閥的下游側(cè)部分連接;及 旁通閥，設(shè)置于所述旁通管，且調(diào)整從所述進(jìn)氣管向所述排氣管流經(jīng)所述旁通管的所述壓縮氣體的流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中， 將所述副增壓器從停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)時(shí)，在所述旁通閥打開(kāi)的狀態(tài)下，所述氣體入口閥逐漸地或局部性地被打開(kāi)，所述副增壓器的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，完全打開(kāi)所述氣體入口閥，并且，完全關(guān)閉所述旁通閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增壓系統(tǒng)，其中， 將所述副增壓器從運(yùn)行狀態(tài)停止時(shí)，打開(kāi)所述旁通閥，并且所述氣體入口閥逐漸地或局部性地被關(guān)閉，所述副增壓器的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，完全關(guān)閉所述氣體入口閥。4.一種增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其具備:主增壓器，具備通過(guò)從內(nèi)燃機(jī)供給的排氣被驅(qū)動(dòng)，且在所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的期間，始終運(yùn)行的至少一個(gè)主渦輪部、及通過(guò)所述主渦輪部被驅(qū)動(dòng)，且向所述內(nèi)燃機(jī)輸送壓縮空氣的主壓縮機(jī)部;副增壓器，具備通過(guò)從所述內(nèi)燃機(jī)供給的排氣被驅(qū)動(dòng)，且根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載，運(yùn)行或停止的至少一個(gè)副渦輪部、及通過(guò)所述副渦輪部被驅(qū)動(dòng)，且向所述內(nèi)燃機(jī)輸送壓縮氣體的副壓縮機(jī)部，且與所述主增壓器不同，并具備:排氣管，與所述副渦輪部連接，并且有從所述內(nèi)燃機(jī)供給的排氣流過(guò);及進(jìn)氣管，與所述副壓縮機(jī)部及所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管連接，并且有所述壓縮氣體流過(guò)， 所述增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法具備: 開(kāi)始所述排氣向所述排氣管的流通的步驟； 所述副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力小于所述進(jìn)氣歧管的壓力的期間，從所述副壓縮機(jī)部的出口向所述副渦輪部的入口輸送壓縮空氣的步驟;及 所述副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力為所述進(jìn)氣歧管的壓力以上時(shí)，經(jīng)由所述進(jìn)氣管，從所述副壓縮機(jī)部的出口向所述進(jìn)氣歧管輸送壓縮氣體的步驟。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增壓系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其具備: 停止所述排氣向所述排氣管的流通的步驟;及 所述副壓縮機(jī)部的出口氣體的壓力變得小于所述進(jìn)氣歧管的壓力時(shí)，在所述進(jìn)氣管中，停止從所述副壓縮機(jī)部的出口向所述進(jìn)氣歧管的壓縮氣體的供給，從所述副壓縮機(jī)部的出口向所述副渦輪部的入口輸送壓縮氣體的步驟。
【文檔編號(hào)】F02B37/007GK105980684SQ201580005956
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年12月1日
【發(fā)明人】白石啟, 白石啟一
【申請(qǐng)人】三菱重工業(yè)株式會(huì)社