高原船用柴油机用增氧装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010599870.7

申请日:

2010.12.22

公开号:

CN102022181A

公开日:

2011.04.20

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):F02B 37/04变更事项:专利权人变更前:常州玻璃钢造船厂变更后:常州玻璃钢造船厂有限公司变更事项:地址变更前:213000 江苏省常州市新北区春江镇魏村工业园西区变更后:213000 江苏省常州市新北区春江镇魏村工业园西区变更事项:专利权人变更前:常州兰翔机械有限责任公司变更后:常州兰翔机械有限责任公司|||专利权的转移IPC(主分类):F02B 37/04变更事项:专利权人变更前权利人:常州玻璃钢造船厂变更后权利人:常州玻璃钢造船厂变更事项:地址变更前权利人:213000 江苏省常州市新北区春江镇魏村工业园西区变更后权利人:213000 江苏省常州市新北区春江镇魏村工业园西区变更事项:专利权人变更后权利人:常州兰翔机械有限责任公司登记生效日:20121030|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F02B 37/04申请日:20101222|||公开

IPC分类号:

F02B37/04; F02M35/02

主分类号:

F02B37/04

申请人:

常州玻璃钢造船厂

发明人:

马进元; 周友远; 张清勇; 仇玉明; 臧瑞斌

地址:

213000 江苏省常州市新北区春江镇魏村工业园西区

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种高原船用柴油机用增氧装置,其包括:与柴油机传动连接的压缩机和设于压缩机的进气口上的第一进气滤清器,压缩机的出气口与单向进气阀的第一进气口相连,单向进气阀的出气口与柴油机中的涡轮增压器的空气进口相连。本发明采用压缩机来增加柴油机在低转速区域的进气压力和进气量。工作时,柴油机起动并驱动压缩机工作,产生进气压力,空气由第一进气滤清器吸入。当柴油机转速到达2000转/分钟时,柴油机的涡轮增压器产生的吸气量大于压缩机所提供的进气量,因此单向阀的第二进气口因背压作用而打开,同时关闭第一进气口,柴油机从第二进气滤清器进气。本方案弥补了涡轮增压器低转速区域供气不足的缺陷。

权利要求书

1: 一种高原船用柴油机用增氧装置,其特征在于包括 :与柴油机 (4) 传动连接的压 缩机 (9) 和设于压缩机 (9) 的进气口上的第一进气滤清器 (11),压缩机 (9) 的出气口经气 管 (1) 与一单向进气阀 (2) 的第一进气口相连通,该单向进气阀 (2) 的第二进气口上设有 第二进气滤清器 (3),该单向进气阀 (2) 的出气口与柴油机 (4) 中的涡轮增压器的空气进 口相连通。

说明书


高原船用柴油机用增氧装置

    【技术领域】
     本发明涉及柴油机用增氧装置的技术领域,具体是一种高原船用柴油机用增氧装置。 背景技术 涡轮增压器是利用柴油机排气能量驱动涡轮,带动压气机来提高柴油机进气压 力的装置。
     涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。 它是利用 发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送 由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。 当发动机转速增快,废气排出速度 与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以 燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率 了。
     高原大气压强比零海拔标准大气压强降低了 40-42%,因此空气密度稀薄,单位 体积含氧量大幅度下降,发动机工作时因缺氧而致功率和扭矩自动下降。
     根据天津军事交通学院刘瑞林教授和天津内燃机研究所秦德研究员所作的 《涡 轮增压柴油机高海拔低气压性能试验研究》,表明海拔高度的变化对柴油机高速区的动 力性影响较小而对低速区动力性影响较大,最大转矩对应的转速随着海拔升高逐渐向高 速区移动。
     柴油机最大工作能力在低速区严重下降,尤其在柴油机转速 1400-1600 转 / 分 时,船艇因柴油机不能提供克服船艇起滑所必需的功率和扭矩,因而导致船艇在此转速 段不能正常起滑,因此如何在柴油机转速 1400-1600 转 / 分时对所损失的功率和扭矩加以 弥补,是本领域要解决的技术问题。
     发明内容
     本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于增加柴油机在低转速区域 的进气压力和进气量并最终确保柴油机在低转速区域具有足够的功率和扭矩的高原船用 柴油机用增氧装置。
     为了解决上述技术问题,本发明提供了一种高原船用柴油机用增氧装置,其包 括 :与柴油机传动连接的压缩机和设于压缩机的进气口上的第一进气滤清器,压缩机的 出气口经气管与一单向进气阀的第一进气口相连通,该单向进气阀的第二进气口上设有 第二进气滤清器,该单向进气阀的出气口与柴油机中的涡轮增压器的空气进口相连通。
     本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点 :本发明的高原船用柴油机 用增氧装置中,将压缩机加装到柴油机中的涡轮增压器的进气口上,来增加柴油机在低 转速区域的进气压力和进气量。 其工作原理如下 :柴油机起动并使压缩机开始工作,产 生进气压力,空气由第一进气滤清器吸入。 在压缩机产生的进气压力的作用下,单向阀的第一进气口打开,第二进气口关闭,空气仅从单向阀的第一进气口吸入。 当柴油机转 速到达 2000 转 / 分钟时,柴油机的涡轮增压器开始产生的吸气量大于压缩机所提供的进 气量,因此单向阀的第二进气口因背压作用而打开,同时关闭第一进气口,柴油机从第 二进气滤清器进气。 本方案弥补了涡轮增压器低转速区域供气不足的缺陷。 附图说明
     为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据的具体实施例并结合附 图,对本发明作进一步详细的说明,其中
     图 1 为实施例中的高原船用柴油机用增氧装置的结构示意图。
     附图标号 :1-- 气管,2-- 单向进气阀,3-- 第二进气滤清器,4-- 柴油机, 5-- 皮 带 盘,6-- 楔 形 皮 带,7-- 柴 油 机 连 接 支 架,8-- 压 缩 机 安 装 座,9-- 压 缩 机, 11-- 第一进气滤清器。 具体实施方式
     见图 1,本实施例的高原船用柴油机用增氧装置,其包括 :与柴油机 4 传动连接 的压缩机 9 和设于压缩机 9 的进气口上的第一进气滤清器 11,压缩机 9 的出气口经气管 1 与一单向进气阀 2 的第一进气口相连通,该单向进气阀 2 的第二进气口上设有第二进气滤 清器 3,该单向进气阀 2 的出气口与柴油机 4 中的涡轮增压器的空气进口相连通。 柴油机转速在 600-800 转 / 分钟时,由于压缩机转速较低,因此在这一转速范围 内压缩机没有增压效果。 在柴油机加速到 1500 转 / 分钟时,机带压缩机的增压效果达到 最大值。 在柴油机转速大于 2000 转 / 分钟时,机带压缩机增压效果不明显。 由于涡轮 增压器在柴油机转速 800 ~ 2000 转 / 分钟区域时功能增压功能较弱,而机带压缩机的作 用有效的弥补了这一转速段的功能缺陷。
     在没加装压缩机前柴油机转速在 1500 转 / 分钟时的进气压力小于 1 个大气压 力,我们以 1 个大气压来估算,设为 P,此时的进气量设为 Q。 在加装了压缩机后柴油机 转速在 1500 转 / 分钟时的进气压力为 1.3 个大气压力,设为 P1,此时的进气量设为 Q1。
     Q1 = P1/P×Q = 1.3Q
     通过实际测算和比例关系可以明显看出,加装了压缩机后柴油机在低转速段 (1400 ~ 1600 转 / 分钟 ) 的进气量相较于没有加装压缩机时进气量提高了 30%,输出功 率也相应提高 30%。 根据这种比例关系,在高原地区柴油机加装这种机带压缩机系统也 可以达到同样的二次增压效果。 经模拟试验,以及试验数据的分析和估算,得出 :加装 机带压缩机可以有效地增加高原地区柴油机低速段功率和扭矩,进而可以解决高原艇不 能正常起滑的问题。 实艇改装航行试验验证了我们的模拟试验和分析计算评估结果。
     显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明 的实施方式的限定。 对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而这些属 于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
    

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资源描述

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1、10申请公布号CN102022181A43申请公布日20110420CN102022181ACN102022181A21申请号201010599870722申请日20101222F02B37/04200601F02M35/0220060171申请人常州玻璃钢造船厂地址213000江苏省常州市新北区春江镇魏村工业园西区72发明人马进元周友远张清勇仇玉明臧瑞斌54发明名称高原船用柴油机用增氧装置57摘要本发明涉及一种高原船用柴油机用增氧装置,其包括与柴油机传动连接的压缩机和设于压缩机的进气口上的第一进气滤清器,压缩机的出气口与单向进气阀的第一进气口相连,单向进气阀的出气口与柴油机中的涡轮增压器的空。

2、气进口相连。本发明采用压缩机来增加柴油机在低转速区域的进气压力和进气量。工作时,柴油机起动并驱动压缩机工作,产生进气压力,空气由第一进气滤清器吸入。当柴油机转速到达2000转/分钟时,柴油机的涡轮增压器产生的吸气量大于压缩机所提供的进气量,因此单向阀的第二进气口因背压作用而打开,同时关闭第一进气口,柴油机从第二进气滤清器进气。本方案弥补了涡轮增压器低转速区域供气不足的缺陷。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN102022195A1/1页21一种高原船用柴油机用增氧装置,其特征在于包括与柴油机4传动连接的压缩机9和设于压缩机9的进气口。

3、上的第一进气滤清器11,压缩机9的出气口经气管1与一单向进气阀2的第一进气口相连通,该单向进气阀2的第二进气口上设有第二进气滤清器3,该单向进气阀2的出气口与柴油机4中的涡轮增压器的空气进口相连通。权利要求书CN102022181ACN102022195A1/2页3高原船用柴油机用增氧装置技术领域0001本发明涉及柴油机用增氧装置的技术领域,具体是一种高原船用柴油机用增氧装置。背景技术0002涡轮增压器是利用柴油机排气能量驱动涡轮,带动压气机来提高柴油机进气压力的装置。0003涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮。

4、又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。0004高原大气压强比零海拔标准大气压强降低了4042,因此空气密度稀薄,单位体积含氧量大幅度下降,发动机工作时因缺氧而致功率和扭矩自动下降。0005根据天津军事交通学院刘瑞林教授和天津内燃机研究所秦德研究员所作的涡轮增压柴油机高海拔低气压性能试验研究,表明海拔高度的变化对柴油机高速区的动力性影响较小而对低速区动力性影响较大,最大转矩对应的。

5、转速随着海拔升高逐渐向高速区移动。0006柴油机最大工作能力在低速区严重下降,尤其在柴油机转速14001600转/分时,船艇因柴油机不能提供克服船艇起滑所必需的功率和扭矩,因而导致船艇在此转速段不能正常起滑,因此如何在柴油机转速14001600转/分时对所损失的功率和扭矩加以弥补,是本领域要解决的技术问题。发明内容0007本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于增加柴油机在低转速区域的进气压力和进气量并最终确保柴油机在低转速区域具有足够的功率和扭矩的高原船用柴油机用增氧装置。0008为了解决上述技术问题,本发明提供了一种高原船用柴油机用增氧装置,其包括与柴油机传动连接的压缩机和设于压缩机。

6、的进气口上的第一进气滤清器,压缩机的出气口经气管与一单向进气阀的第一进气口相连通,该单向进气阀的第二进气口上设有第二进气滤清器,该单向进气阀的出气口与柴油机中的涡轮增压器的空气进口相连通。0009本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点本发明的高原船用柴油机用增氧装置中,将压缩机加装到柴油机中的涡轮增压器的进气口上,来增加柴油机在低转速区域的进气压力和进气量。其工作原理如下柴油机起动并使压缩机开始工作,产生进气压力,空气由第一进气滤清器吸入。在压缩机产生的进气压力的作用下,单向阀说明书CN102022181ACN102022195A2/2页4的第一进气口打开,第二进气口关闭,空气仅从单向阀。

7、的第一进气口吸入。当柴油机转速到达2000转/分钟时,柴油机的涡轮增压器开始产生的吸气量大于压缩机所提供的进气量,因此单向阀的第二进气口因背压作用而打开,同时关闭第一进气口,柴油机从第二进气滤清器进气。本方案弥补了涡轮增压器低转速区域供气不足的缺陷。附图说明0010为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中0011图1为实施例中的高原船用柴油机用增氧装置的结构示意图。0012附图标号1气管,2单向进气阀,3第二进气滤清器,4柴油机,5皮带盘,6楔形皮带,7柴油机连接支架,8压缩机安装座,9压缩机,11第一进气滤清器。具体实施方式001。

8、3见图1,本实施例的高原船用柴油机用增氧装置,其包括与柴油机4传动连接的压缩机9和设于压缩机9的进气口上的第一进气滤清器11,压缩机9的出气口经气管1与一单向进气阀2的第一进气口相连通,该单向进气阀2的第二进气口上设有第二进气滤清器3,该单向进气阀2的出气口与柴油机4中的涡轮增压器的空气进口相连通。0014柴油机转速在600800转/分钟时,由于压缩机转速较低,因此在这一转速范围内压缩机没有增压效果。在柴油机加速到1500转/分钟时,机带压缩机的增压效果达到最大值。在柴油机转速大于2000转/分钟时,机带压缩机增压效果不明显。由于涡轮增压器在柴油机转速8002000转/分钟区域时功能增压功能较。

9、弱,而机带压缩机的作用有效的弥补了这一转速段的功能缺陷。0015在没加装压缩机前柴油机转速在1500转/分钟时的进气压力小于1个大气压力,我们以1个大气压来估算,设为P,此时的进气量设为Q。在加装了压缩机后柴油机转速在1500转/分钟时的进气压力为13个大气压力,设为P1,此时的进气量设为Q1。0016Q1P1/PQ13Q0017通过实际测算和比例关系可以明显看出,加装了压缩机后柴油机在低转速段14001600转/分钟的进气量相较于没有加装压缩机时进气量提高了30,输出功率也相应提高30。根据这种比例关系,在高原地区柴油机加装这种机带压缩机系统也可以达到同样的二次增压效果。经模拟试验,以及试验数据的分析和估算,得出加装机带压缩机可以有效地增加高原地区柴油机低速段功率和扭矩,进而可以解决高原艇不能正常起滑的问题。实艇改装航行试验验证了我们的模拟试验和分析计算评估结果。0018显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。说明书CN102022181ACN102022195A1/1页5图1说明书附图CN102022181A。

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