[实用新型]涡轮增压柴油机智能化高效净化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种涡轮增压内燃机高效净化装置智能化控制系统。尤其是涡轮增压柴油机系统的改进。

背景技术

从目前发动机热效率和尾气排放来看，由于发动机燃油燃烧不充分，动力输出的功率只占燃油燃烧总热量40％-50％(柴油机)或30％-35％(汽油机)，其它热量则经冷却系统和尾气排放排入大气造成空气环境污染。因此,回收发动机尾气热量是提高发动机热效率的有效途径。从国内外排气能量利用的技术途径上来看，有制冷.采暖.温差发电.燃料催化重整.后接动力涡轮，加装动力循环装置等方式。由于排气能量品位低，回收比较困难的特点，使现有的技术仍存在较多问题，如利用温差发电的能量转换效率不高，采用燃料催化重整技术实施过程比较困难，利用余热采暖.制冷效率较低，动力涡轮适用范围较窄，后接动力循环装置结构比较复杂，发动机热效率利用较低，尾气污染物排放问题未得到完全净化等等。经过对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号CN(1363764A，1719004A)发明名称：内燃机注气涡轮增压系统，该申请公开了一种利用发动机排气热量加热液态水，并将加热后的过热水蒸气注入到涡轮前进行气汽混合来增大涡轮膨胀功，达到改善发动机部分负荷性能的注气涡轮增压系统，但注气涡轮增压系统在发动机低速工况也在工作，致使涡轮排气背压较高，发动机进气较少。

同时中国专利CN1719004A发明名称：内燃机蒸汽环保混合动力装置，采用置排气管腹腔内设加热管加热水产生蒸汽，雾状水蒸汽与可燃气(油空气)混合后同时进入气缸混合燃烧降低排放。该专利存在排气管腹腔内设加热管加热水的缺点是:会增加气缸排气阻力,减少气缸进气量，会降低发动机动力性能。由于空气油气混合比高达1:25以上，过热蒸汽和空气混和时因温度降低会立即发生冷却产生蒸汽冷凝水，蒸汽冷凝水和油燃烧产生的(S)硫反应形成硫酸腐蚀气缸缸体，以上技术存在回收尾气热效率较低和腐蚀气缸的缺点。这是因为干饱和过热蒸汽温度150K，蒸汽和空气25:1混合立即降低温度会形成蒸汽冷凝水。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术存在的缺点，目的是发明一种节能排气管和智能化高效净化系统，节能排气管加大排气管内径降低排气阻力，采用节能排气管内外壁复合循环换热的新方法，能够提高尾气热能回收效率,减少发动机热损失，实现节能。

具体地说，涡轮增压柴油机智能化高效净化装置，包括一个水箱，水箱出水的冷水管上装有进水管阀门并与换热器水箱的进水口相连；换热器水箱安装在发动机排气管外壁上并通过热交换方式对水源加热；换热器水箱出水管通过汽水分离器出气口接入水箱，汽水分离器出水口通过水泵接入流量控制器，流量控制器接入过热蒸发器，过热蒸发器位于发动机排气歧管的排气口并以换热方式将通入过热蒸发器内的水雾转化为过热蒸汽，过热蒸发器通过蒸汽管通入发动机每个气缸。

本实用新型将蒸汽、油气混合进气的方式改为蒸汽、空气独立分开进入气缸的新方法，克服了蒸汽空气混合冷却产生还原冷凝水产生化学腐蚀气缸的缺点。智能化控制系统在换热器水温达到沸点温度传感器启动换热器系统，智能化控制系统在发动机低转速工况自动关闭换热器系统，保证涡轮增压柴油机正常进气量，恢复气缸正常工作状态。在中高速工况开启换热器回收发动机排气热量，气缸油燃烧高温下过热蒸汽与燃油发生水煤气反应燃烧速度提高可以增加功率。有助于实现发动机高效净化降低污染物排放。

附图说明

图1为本实用新型装置使用连接示意图；

图2为本实用新型涡轮增压进气系统示意图；

图3为本实用新型涡轮增压进气系统与汽缸连接示意图；

图4-1为本实用新型排气管与蒸发器结构示意图；图4-2为图4-1仰视图；

图5为本实用新型流量控制器示意图；

图6为本实用新型中喷嘴示意图；

图7为本实用新型换热器水箱原理示意图；

图8为本实用新型系统控制原理示意图。

具体实施方式

本实用新型改变了现有掺气燃烧设计方法，采用的涡轮增压柴油机智能化高效净化方法，其是在柴油机的发动机每个气缸内直接用过热蒸汽管通入过热蒸汽，使得蒸汽和空气独立分开进入气缸。涡轮增压柴油机智能化高效净化方法，是在发动机排气管外壁通过热交换对水源加热，并且加热后的热水以喷射方式通入位于发动机排气歧管出口的过热蒸发器内转化为过热蒸汽通入发动机气缸。