[发明专利]涡轮增压防喘振系统

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮增压领域，尤其涉及一种涡轮增压防喘振系统。

背景技术

内燃机涡轮增压器由涡轮机和压气机两主要部件组成，涡轮机在高温高压的气流冲击下旋转带动压气机做功，将进入压气机的气体压缩。被压缩的气体进入下游做功。

喘振是涡轮增压装置常见的故障之一，是透平式压缩机流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。进入压缩机的气体流量较低时，会导致下游管道压力大于压气机出口压力，气体被倒流回压气机内，直到出口压力高于下游管道压力才结束喘振过程。

为避免或解决喘振现象，现有技术主要有以下解决手段：

1、通过调节涡轮增压装置中涡轮机的进气流量、压缩机侧进气流量、下游管道压力等来防止喘振发生，但一定程度上增大了涡轮增压器的喘振裕度，降低了涡轮增压器的效率。

2、将部分压气机压缩的气体排空。即下游所需压缩气体流量变小时，进入压气机的气体并无相应同比例变动，进入压气机的气体流量大于下游所需流量，此可避免喘振的发生，但牺牲了一部分压气机功率。

但不管采用哪种方式，均是以牺牲涡轮增压器效率为前提来防止喘振现象的发生。涡轮增压器的进气端气体能量未得到充分利用。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种涡轮增压防喘振系统，其能避免涡轮增压装置的喘振现象。

本发明的另一目的在于提供一种涡轮增压防喘振系统，其能较大程度地利用涡轮增压装置的涡轮机的进气端的气体的动力能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种涡轮增压防喘振系统，其包括：涡轮增压装置，具有相互连通的涡轮机和压气机；第一进气管，一端连通内燃机的排气口；混流装置，连通第一进气管的另一端且连通涡轮增压装置的涡轮机；第一出气管，一端连通涡轮增压装置的压气机，另一端连通内燃机的进气口；第二出气管，一端连通涡轮增压装置的压气机；热交换装置，与内燃机进行热交换；分流阀，具有进口和出口，进口连通于第二出气管的另一端，出口连通于热交换装置；以及第二进气管，一端连通于热交换装置，另一端连通于混流装置。其中，内燃机的排气口、第一进气管、涡轮增压装置的涡轮机、涡轮增压装置的压气机、第一出气管、内燃机的进气口形成压缩空气供给路径；涡轮增压装置的涡轮机、涡轮增压装置的压气机、第二出气管、分流阀的进口、分流阀的出口、热交换装置、第二进气管、混流装置形成压缩气体分流路径；当内燃机工作在常用工况时，分流阀的进口与出口关闭，压缩空气供给路径连通，内燃机工作所产生的废气流经内燃机的排气口以及第一进气管进入涡轮增压装置，涡轮增压装置的涡轮机利用该废气的动力能对进入涡轮增压装置的压气机中的供给空气进行压缩，涡轮机输出动力能消耗后的废气，压气机输出压缩空气，压气机输出的压缩空气流经第一出气管以及内燃机的进气口进入内燃机内部，以供内燃机使用；当内燃机工作使用所需要的压缩空气的量减少时，分流阀的进口与出口连通，压缩空气供给路径连通且压缩气体分流路径连通，压缩气体分流路径连通后，压气机输出的压缩空气中的一部分流经第一出气管以及内燃机的进气口进入内燃机内部而供内燃机工作使用，由此内燃机工作所产生的废气流经内燃机的排气口以及第一进气管进入混流装置，而压气机输出的压缩空气中的剩余部分流经第二出气管、分流阀的进口、分流阀的出口进入热交换装置，其中，压缩空气在热交换装置中吸收内燃机工作时所产生的热，使压缩空气吸热并升温，之后经由第二进气管进入混流装置，第二进气管中的升温的压缩空气与第一进气管中的内燃机的排气口排出的废气在混流装置中混合，形成的混合气体一起进入与混流装置连通的涡轮增压装置，涡轮增压装置的涡轮机利用该混合气体的动力能对进入涡轮增压装置的压气机中的供给空气进行压缩，涡轮机输出动力能消耗后的混合气体，压气机输出压缩空气。

本发明的有益效果如下：