[发明专利]具有EGR实现功能的三涡轮增压器三阶段相继涡轮增压装置及其控制方法

说明书

本发明的目的在于提供具有EGR实现功能的三涡轮增压器三阶段相继涡轮增压装置及其控制方法,包括排气集管、进气集管、1号大涡轮增压器、2号大涡轮增压器、小涡轮增压器，1号涡轮的进口端连通排气集管，2号涡轮的进口端连通排气集管，小号涡轮的进口端连通排气集管，1号涡轮的出口端、2号涡轮的出口端、小涡轮的出口端均连通排放总管；1号压气机、2号压气机、小压气机的进口端均连通进气总管，1号压气机的出口端连通出气总管，2号压气机的出口端连通出气总管，小压气机的出口端连通出气总管；本发明既能起到相继增压改善柴油机低工况性能的作用，又能通过EGR满足柴油机在排放控制区的NOx排放要求，能够大大提高柴油机的综合性能。

技术领域

本发明涉及的是一种柴油机废气利用装置及其控制方法，具体地说是EGR装置及其控制方法。

背景技术

传统的涡轮增压技术可以大大提高柴油机的平均有效压力，但是同时会带来一定的问题，当柴油机运行在低工况时，排气能量较低，增压器效率和增压压力明显降低导致供气量不足，缸内燃烧不良，燃油消耗率升高，排气温度过高以及排放性能恶化，如果所选增压器选择过小，当柴油机运行在高工况时，增压压力以及增压器转速都会过高，影响柴油机和涡轮增压器的使用寿命，相继增压系统采用两个及以上的涡轮增压器，随着增压发动机转速和负荷的增长，相继按顺序投入运行，从而使涡轮增压柴油机能够在整个运转区域内有较高的增压比和较好的经济性，满足不同工况柴油机的空气需求，相继增压阶段越多，切换越平稳，工作越稳定。近年来，柴油机凭借其在热效率、经济性、可靠性等方面的优势备受关注，虽然柴油机的使用极大地促进了社会的发展与进步，但是其在使用过程中也会带来环境污染等一系列的问题，其中NOx是主要的有害污染物之一，能够对人体产生极大的危害，世界各国纷纷制定了相应的排放法规，对于船用柴油机而言，在排放控制区域要求NOx排放在原来的基础之上在降低70％，EGR技术是将柴油机排气中一部分废气引入到进气管，同新鲜空气混合后进入气缸重新参与燃烧，使进气氧含量和燃烧温度降低，进而能够降低柴油机NOx排放并满足排放要求。

发明内容

本发明的目的在于提供能实现柴油机在非排放控制区的相继涡轮增压以及排放控制区的相继涡轮增压联合EGR的具有EGR实现功能的三涡轮增压器三阶段相继涡轮增压装置及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明具有EGR实现功能的三涡轮增压器三阶段相继涡轮增压装置，其特征是：包括排气集管、进气集管、1号大涡轮增压器、2号大涡轮增压器、小涡轮增压器，1号大涡轮增压器包括1号压气机、1号涡轮，2号大涡轮增压器包括2号压气机、2号涡轮，小涡轮增压器包括小压气机、小涡轮；1号涡轮的进口端通过1号排气管连通排气集管，2号涡轮的进口端通过2号排气管连通排气集管，小号涡轮的进口端通过小号排气管连通排气集管，1号涡轮的出口端、2号涡轮的出口端、小涡轮的出口端均连通排放总管，排放管连通大气；1号压气机、2号压气机、小压气机的进口端均连通进气总管，进气总管一端连通大气，另一端连通EGR管，EGR管连通排放总管，1号压气机的出口端通过1号出气管连通出气总管，2号压气机的出口端通过2号出气管连通出气总管，小压气机的出口端通过小号出气管连通出气总管，出气总管通过进气连通管连通进气集管；1号排气管上安装1号燃气阀，2号排气管上安装2号燃气阀，小号排气管上安装3号燃气阀，1号出气管上安装1号空气截止阀，2号出气管上安装2号空气截止阀，小号出气管上安装EGR阀。

本发明具有EGR实现功能的三涡轮增压器三阶段相继涡轮增压装置还可以包括：

1、2号压气机与小压气机之间的进气总管上安装小压气机空气控制阀，EGR管上安装EGR冷却器、EGR洗涤器、小压气机废气控制阀，进气连通管上安装空气冷却器。

本发明具有EGR实现功能的三涡轮增压器三阶段相继涡轮增压控制方法，其特征是：

当柴油机运行在非排放控制区时：