[实用新型]利用废气能量的船用柴油机中冷系统

说明书

本实用新型公开了一种利用废气能量的船用柴油机中冷系统，包括：柴油机；增压器；下游海水泵，其一端设置有下游涡轮，下游涡轮连接柴油机；上游海水泵，其与下游海水泵的另一端相连接；中冷器，其分别与上游海水泵、压气机和柴油机相连接；下游水阀，其与下游海水泵并联，并与上游海水泵相连接，以使得当下游水阀开启时，海水能够通过下游水阀直接进入上游海水泵，当下游水阀关闭时，海水能够依次进入下游海水泵和上游海水泵；以及弹簧阀，其设置于柴油机与下游涡轮之间，以使得当弹簧阀开启时，柴油机的一部分废气能够流入下游涡轮中，以驱动下游海水泵。本实用新型的中冷系统有效利用了废气残余能量，并最大化地提高了柴油机的燃烧热效率。

技术领域

本实用新型属于船用柴油机技术领域，涉及一种利用废气能量的船用柴油机中冷系统。

背景技术

当前的船机中冷系统一般采用如图1所示的布置，通过发动机直接驱动海水泵，进入中冷系统的海水流量与发动机的转速有关(呈线性关系)。由于柴油机中冷后温度并不是越低越好，而是存在一个最佳值，也就是说，中冷系统与柴油机需要进行匹配，才能使柴油机运行在一个比较理想的状态。在进行柴油机中冷系统匹配时，由于中冷系统参数在运行过程中是不可变的，中冷器或海水泵一旦确定下来后，中冷系统的能力也基本确定下来了。因此，仅能选取一个柴油机工况作为选择中冷器和海水泵的依据。

通常，根据柴油机在标定工况下需要的冷却能量进行中冷系统的选型，从而保证柴油机在标定工况下能达到比较理想的性能指标。因此，现有技术中的船用柴油机中冷系统仅能在标定点一个运行工况和柴油机进行匹配，在低负荷时，通常会造成中冷后温度过低，从而影响柴油机的燃烧热效率。而且在非标定点或小负荷时，柴油机并不需要那么大流量的海水泵，因此会造成能量的浪费。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用废气能量的船用柴油机中冷系统，从而克服在中小负荷时能量浪费、整机热效率低的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种利用废气能量的船用柴油机中冷系统，包括：柴油机；增压器，其包括压气机，压气机用于压缩空气；下游海水泵，其设置于船用柴油机中冷系统的海水进入端，下游海水泵的一端设置有下游涡轮，下游涡轮连接柴油机；上游海水泵，其与下游海水泵的另一端相连接；中冷器，其分别与上游海水泵、压气机和柴油机相连接，使得通过上游海水泵的海水能够进入中冷器，以冷却来自压气机的压缩空气，并将中冷后的压缩空气输送至柴油机；下游水阀，其与下游海水泵并联，并与上游海水泵相连接，以使得当下游水阀开启时，海水能够通过下游水阀直接进入上游海水泵，当下游水阀关闭时，海水能够依次进入下游海水泵和上游海水泵；以及弹簧阀，其设置于柴油机与下游涡轮之间，以使得当弹簧阀开启时，柴油机的一部分废气能够流入下游涡轮中，以驱动下游海水泵。

在一优选的实施方式中，弹簧阀为单向阀，弹簧阀能够根据下游涡轮的涡前压力的大小来保持关闭、部分开启或者全部开启。

在一优选的实施方式中，增压器分别与中冷器和柴油机相连接，以使得压缩空气能够进入中冷器，且柴油机的另一部分废气能够通过增压器排出。

在一优选的实施方式中，上游海水泵的功率小于下游海水泵的功率。

在扭矩点工况时，涡前压力低于第一压力值，弹簧阀保持关闭状态，仅上游海水泵运行，使得上游海水泵与柴油机匹配，并得到上游海水泵的参数。

在一优选的实施方式中，在标定工况时，涡前压力大于第二压力值，弹簧阀全部开启，一部分废气能够流入下游涡轮中，以驱动下游海水泵运行，当下游海水泵的转速达到预设值时，下游水阀关闭，此时上游海水泵和下游海水泵同时运行，根据标定工况下柴油机需要的能量及上游海水泵的参数，来确定下游海水泵的参数。