[发明专利]一种补燃式涡轮增压系统

说明书

本发明属内燃机，特别适用于船用或车用柴油机涡轮增压系统场合。

法国梅尔希奥尔（Jean Melchior）于1968年提出了旁通补燃系统（Hyperbar System）（图1中的1-2-3-4-5-6部分），该发明虽然解决了柴油机高增压后的启动特性，也使发动机具有良好的低速大扭矩特性，但整个发动机系统的经济性下降，涡轮增压器处在一种十分接近不稳定区域状态下运转，由于排气能量及温度的增加，导致红外幅射和热幅射的增加，使舰艇、车辆的隐蔽性下降。

针对上述现有技术存在的缺点，本发明提供一种回热补燃式涡轮增压系统，以回收涡轮排气中的部分能量，提高整个发动机的输出功率。

本发明回热补燃式系统如图1所示，它由压气机1、中间冷却器5、柴油机6、旁通阀3、补燃室4、膨胀涡轮2构成，在旁通阀3与补燃室4之间设一个回热器7，它与3、4分别连通，并设动力涡轮8，其入口通过控制阀9与膨胀涡轮2入口连通，其出口与膨胀涡轮2的出口连通，动力涡轮8的输出轴与柴油机6的曲轴相耦合。本系统的工作过程为，由压气机1排出的压缩空气，一部分经中间冷却器5进入柴油机6，另一部分经旁通阀3进入回热器7，在此吸收从膨胀涡轮2动力涡轮8排出的废气热量，然后进入补燃室4，从补燃室4排出的高温燃气与从柴油机6排气阀排出的废气汇合后，一部分进入膨胀涡轮2进行膨胀输出功率，其排气引入回热器7，经热交换后排入大气，另一部分经控制阀9进入动力涡轮8，在涡轮内膨胀输出功率。动力涡轮轴与柴油机6的曲轴相耦合，共同输出功率，动力涡轮8的排气与膨胀涡轮2的排气汇合后进回热器7，经热交换后排入大气。

图1为本发明回热补燃式涡轮增压系统图。

本发明的优点：（一）发动机的低速扭矩特性得到明显改善，（二）在低负荷工况下，其燃烧条件明显好转，排气烟度较低，（三）燃油消耗率降低，（四）可降低排气温度，减少红外线辐射，提高舰艇的隐蔽性。