CN109751094A - 提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法 - Google Patents

提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109751094A
CN109751094A CN201811617412.4A CN201811617412A CN109751094A CN 109751094 A CN109751094 A CN 109751094A CN 201811617412 A CN201811617412 A CN 201811617412A CN 109751094 A CN109751094 A CN 109751094A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diesel engine
pressure
back pressure
kpas
rated power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811617412.4A
Other languages
English (en)
Inventor
郭俊宝
郑智锋
刘超
高志雄
刘继林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National No616 Plant
Original Assignee
National No616 Plant
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National No616 Plant filed Critical National No616 Plant
Priority to CN201811617412.4A priority Critical patent/CN109751094A/zh
Publication of CN109751094A publication Critical patent/CN109751094A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法，包括：混流式涡轮设有流通截面喷嘴环；径流式压气机的增压比大于4.5，体积流量范围在0.2m3/s至1.8m3/s之间；燃烧室的几何压缩比为12.3；燃油喷射***的泵端压力最大达到85兆帕；喷油器设计有5个喷孔，每个喷孔直径为0.53毫米，喷油器开启压力为29至30兆帕。通过本发明使排气背压65千帕工况下使用的柴油机的额定功率大幅提高。

Description

提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法
技术领域
本发明属于柴油机技术领域，涉及一种提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机功率的方法。
背景技术
涡轮的做功能力主要由膨胀比和相似流量决定，膨胀比和相似流量越高，涡轮的做功能力越大。某特殊用途柴油机需要在高排气背压、高进气真空度的工况下正常运行。柴油机随排气背压的逐渐升高，导致涡轮膨胀比和相似流量都逐渐降低，最终导致涡轮的做功能力逐渐降低，同时涡轮前排气温度逐渐升高，柴油机的燃油消耗率逐渐升高。涡轮做功能力的降低导致压气机转速和压比的降低，并最终导致空气流量的降低。排气背压变化影响废气对涡轮做功能力，排气背压越大，做功能力越弱；涡轮传给压气机的能量较低，从而导致压气机压比流量降低。
某型柴油机在高背压、高真空度的特殊环境条件下使用会造成增压***涡轮做功能力不足、增压空气压力下降，影响正常换气，近而导致气缸内残余废气增加、进气阻力增大、吸气不足、燃烧恶化、柴油机热负荷高的问题，已制约其功率无法实现提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法，包括：混流式涡轮设有流通截面喷嘴环；径流式压气机的增压比大于4.5，体积流量范围在0.2m3/s至1.8m3/s之间；燃烧室的几何压缩比为12.3；燃油喷射***的泵端压力最大达到85兆帕；喷油器设计有5个喷孔，每个喷孔直径为0.53毫米，喷油器开启压力为29至30兆帕。
本发明所达到的有益效果：
本发明解决特殊环境造成的柴油机增压***涡轮做功能力不足、增压空气压力下降，影响正常换气，近而导致气缸内残余废气增加、进气阻力增大、吸气不足、燃烧恶化、柴油机热负荷高的问题，确保热负荷保持在原型机额定功率时的水平；同时，确保柴油机机械负荷在设计范围之内；随着柴油机功率的大幅提高，可使用户在使用过程中，有效节约成本、减少机组配置、节约布置空间。另一方面，如果将提高功率后的柴油机低调功率使用，将大幅提高柴油机的可靠性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
为使排气背压65千帕工况下使用的柴油机在保证柴油机可靠性的前提下，大幅提高柴油机额定功率，可供选择的最优技术策略为优化燃烧过程，提高平均有效压力。但随着柴油机平均有效压力的提高，将引发柴油机零部件过高的机械应力。因此在设计柴油机增压过程的同时，不仅要注意得到较高的循环热效率，而且还要考虑发动机零件材料所能承受的程度。
本发明从三个方面进行研究：一是设计开发了多方案流通截面喷嘴环的混流式涡轮，提高了高背压低膨胀比排气条件下高效做功的能力；二是设计开发了高增压比、宽体积流量范围的径流式压气机，以满足特殊使用环境下柴油机对高进气真空度、高排气背压及背压波动条件下有效增压的需求，最终提高增压空气压力；三是对燃烧室进行重新了设计，降低了燃烧室的几何压缩比，完成了燃油供油***的喷油泵和喷油器的优化改进，降低了柴油机的爆发压力水平优化燃烧过程。
本发明提供的提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法，包括：混流式涡轮、径流式压气机和油-气-室***；所述的混流式涡轮上设有流通截面喷嘴环；所述径流式压气机的增压比大于4.5，体积流量范围在0.2m3/s至1.8m3/s；所述燃烧室的几何压缩比从15.5调整至12.3；燃油喷射***的泵端压力最大达到85兆帕；喷油器设有5个喷孔，每个喷孔直径为0.53毫米；喷油器开启压力为29到30兆帕。
以额定功率1000kW特殊用途柴油机为基础，在保持整机外形、结构配置及各对外接口安装尺寸基本不变的前提下，通过高效增压***匹配满足高排气背压、高进气真空度、背压波动等条件运行，高排气背压起动等特殊需求，使柴油机在背压增加的情况下，其增压器转速跌落、压比下降及压气机流量损失过程延缓，有效控制排气温度，使其不超过原标准柴油机的涡前排温水平，从而满足整机的热负荷保持原型机水平，保证柴油机在规定排气背压下运行时，柴油机的涡轮前排气温度及燃油消耗率仍处于正常指标范围；通过重新优化设计油-气-室缸内燃烧匹配，有效控制缸内最大爆发压力，使其与原基础柴油机的爆压水平相当，从而满足整机的机械负荷保持原型机水平。
通过上述技术方法，使该特殊用途柴油机的额定功率由原机的1000kW分别提高到了1250kW和1500kW，同时能够保持原标准机相当的机械负荷和热负荷水平，燃油消耗率、爆发压力水平及涡前排气温度也在设计范围内。
本发明的优点在于：
本发明能够大幅提高某种特殊用途柴油机的额定功率，解决特殊环境造成的柴油机增压***涡轮做功能力不足、增压空气压力下降，影响正常换气，近而导致气缸内残余废气增加、进气阻力增大、吸气不足、燃烧恶化、柴油机热负荷高的问题，确保热负荷保持在原型机额定功率时的水平；同时，确保柴油机机械负荷在设计范围之内；随着柴油机功率的大幅提高，可使用户在使用过程中，有效节约成本、减少机组配置、节约布置空间。另一方面，如果将提高功率后的柴油机低调功率使用，将大幅提高柴油机的可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实例方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应该视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法，其特征在于，包括：混流式涡轮设有流通截面喷嘴环；径流式压气机的增压比大于4.5，体积流量范围在0.2m3/s至1.8m3/s之间；燃烧室的几何压缩比为12.3；燃油喷射***的泵端压力最大达到85兆帕；喷油器设计有5个喷孔，每个喷孔直径为0.53毫米，喷油器开启压力为29至30兆帕。
CN201811617412.4A 2018-12-28 2018-12-28 提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法 Pending CN109751094A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811617412.4A CN109751094A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811617412.4A CN109751094A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109751094A true CN109751094A (zh) 2019-05-14

Family

ID=66403103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811617412.4A Pending CN109751094A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109751094A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984004136A1 (en) * 1983-04-11 1984-10-25 William E Woollenweber Internal combustion engine turbocharger
CN2257861Y (zh) * 1994-09-24 1997-07-16 孙敏超 混流涡轮增压器
CN1861987A (zh) * 2006-06-15 2006-11-15 吴杰 带有混流涡轮和水冷轴承体的小型涡轮增压器
WO2009003653A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-08 Borgwarner Inc. Abgasturbolader
CN102182546A (zh) * 2011-04-22 2011-09-14 北京理工大学 可变喷嘴环混流涡轮增压器
CN104819014A (zh) * 2015-05-06 2015-08-05 重庆江增船舶重工有限公司 船用混流式涡轮增压器的可调喷嘴环结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984004136A1 (en) * 1983-04-11 1984-10-25 William E Woollenweber Internal combustion engine turbocharger
CN2257861Y (zh) * 1994-09-24 1997-07-16 孙敏超 混流涡轮增压器
CN1861987A (zh) * 2006-06-15 2006-11-15 吴杰 带有混流涡轮和水冷轴承体的小型涡轮增压器
WO2009003653A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-08 Borgwarner Inc. Abgasturbolader
CN102182546A (zh) * 2011-04-22 2011-09-14 北京理工大学 可变喷嘴环混流涡轮增压器
CN104819014A (zh) * 2015-05-06 2015-08-05 重庆江增船舶重工有限公司 船用混流式涡轮增压器的可调喷嘴环结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105888832B (zh) 米勒循环柴油-天然气双燃料发动机及其控制方法
CN103032152A (zh) 具有补气功能的柴油机相继增压结构
CN110552781B (zh) 一种无节气门进气增压直喷氢转子机控制方法
CN105386856A (zh) 用于内燃机的两级相继增压***以及内燃机
CN110067637A (zh) 燃气发动机预燃组件、含该组件的气缸及气缸的供气***
CN205225437U (zh) 用于内燃机的两级相继增压***以及内燃机
CN101684761B (zh) 具有高挤流活塞的内燃机
CN102678282A (zh) 进排气同机构调节***
CN112211759A (zh) 一种气体机爆震抑制装置及其抑制方法
CN109751094A (zh) 提高排气背压65千帕工况下使用的柴油机额定功率的方法
CN102678272A (zh) 增压器进排气流量调节装置
CN203035338U (zh) 具有补气功能的柴油机相继增压结构
CN114017178B (zh) 一种稀薄燃烧控制方法、控制装置及氢气发动机***
CN110486148A (zh) 一种加力燃烧室高负荷响应发动机
CN206368755U (zh) 一种节油环保型内燃机
CN2509335Y (zh) 内燃机蒸气增压器
JPH0633816A (ja) 副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射装置
CN104100362A (zh) 减少尾气污染物排放的发动机/发电机水循环***
JPH06101495A (ja) ターボコンパウンド式多気筒ガスエンジン
US6282898B1 (en) Operation of forced induction internal combustion engines
CN204691939U (zh) 内燃机高温蒸汽直喷增压装置
CN109555594A (zh) 顺序介入式复合燃烧***超功率密度柴油机
CN102926861A (zh) 大功率九缸燃气发动机
CN102748077B (zh) 小余隙容积爆排发动机
JP2019065731A (ja) エンジンの吸気装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190514

RJ01 Rejection of invention patent application after publication