同时改善内燃机低工况性能、高工况燃油效率、NO_x排放及瞬态特性的系统

摘要

本发明公开一种利用尾气余热同时改善内燃机低工况性能、高工况燃油效率、NO_x排放及瞬态特性的系统，包括水箱、水泵、蒸发器、过热器、涡轮、压气机、内燃机机体、混合室、膨胀机、压缩机、发电机、阀门、连接轴及连接管路，在低转速工况，过热蒸汽直接喷注到涡轮前增大涡轮功来提高发动机进气量；在高转速工况，多余的涡轮前废气同过热蒸汽一起流经膨胀机膨胀做功并由同轴连接的发电机转化为电能存储；在中低负荷工况，过热蒸汽流经膨胀机，带动同轴连接的压缩机将蒸发器出口废气压缩引入混合室；在瞬态加载过程，向涡轮前喷注过热蒸汽提高涡轮的响应速度。本发明设计合理，结构简单，适用于发动机废气余热系统的设计。

主权项

一种同时改善内燃机低工况性能、高工况燃油效率、NO_x排放及瞬态特性的系统，包括水箱(1)、水泵(3)、蒸发器(5)、过热器(7)、涡轮(12)、压气机(15)、内燃机机体(17)、混合室(31)、膨胀机(24)、压缩机(2)、发电机(35)、阀门、连接轴及连接管路，其特征在于水箱(1)中的液态水依次流经水泵入口管路(2)、水泵(3)、水泵出口管路(4)和蒸发器(5)变为具有一定压力的饱和蒸汽，饱和蒸汽依次流经过热器入口管路(6)和过热器(7)变为过热蒸汽；发动机排气经排气管路(18)、涡轮(12)、涡后管路(19)、过热器(7)、过热器出口管路(20)、蒸发器(5)和蒸发器出口管路(21)变为低温低压的废气；新鲜空气经压气机入口管路(14)、压气机(15)和进气管路(16)进入内燃机机体(17)，压气机(15)则是通过增压器连接轴(13)连接到涡轮(12)；过热蒸汽经过热蒸汽出口管路(8)、过热蒸汽调节阀(9)、膨胀机入口管路(10)和废气旁通阀(11)直接喷注到排气管路(18)，或经膨胀机入口管路(10)和膨胀机入口阀(34)单独喷入到膨胀机(24)或者同流经膨胀机入口管路(10)和废气旁通阀(11)的部分废气一同喷注到膨胀机(24)，并由膨胀机出口管路(25)流出；膨胀机(24)可带动膨胀机轴(36)连接的发电机(35)发电或者带动压缩机轴(26)连接的压缩机(29)压缩做功；低温低压废气经压缩机入口管路(27)、压缩机入口阀(28)、压缩机(29)和压缩机出口管路(30)进入混合室(31)，饱和蒸汽经饱和蒸汽管路(22)和饱和蒸汽阀(23)进入混合室(31)；混合后的湿燃气经混合室出口管路(32)和混合室出口阀(33)流入进气管路(16)实现湿燃气的废气再循环；流经压缩机出口管路(30)的废气可同样由旁路调节阀(37)和旁通管路(38)直接排出。