柴油机的进气补气系统及具有该进气补气系统的柴油机的制作方法

本实用新型涉及一种柴油机的进气补气系统及具有该进气补气系统的柴油机，属于发动机技术领域。

背景技术：

目前，大多数柴油机在实际工作应用中都面临着输出负荷突加的情况，尤其是在石油钻井领域，这就要求了柴油机本身要具备快速的响应性能，能及时根据负荷的变化调整柴油机喷油量及进气量，一旦柴油机进气量跟不上，就容易出现冒黑烟、降转速、油耗增高甚至柴油机憋停等一系列问题。

目前柴油机一般采取调节增压器响应性能来减缓上述症状，这种解决方式一方面在效果上也只是稍微减缓以上症状，其次来讲，通常是要影响柴油机在其他工况下的性能来做前提。因此仅仅依靠调整增压器的结构性能来完全解决以上问题还是具备一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型提供一种柴油机的进气补气系统及具有该进气补气系统的柴油机，其能够增加柴油机的气缸空气量，从而改善柴油机在负荷突加时产生的冒黑烟、降转速、油耗增高甚至柴油机憋停等一系列相关问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种柴油机的进气补气系统，包括第一高压空气管路、第二高压空气管路和设置在所述第一高压空气管路和第二高压空气管路之间的第三高压空气管路，所述第三高压空气管路的中部连接有第四高压空气管路，所述第四高压空气管路的末端设置有用于控制高压空气开关的电磁阀，所述第一高压空气管路和第二高压空气管路的出口分别通过第一进气混合器和第二进气混合器连接在柴油机的进气管路上。

进一步的，所述第一高压空气管路和第二高压空气管路均包括依次连接的第一段、第二段和第三段，其中：

所述第一段为直线段，所述第二段包括与所述第一段连接的直线段和与所述第三段连接的弧形段，所述第三段为弧形段；

所述第一段和第二段之间通过第一弯头连接，所述第二段和第三段之间通过直管连接。

进一步的，所述第三高压空气管路为直线段，所述第四高压空气管路包括与所述第三高压空气管路连接的第一直线段和与所述第一直线段连接的第二直线段，所述第一直线段和第二直线段之间通过第二弯头连接。

进一步的，所述电磁阀设置在所述第二直线段的末端，所述电磁阀的开启和关闭通过柴油机的电子控制单元控制。

进一步的，所述第一进气混合器和第二进气混合器均通过螺栓紧固连接在柴油机的进气管上。

进一步的，各管路之间均通过螺纹连接。

另一方面，本实用新型还提供一种柴油机，包括上述的进气补气系统。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的柴油机的进气补气系统及具有该进气补气系统的柴油机，专门针对多变工况柴油机，尤其石油钻井领域，发动机在突加负荷的工况下，发动机气缸可以获得更多的空气进气量，改善燃烧，提高发动机的响应性能，结构简单，构成零部件较少，同时解决发动机在负荷突加工况下出现的冒黑烟、降转速、油耗增高甚至柴油机憋停等一系列相关问题。

附图说明

图1 是本实用新型的柴油机的进气补气系统的结构示意图；

图2是本实用新型的柴油机的进气补气系统的进气混合器安装在柴油机的进气管路上的局部放大图;

图3 是本实用新型的柴油机的进气补气系统发动机进气和补气流向示意图；

图4是本实用新型的柴油机的进气补气系统的进气混合器剖面图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本实用新型提供一种柴油机的进气补气系统，如图1和图2所示，包括第一高压空气管路1、第二高压空气管路2和设置在第一高压空气管路1和第二高压空气管路2之间的第三高压空气管路3，第三高压空气管路3的中部连接有第四高压空气管路4，第四高压空气管路4的末端设置有用于控制高压空气开关的电磁阀5，第一高压空气管路1和第二高压空气管路2的出口分别通过第一进气混合器6-1和第二进气混合器6-2连接在柴油机的进气管路7上。

本实用新型的柴油机的进气补气系统，专门针对多变工况柴油机，尤其石油钻井领域，发动机在突加负荷的工况下，发动机气缸可以获得更多的空气进气量，改善燃烧，提高发动机的响应性能，结构简单，构成零部件较少，同时解决发动机在负荷突加工况下出现的冒黑烟、降转速、油耗增高甚至柴油机憋停等一系列相关问题。

本实用新型的柴油机的进气补气系统通过电磁阀的控制将空气瓶内的压缩空气（试验压力为0.8MPa）通过安装在柴油机的进气管道上的进气混合器引入到柴油机工作气缸内，电磁阀开启后，可以迅速的提高柴油机气缸内空气含量，增大柴油机充气效率，改善柴油机的燃烧，从而解决柴油机在突加负荷时因进气量不足而产生的响应性慢、油耗高、转速下降及机器憋停等一系列问题。

本实用新型中的各高压空气管路的直径及外形可以针对不同的柴油机进行相应调整，例如，本实用新型的的试验机型济柴12V175ZLC柴油机，功率1370kW，转速1500转，其设定的空气管路为内径为16mm的圆型管路；对于电磁阀的选型，目前国内及国外都有较多的成熟生产厂家供选择，在规格型号上用户可以根据柴油机的功率大小及柴油机排量选取相应的电磁阀，以12V175ZLC柴油机为例，选取的电磁阀规格参数为：电源：24V DC，功率：18W；对于混合器，其主要技术点为混合通流面积的大小，该值也是根据柴油机的不同进行调整，具体调整数值需根据试验进行确定，以12V175ZLC柴油机为例，选取了850mm2的混合通流面积为最佳方案。

混合器是将高压空气导入到气缸的最后一部装置，通过混合器的内部结构将高压空气沿着设计的气道均匀的进入到气缸内。如图3和图4所示，粗箭头表示发动机进气流向，细箭头表示发动机补气气流流动方向。

进一步的，第一高压空气管路1和第二高压空气管路2均包括依次连接的第一段8、第二段9和第三段10，其中：

第一段8为直线段，第二段9包括与第一段8连接的直线段和与第三段10连接的弧形段，第三段10为弧形段；

第一段8和第二段9之间通过第一弯头11连接，第二段9和第三段10之间通过直管12连接。

优选的，第三高压空气管路3为直线段，第四高压空气管路4包括与第三高压空气管路3连接的第一直线段4-1和与第一直线段4-1连接的第二直线段4-2，第一直线段4-1和第二直线段4-2之间通过第二弯头13连接。

为了便于高压空气的开关，电磁阀5设置在第二直线段4-2的末端，电磁阀5的开启和关闭通过柴油机的电子控制单元（ECU）控制。柴油机通过自身的电子控制单元（ECU）来根据柴油机输出负荷的变化情况控制该电磁阀的开启及关闭。

进一步的，第一进气混合器6-1和第二进气混合器6-2均通过螺栓紧固连接在柴油机的进气管7上。

本实用新型中，各管路之间均通过螺纹连接。便于安装和拆卸。

本实用新型的柴油机的进气补气系统结构布局简单，在不同类型的柴油机上都具备改造空间，同时通过了解气源的空气压力及流量来适应不同的柴油机需求，具备较大的推广性。可以较广的应用于各种对负荷突加有要求的柴油机，如石油钻井领域柴油机及挖泥船用柴油机等。

另一方面，本实用新型还提供一种柴油机，包括上述的进气补气系统。进气补气系统与上结构相同，此处不再赘述。

本实用新型的具有上述进气补气系统的柴油机，尤其是在石油钻井领域，发动机在突加负荷的工况下，发动机气缸可以获得更多的空气进气量，改善燃烧，提高发动机的响应性能，结构简单，构成零部件较少，同时解决发动机在负荷突加工况下出现的冒黑烟、降转速、油耗增高甚至柴油机憋停等一系列相关问题。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。