一种发动机辅助进气装置及工作方法与流程

本发明涉及发动机领域，尤其是一种发动机辅助进气装置及工作方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、发动机在使用过程中经常面临突加负载的情况，比如石油工业中钻井用发动机、各种用途船用发动机，这种大功率发动机通常配有增压器，在这些大功率发动机突加负载时，由于增压器外形及重量较大，转子系统的惯性力也较大，造成空气增压器响应慢，在一定时间内容易引起发动机进气不足，造成发动机排温高、冒黑烟，严重时还会造成发动机故障停机，引发不良事件。

3、现有技术条件下，通常通过增加增压器数量来解决发动机突加负载时的不良表现，即将一个大增压器改为多个小增压器，以降低增压器转子系统的惯性力，进而提高发动机的响应性。发明人发现，将大增压器改为多个小增压器的方法，往往会引起发动机进排气系统结构的较大改变，存在设计周期长、成本增加的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种发动机辅助进气装置，在发动机突加载荷时，及时提供新鲜的空气进入发动机气缸内，改善气缸充气效果，提升发动机性能，无需增加太多成本。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、一种发动机辅助进气装置，包括进气管路，进气管路的一端与气源连接，另一端连接到增压器出口段，进气管路具有多段弯折段以使得进气管路避开发动机凸部或发动机外围附件，进气管路设置进气开关，进气开关与控制单元连接，控制单元检测到发动机突加负荷工况时，控制单元控制进气开关打开以对发动机进行辅助进气；

4、考虑到气源与增压器出口段之间的距离较长，而且气源与增压器出口段之间有设定的高度差，所述进气管路通过弯管与所述增压器出口段连接。

5、如上所述的辅助进气装置，增压器出口段设置进气管路，进气管路能够将气源送提供的气体送入增压器出口段后再送入发动机，控制单元在获知发动机在突加负载时，则控制进气开关打开，实现辅助增压进气，无需改变发动机的进排气系统，结构设置合理，成本得以控制。

6、如上所述的一种发动机辅助进气装置，所述控制单元接收船机合排信号、拖网信号，或者接收钻机的挂挡、提钻信号，当控制单元接收到这些信号时，表示控制单元检测到发动机突加负荷工况，需要辅助进气装置进行辅助进气。

7、如上所述的一种发动机辅助进气装置，所述弯管一端与所述增压器出口段焊接连接，弯管的另一端插入第一管中，第一管与增压器紧固连接，弯管插入第一管的一端与所述进气管路可拆卸连接，通过第一管的设置可稳定弯管，也对进气管路靠近弯管的一端进行固定。

8、如上所述的一种发动机辅助进气装置，所述弯管的一端与所述增压器出口段的侧部连接，弯管的另一端与所述进气管路通过螺纹结构连接，以实现弯管与进气管路的可拆卸连接，便于对进气管路的更换和维护；

9、所述第一管与所述增压器出口段的底侧通过螺栓连接，保证第一管与增压器出口段的可靠连接。

10、如上所述的一种发动机辅助进气装置，考虑到部分大功率发动机采用气起动马达，所述气源为发动机起动用气源，发动机起动用气源与气起动管路连接，所述进气管路与气起动管路的第一分支连接，这样无需单独设置气源。

11、如上所述的一种发动机辅助进气装置，所述进气管路包括与所述第一分支连接的第二管，第二管远离气起动管路的一端设置u型管，u型管的一侧设置所述的进气开关，u型管的设置不仅使得进气管路有效避开发动机外围附件，而且方便进气开关的安装。

12、如上所述的一种发动机辅助进气装置，所述进气管路还包括与所述u型管连接的第三管，第三管、第四管、第五管和第六管依次连接，第六管与所述弯管连接，通过第二管、u型管、第三管、第四管、第五管和第六管组成具有多段弯折段的进气管路。

13、如上所述的一种发动机辅助进气装置，考虑到发动机的结构设置，为避免进气管路与发动机凸部或外围附件发生干涉，同时实现进气管路稳定固定于发动机外侧，所述第三管的中心轴线与所述第六管的中心轴线相互平行；

14、所述第三管的中心轴线与所述第四管的中心轴线垂直设置；

15、所述第五管与第四管之间的夹角为钝角。

16、如上所述的一种发动机辅助进气装置，所述进气管路与所述第一分支连接处安装有第一压力表，所述进气管路设置第二压力表，第一压力表、第二压力表分别与所述控制单元连接，通过第一压力表和第二压力表的设置，以便监测进气管路内气体的压力信息。

17、第二方面，本发明还提供了一种发动机辅助进气方法，采用所述的一种发动机辅助进气装置，包括如下内容：

18、在气源与增压器出口段之间设置进气管路，进气管路的进气开关与控制单元连接；

19、控制单元接收发动机的负荷信息；

20、控制单元检测到发动机突加负荷工况时，控制单元控制进气开关打开，气源提供的气体经过增压器出口段进入增压器，增压器对气体进行增压从而对发动机进行辅助增压。

21、上述本发明的有益效果如下：

22、1)本发明通过辅助进气装置的提供，增压器出口段设置进气管路，进气管路能够将气源提供的新鲜空气送入增压器出口段，再进入发动机，控制单元获知发动机的负载信息，在获知发动机在突加负载时，则控制进气开关打开，实现辅助增压进气，无需改变发动机的进排气系统，设计周期较短、结构设置合理，成本得以控制。

23、2)本发明中进气管路与弯管可拆卸连接，弯管一端与增压器出口段焊接连接，另一端穿过第一管设置，第一管的设置方便弯管与进气管路连接处被固定于增压器出口段，保证进气管路设置的稳定性，而且也方便对进气管路的维护和更换。

24、3)本发明中进气管路包括第二管,第二管与u型管连接，u型管的设置方便起动开关安装于发动机罩壳；进气管路还包括其他段，进气管路走向设置合理，充分考虑到进气管路的送气点和取气点位置，整体方便进气管路稳定固定于发动机，而且避免进气管路与发动机凸部或发动机外围附件发生干涉。

25、4)本发明通过发动机辅助进气方法的提供，在气源与增压器出口段之间设置进气管路，控制单元在发动机负载突变时，使得气源提供的气体随着增压器出口段处的气体一同进入发动机气缸内，从而对发动机进行辅助增压，在发动机突加负载时，可有效改善发动机进气量，弥补增压器响应速度慢造成发动机进气不足而引发的排温高、冒黑烟等不良现象。

技术特征：

1.一种发动机辅助进气装置，其特征在于，包括进气管路，进气管路的一端与气源连接，另一端连接到增压器出口段，进气管路具有多段弯折段以使得进气管路避开发动机凸部或发动机外围附件，进气管路设置进气开关，进气开关与控制单元连接，控制单元检测到发动机突加负荷工况时，，控制单元控制进气开关打开以对发动机进行辅助进气；

2.根据权利要求1所述的一种发动机辅助进气装置，其特征在于，所述控制单元接收船机合排信号、拖网信号，或者接收钻机的挂挡、提钻信号。

3.根据权利要求1所述的一种发动机辅助进气装置，其特征在于，所述弯管一端与所述增压器出口段焊接连接，弯管的另一端插入第一管中，第一管与增压器紧固连接，弯管插入第一管的一端与所述进气管路可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种发动机辅助进气装置，其特征在于，所述弯管的一端与所述增压器出口段的侧部连接，弯管的另一端与所述进气管路通过螺纹结构连接；

5.根据权利要求2所述的一种发动机辅助进气装置，其特征在于，所述气源为发动机起动用气源，发动机起动用气源与气起动管路连接，所述进气管路与气起动管路的第一分支连接。

6.根据权利要求5所述的一种发动机辅助进气装置，其特征在于，所述进气管路包括与所述第一分支连接的第二管，第二管远离气起动管路的一端设置u型管，u型管的一侧设置所述的进气开关。

7.根据权利要求6所述的一种发动机辅助进气装置，其特征在于，所述进气管路还包括与所述u型管连接的第三管，第三管、第四管、第五管和第六管依次连接，第六管与所述弯管连接。

8.根据权利要求7所述的一种发动机辅助进气装置，其特征在于，所述第三管的中心轴线与所述第六管的中心轴线相互平行；

9.根据权利要求5所述的一种发动机辅助进气装置，其特征在于，所述进气管路与所述第一分支连接处安装有第一压力表，所述进气管路设置第二压力表，第一压力表、第二压力表分别与所述控制单元连接。

10.一种发动机辅助进气方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的一种发动机辅助进气装置，包括如下内容：

技术总结
本发明公开了一种发动机辅助进气装置及工作方法，解决了现有技术中为提高进气增多增压器的方式存在设计周期长的问题，具有设计周期较短、结构设置合理，成本较低的有益效果，具体方案如下：一种发动机辅助进气装置，包括进气管路，进气管路的一端与气源连接，另一端连接到增压器出口段，进气管路具有多段弯折段以使得进气管路避开发动机凸部或发动机外围附件，进气管路设置进气开关，进气开关与控制单元连接，控制单元检测到发动机突加负荷工况时，控制单元控制进气开关打开以对发动机进行辅助进气；所述进气管路通过弯管与所述增压器出口段连接。

技术研发人员：胥晓琛,杨加成,陈夫东,唐长明,杨代刚,张振胜,张翠云,王雪艳,侯玉彬,卢秀霞
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19