CN102251887A - 相继增压柴油机进气压力稳定装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供相继增压柴油机进气压力稳定装置及其控制方法，包括柴油机气缸、涡轮增压器、中冷器、压力传感器、电磁阀、空气阀、燃气阀、压缩气源、进气压力控制器，涡轮增压器与柴油机气缸通过管道相连，中冷器安装在涡轮增压器的压气机与柴油机气缸相连的管道上，压缩气源与每个柴油机气缸的进气歧管相连，中冷器的出口和柴油机气缸进气歧管安装压力传感器，柴油机气缸进气歧管还安装电磁阀，进气压力控制器连接压力传感器和电磁阀。本发明的装置及方法可以在此切换过程中向柴油机进气管进行进气补充，以保持进气压力不变，使相继增压切换过程变得更加平稳，有利于提高发动机的总体品质。

Description

相继增压柴油机进气压力稳定装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及的是一种发动机进排气控制装置及方法。
背景技术
相继增压技术是20世纪70年代末西德MTU公司首先采用的技术，它的设计主要是为了扩大低压缩比、高增压发动机的工作范围，增大发动机的低速扭矩和降低部分负荷运行时的燃油消耗率。它的基本原理是采用多个涡轮增压器，随发动机转速和负荷的增长，相继按次序地投入运行，这样就可以保证工作着的涡轮增压器始终在高效率区运行，以使发动机的燃油消耗率在整个运转区内都较低，低速大扭矩性能良好。
在柴油机相继增压切换过程中，燃气阀与空气阀先后打开，受控增压器投入工作，在此切换过程中，由于增压器转动惯量的存在以及与发动机相连管路内气体的可压缩性等因素的影响，导致受控增压器不可能立即响应，空气阀必须迟于燃气阀一定的时间打开，以防止瞬态切换过程中压气机进入喘振区域运行。然而由于空气阀滞后于燃气阀打开，从而使基本增压器废气流量瞬时减少，其提供的增压空气流量和压比下降，但受控增压器又不能向发动机提供增压空气，因此导致切换过程前后发动机空燃比瞬时减小和增大，转速急剧波动，运行不平稳。如果增压系统与发动机配合不好或切换控制不当，压气机极可能进入喘振区域运行，且发动机可能受到较大的热冲击。
目前还没有“在发动机进气歧管补加压缩空气改善相继增压切换过程”的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供能够改善相继增压柴油机切换过程的相继增压柴油机进气压力稳定装置及其控制方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明相继增压柴油机进气压力稳定装置，包括柴油机气缸、涡轮增压器、中冷器、压力传感器、电磁阀、空气阀、燃气阀、压缩气源、进气压力控制器，其特征是：涡轮增压器与柴油机气缸通过管道相连，中冷器安装在涡轮增压器的压气机与柴油机气缸相连的管道上，压缩气源与每个柴油机气缸的进气歧管相连，中冷器的出口和柴油机气缸进气歧管安装压力传感器，柴油机气缸进气歧管还安装电磁阀，进气压力控制器连接压力传感器和电磁阀。
本发明相继增压柴油机进气压力稳定控制方法，其特征是：
(1)进气压力控制器采集第一～第六压力传感器的压力信号，并判断是否有相继增压转换信号，当有相继增压转换信号时，压力控制器开始计时，进气压力控制器通过采集第一和第四压力传感器的压力信号；
(2)判断第一压力传感器的压力下降是否大于30％，如果第一压力传感器的压力下降大于30％，压力控制器打开第一和第二电磁阀，如果第一压力传感器的压力下降小于30％，则对第四压力传感器的压力进行判断；
(3)判断第四压力传感器的压力下降是否大于30％，如果第四压力传感器的压力下降大于30％，压力控制器打开第三和第四电磁阀，计时10秒后关闭第一～第四电磁阀；
(4)如果步骤(3)中第一和第四压力传感器的压力下降小于30％，则判断第二、第三、第五、第六压力传感器的压力下降是否大于30％，如果第二压力传感器的压力下降大于30％，则打开第一电磁阀并计时10秒后关闭第一电磁阀，如果第二压力传感器的压力下降小于30％，则对第三压力传感器的压力进行判断；如果第三压力传感器的压力下降大于30％，则打开第二电磁阀并计时10秒后关闭第二电磁阀，如果第三压力传感器的压力下降小于30％，则对第五压力传感器的压力进行判断；如果第五压力传感器的压力下降大于30％，则打开第三电磁阀并计时10秒后关闭第三电磁阀，如果第五压力传感器的压力下降小于30％，则对第六压力传感器的压力进行判断；如果第六压力传感器的压力下降大于30％，则打开第四电磁阀并计时10秒后关闭第四电磁阀，如果第六压力传感器的压力下降小于30％，则判断本步骤计时是否超过10秒，如果计时小于10秒，继续采集第一～第六压力传感器的压力信号并重复上述判断，如果计时大于10秒，则关闭第一～第四电磁阀。
本发明相继增压柴油机进气压力稳定装置还可以包括：
1、所述的涡轮增压器有两个，所述的中冷器有两个，所述的柴油机气缸有四个，第一涡轮增压器与第一柴油机气缸、第二柴油机气缸相连，第二涡轮增压器与第三柴油机气缸、第四柴油机气缸相连。
2、第一涡轮增压器压气机与柴油机气缸相连的管道上还安装空气阀，第一涡轮增压器涡轮与柴油机气缸相连的管道上安装燃气阀。
本发明的优势在于：本发明的装置及方法可以在此切换过程中向柴油机进气管进行进气补充，以保持进气压力不变，使相继增压切换过程变得更加平稳，有利于提高发动机的总体品质。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～2，本发明相继增压柴油机进气压力稳定装置，涡轮增压器与柴油机气缸通过管道相连，中冷器安装在涡轮增压器的压气机与柴油机气缸相连的管道上，压缩气源11与每个柴油机气缸的进气歧管相连，中冷器的出口和柴油机气缸进气歧管安装压力传感器，柴油机气缸进气歧管还安装电磁阀，进气压力控制器12连接压力传感器和电磁阀。所述的涡轮增压器有两个，所述的中冷器有两个，为中冷器17和中冷器18，所述的柴油机气缸有四个，第一涡轮增压器14与第一柴油机气缸B1、第二柴油机气缸B2相连，第二涡轮增压器13与第三柴油机气缸A1、第四柴油机气缸A2相连。第一涡轮增压器14压气机与柴油机气缸相连的管道上还安装空气阀15，第一涡轮增压器14涡轮与柴油机气缸相连的管道上安装燃气阀16。
压缩气源用以补充切换过程中柴油机的进气量，在管道中间安装电磁阀，用以控制压缩气源11的进气时间，在柴油机空冷器出口和发动机进气歧管安装压力传感器，测量柴油机切换过程中进气压力，压力控制器12采集压力传感器的信号并控制电磁阀的开关。柴油机在稳定工况时，电磁阀是关闭的，当柴油机在切换过程中，压力控制器12根据进气管中的压力信号，打开气源与进气歧管中的电磁阀，使压缩气源11中的压缩气体进入进气歧管，当两台增压器都投入使用一段时间后，关闭电磁阀。
相继增压柴油机进气压力稳定控制方法：
(1)进气压力控制器12采集第一～第六压力传感器的压力信号，并判断是否有相继增压转换信号，当有相继增压转换信号时，进气压力控制器12开始计时，进气压力控制器12通过采集第一压力传感器1和第四压力传感器6的压力信号；
(2)判断第一压力传感器1的压力下降是否大于30％，如果第一压力传感器1的压力下降大于30％，进气压力控制器12打开第一电磁阀2和第二电磁阀5，如果第一压力传感器1的压力下降小于30％，则对第四压力传感器6的压力进行判断；
(3)判断第四压力传感器6的压力下降是否大于30％，如果第四压力传感器6的压力下降大于30％，进气压力控制器12打开第三电磁阀7和第四电磁阀10，计时10秒后关闭第一～第四电磁阀；
(4)如果步骤(3)中第一和第四压力传感器的压力下降小于30％，则判断第二、第三、第五、第六压力传感器的压力下降是否大于30％，如果第二压力传感器3的压力下降大于30％，则打开第一电磁阀2并计时10秒后关闭第一电磁阀2，如果第二压力传感器3的压力下降小于30％，则对第三压力传感器4的压力进行判断；如果第三压力传感器4的压力下降大于30％，则打开第二电磁阀5并计时10秒后关闭第二电磁阀5，如果第三压力传感器4的压力下降小于30％，则对第五压力传感器8的压力进行判断；如果第五压力传感器8的压力下降大于30％，则打开第三电磁阀7并计时10秒后关闭第三电磁阀7，如果第五压力传感器8的压力下降小于30％，则对第六压力传感器9的压力进行判断；如果第六压力传感器9的压力下降大于30％，则打开第四电磁阀10并计时10秒后关闭第四电磁阀10，如果第六压力传感器9的压力下降小于30％，则判断本步骤计时是否超过10秒，如果计时小于10秒，继续采集第一～第六压力传感器的压力信号并重复上述判断，如果计时大于10秒，则关闭第一～第四电磁阀。

Claims (4)

1.相继增压柴油机进气压力稳定装置，包括柴油机气缸、涡轮增压器、中冷器、压力传感器、电磁阀、空气阀、燃气阀、压缩气源、进气压力控制器，其特征是：涡轮增压器与柴油机气缸通过管道相连，中冷器安装在涡轮增压器的压气机与柴油机气缸相连的管道上，压缩气源与每个柴油机气缸的进气歧管相连，中冷器的出口和柴油机气缸进气歧管安装压力传感器，柴油机气缸进气歧管还安装电磁阀，进气压力控制器连接压力传感器和电磁阀。
2.根据权利要求1所述的相继增压柴油机进气压力稳定装置，其特征是：所述的涡轮增压器有两个，所述的中冷器有两个，所述的柴油机气缸有四个，第一涡轮增压器与第一柴油机气缸、第二柴油机气缸相连，第二涡轮增压器与第三柴油机气缸、第四柴油机气缸相连。
3.根据权利要求1或2所述的相继增压柴油机进气压力稳定装置，其特征是：第一涡轮增压器压气机与柴油机气缸相连的管道上还安装空气阀，第一涡轮增压器涡轮与柴油机气缸相连的管道上安装燃气阀。
4.相继增压柴油机进气压力稳定控制方法，其特征是：
(1)进气压力控制器采集第一～第六压力传感器的压力信号，并判断是否有相继增压转换信号，当有相继增压转换信号时，进气压力控制器开始计时，进气压力控制器通过采集第一和第四压力传感器的压力信号；
(2)判断第一压力传感器的压力下降是否大于30％，如果第一压力传感器的压力下降大于30％，进气压力控制器打开第一和第二电磁阀，如果第一压力传感器的压力下降小于30％，则对第四压力传感器的压力进行判断；
(3)判断第四压力传感器的压力下降是否大于30％，如果第四压力传感器的压力下降大于30％，进气压力控制器打开第三和第四电磁阀，计时10秒后关闭第一～第四电磁阀；
(4)如果步骤(3)中第一和第四压力传感器的压力下降小于30％，则判断第二、第三、第五、第六压力传感器的压力下降是否大于30％，如果第二压力传感器的压力下降大于30％，则打开第一电磁阀并计时10秒后关闭第一电磁阀，如果第二压力传感器的压力下降小于30％，则对第三压力传感器的压力进行判断；如果第三压力传感器的压力下降大于30％，则打开第二电磁阀并计时10秒后关闭第二电磁阀，如果第三压力传感器的压力下降小于30％，则对第五压力传感器的压力进行判断；如果第五压力传感器的压力下降大于30％，则打开第三电磁阀并计时10秒后关闭第三电磁阀，如果第五压力传感器的压力下降小于30％，则对第六压力传感器的压力进行判断；如果第六压力传感器的压力下降大于30％，则打开第四电磁阀并计时10秒后关闭第四电磁阀，如果第六压力传感器的压力下降小于30％，则判断本步骤计时是否超过10秒，如果计时小于10秒，继续采集第一～第六压力传感器的压力信号并重复上述判断，如果计时大于10秒，则关闭第一～第四电磁阀。
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Granted publication date: 20130306

Termination date: 20180614

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