CN107939509B - 一种发动机的两级增压级间冷却控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机的两级增压级间冷却控制系统及控制方法,当级间冷却器由水箱供水时,级间冷却器进水管路上设有第一电控阀,控制单元控制第一电控阀的开闭及开度,以调节流经级间冷却器的水流量,保证发动机在热车阶段能缩短热车时间,及发动机中低负荷运行阶段能避免气体过冷或发动机高负荷运行阶段能避免气体过热、保证进气量;当级间冷却器由发动机冷却液供水时,低压级压气机与级间冷却器之间设有第二电控阀,第二电控阀进气端与级间冷却器出气端之间并联有旁通管路,旁通管路上设有第三电控阀;控制单元能控制第二电控阀和第三电控阀的开闭,保证发动机在热车阶段能缩短热车时间,及在发动机正常运行阶段能够保证总进气量。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域,尤其涉及一种发动机的两级增压级间冷却控制系统及控制方法。
背景技术
两级增压技术能够显著提高柴油机的功率,改善柴油机的低速扭矩,降低排放和油耗,因此两级增压技术成为国内柴油机开发的一个重要方向。在两级增压技术应用过程中,有级间冷却和级间非冷却两种形式,采用级间冷却可以降低低压级压气机的进气温度,使得发动机的进气量进一步增大,有利于改善发动机的性能。
在现有技术中,级间冷却器的进水来源有两种,一种是由水箱向级间冷却器供水,所供水源为冷水,而现有技术并没有采取任何措施对级间冷却器的进水流量进行控制,导致级间冷却过冷或过热,影响高压级压气机的进气状态,从而影响总的进气量;另一种是由发动机向级间冷却器供给冷却液,所供水源在某些工况点存在发动机冷却液高于低压级压气机出气口温度的情况,此时若气体流经级间冷却器,则发动机冷却液会对气体进行加热,影响高压级压气机的进气状态,从而影响总的进气量,不利于发动机效率的提升。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种发动机的两级增压级间冷却控制系统及控制方法,以解决现有技术中由于级间冷却器对气体的不恰当冷却而导致的总进气量受到影响的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种发动机的两级增压级间冷却控制系统,发动机的进气端依次连接有低压级压气机、级间冷却器、高压级压气机和中冷器,发动机的出气端依次连接有高压级涡轮机和低压级涡轮机;所述级间冷却器的进水管路上设置有第一电控阀,所述第一电控阀与控制单元电连接;在热车阶段,所述控制单元控制所述第一电控阀关闭,以使所述级间冷却器不对由所述低压级压气机进入所述高压级压气机的空气进行冷却。
作为优选,所述第一电控阀为电控节流阀。
一种如以上任一项所述的发动机的两级增压级间冷却控制系统的控制方法,当发动机在热车阶段时,控制单元控制第一电控阀关闭;当发动机在正常运行阶段时,控制单元将级间冷却器出气端的温度值与预设温度值进行比对,并根据比对结果控制电控阀的开度。
作为优选,当所述级间冷却器出气端的温度值高于所述预设温度值时,所述控制单元控制所述第一电控阀的开度增大;当所述级间冷却器出气端的温度值低于所述预设温度值时,所述控制单元控制所述第一电控阀的开度减小。
作为优选,所述级间冷却器出气端的温度值由第一温度传感器检测得出,所述第一温度传感器与所述控制单元电连接。
本发明还提供另一种发动机的两级增压级间冷却控制系统及控制方法,同样解决现有技术中由于级间冷却器对气体的不恰当冷却而导致的总进气量受到影响的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种发动机的两级增压级间冷却控制系统,发动机的进气端依次连接有低压级压气机、级间冷却器、高压级压气机和中冷器,发动机的出气端依次连接有高压级涡轮机和低压级涡轮机;所述低压级压气机与所述级间冷却器之间设置有第二电控阀,所述第二电控阀的进气端与所述级间冷却器的出气端之间并联有旁通管路,所述旁通管路上设置有第三电控阀,所述第二电控阀和所述第三电控阀均与控制单元电连接;在热车阶段,所述控制单元通过控制所述第二电控阀和所述第三电控阀的开闭,以使所述级间冷却器不对由所述低压级压气机进入所述高压级压气机的空气进行冷却。
作为优选,所述电控阀为电控节流阀。
一种如上述任一项所述的发动机的两级增压级间冷却控制系统的控制方法,控制单元将级间冷却器进气端的温度值与级间冷却器的进水温度进行比对,并根据比对结果控制电控阀的开闭。
作为优选,当发动机在热车阶段时,若所述级间冷却器进气端的温度值高于所述级间冷却器的进水温度,则所述控制单元控制所述第二电控阀关闭、第三电控阀开启;若所述级间冷却器进气端的温度值低于所述级间冷却器的进水温度,则所述控制单元控制所述第二电控阀开启、第三电控阀关闭。
作为优选,当发动机在正常运行阶段时,若所述级间冷却器进气端的温度值高于所述级间冷却器的进水温度,则所述控制单元控制所述第二电控阀开启、第三电控阀关闭;若所述级间冷却器进气端的温度值低于所述级间冷却器的进水温度,则所述控制单元控制所述第二电控阀关闭、第三电控阀开启。
作为优选,所述级间冷却器进气端的温度值由第二温度传感器检测得出,所述第二温度传感器与所述控制单元电连接。
本发明提供的发动机的两级增压级间冷却控制系统及控制方法,相比于现有技术的有益效果:
1)当级间冷却器由水箱供水时,在级间冷却器的进水管路上设置有第一电控阀,第一电控阀与控制单元电连接;控制单元能够控制第一电控阀的开闭及开度大小,以调节流经级间冷却器的水流量,以保证发动机在热车阶段能够缩短热车时间,以及在发动机中低负荷运行阶段能够避免气体过冷或过热、保证总的进气量,提高了发动机的整体经济性;
2)当级间冷却器由发动机供冷却液时,在低压级压气机与级间冷却器之间设置有第二电控阀,在第二电控阀的进气端与级间冷却器的出气端之间并联有旁通管路,旁通管路上设置有第三电控阀,第二电控阀和第三电控阀均与控制单元电连接;控制单元能够控制第二电控阀和第三电控阀的开闭,以保证发动机在热车阶段能够缩短热车时间,以及在发动机正常运行阶段能够保证总的进气量,提高了发动机的整体经济性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的发动机的两级增压级间冷却控制系统的原理示意图;
图2是本发明实施例二提供的发动机的两级增压级间冷却控制系统的原理示意图;
图3是本发明实施例三提供的发动机的两级增压级间冷却控制系统的原理示意图。
图中:
10-发动机;11-低压级压气机;12-级间冷却器;13-高压级压气机;14-中冷器;15-高压级涡轮机;16-低压级涡轮机;17-第一电控阀;18-第一温度传感器;
20-发动机;21-低压级压气机;22-级间冷却器;23-高压级压气机;24-中冷器;25-高压级涡轮机;26-低压级涡轮机;271-第二电控阀;272-第三电控阀;28-第二温度传感器;
30-发动机;31-低压级压气机;32-级间冷却器;33-高压级压气机;34-中冷器;35-高压级涡轮机;36-低压级涡轮机;371-第一电控阀;372-第二电控阀;373-第三电控阀;381-第一温度传感器;382-第二温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
实施例一
如图1所示,本实施例提供一种发动机的两级增压级间冷却控制系统,发动机10的进气端依次连接有低压级压气机11、级间冷却器12、高压级压气机13和中冷器14,发动机10的出气端依次连接有高压级涡轮机15和低压级涡轮机16。
在本实施例中,级间冷却器12由膨胀水箱供水,在级间冷却器12的进水管路上设置有第一电控阀17,在级间冷却器12的出气端设置有第一温度传感器18,第一电控阀17和第一温度传感器18均与控制单元电连接。优选的,第一电控阀17为电控节流阀。
当发动机10在热车阶段时,第一电控阀17关闭,级间冷却器12不进行冷却,可以减少由冷却水带走的热量,不但节省了能源,而且进气温度提升速度加快,热车时间缩短,因热车导致的磨损减少。
当发动机10在中低负荷的运行阶段时,控制单元将第一温度传感器18检测到的测量温度值与预设温度值表中当前工况下的预设温度值进行比对,当测量温度值高于当前工况下的预设温度值时,控制单元控制第一电控阀17的开度增大,加强级间冷却器12的冷却能力,避免气体过热,保证总的进气量;当测量温度值低于当前工况下的预设温度值时,控制单元控制第一电控阀17的开度减小,减弱级间冷却器12的冷却能力,避免气体过冷,保证总的进气量。控制单元能够根据第一温度传感器18实时测量的结果对流经级间冷却器12的水流量进行控制,能够避免气体过冷或过热,不但节省了能源,而且保证总的进气量,提高了发动机的整体经济性。
进一步的,级间冷却器12出气端的温度值除了可以由第一温度传感器18进行检测外,还可以由ECU通过公式计算得出。
实施例二
如图2所示,本实施例提供一种发动机的两级增压级间冷却控制系统,发动机20的进气端依次连接有低压级压气机21、级间冷却器22、高压级压气机23和中冷器24,发动机20的出气端依次连接有高压级涡轮机25和低压级涡轮机26。
在本实施例中,由发动机向级间冷却器22供冷却液,在低压级压气机21与级间冷却器22之间设置有第二电控阀271,在第二电控阀271的进气端与级间冷却器22的出气端之间并联有旁通管路,旁通管路上设置有第三电控阀272,在级间冷却器22的进气端设置有第二温度传感器28,电控阀27和第二温度传感器28均与控制单元电连接。优选的,电控阀29为电控节流阀。
当发动机20在热车阶段时,若第二温度传感器28的测量值高于冷却液的温度值,则控制单元控制第二电控阀271关闭、第三电控阀272开启,气体经旁通管路进入高压级压气机23,级间冷却器22不对气体进行冷却,可以减少由冷却带走的热量,缩短了热车时间,减少了因热车导致的磨损;若第二温度传感器28的测量值低于冷却液的温度值,则控制单元控制第二电控阀271开启、第三电控阀272关闭,气体经级间冷却器22进入高压级压气机23,冷却液能够对气体进行加热,加快了气体温度的提升速度,缩短了热车时间,减少了因热车导致的磨损。
当发动机20在正常运行阶段时,若第二温度传感器28的测量值高于冷却液的温度时,则控制单元控制第二电控阀271开启、第三电控阀272关闭,气体经级间冷却器22进入高压级压气机23,冷却液对气体进行降温,保证总的进气量;若第二温度传感器28的测量值低于发动机冷却液的温度值时,则控制单元控制第二电控阀271关闭、第三电控阀272开启,气体经旁通管路进入高压级压气机23,避免了冷却液对气体进行加热而造成的进气量减小的问题,保证了总的进气量。
进一步的,级间冷却器22进气端的温度值除了可以由第二温度传感器28进行检测外,还可以由ECU通过公式计算得出。
实施例三
如图3所示,本实施例提供一种发动机的两级增压级间冷却控制系统,发动机30的进气端依次连接有低压级压气机31、级间冷却器32、高压级压气机33和中冷器34,发动机30的出气端依次连接有高压级涡轮机35和低压级涡轮机36。
在本实施例中,在级间冷却器32的进水管路上设置有第一电控阀371,在级间冷却器32的出气端设置有第一温度传感器381;在低压级压气机31与级间冷却器32之间设置有第二电控阀372,在第二电控阀372的进气端与级间冷却器32的出气端之间并联有旁通管路,旁通管路上设置有第三电控阀373,在级间冷却器32的进气端设置有第二温度传感器382;第一电控阀371、第一温度传感器381、第二电控阀372、第三电控阀373以及第二温度传感器382均与控制单元电连接。
第一电控阀371、第一温度传感器381和控制单元的工作原理参见实施例一,在此不再赘述;第二电控阀372、第三电控阀373、第二温度传感器382和控制单元的工作原理参见实施例二,在此不再赘述。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种发动机的两级增压级间冷却控制系统,发动机(30)的进气端依次连接有低压级压气机(31)、级间冷却器(32)、高压级压气机(33)和中冷器(34),发动机(30)的出气端依次连接有高压级涡轮机(35)和低压级涡轮机(36);
其特征在于,所述级间冷却器(32)的进水管路上设置有第一电控阀(371),所述第一电控阀(371)与控制单元电连接;通过控制第一电控阀(371),使级间冷却器(32)选择性地对低压级压气机(31)排出的气体进行冷却;
所述级间冷却器(32)出气端的温度值由第一温度传感器(381)检测得出,所述第一温度传感器(381)与所述控制单元电连接;
所述低压级压气机(31)与所述级间冷却器(32)之间设置有第二电控阀(372),所述第二电控阀(372)的进气端与所述级间冷却器(32)的出气端之间并联有旁通管路,所述旁通管路上设置有第三电控阀(373),所述第二电控阀(372)和所述第三电控阀(373)均与控制单元电连接;通过控制第二电控阀(372)和第三电控阀(373),使级间冷却器(32)选择性地对低压级压气机(31)排出的气体进行冷却;所述级间冷却器(32)进气端的温度值由第二温度传感器(382)检测得出,所述第二温度传感器(382)与所述控制单元电连接。
2.根据权利要求1所述的发动机的两级增压级间冷却控制系统,其特征在于,所述第一电控阀(371)为电控节流阀。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的发动机的两级增压级间冷却控制系统的控制方法,其特征在于,当级间冷却器由水箱供水时,当发动机(30)在热车阶段时,控制单元控制第一电控阀(371)关闭;当发动机(30)在正常运行阶段时,控制单元将级间冷却器(32)出气端的温度值与当前工况对应的预设温度值进行比对,并根据比对结果控制第一电控阀(371)的开度;
当级间冷却器由发动机供冷却液时,控制单元将级间冷却器(32)进气端的温度值与级间冷却器(32)的进水温度进行比对,并根据比对结果控制第二电控阀(372)和第三电控阀(373)的开闭。
4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,当所述级间冷却器(32)出气端的温度值高于所述预设温度值时,所述控制单元控制所述第一电控阀(371)的开度增大;当所述级间冷却器(32)出气端的温度值低于所述预设温度值时,所述控制单元控制所述第一电控阀(371)的开度减小。
5.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,当发动机(30)在热车阶段时,若级间冷却器(32)进气端的温度值高于级间冷却器(32)的进水温度,则所述控制单元控制所述第二电控阀(372)关闭、第三电控阀(373)开启;若所述级间冷却器(32)进气端的温度值低于所述级间冷却器(32)的进水温度,则所述控制单元控制所述第二电控阀(372)开启、第三电控阀(373)关闭。
6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,当发动机(30)在正常运行阶段时,若所述级间冷却器(32)进气端的温度值高于所述级间冷却器(32)的进水温度,则所述控制单元控制所述第二电控阀(372)开启、第三电控阀(373)关闭;若所述级间冷却器(32)进气端的温度值低于所述级间冷却器(32)的进水温度,则所述控制单元控制所述第二电控阀(372)关闭、第三电控阀(373)开启。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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