CN110552783A - 一种增压式汪克尔氢转子发动机控制方法 - Google Patents

一种增压式汪克尔氢转子发动机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明设计了一种增压汪克尔转子发动机控制方法，具体涉及一种根据转子发动机转速调节进气增压程度的控制方法。本发明以发动机转速传感器(15)输出转速信号(I1)为依据，判断发动机的运转情况，并结合开关一(S1)、开关二(S2)控制涡轮增压器(8)的开启程度，从而控制进气压力，实现转子发动机的良好高速性能。

Description

一种增压式汪克尔氢转子发动机控制方法
技术领域
本发明设计了一种增压式汪克尔氢转子发动机，具体涉及一种根据转子发动机转速调节进气增压的控制方法，属于内燃机领域。
背景技术
汪克尔转子发动机与传统的往复式活塞机相比，具有结构简单紧凑、功重比高、震动噪声小等优点；同时，氢气的燃烧速度快、燃烧淬熄距离小以及燃烧排放小的优点极其适合在转子发动机狭长的燃烧室燃烧，故氢转子机是替代传统化石燃料往复式活塞机的较优选择。但其几何结构(转子转一圈，中心轴转三圈)使得当中心轴旋转一圈，三个燃烧室都会完成一个工作循环，从而导致进气时间短，高速性能下降。而氢气气道喷射会挤占空气，从而导致充气效率降低，高速性能更加恶化。
为解决上述问题，本申请设计一种增压式汪克尔氢转子发动机控制方法，通过调整进气量，实现转子发动机良好的高速性能。
发明内容
为了改善氢转子发动机高转速下供气不足的问题，本申请提供了一种增压式汪克尔氢转子发动机，通过调节进气量，实现良好的高速性能。
本发明解决上述技术问题是通过以下技术方案解决的：
一种增压式汪克尔氢转子发动机的控制方法，具体涉及一种根据转子发动机转速调节进气增压的控制方法，包括：氢气输运管路(P1)上依次串联有：氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)；新鲜空气从进气管路(P2)上依次串联的：空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)、涡轮增压器(8)、中冷器(9)、进气流量传感器(10)进入转子机，其中新鲜空气与氢气在涡轮增压器(8)前混合；通过转子发动机主要结构：转子(11)、缸体(12)、中心轴(13)、火花塞(14)、转速传感器(15)运转一循环后将燃烧废气从排气管路(P3)上依次串联的：开关一(s1)、开关二(s2)排出；ECU(E)，转速传感器传至ECU(E)的信号(I1)，ECU(E)对开关一(S1)发出的信号(O1)，ECU(E)对开关二(S2)发出的信号(O2)。
气泵(2)将氢气存储罐(1)内的氢气抽出，氢气经氢气滤清器(3)滤去杂质后，通过氢气流量调节计(4)调节氢气供给量后传至氢气喷嘴(5)，氢气喷嘴(5)将氢气喷入进气管路(P2)中；新鲜空气在进气管路(P2)中，经过空气滤清器(6)和空气流量传感器(7)后与氢气喷嘴(5)喷入的氢气混合，进入涡轮增压器(8)，在涡轮增压器(8)的增压作用下增大进气压力，而后经过中冷器(9)的温降效果后进入转子机燃烧。燃烧后的流入排气管路(P3)，在开关一(S1)和开关二(S2)的调节作用下，进入涡轮增压器(8)，为新鲜充质增压提供动力来源。
增压汪克尔转子发动机包括以下控制过程：
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当有转速(n)产生时，此时为起动阶段，不采用涡轮增压，ECU(E)输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当发动机存在转速且n＜7500rpm时，此时为低、中转速阶段，不采用涡轮增压，ECU(E)输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当发动机转速7500rpm＜n＜12000rpm时，此时为高转速阶段，ECU(E)接收的转子机转速信号(I1)，随着转速的升高，输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)的开度逐渐减少，开关二(S2)的开度逐渐增加。当n＝7500rpm时，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭；当n＝12000rpm时，开关一(S1)关闭，开关二(S2)全开。且开关变化随与转速变化呈线性关系，即：开关一(S1)开度＝1-(x-7500)/(12000-7500)；开关二(S2)开度＝(x-7500)/(12000-7500)。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当发动机转速12000rpm＜n＜15000rpm时，此时为高转速阶段，ECU(E)输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)关闭，开关二(S2)全开。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当发动机转速n＞＝15000rpm时，此时转子发动机热负荷过高。为保证安全，ECU(E)输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭，使涡轮增压器停止工作，降低转子机进气压力，使得进缸充质减少，转速降低。
附图说明
图1.本发明的结构工作原理图
图1中：氢气输运管路(P1)：氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)；进气管路(P2)：空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)、涡轮增压器(8)、中冷器(9)、进气流量传感器(10)；转子发动机主要结构：转子(11)、缸体(12)、中心轴(13)、火花塞(14)、转速传感器(15)；排气管路(P3)：开关一(s1)、开关二(s2)排出；ECU(E)、信号I1、信号O1、信号O2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对于本发明做进一步的说明：
包括：氢气通过氢气输运管路(P1)上依次串联的氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)进入进气管路(P2)；新鲜空气通过进气管路(P2)上依次串联的：空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)、涡轮增压器(8)、中冷器(9)、进气流量传感器(10)进入转子机，其中新鲜空气与氢气在涡轮增压器(8)前混合；通过转子发动机主要结构：转子(11)、缸体(12)、中心轴(13)、火花塞(14)、转速传感器(15)运转一循环后将燃烧废气从排气管路(P3)：开关一(s1)、开关二(s2)排出；ECU(E)，转速传感器传至ECU(E)的信号(I1)，ECU(E)对开关一(S1)发出的信号(O1)，ECU(E)对开关二(S2)发出的信号(O2)。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当有转速产生时，此时为起动阶段，不采用涡轮增压，ECU(E)输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当发动机存在转速(n)且n＜7500rpm时，此时为低、中转速阶段，不采用涡轮增压，ECU(E)输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当发动机转速7500rpm＜n＜12000rpm时，此时为高转速阶段，ECU(E)接收的转子机转速信号(I1)，随着转速的升高，输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)的开度逐渐减少，开关二(S2)的开度逐渐增加。当n＝7500rpm时，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭；当n＝12000rpm时，开关一(S1)关闭，开关二(S2)全开。且开关变化随与转速变化呈线性关系，即：开关一(S1)开度＝1-(x-7500)/(12000-7500)；开关二(S2)开度＝(x-7500)/(12000-7500)。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当发动机转速12000rpm＜n＜15000rpm时，此时为高转速阶段，ECU(E)输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)关闭，开关二(S2)全开。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)，当发动机转速n＞＝15000rpm时，此时转子发动机热负荷过高。为保证安全，ECU(E)输出信号(O1)、(O2)，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭，使涡轮增压器停止工作，降低转子机进气压力，使得进缸充质减少，转速降低。

Claims (2)

1.一种增压式汪克尔氢转子发动机，其特征在于，包括：氢气输运管路(P1)，上依次串联有：氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)；新鲜空气从进气管路(P2)上依次串联的：空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)、涡轮增压器(8)、中冷器(9)、进气流量传感器(10)进入转子机，其中新鲜空气与氢气在涡轮增压器(8)前混合；通过转子发动机主要结构：转子(11)、缸体(12)、中心轴(13)、火花塞(14)、转速传感器(15)运转一循环后将燃烧废气从排气管路(P3)上依次串联的：开关一(s1)、开关二(s2)排出；ECU(E)，转速传感器传至ECU(E)的信号(I1)，ECU(E)对开关一(S1)发出的信号(O1)，ECU(E)对开关二(S2)发出的信号(O2)。
2.控制如权利要求1所述的一种增压式汪克尔转子发动机的方法，其特征在于：
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(15)的转子机转速信号(I1)；ECU(E)对开关一(S1)发出的信号(O1)，ECU(E)对开关二(S2)发出的信号(O2)；
当有转速产生时，此时为起动阶段，不采用涡轮增压，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭；
当发动机存在转速n且0＜n＜7500rpm时，不采用涡轮增压，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭；
当发动机转速7500rpm＜n＜12000rpm时，ECU(E)接收的转子机转速传感器信号(I1)，随着转速的升高，开关一(S1)的开度逐渐减少，开关二(S2)的开度逐渐增加；当n＝7500rpm时，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭；当n＝12000rpm时，开关一(S1)关闭，开关二(S2)全开；且开关变化随与转速x变化呈线性关系，即：开关一(S1)开度＝1-(x-7500)/(12000-7500)；开关二(S2)开度＝(x-7500)/(12000-7500)；
当发动机转速12000rpm＜n＜15000rpm时，开关一(S1)关闭，开关二(S2)全开；
当发动机转速n＞＝15000rpm时，开关一(S1)全开，开关二(S2)关闭，使涡轮增压器停止工作，降低转子机进气压力，使得进缸充质减少，转速降低。
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