CN112031927A - 废气旁通电磁阀系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废气旁通电磁阀系统及其控制方法，废气旁通电磁阀系统包括整车储气罐、高压切断阀、压力调节器、发动机ECU、压气机出口压力传感器、PWM阀及膜片式气动执行阀；所述整车储气罐的输出气源经过所述高压切断阀、所述压力调节器后输送至所述PWM阀、所述膜片式气动执行阀；所述高压切断阀、所述压力调节器及所述PWM阀通过控制信号线连接至所述发动机ECU；所述压气机出口压力传感器检测压气机出口压力并发送至所述发动机ECU。本发明的废气旁通电磁阀系统及其控制方法，稳压气源不需放气，可减少气源浪费、加快气动式膜片执行阀的响应速度；PWM阀可满足发动机不同转速下的新鲜空气量需求，从而达到降低缸内燃烧温度、降低NO2的目的。

Description

废气旁通电磁阀系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及旁通阀技术领域，具体涉及一种废气旁通电磁阀系统及其控制方法。
背景技术
目前大功率的发动机主要利用废气涡轮增压技术，即利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。
废气涡轮增压器主要由涡机和压气机等组成，其中涡机上设有废气旁通阀。废气旁通阀的主要作用是避免发动机额定工况时机械负荷(即气缸爆发压力)过高，涡轮增压器不致超速。废气旁通阀包括由阀体、密封阀门、轴套构成的阀门组件，和由上、下盖、支承盘，弹簧、膜片构成的执行机构，如图2中所示。其工作原理为执行器膜片右侧压气机出口压力产生的推力大于其弹簧预紧力时，执行器膜片被顶起，带动旁通阀立即开启，于是一部分废气不通过增压器直接排入大气，使涡轮进口流量减少，增压器转速下降，压气机出口压力降低，当降至规定值以下时，旁通阀即关闭，从而克服了增压过高现象。
现有的废气旁通阀开启压力单一，无法做到高低速性能兼顾。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种废气旁通电磁阀系统及其控制方法，开启压力多样化，能够兼容高低速性能。
为实现上述目的，本发明一方面所设计的废气旁通电磁阀系统，包括整车储气罐(10)、高压切断阀(20)、压力调节器(30)、发动机ECU(40)、压气机出口压力传感器(50)、PWM阀(60)及膜片式气动执行阀(70)；所述整车储气罐(10)的输出气源经过所述高压切断阀(20)、所述压力调节器(30)后输送至所述PWM阀(60)、所述膜片式气动执行阀(70)；所述高压切断阀(20)、所述压力调节器(30)及所述PWM阀(60)通过控制信号线连接至所述发动机ECU(40)；所述压气机出口压力传感器(50)检测压气机出口压力并发送至所述发动机ECU(40)。
作为优选方案，所述整车储气罐(10)提供稳压气源，所述发动机ECU(40)检测到发动机的工作状态并据此启闭所述高压切断阀(10)，所述压力调节器(30)对所述整车储气罐(10)提供的稳压气源减压。
作为优选方案，所述发动机ECU(40)根据所述压气机出口压力传感器(50)发送的到压气机出口压力与设定增压压力的大小关系控制所述PWM阀(60)的占空比。
作为优选方案，所述PWM阀(60)包括动铁芯及提供弹性回复力给所述动铁芯的弹簧，所述动铁芯受抵抗所述弹簧的弹性回复力的电磁引力作用。
为实现上述目的，本发明另一方面所设计的上述废气旁通电磁阀系统的控制方法，当所述发动机ECU(40)检测到发动机处于工作状态时打开所述高压切断阀(10)打开。
作为优选方案，当所述发动机ECU(40)判断所述压气机出口压力传感器(50)检测到压气机出口压小于设定增压压力时，减小所述PWM阀(60)的占空比。
作为优选方案，当所述发动机ECU(40)判断所述压气机出口压力传感器(50)检测到压气机出口压大于设定增压压力时，增大所述PWM阀(60)的占空比。
作为优选方案，所述PWM阀(60)占空比信号受所述发动机ECU(40)控制在0％、(10)0％及中间值间进行变化。
本发明的有益效果是：本发明的废气旁通电磁阀系统及其控制方法基于PWM控制废气旁通，由发动机ECU控制，整车储气罐提供动力气源，稳压气源不需放气，可减少气源浪费，而且随着气源的通气时间节省，气动式膜片执行阀的响应速度变得更快，有利于瞬态工况下压气机出口压力的精确控制；PWM阀可满足发动机不同转速下的新鲜空气量需求，在满足高速大负荷新鲜空气量的前提下，低速低负荷也可吸入足够的新鲜空气，从而达到降低缸内燃烧温度、降低NO2的目的。
附图说明
图1为本发明优选实施例的废气旁通电磁阀系统的结构示意图；
图2为现有的废气旁通阀的结构示意图。
图中各元件标号如下：整车储气罐10、高压切断阀20、压力调节器30、发动机ECU40、压气机出口压力传感器50、PWM阀60、膜片式气动执行阀70。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明设计了一种废气旁通电磁阀系统，由整车储气罐提供稳压气源给PWM阀，当ECU检测到压气机出口压小于目标增压压力，占空比减小，使增压器工作的排气能量增大，增压压力升高；当压气机出口压大于目标增压压力，占空比增大，使增压器工作的排气能量减小，增压压力降低。
请参阅图1，本发明优选实施例的废气旁通电磁阀系统包括整车储气罐10、高压切断阀20、压力调节器30、发动机ECU 40、压气机出口压力传感器50、PWM阀60和膜片式气动执行阀70，其中整车储气罐10提供稳压气源，高压切断阀20、压力调节器30和PWM阀60受发动机ECU 40控制，压气机出口压力传感器50反馈实测值到发动机ECU 40。具体地，整车储气罐10的输出气路经过高压切断阀20、压力调节器30后顺次输送至PWM阀60、膜片式气动执行阀70；高压切断阀20、压力调节器30及PWM阀60通过控制信号线连接至发动机ECU 40并受发动机ECU 40控制，压气机出口压力传感器50检测压气机出口压力并发送至发动机ECU 40。
上述废气旁通电磁阀系统的控制方法如下：
当发动机ECU 40检测到发动机处于工作状态(非怠速工况)，高压切断阀10通电打开，整车储气罐10的稳压气源经过压力调节器30减压后，送到PWM阀60前，当PWM阀60处于打开状态时，稳压气源将推动膜片式气动执行阀70移动，继而打开废气旁通电磁阀系统；
当压气机出口压力传感器50检测到压气机出口压小于设定增压压力，PWM阀60占空比减小，废气旁通电磁阀系统关闭，使增压器工作的排气能量增大，增压压力升高；
当压气机出口压力传感器50检测到压气机出口压大于设定增压压力，PWM阀60占空比增大，废气旁通电磁阀系统打开，使增压器工作的排气能量减小，增压压力降低。
以下将对PWM阀60的控制方法进行详细的描述：
当PWM阀60占空比信号为0％时，此时电磁引力为0，PWM阀60的动铁芯在弹簧弹力作用下，停留在位置b，此时废气旁通电磁阀系统处于关闭状态，从而使增压器工作的排气能量增大，增压压力升高。
当PWM阀60占空比信号为100％时，PWM阀60的动铁芯在恒定的电磁引力作用下，克服弹簧弹力，从位置b移动到位置a，此时废气旁通阀控制装置的输入端压力等于整车储气罐10的高压气体压力，废气旁通电磁阀系统处于全开状态，从而使增压器工作的排气能量减少，增压压力降低。
当PWM阀60占空比信号为中间值时，PWM阀60的动铁芯在断续的电磁引力，持续的弹簧弹力作用下，在短时间内完成多次往复运动，从而整车储气罐10的高压气体按比率输出给膜片式气动执行阀70。
本发明的废气旁通电磁阀系统及其控制方法提供一种基于PWM控制的废气旁通阀，由发动机ECU控制，整车储气罐提供动力气源。与现有技术相比，本发明的废气旁通电磁阀系统及其控制方法至少具有以下益效果为：
(1)与传统的压气机出口气体推动膜片式气动执行阀相比，稳压气源不需放气，可减少气源浪费，而且随着气源的通气时间节省，气动式膜片执行阀的响应速度变得更快，有利于瞬态工况下压气机出口压力的精确控制。
(2)与传统的机械式废气旁通阀相比，PWM阀可满足发动机不同转速下的新鲜空气量需求。在满足高速大负荷新鲜空气量的前提下，低速低负荷也需要吸入足够的新鲜空气，从而达到降低缸内燃烧温度，降低NO2的目的。而对于传统的机械式废气旁通阀，受涡机大小的限制，高速大负荷与低速大负荷的空气量将无法做到兼顾。
本发明的以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种废气旁通电磁阀系统，其特征在于：包括整车储气罐(10)、高压切断阀(20)、压力调节器(30)、发动机ECU(40)、压气机出口压力传感器(50)、PWM阀(60)及膜片式气动执行阀(70)；所述整车储气罐(10)的输出气源经过所述高压切断阀(20)、所述压力调节器(30)后输送至所述PWM阀(60)、所述膜片式气动执行阀(70)；所述高压切断阀(20)、所述压力调节器(30)及所述PWM阀(60)通过控制信号线连接至所述发动机ECU(40)；所述压气机出口压力传感器(50)检测压气机出口压力并发送至所述发动机ECU(40)。
2.根据权利要求1所述的废气旁通电磁阀系统，其特征在于：所述整车储气罐(10)提供稳压气源，所述发动机ECU(40)检测到发动机的工作状态并据此启闭所述高压切断阀(10)，所述压力调节器(30)对所述整车储气罐(10)提供的稳压气源减压。
3.根据权利要求1所述的废气旁通电磁阀系统，其特征在于：所述发动机ECU(40)根据所述压气机出口压力传感器(50)发送的到压气机出口压力与设定增压压力的大小关系控制所述PWM阀(60)的占空比。
4.根据权利要求3所述的废气旁通电磁阀系统，其特征在于：所述PWM阀(60)包括动铁芯及提供弹性回复力给所述动铁芯的弹簧，所述动铁芯受抵抗所述弹簧的弹性回复力的电磁引力作用。
5.一种根据权利要求1至4中任一项所述的废气旁通电磁阀系统的控制方法，其特征在于：当所述发动机ECU(40)检测到发动机处于工作状态时打开所述高压切断阀(10)打开。
6.根据权利要求5所述的废气旁通电磁阀系统的控制方法，其特征在于：当所述发动机ECU(40)判断所述压气机出口压力传感器(50)检测到压气机出口压小于设定增压压力时，减小所述PWM阀(60)的占空比。
7.根据权利要求6所述的废气旁通电磁阀系统的控制方法，其特征在于：当所述发动机ECU(40)判断所述压气机出口压力传感器(50)检测到压气机出口压大于设定增压压力时，增大所述PWM阀(60)的占空比。
8.根据权利要求7所述的废气旁通电磁阀系统的控制方法，其特征在于：所述PWM阀(60)占空比信号受所述发动机ECU(40)控制在0％、(10)0％及中间值间进行变化。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112648067A (zh) * 2020-12-18 2021-04-13 潍柴动力股份有限公司 环境仓及其涡轮增压器执行器控制系统、方法及存储介质
CN113969829A (zh) * 2021-09-30 2022-01-25 东风商用车有限公司 增压器旁通系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020041083A (ko) * 2000-11-27 2002-06-01 이계안 디젤엔진용 흡기 제어장치
CN101603455A (zh) * 2008-06-09 2009-12-16 现代自动车株式会社 用于发动机充气控制的空气控制系统及其方法
WO2017160207A1 (en) * 2016-03-17 2017-09-21 Scania Cv Ab A control system for charge control of a combustion engine and a method for carrying out such a control
CN108087108A (zh) * 2017-12-22 2018-05-29 中国第汽车股份有限公司 一种天然气发动机废气旁通式增压器控制系统及其方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020041083A (ko) * 2000-11-27 2002-06-01 이계안 디젤엔진용 흡기 제어장치
CN101603455A (zh) * 2008-06-09 2009-12-16 现代自动车株式会社 用于发动机充气控制的空气控制系统及其方法
WO2017160207A1 (en) * 2016-03-17 2017-09-21 Scania Cv Ab A control system for charge control of a combustion engine and a method for carrying out such a control
CN108087108A (zh) * 2017-12-22 2018-05-29 中国第汽车股份有限公司 一种天然气发动机废气旁通式增压器控制系统及其方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112648067A (zh) * 2020-12-18 2021-04-13 潍柴动力股份有限公司 环境仓及其涡轮增压器执行器控制系统、方法及存储介质
CN113969829A (zh) * 2021-09-30 2022-01-25 东风商用车有限公司 增压器旁通系统

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