CN220319683U - 一种柴油机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柴油机控制系统，属于柴油机技术领域，包括柴油机和电控单元，电控单元通过可变气门驱动器控制柴油机的进气门的升程，柴油机的排气管路与涡轮增压器的涡轮进气端连通，涡轮增压器包括第一压气机，第一压气机的进气端连通外部空气、出气端连通至柴油机的进气管路，电控单元还电连接有电辅助增压器，电辅助增压器包括第二压气机，第二压气机的进气端连通外部空气、出气端连通至柴油机的进气管路，本设计既可以降低小负荷状态下的燃油消耗，降低排放，又可以保证中高负荷低转速状态下的进气量，保证柴油机的输出功率。
Description
技术领域
本实用新型属于柴油机技术领域，具体涉及一种柴油机控制系统。
背景技术
柴油机可变气门部分工况下状态时采用进气门晚关或者气门升程减小的方式，以提高柴油机效率，降低油耗，但是采取气门升程减小或晚关策略时会影响柴油机的进气效率。气门晚关时由于柴油机压缩冲程进气门仍然处于开启状态，此时就会导致一部分燃油混合气排放至进气管路中，导致油气消耗，亦或进气不足导致柴油机冒黑烟，为减小损失，本申请提出了通过电辅助增压器增大进气压力以提高进气效率的技术方案。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种柴油机控制系统，既可以降低小负荷状态下的燃油消耗，降低排放，又可以保证中高负荷低转速状态下的进气量，保证柴油机的输出功率。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种柴油机控制系统，包括柴油机和电控单元，所述电控单元通过可变气门驱动器控制所述柴油机的进气门的升程，所述柴油机的排气管路与涡轮增压器的涡轮进气端连通，所述涡轮增压器包括第一压气机，所述第一压气机的进气端连通外部空气、出气端连通至所述柴油机的进气管路，所述电控单元还电连接有电辅助增压器，所述电辅助增压器包括第二压气机，所述第二压气机的进气端连通外部空气、出气端连通至所述柴油机的进气管路。
进一步的，所述第一压气机的出气端与所述柴油机的进气管路之间连通有中冷器。
进一步的，所述第二压气机的出气端连接于所述第一压气机进气端的管路上。
进一步的，所述第一压气机的进气端连接外部空气的管路上设置有由所述电控单元控制的蝶阀。
进一步的，所述第二压气机的出气端连接于所述第一压气机的进气端与所述蝶阀之间的管路上。
进一步的，所述电辅助增压器还包括用于驱动所述第二压气机的电机，所述电控单元与所述电机电连接。
进一步的，所述电控单元电连接有用于检测所述柴油机工况的传感器以及用于检测外部空气压力、所述进气管路的进气压力和所述电辅助增压器增压压力的气压传感器。
进一步的，用于检测所述柴油机工况的所述传感器包括用于检测所述柴油机转速的转速传感器和用于检测所述柴油机输出扭矩的扭矩传感器。
采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
由于本实用新型的柴油机控制系统包括柴油机和电控单元，电控单元通过可变气门驱动器控制柴油机的进气门的升程，柴油机的排气管路与涡轮增压器的涡轮进气端连通，涡轮增压器包括第一压气机，第一压气机的进气端连通外部空气、出气端连通至柴油机的进气管路，电控单元还电连接有电辅助增压器，电辅助增压器包括第二压气机，第二压气机的进气端连通外部空气、出气端连通至柴油机的进气管路，本设计方案当柴油机处于小负荷状态时，通过对进气门升程的控制来降低柴油机的燃油消耗，降低排放；当柴油机处于低转速的中高负荷状态时，此时进气门晚关，压缩比减小，实现柴油发动机米勒循环，柴油机需要较大的进气量以满足能量需求，此时由于柴油机转速较弱，涡轮增压器动力不足，加上进气门晚关导致部分缸内混合气排出汽缸进入进气歧管，此时增大电辅助增压器功率提高进气压力，既可以提高进气效率又可以减少泵气损失，保证柴油机的输出功率。
附图说明
图1是本实用新型柴油机控制系统的结构示意图；
图2是电控单元调节原理示意图；
图中，1-电控单元，2-可变气门驱动器，3-柴油机，4-进气门，5-进气管路，6-排气管路，7-中冷器，8-涡轮增压器，9-涡轮，10-第一压气机，11-电辅助增压器，12-电机，13-第二压气机，14-蝶阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
本说明书中涉及到的方位均以附图所示为准，仅代表相对位置关系，不代表绝对位置关系，图1中实线为气路，虚线为电路。
如图1所示，一种柴油机控制系统，包括柴油机3和电控单元1即ECU，电控单元1通过可变气门驱动器2控制柴油机3的进气门4的升程，柴油机3的排气管路6与涡轮增压器8的涡轮9进气端连通，涡轮增压器8包括第一压气机10，第一压气机10的进气端连通外部空气、出气端连通至柴油机3的进气管路5。电控单元1还电连接有电辅助增压器11，电辅助增压器11包括第二压气机13，第二压气机13的进气端连通外部空气、出气端连通至柴油机3的进气管路5。当柴油机3处于低转速的中高负荷状态时，根据柴油机3工况需要增大电辅助增压器11功率提高进气压力，减少泵气损失，保证柴油机3的输出功率。
如图1所示，第一压气机10的出气端与柴油机3的进气管路5之间连通有中冷器7，以降低增压后的空气温度、以降低柴油机的热负荷，提高进气量。第二压气机13的进气端不能连接在第一压气机10的出气端，这是因为柴油机3小负荷状态下仅涡轮增压器8工作时，输出气体压力会受到电辅助增压器11出气端管路的影响，因此，本实施方式中第二压气机13的出气端连接于第一压气机10进气端的管路上。
如图1所示，第一压气机10的进气端连接外部空气的管路上设置有由电控单元1控制的蝶阀14，第二压气机13的出气端连接于第一压气机10的进气端与蝶阀14之间的管路上，该蝶阀14具体为电动蝶阀。当电辅助增压器11工作时，蝶阀14阀门关闭，气流从电辅助增压器11进气端的管路进入进气管路5，避免两条管路同时进气过程中相互影响导致进气量不准确；当电辅助增压器11不工作时，蝶阀14阀门打开，气流从带有蝶阀14的这条管路进入进气管路5。
如图1所示，电辅助增压器11还包括用于驱动第二压气机13的电机12，电控单元1与电机12电连接，通过驱动电机12旋转启动第二压气机13工作。电控单元1电连接有用于检测柴油机3工况的传感器以及用于检测外部空气压力、进气管路5的进气压力和电辅助增压器11增压压力的气压传感器，其中，外部空气压力即当前大气压力值。用于检测柴油机3工况的传感器包括用于检测柴油机3转速的转速传感器和用于检测柴油机3输出扭矩的扭矩传感器。
如图2所示，电控单元1的调节步骤如下：
1、通过电控单元1采集传感器的当前数据，包括柴油机3的转速、当前输出扭矩、外部空气压力、柴油机3当前增压压力值即进气管路5的进气压力以及电辅助增压器11输出压力值等参数；
2、依据实验获取的工况升程MAP图(具体为柴油机3的转速、当前输出扭矩和进气门4升程的曲线)，设置进气门4升程及进气迟闭角；
3、根据当前喷油量(由喷油系统得出)及空燃比计算柴油机3所需进气量；
4、根据柴油机3所需进气量和当前进气门4升程计算所需的目标进气压力值；
5、将目标进气压力值与当前进气压力值即进气管路5处的进气压力进行比较，如当前进气压力值小于目标进气压力值，计算所需电辅助增压器11增压压力值，并开启电辅助增压器11，关闭蝶阀14；
6、采用PID方式控制电辅助增压器11的电机12，使电辅助增压器11达到所需增压压力值。
本实用新型的柴油机控制系统在设置可变气门的同时，设置可与涡轮增压器共同为柴油机的进气管路进行增压的电辅助增压器，实现柴油机既可以通过控制进气门升程降低小负荷状态下的燃油消耗，降低排放，又可以通过电辅助增压器保证中高负荷低转速状态下的进气量，保证柴油机的输出功率。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所述权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种柴油机控制系统，包括柴油机和电控单元，所述电控单元通过可变气门驱动器控制所述柴油机的进气门的升程，所述柴油机的排气管路与涡轮增压器的涡轮进气端连通，所述涡轮增压器包括第一压气机，所述第一压气机的进气端连通外部空气、出气端连通至所述柴油机的进气管路，其特征在于，所述电控单元还电连接有电辅助增压器，所述电辅助增压器包括第二压气机，所述第二压气机的进气端连通外部空气、出气端连通至所述柴油机的进气管路。
2.根据权利要求1所述的柴油机控制系统，其特征在于，所述第一压气机的出气端与所述柴油机的进气管路之间连通有中冷器。
3.根据权利要求2所述的柴油机控制系统，其特征在于，所述第二压气机的出气端连接于所述第一压气机进气端的管路上。
4.根据权利要求3所述的柴油机控制系统，其特征在于，所述第一压气机的进气端连接外部空气的管路上设置有由所述电控单元控制的蝶阀。
5.根据权利要求4所述的柴油机控制系统，其特征在于，所述第二压气机的出气端连接于所述第一压气机的进气端与所述蝶阀之间的管路上。
6.根据权利要求1所述的柴油机控制系统，其特征在于，所述电辅助增压器还包括用于驱动所述第二压气机的电机，所述电控单元与所述电机电连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的柴油机控制系统，其特征在于，所述电控单元电连接有用于检测所述柴油机工况的传感器以及用于检测外部空气压力、所述进气管路的进气压力和所述电辅助增压器增压压力的气压传感器。
8.根据权利要求7所述的柴油机控制系统，其特征在于，用于检测所述柴油机工况的所述传感器包括用于检测所述柴油机转速的转速传感器和用于检测所述柴油机输出扭矩的扭矩传感器。
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