一种用于发动机增压调节的电控气动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于发动机增压调节的电控气动系统，所述的电控气动系统通过容腔内的压力变化控制发动机的进气压力，容腔分别与进气口、排气口和控制口连通，进气口和排气口上分别配备进气电磁阀和排气电磁阀，两个电磁阀通过电子线路与发动机ECU相连，进气口和排气口分别与发动机进气管和大气连通，控制口通过膜片控制涡轮机的废气放气阀阀杆。电控气动系统采用发动机ECU的PID算法通过脉宽调整技术控制两个两位两通常闭高速电磁阀，从而达到灵活控制废气放气阀阀杆的目的，可实现对发动机进气压力的实时、灵活调节。
【专利说明】一种用于发动机增压调节的电控气动系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于发动机增压调节的电控气动系统，属于内燃机电子控制领域。
【背景技术】
[0002]增压器通过提高内燃机的进气密度，可以提高内燃机的升功率。同时由于内燃机的混合燃烧状态得到改善，内燃机的燃烧效率得以提高，达到节油减排的效果。增压器技术是现代发动机的一项重要的技术进步。
[0003]增压器主要包括三种型式:废气涡轮增压器、机械涡轮增压器和电辅助涡轮增压器。由于自给自足的特性，现在应用最普遍的是废气涡轮增压器。匹配增压器使用的内燃机包括柴油机和汽油机。
[0004]废气涡轮增压器主要由压气机和涡轮机组成。涡轮机通过利用发动机排气歧管排出的高温高压废气能量增加自身转速，进而带动同轴压气机，最终使得压气机压缩更多新鲜空气，增加发动机进气量，达到增加发动机功率、降低比油耗和排放的目的。
[0005]但废气涡轮增压器在如最大扭矩点或最大功率点的特定工况下，由于废气能量太高，将会使得压气机和涡轮机的转速超出安全转速；或进气压力太高导致发动机缸内燃烧压力过大，影响增压器和发动机的可靠性。一般地，通过采用废气放气阀的控制涡轮机旁通部分废气，从而达到降低压气机和涡轮机转速、控制进气压力的目的。
[0006]通常采用的废气放气阀布置在涡轮机上，废气放气阀通过连通管与压气机后的进气管相连，当压气机后进气压力过高时，连通管内的高压气体推动废气放气阀阀杆，使得部分废气旁通，降低压气机和涡轮机的转速。但这种废气旁通方式仅受进气压力控制，开阀特性单一，无法满足现代发动机对进气压力灵活调节的控制需求。
【发明内容】
[0007]针对以上现有技术，本实用新型提供一种用于发动机增压调节的电控气动系统，采用PWM (脉宽调整)技术，解决目前增压器无法通过废气放气阀灵活调节进气压力的问题，实现发动机对进气压力灵活调节的功能。
[0008]本实用新型一种用于发动机增压调节的电控气动系统，所述的电控气动系统通过容腔内的压力变化控制发动机的进气压力，容腔分别与进气口、排气口和控制口连通，进气口和排气口上分别配备进气电磁阀和排气电磁阀，两个电磁阀通过电子线路与发动机ECU相连，进气口和排气口分别与发动机进气管和大气连通，控制口通过膜片控制涡轮机的废气放气阀阀杆。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:电控气动系统采用发动机ECU的PID算法通过脉宽调整技术控制两个两位两通常闭高速电磁阀，从而达到灵活控制废气放气阀阀杆的目的，可实现对发动机进气压力的实时、灵活调节。
[0010]综上，本实用新型提供了一种用于发动机增压调节的电控气动系统，该系统采用发动机ECU的PID算法通过脉宽调整技术控制两个两位两通常闭高速电磁阀，可实现对发动机最高进气压力的实时、灵活调节。
[0011]以下将结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型进行较为详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为电磁阀气动系统结构示意图。
[0013]图2为电磁阀气动系统工作原理图。
[0014]图中:
[0015]I——进气口2——进气电磁阀 3——容腔
[0016]4-排气电磁阀 5-排气口6-控制口
[0017]7—膜片8—废气放气阀阀杆
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0019]如图1所示，本实施方式涉及一种用于发动机增压调节的电控气动系统，所述的电控气动系统通过容腔 3内的压力变化控制发动机的进气压力，容腔分别与进气口 1、排气口 5和控制口 6连通，进气口 I和排气口 5上分别配备进气电磁阀2和排气电磁阀4，两个电磁阀通过电子线路与发动机ECU相连，进气口 I和排气口 5分别与发动机进气管和大气连通，控制口 6通过膜片7控制涡轮机的废气放气阀阀杆8。
[0020]本实施方式的工作流程为:发动机ECU通过进气压力传感器采集发动机压气机后进气压力后，根据预先设定的目标进气压力判定该工况下的实际进气压力是否达到或超过目标进气压力，从而使得发动机ECU通过电子线路输送PWM (脉宽调整)波至两个高速电磁阀，最终通过电控气动系统控制废气放气阀阀杆动作，从而实现对发动机进气压力的实时、灵活调节。
[0021]如图2所示，本实施方式涉及发动机ECU对两个高速电磁阀2输送的PWM(脉宽调整)波，所述的PWM波是一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，以开始的三个脉冲为例，每个脉冲的时间均为t2,保持有效电压V1的时间均为t1;并满足t4=2t2, t5-t4=t3-t2=t1o两个电磁阀2接收到的PWM波信号根据发动机ECU判定结果而不同，如产生驱动信号，h发生变化，即占空比发生变化，而t2始终保持不变。以下是电磁阀控制策略:
[0022](I)废气放气阀打开:当发动机处于瞬态工况且发动机ECU采集的进气压力超过预先设定的进气压力限值时，发动机ECU向控制进气口 I的进气电磁阀2发出PWM控制信号，h的时间大小由PID算法决定，此时进气口 I处的进气电磁阀2周期性地吸合，从而使得进气管内高压空气通过进气口 I进入容腔3内，由于此时排气口 5关闭，高压空气通过控制口 6推动膜片7从而最终控制废气放气阀阀杆8打开，部分废气在涡轮机中旁通。当发动机ECU采集的进气压力低于进气压力限值时，通过PID算法控制h的脉宽时间减少，从而最终达到降低进气压力的目的。
[0023](2)废气放气阀回位:当发动机处于瞬态工况且发动机ECU采集的进气压力低于预先设定的进气压力限值时，发动机ECU向控制排气口 5的排气电磁阀4发出PWM控制信号，h的时间大小由PID算法决定，此时排气口 5处的排气电磁阀4周期性地吸合，从而使得容腔3内的高压空气通过排气口 5排到大气中。由于此时进气口 I关闭，排气口 5开启，容腔3内的气体压力快速降低，膜片7的快速回位使得废气放气阀阀杆8回位，全部废气通过涡轮机做功。
[0024](3)废气放气阀保持:当发动机处于稳态工况且发动机ECU采集的进气压力超过预先设定的进气压力限值时，发动机ECU分别向控制进气口 I和排气口 5的进气电磁阀2和排气电磁阀4发出PWM控制信号，h的时间均为零，即两个电磁阀均处于常闭状态，进气口 I和排气口 5关闭，此时容腔3内的高压空气仅与控制口 6相通，膜片7在一定的气体作用力下保持，从而使得废气放气阀阀杆8处于保持位置。
【权利要求】
1.一种用于发动机增压调节的电控气动系统，其特征在于包括:所述的电控气动系统通过容腔(3)内的压力变化控制发动机的进气压力，容腔分别与进气口(I)、排气口(5)和控制口(6)连通，进气口(I)和排气口(5)上分别配备进气电磁阀⑵和排气电磁阀(4)，两个电磁阀通过电子线路与发动机ECU相连，进气口(I)和排气口(5)分别与发动机进气管和大气连通，控制口(6)通过膜片(7)控制涡轮机的废气放气阀阀杆(8)。
2.根据权利要求1所述的用于发动机增压调节的电控气动系统，其特征在于，所述进气电磁阀⑵和排气电磁阀⑷为两位两通常闭高速电磁阀。
【文档编号】F02B37/12GK203769933SQ201420098284
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】尚勇, 张长岭, 黄印玉, 曹永辉, 刘兰君 申请人:北京比特英泰动力技术有限公司