可切换相继/二级增压结构及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种内燃机结构，具体地说是增压内燃机结构。
【背景技术】
[0002]为了使内燃机功率密度大、效率高、排放性能好，现在普遍采用废气涡轮增压技术。废气涡轮增压技术，利用内燃机废气能量推动增压器对内燃机进气压缩，提高进气密度，进而增加进气量，并且改善扫气效果。如此就提高了废气能量利用率，提高了内燃机功率密度，一定程度上提高了空燃比，降低了内燃机排放。
[0003]随着内燃机增压技术的发展，产生了很多种增压方式以及增压系统，比如二级增压、相继增压等。采用废气涡轮增压的内燃机，由于内燃机工作范围较宽，而增压器流量范围及高效率区较窄，通常不能实现增压器和内燃机全工况较好匹配。二级增压和相继增压均可以有效改善这一问题。
[0004]相继增压基本原理是采用两个涡轮增压器，随内燃机转速和负荷的增加，相继按次序地投入并联运行，这样就可以保证工作着的涡轮增压器始终在高效率区运行，以使内燃机的燃油消耗率在整个运行区内都较低，低速大扭矩性能良好。
[0005]二级增压基本原理是采用两个涡轮增压器，随内燃机转速和负荷的增加，按次序地投入串联运行，提高增压比，增加进气密度，保证工作着的涡轮增压器运行在高效率区，以使内燃机的燃油消耗率在整个运行区内都较低，低速大扭矩性能良好。
[0006]由于相继增压采用两个涡轮增压器并联运行，而二级增压采用两个涡轮增压器串联运行，因此相继增压系统适用于流量范围大压比低的工作条件，二级增压系统适用于流量范围小压比高的工作条件。对于工况范围较宽的内燃机，当处于低转速高负荷时，二级增压系统能更好满足进气要求；当处于高转速低负荷时，相继增压系统能更好满足进气要求。传统的相继增压系统和二级增压系统只是单独采用一种增压系统来匹配内燃机全工况，虽能实现较好匹配，但是对于工况范围较宽的内燃机来说，仍不够理想。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供能够解决废气涡轮增压器与内燃机全工况匹配不够理想的问题的可切换相继/二级增压结构及控制方法。
[0008]本发明的目的是这样实现的:
[0009]本发明可切换相继/ 二级增压结构，包括第一增压器、第二增压器、内燃机组，第一增压器的压气机通过A列进气总管经A列进气歧管连通内燃机组，第一增压器的压气机通过第一压气机进气管连通大气，第一增压器的涡轮通过A列排气总管经A列排气歧管连通内燃机组，第一增压器的涡轮通过第一涡轮排气管连通大气，第二增压器的压气机通过B列进气总管经B列进气歧管连通内燃机组，第二增压器的压气机通过第二压气机进气管连通大气，第二增压器的涡轮通过B列排气总管经B列排气歧管连通内燃机组，第二增压器的涡轮通过第二涡轮排气管连通大气，其特征是:A列进气总管与B列进气总管之间通过安装进气总管连通管从而连通，第一压气机进气管与B列进气总管之间通过安装压气机连通管从而连通，第一涡轮排气管与B列排气总管之间通过安装涡轮连通管从而连通，A列排气总管与B列排气总管之间通过安装排气总管连通管从而连通，第一压气机进气管上安装第一增压器压气机进气阀，第一增压器压气机进气阀处于进气管和压气机连通管接口上游，第一涡轮排气管上安装第一增压器涡轮排气阀，第一增压器涡轮排气阀处于第一涡轮排气管和涡轮连通管接口下游，A列进气总管上安装第一中冷器，B列进气总管上安装第二中冷器，压气机连通管上安装压气机连通阀和第三中冷器，涡轮连通管上安装涡轮连通阀，涡轮连通管和排气总管连通管之间的B列排气总管上安装燃气阀，压气机连通管和进气总管连通管之间的B列进气总管上安装空气阀，内燃机组上安装分别采集其转速和喷油器齿条位置的转速传感器和齿条位置传感器，转速传感器和齿条位置传感器均连接控制第一增压器压气机进气阀、压气机连通阀、第一增压器涡轮排气阀、涡轮连通阀、空气阀、燃气阀开闭的切换控制器。
[0010]本发明可切换相继/ 二级增压控制方法，其特征是:采用如下增压装置:
[0011]包括第一增压器、第二增压器、内燃机组，第一增压器的压气机通过A列进气总管经A列进气歧管连通内燃机组，第一增压器的压气机通过第一压气机进气管连通大气，第一增压器的涡轮通过A列排气总管经A列排气歧管连通内燃机组，第一增压器的涡轮通过第一涡轮排气管连通大气，第二增压器的压气机通过B列进气总管经B列进气歧管连通内燃机组，第二增压器的压气机通过第二压气机进气管连通大气，第二增压器的涡轮通过B列排气总管经B列排气歧管连通内燃机组，第二增压器的涡轮通过第二涡轮排气管连通大气，A列进气总管与B列进气总管之间通过安装进气总管连通管从而连通，第一压气机进气管与B列进气总管之间通过安装压气机连通管从而连通，第一涡轮排气管与B列排气总管之间通过安装涡轮连通管从而连通，A列排气总管与B列排气总管之间通过安装排气总管连通管从而连通，第一压气机进气管上安装第一增压器压气机进气阀，第一增压器压气机进气阀处于进气管和压气机连通管接口上游，第一涡轮排气管上安装第一增压器涡轮排气阀，第一增压器涡轮排气阀处于第一涡轮排气管和涡轮连通管接口下游，A列进气总管上安装第一中冷器，B列进气总管上安装第二中冷器，压气机连通管上安装压气机连通阀和第三中冷器，涡轮连通管上安装涡轮连通阀，涡轮连通管和排气总管连通管之间的B列排气总管上安装燃气阀，压气机连通管和进气总管连通管之间的B列进气总管上安装空气阀，内燃机组上安装分别采集其转速和喷油器齿条位置的转速传感器和齿条位置传感器，转速传感器和齿条位置传感器均连接控制第一增压器压气机进气阀、压气机连通阀、第一增压器涡轮排气阀、涡轮连通阀、空气阀、燃气阀开闭的切换控制器；
[0012](I)预先绘制内燃机组转速、喷油器齿条位置、最佳增压模式三者的MAP图，使得在获取内燃机组转速、喷油器齿条位置后，通过MAP图可获得最佳增压模式；
[0013](2)切换控制器采集转速传感器、齿条位置传感器信号获取当前时刻的内燃机组转速、喷油器齿条位置，通过查MAP图得出最佳增压模式；
[0014](3)预先设定稳定时间，判断稳定时间是否超过设定值，若未超过，沿用当前最佳增压模式，若超过，返回步骤(2)，更新最佳增压模式；
[0015](4)判断临近的两个最佳增压模式是否改变，若改变，对增压模式切换种类进行识另IJ，若未改变，跳转至步骤(2);所述的增压模式切换种类包括种类1-种类6:其中，种类I为单涡轮增压器切换至两涡轮增压器串联，种类2为单涡轮增压器切换至两涡轮增压器并联、种类3为两涡轮增压器串联切换至两涡轮增压器并联、种类4为两涡轮增压器串联切换至单涡轮增压器、种类5为两涡轮增压器并联切换至两涡轮增压器串联、种类6为两涡轮增压器并联切换至单涡轮增压器；
[0016](5)判断增压模式切换种类是哪一种类:若是种类1，则同时打开压气机连通阀、涡轮连通阀，并同时关闭第一增压器涡轮排气阀，经过延迟时间τ 1后关闭第一增压器压气机进气阀，之后跳转至步骤(2);