可切换相继/二级增压结构及控制方法_3

文档序号:8220341阅读:来源:国知局
增压模式是否改变,若改变,对最佳增压模式切换种类进行识别;若未改变,跳转至步骤I。
[0035]步骤4:判断模式切换种类,并执行切换控制。模式切换种类分为单涡轮增压切换至两涡轮增压器串联-种类1、单涡轮增压器切换至两涡轮增压器并联-种类2、两涡轮增压器串联切换至两涡轮增压器并联-种类3、两涡轮增压器串联切换至单涡轮增压器-种类
4、两涡轮增压器并联切换至两涡轮增压器串联-种类5、两涡轮增压器并联切换至单涡轮增压器-种类6六种。判断模式切换是否为种类1,若是,同时打开阀门2、26,并同时关闭阀门27,经过延迟时间T1后关闭阀门1,跳转至步骤I ;若不是,判断是否为种类2。若是,打开阀门17,经过延迟时间T2后打开阀门18,跳转至步骤I ;若不是,判断是否为种类3。若是,同时打开阀门1、17、27,并同时关闭阀门2、26,经过延迟时间τ 3后打开阀门(18),跳转至步骤I ;若不是,判断是否为种类4。若是,打开阀门27,并同时关闭阀门26,经过延迟时间τ4后打开阀门1,并同时关闭阀门2,跳转至步骤I ;若不是,判断是否为种类5。若是,同时打开阀门2、26,并关闭阀门1、17、27,经过延迟时间τ5后关闭阀门18,跳转至步骤I ;若不是,为种类6,关闭阀门17,经过延迟时间τ6后关闭阀门18,跳转至步骤I。
[0036]具体的原理如下:
[0037]相继增压系统采用两个废气涡轮增压器根据内燃机转速和扭矩的增加相继依次投入,并联运行,因此该系统流量范围较大,增压比较低。二级增压系统采用两个废气涡轮增压器根据内燃机转速和扭矩的增加相继依次投入,串联运行,因此该系统流量范围较小,增压比较高。对于工况范围比较宽的内燃机,当处于低转速中低负荷工况时,所需进气量和压比较低,采用相继增压和二级增压的单涡轮增压模式均能满足进气要求;当处于低转速高负荷工况时,所需进气量较少而压比较高,采用相继增压不能较好满足进气要求,而采用二级增压可以满足要求;当处于高转速低负荷工况时,所需进气量较多而压比较低,采用二级增压效率较低且容易阻塞,而采用相继增压可以满足要求且效率高不阻塞。由以上分析可知,对于工况范围较宽的内燃机,采用相继增压和二级增压各有优缺点,并且可以互补。相继增压和二级增压在结构上相似,只是串并联方式不同。因此,将相继增压和二级增压融合在一个系统里,根据内燃机工况的变化来对相继增压和二级增压进行切换,能够更好地满足工况范围较宽的内燃机进气需求。基本增压器压气机进气阀1、基本增压器涡轮排气阀27开启,涡轮连通阀26、压气机连通阀2、燃气阀17和空气阀18关闭,可实现只投入基本增压器3、4运行。基本增压器压气机进气阀1、基本增压器涡轮排气阀27、燃气阀17和空气阀18开启,涡轮连通阀26、压气机连通阀2关闭,可实现基本增压器3、4和受控增压器25、22并联运行-相继增压模式。涡轮连通阀26、压气机连通阀2开启,基本增压器压气机进气阀1、基本增压器涡轮排气阀27、燃气阀17和空气阀18关闭,可实现基本增压器3、4和受控增压器25、22串联运行-二级增压模式,调整燃气阀17和空气阀18的开度,可以实现二级增压高低压级间的分配及增压比。如此就可以实现相继/二级增压切换的功能,融合相继增压和二级增压的优点,提高涡轮增压器效率,拓宽增压系统与内燃机匹配范围,改善内燃机动力性能,减少碳烟等排放。
[0038]首先经仿真或者试验找出齿条位置、转速两个变量对应的最佳增压模式,制成表格存储到切换控制器。再对切换过程稳定时间进行设定。本发明增压模式可分为单涡轮增压器、两涡轮增压器串联、两涡轮增压器并联三种,模式切换分为单涡轮增压切换至两涡轮增压器串联-种类1、单涡轮增压器切换至两涡轮增压器并联-种类2、两涡轮增压器串联切换至两涡轮增压器并联-种类3、两涡轮增压器串联切换至单涡轮增压器-种类4、两涡轮增压器并联切换至两涡轮增压器串联-种类5、两涡轮增压器并联切换至单涡轮增压器-种类6六种。对六种模式切换设定对应各阀门开关的状态、顺序和延迟时间。内燃机11运行时,转速传感器8和齿条位置传感器16分别将内燃机11的转速和喷油器齿条位置转换为电信号传输给切换控制器19。切换控制器19根据转速大小和齿条位置判断内燃机11工况点,通过查表得出最佳的增压模式。最佳增压模式确定之后,判断最佳增压模式是否改变。如果改变,判断增压器切换种类。切换种类确定后,根据该切换种类下对应的各阀门开关的状态、延迟时间及顺序,切换控制器19发出相应的开关信号给各阀门的执行器,由执行器开或关各阀门。当最佳增压模式为单涡轮增压器时,切换控制器19发出信号使基本增压器压气机进气阀1、基本增压器涡轮排气阀27按给定的顺序及延迟时间开启,使涡轮连通阀26、压气机连通阀2、燃气阀17及空气阀18按给定的顺序及延迟时间关闭,受控增压器切出系统停止工作。当最佳增压模式为两增压器并联运行时,切换控制器19发出信号使基本增压器压气机进气阀1、基本增压器涡轮排气阀27、燃气阀17及空气阀18按给定的顺序及延迟时间开启,使涡轮连通阀26、压气机连通阀2按给定的顺序及延迟时间关闭,基本增压器3、4和受控增压器22、25并联运行。当最佳增压模式为两增压器串联运行时,切换控制器19发出信号使涡轮连通阀20、压气机连通阀2按给定的顺序及延迟时间开启,使基本增压器压气机进气阀1、基本增压器涡轮排气阀27、燃气阀17及空气阀18按给定的顺序及延迟时间关闭,基本增压器3、4和受控增压器22、25串联运行。
[0039]切换相继/ 二级增压的控制方法:
[0040]步骤1:切换控制器19采集转速传感器8、齿条位置传感器16信号。由转速、喷油器齿条位置、最佳增压模式三者制成的切换控制MAP图,其中转速、喷油器齿条位置作为切换控制MAP图的输入信号。切换控制MAP图上存在单涡轮增压器、两涡轮增压器串联、两涡轮增压器并联三种增压模式,分别作为内燃机处于低流量低压比、高流量低压比、低流量高压比三种不同进气需求时的最佳增压模式。用采集到的转速、齿条位置信号,通过查切换控制MAP图得出最佳增压模式。
[0041]步骤2:判断稳定时间是否超过设定值,若超过,采用步骤I得到的最佳增压模式;若未超过,保持上一控制循环的最佳增压模式不变,跳转至步骤I。
[0042]步骤3:判断当前控制循环和上一控制循环的最佳增压模式是否改变,若改变,对最佳增压模式切换种类进行识别;若未改变,跳转至步骤I。
[0043]步骤4:判断模式切换种类,并执行切换控制。模式切换种类分为单涡轮增压切换至两涡轮增压器串联-种类1、单涡轮增压器切换至两涡轮增压器并联-种类2、两涡轮增压器串联切换至两涡轮增压器并联-种类3、两涡轮增压器串联切换至单涡轮增压器-种类4、两涡轮增压器并联切换至两涡轮增压器串联-种类5、两涡轮增压器并联切换至单涡轮增压器-种类6六种。判断模式切换是否为种类1,若是,同时打开阀门2、26,并同时关闭阀门27,经过延迟时间T1后关闭阀门1,跳转至步骤I ;若不是,判断是否为种类2。若是,打开阀门17,经过延迟
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