[发明专利]二级可调增压控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种二级可调增压控制系统及其控制方法。

背景技术

随着海拔的升高，大气压力随之降低，发动机功率随之下降。为了使发动机在5500m海拔高度恢复功率达到平原功率90%的目标，压气机的压比在最大扭矩点至标定点区间内至少达到4.8以上。若采用单级增压方案，目前世界上没有任何一款压气机能够达到如此高的压比和流量范围要求，因此需要采用二级可调增压。

然而，目前二级增压控制系统大多针对固定海拔各工况，针对不同地域海拔差距较大，当二级增压设计匹配点选择为平原地区的发动机，到了高原地区运行时，空气密度迅速下降，发动机功率也会相应下降。当二级增压设计匹配点选择为高原地区发动机，到了平原地区运行时，发动机低速段的排放性能又难以保证。

发明内容

针对现有二级增压系统存在的技术缺陷，本发明提供的二级可调增压控制系统能够根据海拔和发动机工况的变化调节增压器各阀与可变截面喷嘴的开度，以达到发动机在海拔5500m标定点功率恢复平原条件标定点90%目标。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种二级可调增压控制系统，包括串联的可变喷嘴截面高压级增压器和低压级增压器，所述的低压级增压器包括低压级压气机和低压级涡轮机，在所述的低压级压气机和低压级涡轮机的旁通管路上分别设置有低压进气旁通阀和低压排气调节阀；所述的高压级增压器包括高压级压气机和高压级涡轮机，所述的高压级涡轮机配置有可变截面喷嘴且与高压级涡轮机并联的旁通管路上设置有高压废气调节阀，在低压级压气机和高压级压气机之间的管路上设置有第一压力传感器，在发动机的进气口处设置有第二压力传感器，所述的高压级涡轮机的可变截面喷嘴、高压废气调节阀和低压排气调节阀可无级调节且均与电控单元可控连接。

所述的高压废气调节阀为内置式调节阀。

所述的低压进气旁通阀只有全开和全关两种状态。

如权利要求1-3任一项所述的二级可调增压控制系统的控制方法，包括以下步骤，

1）发动机启动后，ECU首先读取当前环境压力，若大于Kpa，则全开外置式低压进气旁通阀和低压排气调节阀，若小于Kpa，则外置式低压进气旁通阀全闭；

2）ECU读取当前的发动机转速和油门位置及负荷量、温度等并通过标定MAP图得到当前状态下的一级增压压力目标值和二级增压压力目标值，若一级增压压力目标值相对当前第一压力传感器感测的压力值升高，则判断低压排气调节阀是否全开，若没有全开则增大低压排气调节阀的开度，若低压排气调节阀已经全开则结束；若一级增压压力目标值相对当前第一压力传感器感测的压力值降低，则判断低压排气调节阀是否全关，若没有全关则减小低压排气调节阀开度，若低压排气调节阀已经全关则结束；若一级增压压力目标值相对当前第一压力传感器感测的压力值没有变化则不作调整；

若二级增压压力目标值相对当前进气口处第二压力传感器感测的压力值升高，则判断可变截面喷嘴是否全开，若没全开则增大可变截面喷嘴开度，若已经全开则判断高压废气调节阀是否全开，若高压废气调节阀没有全开则增大高压废气调节阀开度，若高压废气调节阀已然全开则结束；

若二级增压压力目标值相对当前进气口处第二压力传感器感测的压力值降低，则判断高压废气调节阀是否全闭，若没有全闭则关小高压废气调节阀开度，若高压废气调节阀已然关闭则判断可变截面喷嘴是否关闭，若已经关闭则结束，若没有关闭则减小可变截面喷嘴开度；

若二级增压压力目标值相对当前进气口处第二压力传感器感测的压力值没有变化则不作调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的高压级涡轮机的可变截面喷嘴、高压废气调节阀和低压排气调节阀的开度由电控单元（ECU）控制。当发动机在平原工作时，只需高压级涡轮增压器工作就能满足柴油机的工作要求，此时低压级增压器无需运行，低压进气旁通阀13和低压排气调节阀16同时打开。当发动机在高原地区工作时，高压级增压器和低压级增压器同时工作，通过标定的MAP值按负反馈模式进行调节，可实现不同海拔、不同工况下柴油机增压压力的调节，以达到发动机在海拔5500m标定点功率恢复平原条件标定点90%目标。

附图说明

图1所示为本发明的二级可调增压控制系统结构示意图；

图2所示为本发明的控制流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。