[实用新型]一种车用柴油机高原二级可调增压系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及柴油机增压技术领域，更具体的说，是涉及一种车用柴油机高原二级可调增压系统。

背景技术

我国是一个高原大国，拥有世界上面积最大的高原地域，高原地域占国土面积的60%左右。青藏高原是世界上最具代表性的高原，平均海拔超过4000m，总面积达240万km²，约占国土面积的1/4，有着极其重要的国防战略地位。高原地区气候环境的主要特点是：大气压力低，空气稀薄，全年平均气温低，昼夜温差大。海拔高度每升高1000m，大气压力下降约10kPa，大气温度下降约7K，空气密度下降约0.08kg/m³，氧含量下降约0.02kg/m³。高原地域的特殊地理和气候特点，对车用柴油机高原环境适应性产生较大影响，突出地表现为：动力性、经济性、可靠性、耐久性下降，热负荷增加，起动困难。

对非增压柴油机来说，海拔高度每上升l000m，额定功率、最大转矩下降7%～12%，最低燃料消耗率增加2%～12%，排温升高4%～12%，缸盖温度升高7%，机体热强度上升2%～5%。对增压柴油机来说，海拔高度每上升1000m，最高燃烧压力下降3%～4%，涡轮增压器转速上升6%～8%，额定功率下降4%～7%，最低燃油消耗率增加3%～7%，涡轮前温度升高7%，缸盖温度升高7%，机体热强度增加2%～4%。柴油机是车辆的“心脏”，柴油机的高原环境适应性直接影响车辆在高原地区运行时的动力性、经济性、可靠性、耐久性、起动性能等高原环境适应性能，进而影响整车的牵引特性、作业效率和运输效率等。

工作在高原地区的车用柴油机性能下降的主要原因是，由于高原海拔高、大气压力低、空气密度低，进入气缸内的空气质量减少，燃烧恶化，导致柴油机高原性能降低。海拔5500m的大气压力和空气密度分别为平原的50%和57%。为了实现5 500 m海拔时柴油机标定点功率恢复到平原的90%以上，通过中冷器后的空气密度应达到平原的90%以上，增压器增压比应至少达到5以上。显然，从目前单级增压器技术水平来看，采用单级增压方式实现柴油机高原动力的提升是不可能的。因此，在保持平原特性不变的同时兼顾高原功率的恢复，提高车辆柴油机的高原适应能力，需采用高原二级可调增压系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种车用柴油机高原二级可调增压系统。

本实用新型是一种车用柴油机高原二级可调增压系统，所述系统包括高压级增压器、低压级增压器及电子控制单元；在高压级压气机与低压级压气机间设置中冷器，在高压级压气机后设置中冷器；高压级压气机连接高压级增压器，低压级压气机连接低压级增压器，高压级增压器与低压级增压器串联，在高压级增压器的涡轮侧是遏制高压调节阀，在低压级增压器的涡轮侧设置低压调节阀；在低压级增压器的压气机侧设置压气机旁通阀；高压调节阀、低压调节阀、旁通阀及高压级增压器涡轮叶片调节机构都由电子控制单元控制。

所述高压级增压器选用可变截面涡轮增压器（VGT），低压级增压器选用普通涡轮增压器（T）。

本实用新型是一种车用柴油机高原二级可调增压系统控制方法，当柴油机在海拔高度2500米以下工作，柴油机转速小于1300/r/min的时候，可变截面涡轮增压器单独工作，可变截面涡轮增压器控制阀为小开度，可变截面涡轮增压器调节阀关闭，低压级涡轮调节阀和低压级压气机旁通阀都打开；

当柴油机在海拔高度2500米以下工作，柴油机转速在1300-2100/r/min之间，可变截面涡轮增压器和低压级涡轮增压器联合工作，调节可变截面涡轮增压器调节阀开度，调节低压级涡轮调节阀开度，低压级压气机旁通阀关闭；

当柴油机在海拔高度2500-5500米之间工作，柴油机转速小于1100/r/min的时候，可变截面涡轮增压器和低压级涡轮增压器联合工作，可变截面涡轮增压器控制阀为小开度，可变截面涡轮增压器调节阀关闭，调节低压级涡轮调节阀开度，低压级压气机旁通阀关闭；

当柴油机在海拔高度2500-5500米之间工作，柴油机转速在1100-2100/r/min之间，可变截面涡轮增压器和低压级涡轮增压器联合工作，调节可变截面涡轮增压器控制阀开度，调节可变截面涡轮增压器调节阀开度，调节低压级涡轮调节阀开度，低压级压气机旁通阀关闭；