[实用新型]内燃机二级增压控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于内燃机技术领域，具体涉及一种内燃机二级增压控制系统。

背景技术

目前，内燃机的增压技术呈现多元化发展，主要可以分为废气涡轮增压、机械增压、谐振增压及气波增压。其中，废气涡轮增压凭借结构紧凑、能量利用率大、噪声较小等优点而得到广泛应用。进一步的，受到内燃机排放法规的限制和内燃机对于高升功率的追求，单级涡轮增压已满足不了这些需求。串联式二级增压系统应运而生，其具有高增压比、大流量范围、高定熵效率的特点，配合各级涡端和压端旁通阀的使用，二级增压系统几乎可以满足各种复杂工况下的进气需求。

二级增压系统虽然具有诸多优点，但是如果想要完全实现其功能，不可避免的需要配备复杂的旁通管路以及布置多个旁通阀，这些布置会占用大量空间；而且，高压级废气旁通蝶阀的工作条件极为恶劣，尤其是在瞬变切换过程中，旁通阀在高温高压气体的不断撞击下进行频繁切换，不仅影响了旁通阀切换过程中的灵敏度，又大大缩短了旁通阀的使用寿命。

二级增压系统将两个大小不同的涡轮增压器串联布置，由于高压级涡轮较小，改善了内燃机的低速性能，而且提高了瞬变响应性能。在瞬变切换过程中，通过控制高压级废气旁通蝶阀开度可以调节废气能量在高、低压级之间的分配。但是，研究发现：仅仅通过稳态下旁通阀的调节规律来制定瞬变下旁通阀的控制方法，并不能充分的利用高压级涡轮高瞬变响应的优点。

发明内容

为了解决上述现有技术二级增压系统存在的问题，本实用新型提出一种改进的内燃机二级增压系统，该系统在高压级涡轮端旁通管路上游增设了一个气动两位调节阀；限定高压级废气旁通蝶阀的最大开度为80％，保证高压级涡轮具有最低的怠速流量，高压级压气机不会产生节流效应，取消了高压级压气机端旁通管路的布置。

本实用新型的技术方案是：

该装置包括电子控制单元、内燃机、通过进气歧管连接在内燃机进气口上的进气总管、通过排气歧管连接在内燃机排气口上的排气总管、在高压级涡轮之前通过连接在排气总管上的高压级旁通管引出旁通管路、通过排气三通阀连接高压级旁通管，中压级排气管和低压级旁通管、在低压级旁通管上安装气动两位低压级涡轮调节阀、低压级旁通管与低压级涡轮的出口管路低压级排气管相连接、低压级压气机入口与低压级进气管相连接、低压级压气机出口与中压级进气管相连接、通过低压级压气机旁通管连接低压级进气管和中压级进气管、低压级压气机旁通管上安装气动两位低压级压气机调节阀、低压级压气机和高压级压气机通过中压级进气管相连接、中压级进气管上安装进气压间中冷器、高压级压气机和进气中冷器通过高压级进气管相连接、进气中冷器连接在高压级进气管和进气总管之间；

所述的高压级旁通管上安装气动两位高压级涡轮调节阀和高压级废气旁通蝶阀、气动两位高压级涡轮调节阀入口与排气总管相连接、气动两位高压级涡轮调节阀出口与高压级废气旁通蝶阀入口相连接、高压级废气旁通蝶阀出口与排气三通阀相连接；

所述的电子控制单元分别与内燃机、高速转速传感器、高速扭矩传感器、涡前压力传感器、气动两位高压级涡轮调节阀、高压级废气旁通蝶阀、气动两位低压级涡轮调节阀和气动两位低压级压气机调节阀控制连接。

增压系统的工作模式可实现转换：当气动两位低压级涡轮调节阀和气动两位低压级压气机调节阀同时打开时，增压系统工作在仅有高压级增压器工作的模式；当气动两位低压级涡轮调节阀和气动两位低压级压气机调节阀同时关闭时，增压系统工作在二级增压模式；当4个阀(气动两位高压级涡轮调节阀、气动两位低压级涡轮调节阀和气动两位低压级压气机调节阀、高压级废气旁通蝶阀)同时打开时，增压系统不工作，仅有高压级增压器保持怠速运转。

先前的稳态实验中，提出了一种以燃油消耗率最小为目标、基于经济性的旁通阀调节规律(参照附图2分区控制策略图)。基于稳态时旁通阀的调节规律，提出了本实用新型的控制思想。