[發(fā)明專利]汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310658848.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN103670679A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃若;甄姍姍;白曉松;張威力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02B37/12
• 分類號(hào): F02B37/12;F02B37/18
• 代理公司: 北京中海智圣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11282
• 代理人: 白鳳武

1.汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于，包括壓氣機(jī)葉輪、渦輪葉輪、壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、渦輪端閥門、壓氣機(jī)端閥門、輔助控制電路和軸承體，所述壓氣機(jī)葉輪設(shè)置在軸承體的左端，所述渦輪葉輪設(shè)置在軸承體的右端，所述壓氣機(jī)葉輪與壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述壓氣機(jī)葉輪上設(shè)有壓氣機(jī)端閥門；所述渦輪葉輪與渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述渦輪葉輪上設(shè)有渦輪端閥門，所述渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)與壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)都與輔助控制電路的電控單元連接；所述軸承體左側(cè)設(shè)有進(jìn)氣管，所述軸承體右側(cè)設(shè)有出氣管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于，所述渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三通閥和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電執(zhí)行器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于，所述渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動(dòng)執(zhí)行器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于，所述渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)還能由多種不同的電磁閥代替三通閥。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于，所述壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三通閥和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電執(zhí)行器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于，所述壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動(dòng)執(zhí)行器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于，所述壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)還能由多種不同的電磁閥代替三通閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于，所述輔助控制電路包括：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電控單元、壓力傳感器、速度傳感器和電源模塊。

9.汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制方法，運(yùn)用了權(quán)利要求1所述的汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制裝置，其特征在于：

第一，所述控制方法是根據(jù)汽油機(jī)與渦輪增壓器壓氣機(jī)匹配特性圖進(jìn)行的，汽油機(jī)與渦輪增壓器進(jìn)行匹配后，通過模擬軟件建模分析和理論計(jì)算，通過對(duì)壓比和轉(zhuǎn)速的測(cè)定值來標(biāo)定汽油機(jī)渦輪增壓器壓比過大和即將發(fā)生喘振狀態(tài)下渦輪端的的轉(zhuǎn)速、流量和增壓比，即得到汽油機(jī)與渦輪增壓器匹配特性圖；

第二，壓力傳感器和速度傳感器將采集的信息傳遞給電控單元,電控單元將壓力傳感器檢測(cè)到壓力信息轉(zhuǎn)換成壓比信息，并通過持續(xù)的壓比和轉(zhuǎn)速信息判斷目前汽油機(jī)渦輪增壓器的工作狀態(tài)；如果檢測(cè)到汽油機(jī)渦輪增壓器的增壓壓力過大或即將發(fā)生喘振時(shí)，電控單元在特性圖中獲得渦輪端和壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最優(yōu)控制參數(shù)，即轉(zhuǎn)速、流量和增壓比；

第三，所述電控單元將在特性圖中獲取的參數(shù)信息傳遞給渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)和壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制它們的工作；渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)和壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別控制渦輪端閥門和壓氣機(jī)端閥門工作，通過閥門的開閉控制渦輪端的廢氣排出量和壓氣機(jī)端的增壓空氣量，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制過程。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述汽油機(jī)渦輪增壓器增壓壓力與喘振控制方法，其特征在于：

輔助控制電路能夠通過傳感器實(shí)時(shí)獲得壓比和轉(zhuǎn)速的信息，對(duì)渦輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)和壓氣機(jī)端的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合控制，所述渦輪增壓器分為調(diào)節(jié)增壓壓比過高和喘振兩種工作狀態(tài)，其具體工作過程如下：

壓比過高狀態(tài)：當(dāng)汽油機(jī)工作時(shí)，壓氣機(jī)端壓力傳感器持續(xù)檢測(cè)壓氣機(jī)出口壓力，將信號(hào)傳遞給電控單元，當(dāng)壓力達(dá)到汽油機(jī)所能承受的最大值時(shí)，電控單元通過增壓器轉(zhuǎn)速信號(hào)和壓比，在特性圖中獲得渦輪端和壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最優(yōu)控制參數(shù)，電控單元控制渦輪端閥門和壓氣機(jī)端閥門按執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出的信號(hào)工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓比過大的調(diào)節(jié)；

喘振狀態(tài)：當(dāng)汽油機(jī)工作時(shí)，壓氣機(jī)端壓力傳感器持續(xù)檢測(cè)壓氣機(jī)出口壓力波動(dòng)，將信號(hào)傳遞至電控單元，當(dāng)壓力波動(dòng)超過一定閾值時(shí)，電控單元通過增壓器轉(zhuǎn)速信號(hào)和壓比，在特性圖中獲得渦輪端和壓氣機(jī)端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最優(yōu)控制參數(shù)，電控單元控制渦輪端閥門和壓氣機(jī)端閥門按執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出的信號(hào)工作，避免壓氣機(jī)喘振。