一种进气可调增压器的控制方法与流程

1.本发明涉及涡轮增压器技术领域，尤其涉及一种进气可调增压器的控制方法。


背景技术：

2.目前传统的涡轮增压器与柴油机匹配时仅仅匹配在柴油机常用工况，因此柴油机在低负荷时由于增压器压比不足，导致柴油机低负荷扭矩特性差，从而产生响应延迟等不足，降低了涡轮增压器的性能。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种进气可调增压器的控制方法，旨在解决柴油机低负荷时涡轮增压器的性能较低的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种进气可调增压器的控制方法，包括以下步骤：
5.检测柴油机排气压力和排气温度，得到柴油机检测值；
6.基于所述柴油机检测值检测增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值；
7.基于所述增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整所述扩压器叶片的喉口面积，将所述增压器与所述柴油机匹配。
8.其中，所述检测柴油机排气压力和排气温度，得到柴油机检测值，包括：
9.检测柴油机是否有排气压力和排气温度，若否，则进行故障报警，并切断步进电机供电，扩压器喉口锁止，若是，则检测所述排气压力和所述排气温度的值，得到柴油机检测值。
10.其中，所述基于所述柴油机检测值检测增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值，包括：
11.检测增压器转速和压比，得到第一检测值；
12.基于所述柴油机检测值和所述第一检测值判断增压器压比是否满足所述柴油机的设计要求，若是，则动态检测所述增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值。
13.其中，所述基于所述增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整所述扩压器叶片的喉口面积，将所述增压器与所述柴油机匹配，包括：
14.将所述增压器检测值与设计值进行对比；
15.若所述增压器检测值小于所述设计值，则步进电机推动扩压器叶片旋转，使得所述扩压器叶片的喉口面积减小，增压器压比增大，直至所述增压器压比达到所述设计值。
16.其中，所述基于所述增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整所述扩压器叶片的喉口面积，将所述增压器与所述柴油机匹配，还包括：
17.若所述增压器检测值大于所述设计值，则所述步进电机推动所述扩压器叶片旋转，使得所述扩压器叶片的喉口面积增大，增压器压比减小，直至所述增压器压比达到所述设计值。
18.本发明的一种进气可调增压器的控制方法，通过检测柴油机排气压力和排气温
度，得到柴油机检测值；基于所述柴油机检测值检测增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值；基于所述增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整所述扩压器叶片的喉口面积，将所述增压器与所述柴油机匹配，进气可调涡轮增压器可以优化增压器性能，使得柴油机低负荷时，步进电机推动扩压器叶片旋转，使得扩压器叶片喉口面积减小，压比达到设计值，涡轮增压器快速达到柴油机所需压比，柴油机高负荷时，增压器压比高，超过柴油机许用，步进电机推动扩压器叶片旋转，使得扩压器叶片喉口面积增大，减小增压器压比，防止柴油机爆压过高，解决了柴油机低负荷时涡轮增压器的性能较低的问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明的扩压器喉口示意图；
21.图2为本发明的扩压器喉口开度变化示意图
22.图3为增压器运行在高效区示意图；
23.图4为进气可调涡轮增压器控制方法流程图。
24.图5是本发明提供的一种进气可调增压器的控制方法的流程图。
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.请参阅图1至图5，图1中φd1为扩压器喉口开度，通过调节喉口开度的大小，即可调节压比。图示2所示为扩压器叶片旋转示意图，图中扩压器叶片2，旋转角度α即到达2’的位置。图3所示为进气可调扩压器与常规扩压器涡轮增压器在压气机map图上运行范围，可以明显看出，带进气调节扩压器涡轮增压器运行在压气机最高效率，本发明通过进气调节不仅使得增压器始终运行在高效区，同样通过进气调节(扩压器喉口面积变化)增大涡轮增压器运行范围，提高增压器与柴油机匹配性，提高柴油机效率。
27.本发明提供一种进气可调增压器的控制方法，包括以下步骤：
28.s1检测柴油机排气压力和排气温度，得到柴油机检测值；
29.具体的，检测柴油机是否有排气压力和排气温度，判断柴油机是否在正常启动过程，若否，则进行故障报警，并切断步进电机供电，扩压器喉口锁止，若是，则检测所述排气压力和所述排气温度的值，得到柴油机检测值。
30.s2基于所述柴油机检测值检测增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值；
31.具体的，检测增压器转速和压比，得到第一检测值；基于所述柴油机检测值和所述第一检测值判断增压器压比是否满足所述柴油机的设计要求，若是，则动态检测所述增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值。
32.s3基于所述增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整所述扩压器
叶片的喉口面积，将所述增压器与所述柴油机匹配。
33.具体的，将所述增压器检测值与设计值进行对比；若所述增压器检测值小于所述设计值，则步进电机推动扩压器叶片旋转，使得所述扩压器叶片的喉口面积减小，增压器压比增大，直至所述增压器压比达到所述设计值。若所述增压器检测值大于所述设计值，则所述步进电机推动所述扩压器叶片旋转，使得所述扩压器叶片的喉口面积增大，增压器压比减小，直至所述增压器压比达到所述设计值。
34.检测增压器压比是否达到柴油机启动时的设计值，若增压器压比小于柴油机启动时的设计值，则步进电机推动扩压器叶片旋转，使得扩压器叶片喉口面积减小，扩压器压比提高达到设计值，实现增压器快速达到设计的压比，以快速启动柴油机，提高增压器响应性。
35.当步进电机推动扩压器叶片旋转，使得增压器达到设计的压比时，控制程序根据柴油机的运行工况，实时监控增压器运行转速、压比，当柴油机运行在高负荷时，增压器压比超过柴油机所匹配要求时，步进电机推动扩压器叶片旋转，使得扩压器喉口面积增大，增压器压比减小，以防止柴油机爆压过高。
36.当步进电机与增压器匹配运行后，控制系统实时监测柴油机排气压力、排气温度、增压器转速、增压器压比、智能分析增压器运行状态，在柴油机低负荷时步进电机辅助增压器达到设计压比，在柴油机高负荷时步进电机通过带动扩压器旋转，增大扩压器喉口面积，减小增压器压比。
37.本发明提供的本发明一种进气可调增压器的控制方法，步进电机与增压器匹配分为模拟匹配与柴油机台架试验匹配，首先通过仿真软件联合进行柴油机、涡轮增压器、步进电机运行模拟，模拟柴油机启动排气能量不足时，步进电机如何快速响应，带动扩压器旋转，减小扩压器喉口面积，使柴油机快速达到启动时增压器设计的压比、流量，模拟柴油机在不同负荷下，增压器的运行状态，检测其压比、流量、转速是否满足设计要求，若不满足设计要求，如压比不足，则步进电机推动扩压器，使得扩压器喉口减小，使增压器达到设计的压比，如压比超过设计值则步进电机推动扩压器，使扩压器喉口增大。柴油机台架匹配试验时，启动柴油机，控制系统同时启动，检测柴油机排气压力、排气温度、增压器转速、压比等相关参数，查看步进电机是否按设定执行，柴油机不断升负荷，查看步进电机是否在在不断的推动扩压器叶片喉口转动，使得增压器与柴油机始终匹配在增压器高效区。
38.以上所揭露的仅为本发明一种进气可调增压器的控制方法较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种进气可调增压器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：检测柴油机排气压力和排气温度，得到柴油机检测值；基于所述柴油机检测值检测增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值；基于所述增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整所述扩压器叶片的喉口面积，将所述增压器与所述柴油机匹配。2.如权利要求1所述的进气可调增压器的控制方法，其特征在于，所述检测柴油机排气压力和排气温度，得到柴油机检测值，包括：检测柴油机是否有排气压力和排气温度，若否，则进行故障报警，并切断步进电机供电，扩压器喉口锁止，若是，则检测所述排气压力和所述排气温度的值，得到柴油机检测值。3.如权利要求2所述的进气可调增压器的控制方法，其特征在于，所述基于所述柴油机检测值检测增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值，包括：检测增压器转速和压比，得到第一检测值；基于所述柴油机检测值和所述第一检测值判断增压器压比是否满足所述柴油机的设计要求，若是，则动态检测所述增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值。4.如权利要求3所述的进气可调增压器的控制方法，其特征在于，所述基于所述增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整所述扩压器叶片的喉口面积，将所述增压器与所述柴油机匹配，包括：将所述增压器检测值与设计值进行对比；若所述增压器检测值小于所述设计值，则步进电机推动扩压器叶片旋转，使得所述扩压器叶片的喉口面积减小，增压器压比增大，直至所述增压器压比达到所述设计值。5.如权利要求4所述的进气可调增压器的控制方法，其特征在于，所述基于所述增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整所述扩压器叶片的喉口面积，将所述增压器与所述柴油机匹配，还包括：若所述增压器检测值大于所述设计值，则所述步进电机推动所述扩压器叶片旋转，使得所述扩压器叶片的喉口面积增大，增压器压比减小，直至所述增压器压比达到所述设计值。

技术总结
本发明涉及涡轮增压器技术领域，具体涉及一种进气可调增压器的控制方法，包括检测柴油机排气压力和排气温度，得到柴油机检测值；基于柴油机检测值检测增压器转速、压比和流量，得到增压器检测值；基于增压器检测值，通过步进电机推动扩压器叶片旋转，调整扩压器叶片的喉口面积，将增压器与柴油机匹配。柴油机低负荷时，步进电机推动扩压器叶片旋转，使得扩压器叶片喉口面积减小，压比达到设计值。柴油机高负荷时，增压器压比高，超过柴油机许用，步进电机推动扩压器叶片旋转，使得扩压器叶片喉口面积增大，减小增压器压比，防止柴油机爆压过高，解决了柴油机低负荷时涡轮增压器的性能较低的问题。低的问题。低的问题。


技术研发人员：刘扬 王文鼎 周黎 黄礼洋 王强 申华 钟佳宏 罗贵星 王政川 彭正军
受保护的技术使用者：重庆江增船舶重工有限公司
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/6/27