一种抑制增压器喘振的控制方法、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及发动机技术领域，特别涉及一种抑制增压器喘振的控制方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.在发动机运行时，可能出现喘振现象，发动机喘振是气流沿发动机的增压器压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象。在发动机运行时，空气进入增压器压气机工作叶轮和扩压器的方向偏离设计工况，叶片背面气流出现分离并且不断扩大，引起强烈的脉动并且有气体倒流。
3.喘振对于发动机危害极大，此时发动机处于不稳定的运行状态，有较大的损坏发动机的可能，必须采取措施进行抑制。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种抑制增压器喘振的控制方法、装置、设备及介质，用于提高增压器喘振识别的可靠性以及有效抑制喘振。
5.第一方面，本技术实施例提供一种抑制增压器喘振的控制方法，包括：
6.根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振；
7.若确定所述增压器发生喘振，则根据预设规则确定限制喷油量，并根据所述限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低所述发动机的喷油量，并在所述增压器的喘振消失后，停止降低所述发动机的喷油量。
8.在一些实施例中，所述根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振，包括：
9.若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，则确定所述增压器发生喘振；
10.若监测到的发动机的增压器进口压力小于或等于环境压力，则确定所述增压器未发生喘振。
11.在一些实施例中，所述根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振，包括：
12.若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，且所述增压器在预设时间段内的增压器进口压力最大值与增压器进口压力最小值的差值大于预设压力差值，则确定所述增压器发生喘振。
13.在一些实施例中，所述根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振之后，还包括：
14.若确定所述增压器未发生喘振，则监测所述增压器的压比和进气流量，其中所述压比为所述增压器的出口压力与所述增压器的进口压力的比值；
15.若确定当前进气流量下的压比小于当前进气流量下的预设压比，则进行告警。
16.在一些实施例中，所述根据预设规则确定限制喷油量，包括：
17.对所述增压器在之前多次喘振消失时对应的多个喷油量取平均，将得到的平均喷油量作为所述限制喷油量。
18.在一些实施例中，所述根据预设规则确定限制喷油量，包括：
19.基于预先设定的发动机转速与限制喷油量的对应关系，根据当前发动机转速确定所述限制喷油量。
20.第二方面，本技术实施例还提供一种抑制增压器喘振的控制装置，包括：
21.判断单元，用于根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振；
22.喷油单元，用于若确定所述增压器发生喘振，则根据预设规则确定限制喷油量，并根据所述限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低所述发动机的喷油量，并在所述增压器的喘振消失后，停止降低所述发动机的喷油量。
23.在一些实施例中，所述判断单元具体用于：
24.若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，则确定所述增压器发生喘振；
25.若监测到的发动机的增压器进口压力小于或等于环境压力，则确定所述增压器未发生喘振。
26.在一些实施例中，所述判断单元具体用于：
27.若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，且所述增压器在预设时间段内的增压器进口压力最大值与增压器进口压力最小值的差值大于预设压力差值，则确定所述增压器发生喘振。
28.在一些实施例中，还包括告警单元，所述告警单元用于：
29.若确定所述增压器未发生喘振，则监测所述增压器的压比和进气流量，其中所述压比为所述增压器的出口压力与所述增压器的进口压力的比值；
30.若确定当前进气流量下的压比小于当前进气流量下的预设压比，则进行告警。
31.在一些实施例中，所述喷油单元具体用于：
32.对所述增压器在之前多次喘振消失时对应的多个喷油量取平均，将得到的平均喷油量作为所述限制喷油量。
33.在一些实施例中，所述喷油单元具体用于：
34.基于预先设定的发动机转速与限制喷油量的对应关系，根据当前发动机转速确定所述限制喷油量。
35.本技术实施例提供一种抑制增压器喘振的控制方法、装置、设备及介质，该方法可以直接根据增压器进口压力和环境压力判断增压器是否发生喘振，该判断方法简单且可靠，在确定增压器发生喘振后，根据预设规则确定限制喷油量，并根据限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量，通过降低发动机的喷油量以实现发动机主动降载，从而有效抑制喘振。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
37.图1为本技术实施例提供的增压器发生喘振的气流变化的示意图；
38.图2为本技术实施例提供的增压器进气口压力发生喘振时变化的示意图；
39.图3为本技术实施例提供的一种抑制增压器喘振的控制方法的流程示意图；
40.图4为本技术实施例提供的一种喘振线的示意图；
41.图5为本技术实施例提供的一种抑制增压器喘振的控制装置的结构示意图；
42.图6为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
43.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.发动机的废气涡轮增压器分为两部分，即同轴转动的涡轮机和压气机，涡轮机接收发动机排气能量，带动压气机转子转动，吸入新鲜空气。发动机运行时，空气进入增压器压气机工作叶轮和扩压器的方向偏离设计工况，叶片背面气流出现分离并且不断扩大，引起强烈的脉动并且有气体倒流现象，喘振发生时的气流变化如图1所示。
45.在实测时，压气机进口压力如图2所示，在虚线圈起来的时间段内，进气口压力明显上升，这说明发生了较为严重的喘振，较高压力的压气机后气流回流导致压气机进口压力上升，同时，带动整体发动机不稳定运行，故增压器的压气机进口压力上升即气体回流是识别增压器喘振的关键依据，且从喘振原理上适用于所有机型。
46.在喘振发生时，需要对发动机进行保护，最有效的保护方式是发动机主动降载，因此，本技术实施例提供了一种抑制增压器喘振的控制方法，如图3所示，该方法包括：
47.s301、根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断增压器是否发生喘振；
48.s302、若确定增压器发生喘振，则根据预设规则确定限制喷油量，并根据限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量。
49.本技术实施例提供的抑制增压器喘振的控制方法，可以直接根据增压器进口压力和环境压力判断增压器是否发生喘振，该判断方法简单且可靠，在确定增压器发生喘振后，根据预设规则确定限制喷油量，并根据限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量，通过降低发动机的喷油量以实现发动机主动降载，从而有效抑制喘振。
50.值得说明的是，由于压气机属于增压器的一部分，且增压器喘振实际是压气机气流发生异常，因此本技术中提到的增压器进口和出口，实际上为压气机的进口和出口。
51.在具体实施中，根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断增压器
是否发生喘振，具体可以包括：
52.若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，则确定增压器发生喘振；若监测到的发动机的增压器进口压力小于或等于环境压力，则确定增压器未发生喘振。
53.由于增压器的压气机进口压力上升即气体回流是识别增压器喘振的关键依据，且从喘振原理上适用于所有机型，因此本技术实施例直接根据增压器的进口压力和环境压力的大小关系进行喘振识别判断，在发动机的增压器进口压力大于环境压力时确定增压器发生喘振，该种喘振识别方法简单可靠。
54.更进一步的，为了提高喘振识别的准确性，本技术实施例还可以结合增压器进口压力是否存在波动，来判断增压器是否发生喘振。
55.具体的，若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，且增压器在预设时间段内的增压器进口压力最大值与增压器进口压力最小值的差值大于预设压力差值，则确定增压器发生喘振；否则确定增压器未发生喘振。
56.正如图2所示的虚线圈部分，在这一时间段内增压器的进气口压力发生了较大波动，且这一时间段内的进气口压力大于环境压力，那么代表此时增压器发生了喘振，在具体实施时可以设置预设时间段为周期性时间段，比如预设时间段为10s，那么在发动机运行时的每个10s内都进行一次监测，判断在这10s内增压器进口压力最大值与增压器进口压力最小值的差值是否大于预设压力差值，若大于则确定增压器发生喘振，否则确定增压器未发生喘振，具体例如可以设定预设压力差值为1kpa。
57.在确定增压器发生喘振后，需要对喘振进行抑制，本技术在确定增压器发生喘振后，根据预设规则确定限制喷油量，并根据限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量。
58.具体的，可以只根据限制喷油量进行喷油，若根据限制喷油量进行喷油后发现喘振消失，则已经完成了对喘振的抑制，若喘振仍然存在，则可以进一步按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量；也可以在确定增压器发生喘振后，直接按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量。
59.在本技术实施例中，根据预设规则确定限制喷油量，可以通过如下两种方式进行确定：
60.第一种方式为，对增压器在之前多次喘振消失时对应的多个喷油量取平均，将得到的平均喷油量作为限制喷油量；由于该种确定限制喷油量的方式是基于之前多次喘振消失时对应的多个喷油量取平均后得到的，因此采用这种方式确定的限制喷油量更加符合实际需求，可以更准确的确定限制喷油量，从而抑制喘振。
61.第二种方式为，基于预先设定的发动机转速与限制喷油量的对应关系，根据当前发动机转速确定限制喷油量。由于发动机转速也会影响喘振的发生，本技术可以根据实际测试得到不同的发动机转速对应的不同喷油量，在该喷油量与发动机转速的对应关系下，发动机不会发生喘振，因此可以基于预先设定的发动机转速与限制喷油量的对应关系，根据当前发动机转速确定限制喷油量，可以更快的确定限制喷油量，从而抑制喘振。
62.通过上述方式确定限制喷油量和/或逐步降低发动机的喷油量，可以降低发动机功率，使得增压器偏离喘振区域运行，从而可以消除喘振。
63.在具体实施中，根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断增压器是否发生喘振之后，还可以包括：
64.若确定增压器未发生喘振，则监测增压器的压比和进气流量，其中压比为增压器的出口压力与增压器的进口压力的比值；
65.若确定当前进气流量下的压比小于当前进气流量下的预设压比，则进行告警。
66.这里实际上是检测发动机运行状态是否超过预标定的喘振线，即设置一条基于进气流量和预设压比的曲线，用来等效模拟喘振线，该喘振线的示意图如图4所示，从图中可以看出，图中黑点位置的进气流量(0.4)对应的预设压比(2.6)小于实际压比(3.0)，代表可能存在喘振，即有喘振的风险，此时进行告警，提醒工作人员存在喘振风险，工作人员可检查发动机或降载运行，进行人为主动预防。
67.另外，该喘振线在不同的运行边界下可选择激活基于大气温度、大气压力、中冷后温度的修正功能，这三个参数的变化对增压器运行边界的影响最大，如大气温度低、大气压力低或中冷后温度高发生喘振的风险将大大增加。
68.基于相同的构思，本技术实施例还提供一种抑制增压器喘振的控制装置，该装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。如图5所示，该抑制增压器喘振的控制装置包括：
69.判断单元501，用于根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断增压器是否发生喘振；
70.喷油单元502，用于若确定增压器发生喘振，则根据预设规则确定限制喷油量，并根据限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量。
71.在一些实施例中，判断单元501具体用于：
72.若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，则确定增压器发生喘振；
73.若监测到的发动机的增压器进口压力小于或等于环境压力，则确定增压器未发生喘振。
74.在一些实施例中，判断单元501具体用于：
75.若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，且增压器在预设时间段内的增压器进口压力最大值与增压器进口压力最小值的差值大于预设压力差值，则确定增压器发生喘振。
76.在一些实施例中，还包括告警单元，告警单元用于：
77.若确定增压器未发生喘振，则监测增压器的压比和进气流量，其中压比为增压器的出口压力与增压器的进口压力的比值；
78.若确定当前进气流量下的压比小于当前进气流量下的预设压比，则进行告警。
79.在一些实施例中，喷油单元502具体用于：
80.对增压器在之前多次喘振消失时对应的多个喷油量取平均，将得到的平均喷油量作为限制喷油量。
81.在一些实施例中，喷油单元502具体用于：
82.基于预先设定的发动机转速与限制喷油量的对应关系，根据当前发动机转速确定限制喷油量。
83.基于相同的构思，本技术实施例还提供一种电子设备，该电子设备的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。如图6所示，该电子设备包括存储器601和处理器602；
84.存储器601用于存储指令；
85.处理器602用于执行所述存储器601存储的指令，当所述处理器602执行所述存储器存储的指令时，使得所述装置执行上述任一项所述的方法。
86.进一步的，本技术实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述任一项所述的方法。
87.本技术实施例提供一种抑制增压器喘振的控制方法、装置、设备及介质，该方法可以直接根据增压器进口压力和环境压力判断增压器是否发生喘振，该判断方法简单且可靠，在确定增压器发生喘振后，根据预设规则确定限制喷油量，并根据限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量，通过降低发动机的喷油量以实现发动机主动降载，从而有效抑制喘振。
88.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
89.本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
90.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
91.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
92.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种抑制增压器喘振的控制方法，其特征在于，包括：根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振；若确定所述增压器发生喘振，则根据预设规则确定限制喷油量，并根据所述限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低所述发动机的喷油量，并在所述增压器的喘振消失后，停止降低所述发动机的喷油量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振，包括：若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，则确定所述增压器发生喘振；若监测到的发动机的增压器进口压力小于或等于环境压力，则确定所述增压器未发生喘振。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振，包括：若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，且所述增压器在预设时间段内的增压器进口压力最大值与增压器进口压力最小值的差值大于预设压力差值，则确定所述增压器发生喘振。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振之后，还包括：若确定所述增压器未发生喘振，则监测所述增压器的压比和进气流量，其中所述压比为所述增压器的出口压力与所述增压器的进口压力的比值；若确定当前进气流量下的压比小于当前进气流量下的预设压比，则进行告警。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则确定限制喷油量，包括：对所述增压器在之前多次喘振消失时对应的多个喷油量取平均，将得到的平均喷油量作为所述限制喷油量。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则确定限制喷油量，包括：基于预先设定的发动机转速与限制喷油量的对应关系，根据当前发动机转速确定所述限制喷油量。7.一种抑制增压器喘振的控制装置，其特征在于，包括：判断单元，用于根据监测到的发动机的增压器进口压力和环境压力，判断所述增压器是否发生喘振；喷油单元，用于若确定所述增压器发生喘振，则根据预设规则确定限制喷油量，并根据所述限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低所述发动机的喷油量，并在所述增压器的喘振消失后，停止降低所述发动机的喷油量。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述判断单元具体用于：若监测到的发动机的增压器进口压力大于环境压力，则确定所述增压器发生喘振；若监测到的发动机的增压器进口压力小于或等于环境压力，则确定所述增压器未发生喘振。9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储指令；所述处理器用于执行所述存储器存储的指令，当所述处理器执行所述存储器存储的指
令时，使得所述电子设备执行如权利要求1-6任一项所述的方法。10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-6任一项所述的方法。

技术总结
本申请实施例提供一种抑制增压器喘振的控制方法、装置、设备及介质，该方法可以直接根据增压器进口压力和环境压力判断增压器是否发生喘振，该判断方法简单且可靠，在确定增压器发生喘振后，根据预设规则确定限制喷油量，并根据限制喷油量进行喷油；和/或按照预设步长逐步降低发动机的喷油量，并在增压器的喘振消失后，停止降低发动机的喷油量，通过降低发动机的喷油量以实现发动机主动降载，从而有效抑制喘振。抑制喘振。抑制喘振。


技术研发人员：王惠林 张宏涛 王洪宝 孙晓东 陈永胜
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/6/7