[发明专利]相继增压柴油机切换稳定装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种发动机装置及其控制方法。

背景技术

相继增压技术是指采用两台或者多台涡轮增压器，根据柴油机运行工况的不同，使用不同数量的涡轮增压器与之并联运行，是改善高增压柴油机低工况性能的有效方法，具有结构简单，可靠性高，易于在现有涡轮增压柴油机上实现的优点，目前已经得到越来越广泛的应用。

相继增压切换延迟时间是确定相继增压的关键技术之一，随着柴油机转速和负荷的增压，相继增压系统中的燃气阀和空气阀先后打开，受控增压器投入运行。在切换过程中，由于增压器自身转速惯量等因素，受控增压器无法立即响应投入工作，即具有滞后性，所以燃气阀必须先于空气阀一定时间打开，防止切换过程中受控增压器发生喘振。但是，由于燃气阀的开启，使基本增压器的废气流量瞬时减少，而空气阀需延迟一段时间再开启，这期间受控增压器无法向发动机提供增压空气，造成发动机转速波动、运行不平稳等不良现象。

由于具有快速的响应特性和灵活的工作方式，电辅助涡轮增压技术逐渐收到关注并进入研发过程。当低速大负荷、加速工况时，电机启动驱动压气机工作，电能转化为压气机的动能，以提高进气压力；当发动机工作在高速或大负荷时，电机关闭，发电机启动，回收涡轮能量中一部分转化为电能。电辅助增压主要有三种实现方式：电机前置、电机中置以及电辅助增压器独立布置。

目前已授权或公开的专利中，涉及到电辅助增压涡轮增压器的较多。如申请号为“200720017195.X”的“电辅助涡轮增压器”专利，提供了一种电辅助涡轮增压器，将电辅助装置设置于压气机壳的进气口外侧，以克服涡轮增压器高温对电辅助装置的限制，但是该电辅助装置改变了增压器的平衡，会产生振动问题，对增压器工作不利。申请号为“200820225752.8”的“一种电辅助涡轮增压器”，在专利“电辅助涡轮增压器”的基础上，在电磁转子与压气机叶轮之间设置了转子轴承支撑装置，以此来消除增压器轴系不平衡带来的振动问题。但是由于电机转子与涡轮增压器连接轴固连在一起，涡轮增压器长时间高速运转会降低电机的运行性能，类似将电辅助装置与涡轮增压器集成一起的方案值得进一步改进。同时，上述专利均是把电辅助增压技术单纯运用在涡轮增压器上，旨在解决全工况的理想匹配和涡轮滞后效应。

发明内容

本发明的目的在于提供能够消除相继增压柴油机切换时间延迟问题，改善切换过程稳定性的相继增压柴油机切换稳定装置及控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明相继增压柴油机切换稳定装置，包括基本增压器、受控增压器、柴油机气缸，其特征是：基本增压器的压气机通过A列进气管连接柴油机气缸，基本增压器的涡轮通过A列排气管连接柴油机气缸，受控增压器的压气机通过B列进气管连接柴油机气缸，受控增压器的涡轮通过B列排气管连接柴油机气缸，A列进气管上安装A列中冷器，B列进气管上安装B列中冷器、空气阀、放气阀，B列排气管上安装燃气阀，A列进气管和B列进气管之间通过进气连通管连通，A列排气管和B列排气管之间通过排气连通管连通管，燃气阀设置在排气连通管和B列排气管连接处与受控增压器的涡轮之间，放气阀设置在受控增压器的压气机与空气阀之间，空气阀设置在进气连通管和B列进气管连接处与放气阀之间，受控增压器的轴通过离合器连接电机。

本发明相继增压柴油机切换稳定装置还可以包括：

1、基本增压器和受控增压器的轴上分别安装第一转速传感器和第二转速传感器，基本增压器压气机后方的A列进气管上安装第一压力传感器，受控增压器压气机后方的B列进气管上安装第二压力传感器。

本发明相继增压柴油机切换控制方法，其特征是：采用如下稳定装置：