[发明专利]补燃EGR结合电辅助涡轮技术的两级增压系统结构及其控制方法

权利要求书

1.补燃EGR结合电辅助涡轮技术的两级增压系统结构，包括柴油机、进气总管、排气总管、高压级压气机、高压级涡轮、低压级压气机、低压级涡轮，柴油机分别连通进气总管和排气总管，进气总管通过进气通道依次连通高压级压气机、低压级压气机，排气总管通过排气通道依次连接高压级涡轮、低压级涡轮，其特征是：进气总管与高压级压气机之间的进气通道为进气通道EGR工作段，排气总管与高压级涡轮之间的排气通道为排气通道EGR工作段，进气通道EGR工作段与排气通道EGR工作段之间分别通过补燃通道和EGR通道相连通，补燃通道上自排气总管向进气总管上依次安装补燃废气单向阀、补燃燃烧室、补燃EGR单向阀，补燃废气单向阀的连通方向为补燃燃烧室向排气方向，补燃EGR单向阀的连通方向为补燃燃烧室向进气方向，EGR通道上安装EGR单向阀，高压级涡轮通过离合同步装置连接动力涡轮，动力涡轮通过切换装置分别连接电动机和发电机。

2.根据权利要求1所述的补燃EGR结合电辅助涡轮技术的两级增压系统结构，其特征是：低压级压气机进口前的进气通道与高压级压气机进口前的进气通道通过低压级压气机旁通通道相通，低压级压气机旁通通道上设置低压级压气机旁通阀，低压级涡轮出口后的排气通道与高压级涡轮出口后的排气通道通过低压级涡轮旁通通道相通，低压级涡轮旁通通道上设置低压级涡轮旁通阀。

3.根据权利要求1或2所述的补燃EGR结合电辅助涡轮技术的两级增压系统结构，其特征是：低压级压气机出口处设置低压级压气机后中冷器，高压级压气机出口处设置高压级压气机后中冷器。

4.补燃EGR结合电辅助涡轮技术的两级增压系统控制方法，其特征是：采用如权利要求1所述的补燃EGR结合电辅助涡轮技术的两级增压系统结构；

当柴油机开始运行或者低负荷时，开启低压级涡轮旁通阀与低压级压气机旁通阀，高压级压气机与高压级涡轮投入工作，补燃燃烧室与补燃废气单向阀也投入工作，空气经低压级压气机旁通阀、高压级压气机、高压级压气机后中冷器经进气总管后进入柴油机的气缸参与燃烧，生成的废气经排气总管、高压级涡轮和低压级旁通阀后进入大气环境，补燃废气经过高压级涡轮和低压级旁通阀后进入大气环境；

当柴油机由低负荷向中低负荷过渡时，补燃燃烧室与补燃废气单向阀退出工作，开启低压级涡轮旁通阀与低压级压气机旁通阀，高压级涡轮和高压级压气机投入工作，空气经低压级压气机旁通阀、高压级压气机、高压级压气机后中冷器经进气总管后进入柴油机的气缸参与燃烧，生成的废气经排气总管、高压级涡轮和低压级旁通阀后进入大气环境；

当柴油机处于中高负荷时，关闭低压级涡轮旁通阀与低压级压气机旁通阀，开启EGR单向阀，空气经低压级压气机、低压级压气机后中冷器、高压级压气机、高压级压气机后中冷器和进气总管后进入柴油机的气缸参与燃烧，生成的废气经排气总管后，一路经高压级涡轮、低压级涡轮后进入大气，另一路经EGR单向阀后与下一循环的空气混合再次进入气缸，将EGR单向阀两端的压差信号传给ECU，ECU计算出该工况下所需的EGR率以及实际EGR率的差值，将信号传给补燃EGR单向阀，产生的废气进入进气总管与空气一起进入缸内参与燃烧反应，当排气压力大于进气压力时，同样将压差信号传给ECU，ECU控制补燃EGR单向阀退出工作；

当柴油机在中高负荷的基础上继续增加负荷时，将高压级涡轮通过离合同步装置与发电机相连接，当柴油机重新处于启动阶段或处于低负荷时，高压级涡轮通过离合同步装置与电动机相连接，通过动力涡轮以及离合同步装置辅助提供涡轮动力代替补燃燃烧室和补燃废气单向阀。