[发明专利]一种涡轮增压系统、控制方法、存储介质及汽车

说明书

本发明公开了一种涡轮增压系统、控制方法、存储介质及汽车，应用于车辆发动机，包括控制器、涡轮增压器和辅助装置，辅助装置包括辅助进气装置、辅助排气装置；辅助进气装置包括进气旁通管和至少两个压力容器；辅助排气装置包括废气旁通管；进气旁通管的一端与涡轮增压器的压气机进气主管连接，进气旁通管的另一端与车辆发动机的进气主管连接；各压力容器的开口与车辆发动机的进气主管连接；废气旁通管的一端与涡轮增压器的涡轮机进气主管连接，废气旁通管的另一端与涡轮增压器的涡轮后排气管连接，控制器被配置有特定的控制策略。本发明公开的涡轮增压系统、控制方法、存储介质及汽车，能够有效改善发动机与涡轮增压器在各种工况下的匹配问题。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种涡轮增压系统、控制方法、存储介质及汽车。

背景技术

涡轮增压器的核心原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮高速旋转又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压送入发动机的气缸。现如今，涡轮增压技术凭借着能够减小发动机尺寸、提高发动机功率和减少有害物质排放的优点，逐渐成为发动机技术发展的重要方向。

采用涡轮增压技术的发动机在通流特性方面与自然吸气发动机不同，其进气匹配问题主要体现在发动机低转速时进气效能低、瞬变工况响应性差和高工况进气匹配复杂这几个方面。

图11示出为本领域内技术人员公知的涡轮增压器的压气机特性曲线图。该图是压气机出口压力比和压气机出口折合质量流量的二维坐标图，图中设置了喘振线、阻塞线、折合等转速线、等效率线和最高转速线。从折合等转速线可看出，在相同的压气机转速下，当压气机流量增加，压气机出口工况点沿着等转速线右移，压气机增压比降低；当压气机出口流量增加到阻塞线位置，压气机增压比会急剧降低，这被称为阻塞现象。而当压气机流量减少，压气机出口工况点增压比会升高，当流量减少到使压气机出口工况点处于喘振线位置，易发生喘振现象。

当涡轮增压发动机低速运行时，废气能量不足导致涡轮增压器转速低，压气机无法压入足够的空气，而增压器的结构会对进气产生流动阻力，这易造成进气管内产生负压、空气的流速及压力波动、气缸的充气量不足且充气量波动较大等问题，导致发动机输出扭矩低且不平顺，燃油燃烧效率不佳。

当涡轮增压发动机瞬时加速时，发动机耗气量突然增大而导致压气机出口压力降低，甚至可能出现阻塞现象，而涡轮增压器具有一定的转动惯量，导致发动机的气缸充气量和输出扭矩不能快速提升，这是造成涡轮迟滞效应的主要因素。

当车辆减速时，发动机耗气量减小会造成压气机出口的流量减少和压力比升高，当流量减少到喘振线位置时容易引起喘振现象的发生。

现如今，为减小涡轮增压器的转动惯量，一些涡轮增压器采用小截面涡轮的技术方案，这会造成发动机处于高转速时排气背压过高，需要通过废气旁通排出废气以减小排气背压，进而导致涡轮增压器的高工况性能降低。如果采用大截面的涡轮，增压器转速随着废气能量升高而线性升高，会出现压气机提供的空气压力超过发动机设计工况的状况。

在现有技术中，本领域技术人员针对涡轮增压器的改进，主要侧重于采用可变截面涡轮增压技术的方案、以及利用电机对涡轮增压器传动轴进行调速的电辅助涡轮方案，对于这两种方案而言，可变截面涡轮增压装置的工作位置处于高温或超高温的废气排放区，而电辅助涡轮工作位置处于高转速的涡轮传动轴，由此可见，两种方案的工作环境十分恶劣，应用条件受到极大地限制，对于涡轮增压系统而言，目前鲜有在全部工况下都能良好匹配的技术方案。

发明内容

本发明提供一种涡轮增压系统、控制方法、存储介质及汽车，可以有效解决现有技术的不足，改善发动机与涡轮增压器在各种工况下的匹配问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种涡轮增压系统，应用于车辆发动机，包括控制器、以及分别受控于所述控制器的涡轮增压器、辅助装置，其中，所述辅助装置包括辅助进气装置和辅助排气装置；