[发明专利]基于多点进排气压力的两级增压能量高效自适应控制方法

权利要求书

1.一种基于多点进排气压力的两级增压能量高效自适应控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，针对可调两级增压系统，由柴油机的转速和负荷工况确定平原目标增压压力，根据海拔高度对目标增压压力进行修正，从而获得变海拔最佳目标增压压力；

步骤二，以变海拔最佳目标增压压力及实测的两级增压系统进排气管路多点压力作为输入变量，根据变海拔两级增压能量利用效率分析模型，计算适用不同海拔环境条件的两级增压系统能量利用效率；

步骤三，根据变海拔两级增压系统综合效率最优原则，废气旁通阀阀门电子控制单元实时计算满足目标总压比下的高、低压级涡轮废气旁通阀开度，自适应控制两级增压旁通阀开度，实现排气能量在两级增压器间合理分配；

在步骤二中，所述变海拔两级增压能量利用效率分析模型的计算公式为

，

式中，为高压级涡轮增压器的效率，为低压级涡轮增压器的效率，为涡轮增压器机械效率；

高压级涡轮增压器的效率和低压级涡轮增压器的效率的计算公式为：

，

式中，为涡轮增压器效率；和为气体状态参数，四冲程柴油机的，；为进气歧管压力，单位为Pa；为系统边界空气压力，单位为Pa；为压气机出口压力，单位为Pa；为压气机入口压力，单位为Pa；为涡轮入口压力，单位为Pa；涡轮出口压力，单位为Pa；为排气歧管压力，单位为Pa；为系统边界压力，单位为Pa；为系统边界空气温度，单位为K；为压气机入口温度，单位为K；为不同海拔高度下进气温度修正系数；为涡轮废气旁通阀的旁通流量比；

涡轮废气旁通阀的旁通流量比为涡轮废气旁通阀的废气流量与整个高压级涡轮端废气流量的比值，计算公式为：

，

式中，和分别为通过涡轮废气旁通阀和涡轮的废气流量，单位为kg/s；为涡轮废气旁通阀等效流通面积，单位m²；为涡轮废气旁通阀流量系数，为涡轮的等效流通面积，单位m²。

2.根据权利要求1所述的基于多点进排气压力的两级增压能量高效自适应控制方法，其特征在于在步骤一中，所述变海拔最佳目标增压压力的获得，首先由转速和负荷工况给定平原目标增压压力，而后根据海拔高度对目标增压压力进行修正，海拔相对0m每升高100m，目标增压压力变化+（0.0012-0.0018）bar，从而获得最佳增压压力，数值上等于高压级涡轮出口压力。

3.根据权利要求1所述的基于多点进排气压力的两级增压能量高效自适应控制方法，其特征在于所述流经涡轮的废气流量和流经涡轮废气旁通阀的废气流量的计算式分别为：

，

，

式中，为流量系数，为涡轮下游压力，单位为Pa；为涡轮上游温度，单位为K；为阀门下游压力，单位为Pa；为阀门上游温度，单位为K；和分别为涡轮和涡轮废气旁通阀的流函数，对应的计算式分别为：

，

，

，

式中，为气体状态参数，四冲程柴油机的；为正值且逼近于0，和分别为涡轮和阀门的压比，由进出口状态定义，计算公式为：

，

，

式中，为阀门上游压力，单位为Pa，为阀门下游压力，单位为Pa，为涡轮上游压力，单位为Pa；为涡轮下游压力，单位为Pa。