[发明专利]电辅助可变喷嘴涡轮增压系统及其控制方法

摘要

一种电辅助可变喷嘴涡轮增压系统，属于涡轮增压器技术领域。本发明的目的是利用电机与涡轮可变喷嘴环对发动机性能的影响，对两者进行协调配合的电辅助可变喷嘴涡轮增压系统及其控制方法。本发明的进气支管和排气支管之间直接连接柴油机气缸，进气管连接在进气支管上，排气管连接在排气支管上，在进气管上安装有中冷器，电辅助可变喷嘴涡轮增压器安装在进气管的进口和排气管的出口处。本发明基于柴油机空燃比和蓄电池状态，对高速电机进行控制，能够有效而迅速地调节气缸进气量，以配合喷油量的变化，达到油和气的协调同步，确保柴油机在各种工况下保持合适的空燃比值，同时也保证了电池工作在高效率区域。

主权项

1.一种电辅助可变喷嘴涡轮增压系统的控制方法，其特征在于：进气支管(6)和排气支管(8)之间直接连接柴油机气缸(7)，进气管(5)连接在进气支管(6)上，排气管(9)连接在排气支管(8)上，在进气管(5)上安装有中冷器(4)，电辅助可变喷嘴涡轮增压器(1)安装在进气管(5)的进口和排气管(9)的出口处，电辅助可变喷嘴涡轮增压器(1)：是由辅助压缩机(1a)、涡轮(1b)、可变喷嘴机构(1c)、辅助高速电机(2)、涡轮增压器旋转轴(3)构成，辅助压缩机(1a)安装在进气管(5)入口处，涡轮(1b)安装在排气管(9)出口处，在涡轮(1b)内安装有可变喷嘴机构(1c)，辅助压缩机(1a)与涡轮(1b)通过涡轮增压器旋转轴(3)同轴连接，辅助高速电机(2)安装于辅助压缩机(1a)与涡轮(1b)之间，并且电机转子与涡轮增压器旋转轴(3)同轴相连；瞬态工况下气路控制方法是：当喷油量增大，进气量相对不足时，空燃比值偏小，即小于λ1时，调节高速电机为电动机模式，以增加进气量；当空燃比超过λ1处于λ1与λ2范围内，此时关闭电机，即调节为不工作模式；当喷油量较小，进气量相对充足时，空燃比值偏大，即大于λ2时，调节高速电机为发电机模式，降低涡轮的转速，以减少进气量，并且同时利用多余的废气能量转化成电能存储起来；λ是指空燃比；柴油机处于瞬态工况时，最佳喷嘴叶片开度用公式(1)表示如下：VTop＝fmap(F，N)    (1)式中VTop为最佳喷嘴开度，VT代表喷嘴开度，下角标op表示最佳的含义，F代表喷油量，N为柴油机转速，fmap表示查询表格，fmap通过发动机试验台架标定获得，下角标map表示表格的含义。