一种增压器的压力控制方法技术

本发明专利技术涉及一种增压器的压力控制方法，针对涡轮增压器的增压压力进行监控限值，能够解决在某些瞬态工况下发动机的排气流量突然增大，导致增压器连接轴发生晃动或开裂的技术问题。使用这套增压器的压力控制方法能够准确测量出增压器压气机前后的实时压力，并且在急加速这种瞬时工况下，也能够对增压器压气机出口压力及增压器压气机进口前压力进行关系限定，防止增压器压气机出口的压力与增压器压气机进口前压力的差值大于限定值，导致对增压器的连接轴造成一定的损伤甚至发生断裂风险。连接轴造成一定的损伤甚至发生断裂风险。连接轴造成一定的损伤甚至发生断裂风险。

【技术实现步骤摘要】
一种增压器的压力控制方法


[0001]本专利技术涉及增压器
，尤其涉及一种增压器的压力控制方法。

技术介绍

[0002]可变截面的涡轮增压器一般适用于柴油发动机。目前，可变截面涡轮增压器的超速保护标定以许用转速为限值，即当整车运行在任何工况下，增压器的瞬时最高转速均不允许超过该限值。
[0003]但是，在发动机的工作状态中，有一些工况并不是稳态过程，是瞬态变化的，比如当发动机排气流量在某瞬态加速工况下突然增大时，涡轮增压器的涡轮端转速加快，同时扭矩会突然增大，然而涡轮增压器的压气机端叶轮转速未能够同步增大，因此压气机端的扭矩也并未增加，这就造成了涡轮增压器的压气机端出现反应迟滞现象；随着涡轮增压器的快速调整，压气机端叶轮的扭矩突变增大，导致增压器在调节过程中会出现增压压力突增然后再下降的现象，这种情况会增加增压器叶轮和涡轮之间的连接轴出现轴荷不均的风险，导致轴容易发生晃动、甚至开裂等问题。
[0004]针对这个问题，当前诊断方法选择仅关注于增压器的压气机端叶轮转速，并未针对压气机后的增压压力进行有效监控。在某些瞬态工况下，发动机的排气流量增大，导致涡轮转速和扭矩明显突增，增压器在调整过程中，将会导致压气机端的增压压力急剧突增，如果在没有针对增压压力进行监控限值的状态下，增压器的增压压力可能会在瞬态超过增压器能够承受的最大值，对增压器造成损坏。另一方面，在增压器的调节过程中，容易导致机油压力低，从而对增压器润滑不充分，加剧增压器轴断裂的风险。因此，目前涡轮增压器的诊断方法存在缺陷。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的是提供一种增压器的压力控制方法，针对涡轮增压器的增压压力进行监控限值，能够解决在某些瞬态工况下发动机的排气流量突然增大，导致增压器连接轴发生晃动或开裂的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所设计的一种增压器的压力控制方法，所述方法包括以下步骤，
[0007]步骤1.增加增压器的压气机端和排气涡轮端的参数约束，利用相应的控制算法，建立进气压力模型和排气压力模型，对增压器运行过程中的瞬态和稳态点进行模拟；
[0008]步骤2.在发动机运行过程中，监测压气机后中冷前进气压力模型、增压器涡前排气压力模型的实时变化状态；
[0009]步骤3.发动机增压器稳态标定完成后，按照可变截面增压器部件的限制要求，增压器涡前排气压力模型与压气机后中冷前进气压力模型的差值稳态控制在要求范围内；在发动机瞬时加速过程中，增压器涡前排气压力模型的增长值大于压气机后中冷前进气压力模型的增长值，导致发动机瞬态工况下增压器涡前排气压力模型与压气机后中冷前进气压
力模型的差值超限；
[0010]步骤4.通过标定发动机压缩比限值，即增压器涡前排气压力模型与压气机后中冷前进气压力模型的比值，来实现对增压器瞬态最大位置的限制，进而限制瞬态增压器涡前排气压力模型与压气机后中冷前进气压力模型的差值超限。
[0011]作为优选方案，气流方向从增压器压气机端依次经过增压器后中冷前进气管路、中冷器、中冷后进气管路、发动机进气歧管、发动机排气歧管、增压器涡轮端，最终从发动机排气管路排出发动机。
[0012]作为优选方案，控制发动机压缩比最大限值，通过增压器涡后排气输出压力模型计算得到增压器膨胀比最大限值，即增压器涡前排气压力模型与增压器涡后排气输出压力模型比值的最大值，将标定发动机压缩比限值转化为计算增压器膨胀比最大限值。
[0013]作为优选方案，计算增压器膨胀比最大限值具体方法为，根据当前增压器涡后排气输出压力模型，查表增压器膨胀比模型，关联增压器实际开度和发动机排气能量，推导出发动机进气流量、增压器开度与增压器膨胀比模型的关系，并得到发动机当前工况下增压器执行器最大开度限值；
[0014]根据增压器执行器最大开度的限值，同时结合增压器的预留开度命令值，判断增压器最大开度的命令值是否合理，通过增压器最大开度的设定，管控不同工况下的增压器的开度。
[0015]作为优选方案，增压器涡前排气压力模型的压力值大于压气机后中冷前进气压力模型的压力值。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]1.通过采用补充增压器压气机端和排气涡轮端的参数约束，以及相应的控制算法，建立相关的进气模型，对增压器运行过程中的瞬态和稳态点进行模拟。
[0018]2、对目前国内柴油机增压器的控制标定方法进行优化，避免目前仅通过监控增压器许用转速的状态下，而没有监控增压器的增压压力，使得当发动机在急加速等瞬时工况运行时，增压器由于涡轮转速突然升高，导致压气机后的增压压力也瞬时升高，造成与增压器压气机前的压力差高于安全限值，造成增压器连接轴存在损伤或断裂风险。因此，该方法能提升增压器的使用安全性以及可靠性。
[0019]3.使用这套增压器的压力控制方法能够打破传统控制的思维逻辑，从增压器的膨胀比和压比等特性方面考虑，将增压器后中冷前的进气压力、空滤后增压器前的进气压力、增压器涡前压力、增压器出口排气压力等参数作为参考指标进行实时监测，同时根据膨胀比和压比的计算公式，推导出个参数之间的关系，便于对增压器的最大开度进行有效管控。
[0020]4.使用这套增压器的压力控制方法能够准确测量出增压器压气机前后的实时压力，并且在急加速这种瞬时工况下，也能够对增压器压气机出口压力及增压器压气机进口前压力进行关系限定，防止增压器压气机出口的压力与增压器压气机进口前压力的差值大于限定值，导致对增压器的连接轴造成一定的损伤甚至发生断裂风险。
附图说明
[0021]图1为本专利技术发动机进气系统示意图；
[0022]图2为本专利技术逻辑框图；
[0023]附图标记说明：
[0024]1‑
发动机本体，2
‑
发动机进气歧管，3
‑
中冷后进气管路，4
‑
中冷器，5
‑
增压器后中冷前进气管路，6
‑
发动机排气歧管，7
‑
增压器压气机端，8
‑
增压器涡轮端，9
‑
发动机排气管路；压气机后中冷前进气压力模型P2，增压器涡前排气压力模型P3，增压器涡后排气压力模型P4。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。
[0026]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增压器的压力控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，步骤1.增加增压器的压气机端和排气涡轮端的参数约束，利用相应的控制算法，建立进气压力模型和排气压力模型，对增压器运行过程中的瞬态和稳态点进行模拟；步骤2.在发动机运行过程中，监测压气机后中冷前进气压力模型(P2)、增压器涡前排气压力模型(P3)的实时变化状态；步骤3.发动机增压器稳态标定完成后，按照可变截面增压器部件的限制要求，增压器涡前排气压力模型(P3)与压气机后中冷前进气压力模型(P2)的差值稳态控制在要求范围内；在发动机瞬时加速过程中，增压器涡前排气压力模型(P3)的增长值大于压气机后中冷前进气压力模型(P2)的增长值，导致发动机瞬态工况下增压器涡前排气压力模型(P3)与压气机后中冷前进气压力模型(P2)的差值超限；步骤4.通过标定发动机压缩比限值，即增压器涡前排气压力模型(P3)与压气机后中冷前进气压力模型(P2)的比值，来实现对增压器瞬态最大位置的限制，进而限制瞬态增压器涡前排气压力模型(P3)与压气机后中冷前进气压力模型(P2)的差值超限。2.根据权利要求1所述的增压器的压力控制方法，其特征在于：气流方向从增压器压气机端依次经过增压...

【专利技术属性】
技术研发人员：董波，卢勇，江琳琳，王善元，邓基峰，吴家坤，陈林，华岳，张勃，张伟，李楚桥，沈昊，胡建华，袁雨，李畅，郭璇，孙哲，解亚东，郑大维，刘莹，唐辉映，潘师民，
申请(专利权)人：东风汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：