在发动机制动期间涡轮增压器的可变涡轮喷嘴的控制方法技术

一种在内燃发动机(ICE)系统的发动机制动操作中使用的控制方法，该内燃发动机(ICE)系统包括具有可变喷嘴涡轮(VNT)的涡轮增压器，该ICE系统还包括设置在可变喷嘴涡轮下游的排气管路中的排气挡板。在关闭排气挡板之前，VNT翼片首先停放在完全打开位置。在排气挡板关闭之后，翼片枢转到完全关闭位置，并且只要排气挡板关闭，翼片就被持续地推靠硬止动件。发动机制动的终止需要使翼片枢转回到完全打开位置，接着排气挡板打开。接着排气挡板打开。接着排气挡板打开。

【技术实现步骤摘要】
在发动机制动期间涡轮增压器的可变涡轮喷嘴的控制方法


[0001]本专利技术涉及一种配备有涡轮增压器的内燃发动机，该涡轮增压器具有可变喷嘴涡轮，该可变喷嘴涡轮借助于可变设定角的翼片(vane)，以便调节到涡轮的排气流。本专利技术更具体地涉及用于在发动机制动操作期间控制可变翼片的方法，在发动机制动操作中，排气挡板被关闭以用于升高发动机上的背压。

技术介绍

[0002]排气驱动的涡轮增压器是一种与内燃发动机结合使用的装置，其通过压缩被输送到发动机的进气口的空气以与燃料混合并在发动机中燃烧来增加发动机的功率输出。涡轮增压器包括压缩机壳体中的安装在轴的一端上的压缩机叶轮和涡轮壳体中的安装在所述轴的另一端上的涡轮叶轮。涡轮壳体通常与压缩机壳体分开形成，并且还有另一个中心壳体被连接在涡轮壳体和压缩机壳体之间，用于容纳用于轴的轴承。涡轮壳体限定大致环形的腔室，其围绕涡轮叶轮并且接收来自发动机的排气。涡轮组件包括从腔室通向涡轮叶轮中的喷嘴。排气从腔室通过喷嘴流到涡轮叶轮，并且涡轮叶轮由排气驱动。因此，涡轮从排气中提取动力并驱动压缩机。压缩机通过压缩机壳体的入口接收环境空气，并且空气被压缩机叶轮压缩并且然后从壳体排放到发动机进气口。
[0003]用涡轮增压器提升发动机性能的挑战之一是在发动机的整个操作范围内实现期望的发动机功率输出量。已经发现，这个目的对于固定几何涡轮增压器通常不容易达到，因此已经开发了可变几何涡轮增压器，其目的在于提供对由涡轮增压器提供的增压量的更大程度的控制。
[0004]一种类型的可变几何涡轮增压器是可变喷嘴涡轮增压器(VNT)，其包括在涡轮喷嘴中的可变翼片阵列。翼片可旋转地安装到喷嘴环，喷嘴环形成喷嘴的一个壁。翼片连接到能够改变翼片的设定角的机构。改变翼片的设定角具有改变涡轮喷嘴中的有效流动面积的效果，并且因此可通过控制翼片位置来调节流向涡轮叶轮的排气流。以这种方式，可以调节涡轮的功率输出，这允许将发动机功率输出控制到比固定几何涡轮增压器通常可能的程度更大的程度。
[0005]涡轮增压的内燃发动机系统(尤其是用于卡车的柴油发动机系统)通常配备有发动机制动系统，该发动机制动系统包括设置在涡轮增压器下游的排气管线中的排气挡板。关闭排气挡板导致发动机上的背压增加，使得发动机在车辆传动系上施加制动扭矩，从而对车辆进行制动。排气挡板的操作还在涡轮增压器的涡轮上施加压力效应，这种效应在某些情况下可能是不希望的。特别地，压力效应可引起喷嘴的可变翼片的空气动力学方面的不稳定性。
[0006]本公开涉及在发动机制动操作期间用于可变涡轮喷嘴的翼片的控制方法的改进。

技术实现思路

[0007]本公开描述了能够减轻或基本消除在发动机制动操作期间有害的翼片不稳定性
的控制方法。在本文的一个实施例中，描述了一种在内燃发动机(ICE)系统的发动机制动操作中使用的控制方法，所述内燃发动机(ICE)系统包括具有可变喷嘴涡轮(VNT)的涡轮增压器，所述ICE系统还包括设置在所述可变喷嘴涡轮下游的排气管路中的排气挡板。所述控制方法包括以下步骤：
[0008](a)接收开始命令以开始发动机制动；
[0009](b)在接收到所述开始命令时，启动所述VNT的翼片朝向完全打开位置的枢转；
[0010](c)在步骤(b)之后，致动所述排气挡板以移动到预定的进一步关闭位置；
[0011](d)在步骤(c)之后，致动所述VNT的所述翼片以枢转到抵靠硬止动件的完全关闭位置，并且只要所述排气挡板处于所述进一步关闭位置，就持续地推所述翼片抵靠所述硬止动件；
[0012](e)接收停止命令以终止发动机制动；
[0013](f)在接收到所述停止命令时，启动所述翼片的枢转以朝向所述完全打开位置枢转；以及
[0014](g)在步骤(f)之后，致动所述排气挡板以移动到打开位置。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，仅在步骤(b)中所述翼片已经到达其完全打开位置之后，在步骤(c)中所述排气挡板到达所述进一步关闭位置。在一些情况下有利的是，仅在步骤(f)中所述翼片已经到达其完全打开位置之后，在步骤(g)中所述排气挡板到达所述打开位置。
[0016]可选地，在步骤(b)中所述翼片已经到达其完全打开位置之前，在步骤(c)中所述排气挡板可以开始向所述进一步关闭位置移动。类似地，在步骤(f)中所述翼片已经到达其完全打开位置之前，在步骤(g)中所述排气挡板可以开始向所述打开位置移动。
[0017]根据替代实施例，步骤(b)可以省略，使得所述排气挡板移动到进一步关闭位置，同时翼片保持在它们的当前位置。一旦所述排气挡板处于进一步关闭位置，则按照上述步骤(d)，翼片枢转到抵靠硬止动件的完全关闭位置。
附图说明
[0018]已经概括地描述了本专利技术，现在将参考附图，附图不必按比例绘制，并且附图中：
[0019]图1是具有可变翼片涡轮喷嘴的涡轮增压器的截面图；
[0020]图2是用于涡轮增压器的可变翼片组件的一个实施例的等距视图，示出了该组件的翼片侧；
[0021]图3是图1的涡轮增压器的示意图，该涡轮增压器连接到排气管，在该排气管中布置有用于执行发动机制动的排气挡板；
[0022]图4是从翼片臂侧看到的可变翼片组件的实施例的平面图，示出了处于完全打开位置的翼片；
[0023]图5是图4的可变翼片组件的局部视图，示出了处于完全关闭位置的翼片；
[0024]图6是流程图，描绘了根据本专利技术的实施例的控制方法的步骤；以及
[0025]图7是流程图，描绘了根据本专利技术的替代实施例的控制方法的步骤。
具体实施方式
[0026]现在将在下文中参考附图更全面地描述本专利技术，在附图中示出了本专利技术的一些但不是全部实施例。实际上，这些专利技术可以以许多不同的形式来实现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。相同的数字始终表示相同的元件。
[0027]图1以截面图示出了根据本专利技术的一个实施例的涡轮增压器10。该涡轮增压器包括压缩机12，压缩机12具有安装在压缩机壳体16中在可旋转轴18的一端的压缩机叶轮或旋桨14。该轴被支撑在轴承19中，轴承19安装在涡轮增压器的中心壳体20中。轴18由安装在轴18的远离压缩机叶轮的另一端上的涡轮叶轮22旋转，从而可旋转地驱动压缩机叶轮，该压缩机叶轮压缩通过压缩机入口吸入的空气并将被压缩的空气输送到内燃发动机(未示出)的进气口以提升发动机的性能。
[0028]涡轮增压器还包括容纳涡轮叶轮22的涡轮壳体24。涡轮壳体限定大致环形的腔室26，其围绕涡轮叶轮并且接收来自内燃发动机的排气以驱动涡轮叶轮。排气从腔室26大致径向向内通过涡轮喷嘴28被引导到涡轮叶轮22。当排气流过涡轮叶轮的叶片30之间的通道时，气体膨胀到较低的压力，并且从叶轮排出的气体通过其内的大致轴向的孔32离开涡轮壳体。
[0029]现在参考图2和图4，其示出了涡轮增压器的子组件，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在内燃发动机(ICE)系统的发动机制动操作中使用的控制方法，所述内燃发动机(ICE)系统包括具有可变喷嘴涡轮(VNT)的涡轮增压器，所述ICE系统还包括设置在所述可变喷嘴涡轮下游的排气管路中的排气挡板，所述控制方法包括以下步骤：(a)接收开始命令以开始发动机制动；(b)在接收到所述开始命令时，启动所述VNT的翼片朝向完全打开位置的枢转；(c)在步骤(b)之后，致动所述排气挡板以移动到预定的进一步关闭位置；(d)在步骤(c)之后，致动所述VNT的所述翼片以枢转到抵靠硬止动件的完全关闭位置，并且只要所述排气挡板处于所述进一步关闭位置，就持续地推所述翼片抵靠所述硬止动件；(e)接收停止命令以终止发动机制动；(f)在接收到所述停止命令时，启动所述翼片的枢转以朝向所述完全打开位置枢转；以及(g)在步骤(f)之后，致动所述排气挡板以移动到打开位置。2.如权利要求1所述的控制方法，其中，仅在步骤(b)中所述翼片已经到达所述完全打开位置之后，在步骤(c)中所述排气挡板到达所述进一步关闭位置。3.如权利要求1所述的控制方法，其中，仅在步骤(f)中所述翼片已经到达所述完全打开位置之后，在步骤(g)中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：盖瑞特动力科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：