[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN114562362A - 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统 - Google Patents

发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114562362A
CN114562362A CN202210191165.6A CN202210191165A CN114562362A CN 114562362 A CN114562362 A CN 114562362A CN 202210191165 A CN202210191165 A CN 202210191165A CN 114562362 A CN114562362 A CN 114562362A
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
turbocharger
value
rotating speed
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210191165.6A
Other languages
English (en)
Inventor
成锐
曹丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huzhou Sany Loader Co ltd
Original Assignee
Shanghai Sany Heavy Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Sany Heavy Machinery Co Ltd filed Critical Shanghai Sany Heavy Machinery Co Ltd
Priority to CN202210191165.6A priority Critical patent/CN114562362A/zh
Publication of CN114562362A publication Critical patent/CN114562362A/zh
Priority to PCT/CN2022/102356 priority patent/WO2023159838A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/001Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • F02B37/002Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel the exhaust supply to one of the exhaust drives can be interrupted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B2037/122Control of rotational speed of the pump
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域,提供一种发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统,其中,发动机涡轮增压方法包括获取发动机的转速值;当发动机的转速值小于第一参照阈值时,单独利用第一涡轮增压器的增压室为发动机的进气管路提供压缩空气,否则,单独利用第二涡轮增压器的增压室为发动机的进气管路提供压缩空气;其中,第一涡轮增压器的A/R值小于第二涡轮增压器的A/R值,A/R值为涡轮室的进气口面积与涡轮的半径之间的比值。发动机能够同时兼顾高速运转时的响应性和低速运转时的响应性,在发动机高速运转和低速运转时,发动机的废气均仅进入一个涡轮增压器的涡轮室,不涉及对发动机的废气进行比例分配的问题,降低了对排气管的设计要求。

Description

发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域,尤其涉及一种发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统。
背景技术
发动机在运行过程中,若对发动机突然加载,发动机的转速会有一定程度的下降,需要通过增加发动机的进气量,使发动机的转速恢复,发动机的响应性则是指使发动机的转速恢复所需的时间。
现有技术中,为使涡轮增压发动机能够同时兼顾发动机在高速运转时的响应性和低速运转时的响应性,一般对发动机配备两个涡轮增压器。当发动机低速运转时,利用其中一个涡轮增压器进行增压,当发动机高速运转时,两个涡轮增压器同时进行增压。需要在发动机的排气通道连接两个排气管,分别与两个涡轮增压器连接,两个涡轮增压器同时运行时,若两个排气管内的排气量分配比例不均匀,存在损坏涡轮增压器的隐患,故对两个排气管的设计要求较高。
因此,如何解决现有技术中的双涡轮增压发动机对排气管的设计要求较高、存在损坏涡轮增压器的隐患的问题,成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明提供一种发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统,用以解决现有技术中的双涡轮增压发动机对排气管的设计要求较高、存在损坏涡轮增压器的隐患的缺陷。
本发明提供一种发动机涡轮增压方法,包括:
获取发动机的转速值;
当所述发动机的转速值小于第一参照阈值且大于零时,控制所述发动机排出的废气进入第一涡轮增压器的涡轮室、以单独利用所述第一涡轮增压器的增压室为所述发动机的进气管路提供压缩空气,否则,控制所述发动机排出的废气进入第二涡轮增压器的涡轮室、以单独利用所述第二涡轮增压器的增压室为所述发动机的进气管路提供压缩空气;
其中,所述第一涡轮增压器的A/R值小于所述第二涡轮增压器的A/R值,所述A/R值为涡轮室的进气口面积与涡轮的半径之间的比值。
根据本发明提供的一种发动机涡轮增压方法,还包括:
获取所述第一涡轮增压器的转速值和所述第二涡轮增压器的转速值;
当所述第一涡轮增压器的转速值大于第二参考阈值时,控制进入所述第一涡轮增压器的涡轮室的废气流量减小;
或当所述第二涡轮增压器的转速值大于第三参考阈值时,控制进入所述第二涡轮增压器的涡轮室的废气流量减小。
根据本发明提供的一种发动机涡轮增压方法,还包括:
获取所述发动机的进气压力值;
当所述发动机的进气压力值大于第四参考阈值时,控制进入所述第一涡轮增压器的涡轮室的废气流量减小;当所述发动机的进气压力值小于第五参考阈值时,控制进入所述第一涡轮增压器的涡轮室的废气流量增加;
或当所述发动机的进气压力值大于第四参考阈值时,控制进入所述第二涡轮增压器的涡轮室的废气流量减小;当所述发动机的进气压力值小于第五参考阈值时,控制进入所述第二涡轮增压器的涡轮室的废气流量增加,所述第四参考阈值大于所述第五参考阈值。
本发明还提供一种发动机涡轮增压系统,包括发动机、第一涡轮增压器、第二涡轮增压器、第一阀门、第二阀门和发动机控制模块,所述第一涡轮增压器的A/R值小于所述第二涡轮增压器的A/R值,所述A/R值为涡轮室的进气口面积与涡轮的半径之间的比值;
所述第一涡轮增压器的增压室出口和所述第二涡轮增压器的增压室出口均与所述发动机的进气口连接,所述第一涡轮增压器的涡轮室进口和所述第二涡轮增压器的涡轮室进口均与所述发动机的排气口连接,所述第一阀门配置为控制所述第一涡轮增压器的涡轮室进口与所述发动机的排气口之间的通断,所述第二阀门配置为控制所述第二涡轮增压器的涡轮室进口与所述发动机的排气口之间的通断;
所述发动机的内部设置有用于采集所述发动机的转速值的第一转速传感器,所述第一转速传感器、第一阀门和第二阀门均与所述发动机控制模块电连接,所述发动机控制模块设置为获取所述第一转速传感器采集的所述发动机的转速值、并根据所述发动机的转速值控制所述第一阀门和所述第二阀门的动作。
根据本发明提供的一种发动机涡轮增压系统,所述发动机的排气口处还设置有旁通管路,所述旁通管路上设置有第三阀门,所述第三阀门的开度可以调节。
根据本发明提供的一种发动机涡轮增压系统,所述第一涡轮增压器的内部设置有用于采集所述第一涡轮增压器的转速值的第二转速传感器,所述第二涡轮增压器的内部设置有用于采集所述第二涡轮增压器的转速值的第三转速传感器;
所述第二转速传感器、所述第三转速传感器和所述第三阀门均与所述发动机控制模块电连接,所述发动机控制模块设置为获取所述第二转速传感器采集的所述第一涡轮增压器的转速值和所述第三转速传感器采集的所述第二涡轮增压器的转速值、并根据所述第一涡轮增压器的转速值或所述第二涡轮增压器的转速值控制所述第三阀门的开度。
根据本发明提供的一种发动机涡轮增压系统,所述发动机的进气口处设置有用于采集所述发动机的进气压力值的进气压力传感器,所述进气压力传感器与所述发动机控制模块电连接,所述发动机控制模块设置为获取所述进气压力传感器采集的所述发动机的进气压力值、并根据所述发动机的进气压力值控制所述第三阀门的开度。
根据本发明提供的一种发动机涡轮增压系统,所述第一涡轮增压器的增压室出口处设置有仅供气体从所述第一涡轮增压器向所述发动机流通的第一单向阀;
所述第二涡轮增压器的增压室出口处设置有仅供气体从所述第二涡轮增压器向所述发动机流通的第二单向阀。
根据本发明提供的一种发动机涡轮增压系统,还包括中冷器,所述第一涡轮增压器的增压室出口和所述第二涡轮增压器的增压室出口均与所述中冷器的进口端连接,所述发动机的进气口与所述中冷器的出口端连接。
本发明还提供一种作业机械,包括如上述的发动机涡轮增压系统。
本发明提供的发动机涡轮增压方法,适用于具有两个涡轮增压器的发动机增压系统,其中两个涡轮增压器分别为第一涡轮增压器和第二涡轮增压器,且第二涡轮增压器的A/R值大于第一涡轮增压器的A/R值,第二涡轮增压器在高转速区域的增压反应较快,第一涡轮增压器在低转速区域的增压反应较快。本发明中的发动机涡轮增压方法根据发动机的转速值,控制选用相应的涡轮增压器,当发动机的转速小于第一参照阈值时,利用第一涡轮增压器对发动机的进气管路提供压缩空气,以确保发动机在低速运转时的响应性;当发动机的转速高于第一参照阈值时,利用第二涡轮增压器对发动机的进气管路提供压缩空气,以确保发动机在高速运转时的响应性,从而发动机能够同时兼顾高速运转时的响应性和低速运转时的响应性,而且,虽然需要在发动机的排气口连接两个排气管,但在发动机高速运转和低速运转时,发动机的废气均仅进入一个涡轮增压器的涡轮室,不涉及对发动机的废气进行比例分配的问题,从而避免了因排气量分配比例不均导致的涡轮增压器容易被损坏的问题,进而降低了对排气管的设计要求。
进一步,本发明提供的发动机涡轮增压系统,具有第一涡轮增压器和第二涡轮增压器,第一涡轮增压器的A/R值小于第二涡轮增压器的A/R值。在发动机低速运转时,打开第一阀门,关闭第二阀门,单独利用第一涡轮增压器对发动机的进气管路提供压缩空气,以确保发动机在低速运转时的响应性;在发动机高速运转时,打开第二阀门,关闭第一阀门,单独利用第二涡轮增压器对发动机的进气管路提供压缩空气,以确保发动机在高速运转时的响应性,从而使得发动机能够同时兼顾高速运转时的响应性和低速运转时的响应性,而且在发动机高速运转和低速运转时,发动机的废气均仅进入一个涡轮增压器的涡轮室,不涉及对发动机的废气进行比例分配的问题,避免了因排气量分配比例不均导致的涡轮增压器容易被损坏的问题,降低了对排气管的设计要求。
进一步,在本发明提供的作业机械中,由于具备如上所述的发动机涡轮增压系统,因此同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的发动机涡轮增压方法的流程图;
图2是本发明提供的发动机涡轮增压系统的结构示意图。
附图标记:
1:发动机;2:第一涡轮增压器;3:第二涡轮增压器;4:第一阀门;5:第二阀门;6:第三阀门;7:第一单向阀;8:第二单向阀;9:中冷器;10:空气滤清器;11:消音器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图2描述本发明的发动机涡轮增压方法。
通过研究、试验发现,涡轮增压器的A/R值(指涡轮增压器的涡轮室的进气口面积与涡轮的半径之间的比值)越小,发动机1的废气在涡轮增压器的涡轮室内的流速较高,使得涡轮在低转速区域的增压反应较快,涡轮迟滞减低,涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压;但也会加大排气背压高转速废气流量不足,使高转速时马力有限。相对地,涡轮增压器的A/R值越大,发动机1的废气在涡轮增压器的涡轮室内的流通阻力越小,能量损失越小,能够在高转速区域产生更大的动力,高转高出力的倾向相当明确。
因此,A/R值相对较大的涡轮增压器在高转速区域的增压反应较快,A/R值相对较小的涡轮增压器在低转速区域的增压反应较快。
如图1和图2所示,本发明实施例提供的发动机涡轮增压方法适用于具有两个涡轮增压器的发动机增压系统,其中两个涡轮增压器分别为第一涡轮增压器2和第二涡轮增压器3,且第二涡轮增压器3的A/R值大于第一涡轮增压器2的A/R值,即,第二涡轮增压器3在高转速区域的增压反应较快,第一涡轮增压器2在低转速区域的增压反应较快。
本发明实施例中的发动机涡轮增压方法中,需要实时获取发动机1的转速值,根据获取的发动机1的转速值,控制选用相应的涡轮增压器。
具体来说,当发动机1的转速值小于第一参照阈值时,控制发动机1排出的废气进入第一涡轮增压器2的涡轮室,以单独利用第一涡轮增压器2的增压室为发动机1的进气管路提供压缩空气,确保发动机1在低速运转时的响应性。当发动机1的转速高于第一参照阈值时,控制发动机1排出的废气进入第二涡轮增压器3的涡轮室,以单独利用第二涡轮增压器3的增压室为发动机1的进气管路提供压缩空气,确保发动机1在高速运转时的响应性,从而发动机1能够同时兼顾高速运转时的响应性和低速运转时的响应性,扩大了发动机1的可使用转速范围,提升了燃油经济性。
而且,虽然需要发动机1的排气口连接两个排气管,但在发动机1高速运转和低速运转时,发动机1的废气均仅进入一个涡轮增压器的涡轮室,不涉及对发动机1的废气进行比例分配的问题,从而避免了因排气量分配比例不均导致的涡轮增压器容易被损坏的问题,进而降低了对排气管的设计要求。
发动机1的转速值指发动机1的曲轴每分钟的回转数,通常在发动机1的内部设置转速传感器,使转速传感器与发动机1的飞轮上的信号齿相对应,利用转速传感器和信号齿对发动机1的飞轮的转速进行测量,使发动机1的飞轮的转速作为发动机1的转速。发动机控制模块与发动机1内部的转速传感器电连接,可以获取发动机1的转速值。
本发明实施例中的发动机涡轮增压方法还包括根据涡轮增压器的转速值对进入涡轮增压器的涡轮室的废气流量进行控制的步骤。
具体来说,可以获取第一涡轮增压器2的转速值和第二涡轮增压器3的转速值。当第一涡轮增压器2的转速值大于第二参考阈值时,需要控制进入第一涡轮增压器2的涡轮室的废气流量减小;当第二涡轮增压器3的转速值大于第三参考阈值时,需要控制进入第二涡轮增压器3的涡轮室的废气流量减小。如此,可以避免第一涡轮增压器2的转速值和第二涡轮增压器3的转速值过大,减少第一涡轮增压器2和第二涡轮增压器3损坏的可能性,对第一涡轮增压器2和第二涡轮增压器3具有保护作用,有利于延长第一涡轮增压器2和第二涡轮增压器3的使用寿命。
涡轮增压器的转速值指涡轮室的涡轮或增压室的叶轮每分钟的回转数,可以在涡轮室或增压室内设置转速传感器,对涡轮或叶轮的转速进行测量,使涡轮或叶轮的转速作为涡轮增压器的转速。发动机控制模块与该转速传感器电连接,可以获取涡轮增压器的转速值。
由于上述根据涡轮增压器的转速值对进入涡轮增压器的涡轮室的废气流量进行控制的过程会影响发动机1的进气压力值,故,对进入涡轮增压器的涡轮室的废气流量的控制过程中,还需要考虑到发动机1的进气压力值,避免发动机1的进气压力过低,影响发动机1的性能。
本实施例中的发动机涡轮增压方法还包括根据发动机1的进气压力值对进入涡轮增压器的涡轮室的废气流量进行控制的步骤。
具体来说,可以获取发动机1的进气压力值。
在发动机1处于低速运转状态时,当发动机1的进气压力值大于第四参考阈值时,则需要控制进入第一涡轮增压器2的涡轮室的废气流量减小。当发动机1的进气压力值小于第五参考阈值时,则需要控制进入第一涡轮增压器2的涡轮室的废气流量增加。
在发动机1处于高速运转状态时,当发动机1的进气压力值大于第四参考阈值时,则需要控制进入第二涡轮增压器3的涡轮室的废气流量减小。当发动机1的进气压力值小于第五参考阈值时,则需要控制进入第二涡轮增压器3的涡轮室的废气流量增加。上述第四参考阈值大于第五参考阈值,通过上述步骤可以将发动机1的进气压力值控制在第五参考阈值至第四参考阈值的范围内。
综上所述,通过本发明实施例中的发动机涡轮增压方法既能够使发动机1同时兼顾高速运转时的响应性和低速运转时的响应性,降低了对排气管的设计要求,又能够保护涡轮增压器,减小涡轮增压器被损坏的可能。
另一方面,本发明实施例还提供一种发动机涡轮增压系统,下面结合图2,对本发明提供的发动机涡轮增压系统进行描述,下文描述的发动机涡轮增压系统与上文描述的发动机涡轮增压方法可相互对应参照。
如图2所示,本发明实施例提供一种发动机涡轮增压系统,包括发动机1、第一涡轮增压器2、第二涡轮增压器3、第一阀门4、第二阀门5和发动机控制模块,其中,第一涡轮增压器2的A/R值小于第二涡轮增压器3的A/R值,A/R值为涡轮室的进气口面积与涡轮的半径之间的比值。
通过第一进气管路将第一涡轮增压器2的增压室出口和第二涡轮增压器3的增压室出口均与发动机1的进气口连接。通过第二进气管路将第一涡轮增压器2的增压室进口和第二涡轮增压器3的增压室进口均与空气滤清器10连接。
第一进气管路包括第一主管和两个第一支管,两个第一支管的第一端分别与第一涡轮增压器2的增压室出口和第二涡轮增压器3的增压室出口连接,两个第一支管的第二端均与第一主管的第一端连接,第一主管的第二端与发动机1的进气口连接。在第一主管上设置有中冷器9,用于在气体进入发动机1之前对气体进行降温,降低发动机1的热负荷,提高发动机1的换气效率和发动机1的功率,避免高温气体直接进入发动机1导致发动机1爆震、甚至损伤熄火的问题。
通过第一排气管路将第一涡轮增压器2的涡轮室进口和第二涡轮增压器3的涡轮室进口均与发动机1的排气口连接,通过第二排气管路将第一涡轮增压器2的涡轮室出口和第二涡轮增压器3的涡轮室出口均与消音器11连接,降低发动机1的排气噪音,使高温气体安全有效排出。高温气体经过消音器11后进入尾气处理装置,对尾气进行处理。
第一排气管路包括第二主管和两个第二支管,第二主管的第一端与发动机1的排气口连接,两个第二支管的第一端均与第二主管的第二端连接,两个第二支管的第二端分别与第一涡轮增压器2的涡轮室进口和第二涡轮增压器3的涡轮室进口连接。
第一阀门4和第二阀门5分别设置在两个第二支管上,第一阀门4用于控制第一涡轮增压器2的涡轮室进口与发动机1的排气口之间的通断,第二阀门5用于控制第二涡轮增压器3的涡轮室进口与发动机1的排气口之间的通断。
在发动机1的内部设置有第一转速传感器,用于采集发动机1的转速值。第一转速传感器、第一阀门4和第二阀门5均与发动机控制模块电连接,上述发动机控制模块用于获取第一转速传感器采集的发动机1的转速值,并根据发动机1的转速值控制第一阀门4和第二阀门5的动作。
当第一转速传感器采集的发动机1的转速值低于第一参考阈值时,即发动机1低速运转时,打开第一阀门4,关闭第二阀门5,单独利用第一涡轮增压器2对发动机1的进气管路提供压缩空气,以确保发动机1在低速运转时的响应性。
当第一转速传感器采集的发动机1的转速值高于第一参考阈值时,即发动机1高速运转时,打开第二阀门5,关闭第一阀门4,单独利用第二涡轮增压器3对发动机1的进气管路提供压缩空气,以确保发动机1在高速运转时的响应性,从而使得发动机1能够同时兼顾高速运转时的响应性和低速运转时的响应性。
而且在发动机1高速运转和低速运转时,发动机1的废气均仅进入其中一个涡轮增压器的涡轮室,不涉及对发动机1的废气进行比例分配的问题,避免了因排气量分配比例不均导致的涡轮增压器容易被损坏的问题,进而降低了对排气管的设计要求。
本发明实施例中,在发动机1的排气口处还设置有旁通管路,旁通管路上设置有第三阀门6,第三阀门6的开度可以调节。具体地,可以使旁通管路的一端与第二主管连接,使旁通管路的另一端与第二排气管路连接。通过调节第三阀门6的开度,可以调节旁通管路内的气体流量,相应地,第二支管内的气体流量也得到相应调节。
本实施例中,在第一涡轮增压器2的内部设置有第二转速传感器,用于采集第一涡轮增压器2的转速值。在第二涡轮增压器3的内部设置有第三转速传感器,用于采集第二涡轮增压器3的转速值。
上述第二转速传感器、第三转速传感器和第三阀门6均与发动机控制模块电连接,上述发动机控制模块用于获取第二转速传感器采集的第一涡轮增压器2的转速值和第三转速传感器采集的第二涡轮增压器3的转速值,并根据第一涡轮增压器2的转速值或第二涡轮增压器3的转速值控制第三阀门6的开度。
当第一涡轮增压器2的转速值大于第二参考阈值时,需要控制进入第一涡轮增压器2的涡轮室的废气流量减小,当第二涡轮增压器3的转速值大于第三参考阈值时,需要控制进入第二涡轮增压器3的涡轮室的废气流量减小。如此,可以避免第一涡轮增压器2的转速值和第二涡轮增压器3的转速值过大,减少第一涡轮增压器2和第二涡轮增压器3损坏的可能性,对第一涡轮增压器2和第二涡轮增压器3具有保护作用,有利于延长第一涡轮增压器2和第二涡轮增压器3的使用寿命。
本实施例中,在发动机1的进气口处设置有进气压力传感器,用于采集发动机1的进气压力值。具体地,可以将进气压力传感器设置在第一主管内、位于中冷器9与发动机1进气口之间的位置处。
上述进气压力传感器与发动机控制模块电连接,发动机控制模块用于获取进气压力传感器采集的发动机1的进气压力值,并根据发动机1的进气压力值控制第三阀门6的开度。
当发动机1的进气压力值大于第四参考阈值时,若发动机1为低速运转,则需要控制进入第一涡轮增压器2的涡轮室的废气流量减小,若发动机1为高速运转,则需要控制进入第二涡轮增压器3的涡轮室的废气流量减小。当发动机1的进气压力值小于第五参考阈值时,若发动机1为低速运转,则需要控制进入第一涡轮增压器2的涡轮室的废气流量增加,若发动机1为高速运转,则需要控制进入第二涡轮增压器3的涡轮室的废气流量增加,以将发动机1的进气压力值控制在第五参考阈值至第四参考阈值的范围内。
本发明实施例中,在第一涡轮增压器2的增压室出口处设置有仅供气体从第一涡轮增压器2向发动机1流通的第一单向阀7,在第二涡轮增压器3的增压室出口处设置有仅供气体从第二涡轮增压器3向发动机1流通的第二单向阀8,以避免第一涡轮增压器2的增压室和第二涡轮增压器3的增压室的压力不稳定对发动机1的进气产生不良影响。
综上所述,本发明实施例中的发动机涡轮增压系统既能够使发动机1同时兼顾高速运转时的响应性和低速运转时的响应性,降低了对排气管的设计要求,又能够保护涡轮增压器,减小涡轮增压器被损坏的可能。
又一方面,本发明实施例还提供一种作业机械,包括上述任一实施例提供的发动机涡轮增压系统。具有上述发动机涡轮增压系统的全部优点,在此不再赘述。本发明实施例中的作业机械的有益效果的推导过程与上述发动机涡轮增压系统的有益效果的推导过程大体类似,故此处不再赘述。
本实施例中的作业机械可以为挖掘机等。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种发动机涡轮增压方法,其特征在于,包括:
获取发动机的转速值;
当所述发动机的转速值小于第一参照阈值且大于零时,控制所述发动机排出的废气进入第一涡轮增压器的涡轮室、以单独利用所述第一涡轮增压器的增压室为所述发动机的进气管路提供压缩空气,否则,控制所述发动机排出的废气进入第二涡轮增压器的涡轮室、以单独利用所述第二涡轮增压器的增压室为所述发动机的进气管路提供压缩空气;
其中,所述第一涡轮增压器的A/R值小于所述第二涡轮增压器的A/R值,所述A/R值为涡轮室的进气口面积与涡轮的半径之间的比值。
2.根据权利要求1所述的发动机涡轮增压方法,其特征在于,还包括:
获取所述第一涡轮增压器的转速值和所述第二涡轮增压器的转速值;
当所述第一涡轮增压器的转速值大于第二参考阈值时,控制进入所述第一涡轮增压器的涡轮室的废气流量减小;
或当所述第二涡轮增压器的转速值大于第三参考阈值时,控制进入所述第二涡轮增压器的涡轮室的废气流量减小。
3.根据权利要求1或2所述的发动机涡轮增压方法,其特征在于,还包括:
获取所述发动机的进气压力值;
当所述发动机的进气压力值大于第四参考阈值时,控制进入所述第一涡轮增压器的涡轮室的废气流量减小;当所述发动机的进气压力值小于第五参考阈值时,控制进入所述第一涡轮增压器的涡轮室的废气流量增加;
或当所述发动机的进气压力值大于第四参考阈值时,控制进入所述第二涡轮增压器的涡轮室的废气流量减小;当所述发动机的进气压力值小于第五参考阈值时,控制进入所述第二涡轮增压器的涡轮室的废气流量增加,所述第四参考阈值大于所述第五参考阈值。
4.一种发动机涡轮增压系统,其特征在于,包括发动机、第一涡轮增压器、第二涡轮增压器、第一阀门、第二阀门和发动机控制模块,所述第一涡轮增压器的A/R值小于所述第二涡轮增压器的A/R值,所述A/R值为涡轮室的进气口面积与涡轮的半径之间的比值;
所述第一涡轮增压器的增压室出口和所述第二涡轮增压器的增压室出口均与所述发动机的进气口连接,所述第一涡轮增压器的涡轮室进口和所述第二涡轮增压器的涡轮室进口均与所述发动机的排气口连接,所述第一阀门配置为控制所述第一涡轮增压器的涡轮室进口与所述发动机的排气口之间的通断,所述第二阀门配置为控制所述第二涡轮增压器的涡轮室进口与所述发动机的排气口之间的通断;
所述发动机的内部设置有用于采集所述发动机的转速值的第一转速传感器,所述第一转速传感器、第一阀门和第二阀门均与所述发动机控制模块电连接,所述发动机控制模块设置为获取所述第一转速传感器采集的所述发动机的转速值、并根据所述发动机的转速值控制所述第一阀门和所述第二阀门的动作。
5.根据权利要求4所述的发动机涡轮增压系统,其特征在于,所述发动机的排气口处还设置有旁通管路,所述旁通管路上设置有第三阀门,所述第三阀门的开度可以调节。
6.根据权利要求5所述的发动机涡轮增压系统,其特征在于,所述第一涡轮增压器的内部设置有用于采集所述第一涡轮增压器的转速值的第二转速传感器,所述第二涡轮增压器的内部设置有用于采集所述第二涡轮增压器的转速值的第三转速传感器;
所述第二转速传感器、所述第三转速传感器和所述第三阀门均与所述发动机控制模块电连接,所述发动机控制模块设置为获取所述第二转速传感器采集的所述第一涡轮增压器的转速值和所述第三转速传感器采集的所述第二涡轮增压器的转速值、并根据所述第一涡轮增压器的转速值或所述第二涡轮增压器的转速值控制所述第三阀门的开度。
7.根据权利要求5或6所述的发动机涡轮增压系统,其特征在于,所述发动机的进气口处设置有用于采集所述发动机的进气压力值的进气压力传感器,所述进气压力传感器与所述发动机控制模块电连接,所述发动机控制模块设置为获取所述进气压力传感器采集的所述发动机的进气压力值、并根据所述发动机的进气压力值控制所述第三阀门的开度。
8.根据权利要求4所述的发动机涡轮增压系统,其特征在于,所述第一涡轮增压器的增压室出口处设置有仅供气体从所述第一涡轮增压器向所述发动机流通的第一单向阀;
所述第二涡轮增压器的增压室出口处设置有仅供气体从所述第二涡轮增压器向所述发动机流通的第二单向阀。
9.根据权利要求4所述的发动机涡轮增压系统,其特征在于,还包括中冷器,所述第一涡轮增压器的增压室出口和所述第二涡轮增压器的增压室出口均与所述中冷器的进口端连接,所述发动机的进气口与所述中冷器的出口端连接。
10.一种作业机械,其特征在于,包括如权利要求4-9任一项所述的发动机涡轮增压系统。
CN202210191165.6A 2022-02-25 2022-02-25 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统 Pending CN114562362A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210191165.6A CN114562362A (zh) 2022-02-25 2022-02-25 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统
PCT/CN2022/102356 WO2023159838A1 (zh) 2022-02-25 2022-06-29 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210191165.6A CN114562362A (zh) 2022-02-25 2022-02-25 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114562362A true CN114562362A (zh) 2022-05-31

Family

ID=81716262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210191165.6A Pending CN114562362A (zh) 2022-02-25 2022-02-25 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114562362A (zh)
WO (1) WO2023159838A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115506881A (zh) * 2022-09-28 2022-12-23 潍柴动力股份有限公司 一种发动机增压系统、控制方法及车辆
CN115638048A (zh) * 2022-12-26 2023-01-24 潍柴动力股份有限公司 双增压系统及其增压控制方法
WO2023159838A1 (zh) * 2022-02-25 2023-08-31 上海三一重机股份有限公司 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101082302A (zh) * 2006-05-30 2007-12-05 卡特彼勒公司 具有串联涡轮增压器的发动机的空气流系统
US20100024416A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Gladden John R Exhaust system having parallel asymmetric turbochargers and EGR
CN202718754U (zh) * 2012-09-12 2013-02-06 吴爽 涡轮增压器排气端智能可变a/r值机构
CN104632356A (zh) * 2014-12-18 2015-05-20 清华大学 带压缩空气储存装置的并联式发动机两级增压系统及车辆
CN108757158A (zh) * 2018-08-10 2018-11-06 芜湖钻石航空发动机有限公司 一种活塞发动机用涡轮增压器控制机构及其控制方法
CN111350555A (zh) * 2018-12-20 2020-06-30 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带流量控制阀的双涡卷涡轮

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030050110A (ko) * 2001-12-18 2003-06-25 현대자동차주식회사 차량용 터보챠저
EP1710415A1 (de) * 2005-04-04 2006-10-11 ABB Turbo Systems AG Mehrstufige Aufladung
WO2010100767A1 (ja) * 2009-03-06 2010-09-10 トヨタ自動車株式会社 多段過給システム制御装置
CN114562362A (zh) * 2022-02-25 2022-05-31 上海三一重机股份有限公司 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101082302A (zh) * 2006-05-30 2007-12-05 卡特彼勒公司 具有串联涡轮增压器的发动机的空气流系统
US20100024416A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Gladden John R Exhaust system having parallel asymmetric turbochargers and EGR
CN202718754U (zh) * 2012-09-12 2013-02-06 吴爽 涡轮增压器排气端智能可变a/r值机构
CN104632356A (zh) * 2014-12-18 2015-05-20 清华大学 带压缩空气储存装置的并联式发动机两级增压系统及车辆
CN108757158A (zh) * 2018-08-10 2018-11-06 芜湖钻石航空发动机有限公司 一种活塞发动机用涡轮增压器控制机构及其控制方法
CN111350555A (zh) * 2018-12-20 2020-06-30 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带流量控制阀的双涡卷涡轮

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023159838A1 (zh) * 2022-02-25 2023-08-31 上海三一重机股份有限公司 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统
CN115506881A (zh) * 2022-09-28 2022-12-23 潍柴动力股份有限公司 一种发动机增压系统、控制方法及车辆
CN115638048A (zh) * 2022-12-26 2023-01-24 潍柴动力股份有限公司 双增压系统及其增压控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023159838A1 (zh) 2023-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114562362A (zh) 发动机涡轮增压方法及发动机涡轮增压系统
JP5155980B2 (ja) ターボコンパウンドシステムおよびその運転方法
CN101701546B (zh) 相继增压系统防喘振控制装置和控制方法
US3190068A (en) Turbocharger for compressor driving engine
JP2007510861A (ja) ターボ過給機サージ検出
JPH0123655B2 (zh)
JP2010138875A (ja) 排気エネルギー回収装置
US20120152214A1 (en) Turbocharger system
CN105386857A (zh) 内燃机二级增压控制系统及其控制方法
CN106837528A (zh) 基于补气的相继增压柴油机润滑密封结构及其控制方法
JP5804756B2 (ja) 過給機システム、内燃機関及び過給機システムの制御方法
JP5964260B2 (ja) エンジンの排ガスエネルギー回収装置
JPS63265798A (ja) 船舶用の多重エンジン設備
CN204253169U (zh) 一种双独立涡轮可变增压器
CN212583814U (zh) 一种相继增压系统、发动机总成及车辆
KR20190135105A (ko) 차량의 서지 발생 방지방법
CN115638047A (zh) 相继增压系统及发动机
CN205154376U (zh) 内燃机二级增压控制系统
JPS60128930A (ja) 過給機付エンジンの過給圧制御装置
KR20030047305A (ko) 터보 차져 시스템 및 그 제어방법
CN115506881B (zh) 一种发动机增压系统、控制方法及车辆
JP5449509B2 (ja) 排気エネルギー回収方法および排気エネルギー回収装置
JPS5843568B2 (ja) 内燃機関の排気タ−ボ過給装置
JP5067268B2 (ja) 過給機付きエンジンの過給圧制御装置
JPS58195023A (ja) 排気タ−ボ過給機付き内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230118

Address after: 313000, No.18-666, Industrial Road, South Taihu High-tech Industrial Park, High-tech Zone, Wuxing District, Huzhou City, Zhejiang Province

Applicant after: Huzhou Sany Loader Co.,Ltd.

Address before: Block a, 318 Lianggang Avenue, Lingang Industrial Park, Pudong New Area, Shanghai

Applicant before: SHANGHAI SANY HEAVY MACHINERY Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220531

RJ01 Rejection of invention patent application after publication