一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置及控制方法，增压装置包括主压气机、涡轮、脉冲进气压气机和脉冲爆震管；空气过滤器依次通过主压气机、进气中冷器和进气总管与发动机进气口相连，发动机排气口通过排气总管与涡轮相连，涡轮通过传动轴连接主压气机，在涡轮与脉冲进气压气机之间设有电磁离合器，脉冲进气压气机通过第一电磁阀与脉冲爆震管相连，脉冲爆震管的排气口通过第二电磁阀与排气总管相连。本发明专利技术分别用两个压气机向柴油机及脉冲爆震燃烧室提供进气，避免向柴油机缸内进气的分流并有效提升脉冲爆震燃烧室的进气量，优化了整个系统的设计匹配，提升了柴油机的瞬态性能。机的瞬态性能。机的瞬态性能。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机燃烧及控制领域，尤其涉及一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置及控制方法。

技术介绍

[0002]传统的增压技术存在增压响应时间长、高原地区增压效果不佳的问题。这些问题能通过使用爆震增压技术得到改善。同Diesel等压相比，循环脉冲爆震燃烧具有循环热效率高、单位推重比大、燃烧过程自增压等优点，如图1。
[0003]在常规工况下，脉冲爆震燃烧室(Pulse Detonation Combusiton Chambar，后简称PDC)进口阀门关闭，柴油机正常工作。当在柴油机小负荷运行时，瞬间提升其输出功率，由于废气涡轮增压的响应迟滞，柴油机自身的加速性能无法满足需求。此时提前打开爆震加力燃烧室阀门并控制燃油系统喷射燃油，利用爆震燃烧技术高速燃烧放热、定容升压等技术特点，在极短时间内获得高温高压工质，推动涡轮增压器快速转动，为柴油机提供充足的进气充量。已有的脉冲增压技术通常把脉冲增压爆震管排气端直接连接在排气管，将脉冲爆震气体与发动机废气在排气管混合，以此来提高涡轮进气的压力和温度，使得压气机出口的其他压力更高。但是此种方法存在爆震管进气困难的问题，在爆震管扫气的过程中，排气管的压力高于爆震管本身，使得爆震管无法有效的排出废气，同时脉冲爆震管内部的连续起爆存在困难。因此，研发一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置及控制方法是个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于传统脉冲增压扫气困难，不能实现连续的稳定起爆的问题，本专利技术提供了一种用两个压气机并联，并用单涡轮带动的方案，提高了爆震管进气的压力，实现了爆震管的自然扫气，使得爆震管能够稳定的连续起爆。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置，包括主压气机、涡轮、脉冲进气压气机和脉冲爆震管。空气过滤器通过管道与所述主压气机的进气口相连，所述主压气机的排气口通过管道与所述进气中冷器相连，所述进气中冷器通过进气总管与发动机的进气口相连，所述发动机的排气口通过排气总管与所述涡轮相连，所述涡轮通过传动轴连接所述主压气机，在所述涡轮与所述脉冲进气压气机之间设有电磁离合器，所述脉冲进气压气机通过第一连接管道与所述脉冲爆震管相连，在所述第一连接管道上设有第一电磁阀，所述脉冲爆震管的排气口通过第二连接管道与排气总管相连，在所述第二连接管道上设有第二电磁阀。
[0007]进一步的，本装置还包括ECU控制单位，所述ECU控制单位分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、电磁离合器以及脉冲爆震管中的喷油器和火花塞电连接。
[0008]进一步的，所述电磁离合器的一端连接第一传动轴，另一端连接第二传动轴，所述
涡轮的叶轮和主压气机的叶轮安装在第一传动轴上，所述脉冲进气压气机的叶轮安装在第二传动轴上。
[0009]一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置的控制方法，其步骤如下：
[0010]第一步准备阶段，在发动机启动或者发动机的负荷率从0％
‑
10％低负荷上升至70％
‑
80％高负荷以后，ECU控制单位判断需要增大进气压力以提高进气流量。
[0011]第二步增压阶段，ECU控制单位控制电磁离合器吸合和第一电磁阀、第二电磁阀开启，使得部分压缩空气进入脉冲爆震管内，同时ECU控制单位控制脉冲爆震管内喷油器喷油，并在扫气结束后点火并控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀保持开启，脉冲爆震管内发生爆震，并排出高温高压气体与发动机排气混合，提高涡轮进气压力和温度，使得压气机出口压力进一步提升，缩短了发动机扭矩响应时间。
[0012]第三步脱离阶段，因为脉冲进气压气机在部分工况不需要运行，所以在涡轮与脉冲进气压气机之间安装了电磁离合器，并由ECU控制单位控制。在脉冲增压系统脱出或者不工作时，断开电磁离合器并关闭脉冲爆震管两端的第一电磁阀和第二电磁阀，脉冲增压装置对发动机无影响。
[0013]相对于现有技术，本专利技术所述的一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置及控制方法具有以下优势：
[0014](1)本专利技术相比于传统的废弃增压发动机新增了PDC系统，为涡轮增压器提供了额外的动力来源，大幅度提升了发动机的动力性、机动性与环境适应性。
[0015](2)本专利技术应用了先进的爆震燃烧技术，有燃烧快，推力大，体积小响应快的特点，适用于一般发动机的安装使用。
[0016](3)本专利技术在以上的基础上，设计了用单涡轮驱动两个压气机的方案，充分利用了废弃能量，并消除了排气能量相互干扰的问题，大幅度提升了能量转换效率。
附图说明
[0017]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1是理想爆震循环与理想等压循环的T
‑
S图；
[0019]图2是本专利技术发动机及PDC耦合系统布置图；
[0020]图3是基于多种喷射方式的PDC装置布置图；
[0021]图4是在不使用本装置和使用本装置的两种情况下，进入发动机气缸的进气压力值数据对比图；
[0022]图5是本专利技术中涡轮与主压气机、脉冲进气压气机的连接示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1、发动机；2、进气总管；3、排气总管；4、进气中冷；5、第一电磁阀；6、脉冲爆震管；7、主压气机；8、涡轮；9、脉冲进气压气机；10、电磁离合器；11、空气过滤器；12、ECU控制单位；13、第二电磁阀；14、涡轮的叶轮；15、主压气机的叶轮；16、脉冲进气压气机的叶轮；17、第一传动轴；18、第二传动轴
具体实施方式
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置，其特征在于：包括主压气机、涡轮、脉冲进气压气机和脉冲爆震管；空气过滤器通过管道与所述主压气机的进气口相连，所述主压气机的排气口通过管道与所述进气中冷器相连，所述进气中冷器通过进气总管与发动机的进气口相连，所述发动机的排气口通过排气总管与所述涡轮相连，所述涡轮通过传动轴连接所述主压气机，在所述涡轮与所述脉冲进气压气机之间设有电磁离合器，所述脉冲进气压气机通过第一连接管道与所述脉冲爆震管相连，在所述第一连接管道上设有第一电磁阀，所述脉冲爆震管的排气口通过第二连接管道与排气总管相连，在所述第二连接管道上设有第二电磁阀。2.根据权利要求1所述的一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置，其特征在于：本装置还包括ECU控制单位，所述ECU控制单位分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、电磁离合器以及脉冲爆震管中的喷油器和火花塞电连接。3.根据权利要求1或2所述的一种柴油机双压气机并联自循环脉冲增压装置，其特征在于：所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爽，
申请(专利权)人：天津市津聿动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：