[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

发明内容

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，本发明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。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

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。

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。

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。

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：

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。