Способ (варианты) и система для управления наддувом - RU2017107120A
Код документа: RU2017107120A
Формула
1. Способ для системы двигателя с наддувом, содержащий шаг, на котором:
регулируют турбину с изменяемой геометрией (ТИГ) на основании разности между выпускным давлением и впускным давлением с целью снижения указанной разности.
2. Способ по п. 1, в котором дополнительно, в ходе указанного регулирования, поддерживают требуемое давление наддува, причем указанное регулирование дополнительно основано на одном или более из следующих параметров: поток воздуха, поток отработавших газов, скорость вращения двигателя, скорость вращения двигателя в сочетании с нагрузкой, скорость вращения турбонагнетателя, подача топлива, крутящий момент (нагрузка), выпускное давление и внешние условия, в числе которых внешняя температура и внешнее давление.
3. Способ по п. 1, в котором дополнительно регулируют ТИГ с замкнутым контуром обратной связи на основании скорости вращения двигателя, выпускного давления и разности между выпускным давлением и впускным давлением, а также на основании сравнения заданного давления наддува с фактическим давлением наддува.
4. Способ по п. 3, в котором указанное регулирование с замкнутым контуром обратной связи содержит планирование коэффициента передачи для регулирования геометрии ТИГ на основании, как скорости вращения двигателя, так и выпускного давления, и указанное регулирование дополнительно содержит изменение аспектного отношения ТИГ на основании указанного запланированного коэффициента передачи.
5. Способ по п. 4, в котором регулирование на основании указанного коэффициента передачи содержит, в первом режиме, увеличение аспектного отношения ТИГ при уменьшении скорости вращения двигателя и/или при увеличении выпускного давления, и уменьшение аспектного отношения ТИГ при увеличении скорости вращения двигателя и/или при уменьшении выпускного давления; и
во втором режиме, увеличение аспектного отношения ТИГ при увеличении скорости вращения двигателя и/или выпускного давления, и уменьшение аспектного отношения ТИГ при уменьшении скорости вращения двигателя и/или выпускного давления.
6. Способ по п. 1, в котором указанное регулирование осуществляют в ответ на превышение первого порогового значения разностью между выпускным давлением и впускным давлением.
7. Способ по п. 6, в котором дополнительно регулируют клапан рециркуляции отработавших газов (РОГ), соединенный с системой РОГ, на основании разности между выпускным давлением и впускным давлением с целью снижения указанной разности, причем указанное регулирование также основано на скорости вращения двигателя и выпускном давлении, при этом регулирование клапана РОГ содержит увеличение открытия клапана РОГ при уменьшении скорости вращения двигателя и/или при увеличении выпускного давления, и уменьшение открытия указанного клапана при увеличении скорости вращения двигателя и/или уменьшении выпускного давления.
8. Способ по п. 6, в котором дополнительно регулируют перепускной клапан, соединенный с перепускным каналом, на основании разности между выпускным давлением и впускным давлением с целью снижения указанной разности, причем указанное регулирование дополнительно основано на скорости вращения двигателя и выпускном давлении, причем регулирование перепускного клапана содержит увеличение открытия перепускного клапана при уменьшении скорости вращения двигателя и/или при увеличении выпускного давления, и уменьшение открытия перепускного клапана при увеличении скорости вращения двигателя и/или при уменьшении выпускного давления.
9. Способ по п. 7, дополнительно содержащий регулирование геометрии ТИГ и клапана РОГ в ответ на превышение разностью между выпускным давлением и впускным давлением второго порогового значения, причем второе пороговое значение является более высоким, чем первое пороговое значение.
10. Способ для двигателя, содержащий шаги, на которых:
во время первого состояния эксплуатации двигателя с наддувом, в ответ на превышение разностью давлений между выпускным коллектором и впускным коллектором первого порогового значения, выборочно регулируют исполнительное устройство лопатки турбины с изменяемой геометрией (ТИГ);
во время второго состояния эксплуатации двигателя с наддувом, в ответ на превышение разностью давлений первого порогового значения, выборочно регулируют клапан рециркуляции отработавших газов (РОГ);
во время третьего состояния эксплуатации двигателя с наддувом, в ответ на превышение разностью давлений первого порогового значения, выборочно регулируют перепускной клапан; и
во время каждого из первого, второго и третьего состояний, поддерживают давление наддува.
11. Способ по п. 10, в котором дополнительно, во время четвертого состояния эксплуатации двигателя с наддувом, регулируют исполнительное устройство лопатки ТИГ, клапан РОГ и перепускной клапан в ответ на превышение указанной разностью давлений второго порогового значения, являющегося более высоким, чем первое пороговое значение, причем во время каждого из первого, второго и третьего состояний указанное регулирование дополнительно основано на отношении давления в выпускном коллекторе к давлению во впускном коллекторе.
12. Способ по п. 11, в котором двигатель содержит впускной компрессор, причем указанное первое состояние содержит эксплуатацию двигателя на пределе стабильности сгорания или с запасом от указанного предела, не превышающим пороговый запас по стабильности сгорания, а указанное второе состояние содержит эксплуатацию компрессора на пределе помпажа компрессора или с запасом от указанного предела, не превышающим пороговый запас по помпажу компрессора.
13. Способ по п. 10, в котором регулирование исполнительного устройства лопатки ТИГ во время первого состояния и регулирование клапана РОГ во время второго состояния содержат регулирование с использованием коэффициента передачи, который зависит от скорости вращения двигателя и давления в выпускном коллекторе и который увеличивают при уменьшении скорости вращения двигателя и/или при увеличении давления в выпускном коллекторе.
14. Способ по п. 10, в котором регулирование исполнительного устройства лопатки ТИГ и клапана РОГ содержит регулирование с применением пропорционально-интегрального (ПИ) контроллера и с использованием первого члена, определяемого на основании скорости вращения двигателя, оценочного значения давления во впускном коллекторе, целевого давления во впускном коллекторе и оценочного значения давления в выпускном коллекторе, а затем регулирование с применением пропорционально-дифференциального (ПД) контроллера с использованием второго члена, определяемого на основании скорости вращения двигателя, оценочного значения выпускного давления и разности между оценочным значением давления в выпускном коллекторе и оценочным значением давления во впускном коллекторе.
15. Способ по п. 14, в котором указанное выборочное регулирование во время первого состояния содержит приведение в действие исполнительного устройства лопатки ТИГ для увеличения, на основании указанных первого члена и второго члена, открытия лопаток ТИГ с целью увеличения аспектного отношения ТИГ, а во время второго состояния выборочное регулирование содержит открывание, на основании первого члена и второго члена, клапана РОГ с целью увеличения открытия канала РОГ.
16. Способ по п. 10, в котором разность давлений между выпускным коллектором и впускным коллектором вычисляют на основании оценочного значения впускного давления, полученного от датчика давления во впускном коллекторе, и оценочного значения выпускного давления, полученного от датчика давления в выпускном коллекторе.
17. Система двигателя, содержащая:
двигатель, содержащий впускной коллектор и выпускной коллектор;
турбонагнетатель, предназначенный для подачи форсированного воздушного заряда в двигатель, причем указанный турбонагнетатель содержит турбину с изменяемой геометрией (ТИГ), приводимую в действие отработавшими газами, выполненную с возможностью приводить в действие впускной компрессор, содержащую лопатки для изменения аспектного отношения указанной турбины;
перепускной канал, подключенный параллельно указанной турбине, приводимой в действие отработавшими газами, содержащий перепускной клапан;
систему рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержащую канал рециркуляции отработавших газов с клапаном РОГ, выполненный с возможностью рециркуляции отработавших газов из выпускного коллектора во впускной коллектор;
первый датчик давления, соединенный со впускным коллектором;
второй датчик давления, соединенный с выпускным коллектором;
контроллер с машиночитаемыми командами, сохраненными в энергонезависимой памяти для:
при эксплуатации двигателя с включенным наддувом,
снижения разности между давлением в выпускном коллекторе и давлением во впускном коллекторе посредством регулирования по меньшей мере одного параметра из числа следующих: аспектное отношение указанной турбины, приводимой в действие отработавшими газами, открытие указанного перепускного клапана и открытие указанного клапана рециркуляции отработавших газов.
18. Система по п. 17, в которой снижение разности между давлением в выпускном коллекторе и давлением во впускном коллекторе содержит увеличение по меньшей мере одного параметра из числа следующих: открытие лопатки ТИГ, открытие перепускного клапана и открытие клапана РОГ, в ответ на превышающий пороговое значение рост разности между давлением в выпускном коллекторе и давлением во впускном коллекторе.
19. Система по п. 18, в которой увеличение по меньшей мере одного параметра из числа следующих: открытие лопатки ТИГ, открытие перепускного клапана и открытие клапана РОГ, - содержит вычисление одного или более управляющих членов посредством по меньшей мере одного контроллера из числа таких, как пропорционально-интегральный (ПИ) контроллер, пропорционально-дифференциальный (ПД) контроллер и пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) контроллер, на основании скорости вращения двигателя, давления во впускном коллекторе и давления в выпускном коллекторе, и также содержит управление по меньшей мере одним параметром из числа следующих: открытие лопатки ТИГ, открытие перепускного клапана и открытие клапана РОГ в соответствии с этим вычисленным коэффициентом передачи.
20. Система по п. 19, в которой снижение разности между давлением в выпускном коллекторе и давлением во впускном коллекторе содержит регулирование по меньшей мере одного из следующего: лопатки ТИГ, перепускной клапан и клапан РОГ, - на основании скорости вращения двигателя и выпускного давления, причем по меньшей мере один параметр из числа таких, как положение лопатки ТИГ, открытие перепускного клапана и открытие клапана РОГ, увеличивают при уменьшении скорости вращения двигателя или увеличении давления в выпускном коллекторе, и по меньшей мере один параметр из числа таких, как положение лопатки ТИГ, открытие перепускного клапана и открытие клапана РОГ, уменьшают при увеличении скорости вращения двигателя или снижении давления в выпускном коллекторе.
