一种高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能系统及方法
本发明公开了一种高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能系统及方法，属于柴油机技术领域，包括：电机控制器：与柴油机控制器通讯，接收柴油机控制器的进气压力信号，上传高速电机的档位状态信号，实现对高速电机工作介入与退出的控制；控制电缆：连接电机控制器与高速电机和柴油机控制器，为高速电机和柴油机控制器传递控制信号和驱动电流；高速电机：集成了档位控制模块、电机连接轴和霍尔元件；增压器进气管：安装在增压器压气机进气口上。本发明在起动时和起步时，可以使柴油机增压器进入高速旋转，以提高进气压力，进而提高柴油机的起动性能和低速性能，降低柴油机缸内积碳的生成，提升车辆在高海拔环境的使用性能。
发明专利
CN202311478932.2
2023-11-08
CN117489469A
2024-02-02
F02B37/10(2006.01)
河北华北柴油机有限责任公司
赵清旭;赵子赛;刘晓伟;胡春萍;扈钰涛;郝明星;周潇恒;张楠;高梦洁
050000 河北省石家庄市中山西路上庄镇
石家庄众志华清知识产权事务所(特殊普通合伙)
田秀芬
河北;13
1.一种高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能系统，其特征在于：安装在柴油机涡轮增压器上，包括： 电机控制器（1）：与柴油机控制器（2）通讯，接收柴油机控制器（2）的进气压力信号，上传高速电机（3）的档位状态信号，实现对高速电机（3）工作介入与退出的控制，控制高速电机（3）的档位模块进入驱动档或待机档； 控制电缆（7）：连接电机控制器（1）与高速电机（3）和柴油机控制器（2），为高速电机（3）和柴油机控制器（2）传递控制信号和驱动电流； 高速电机（3）：集成了档位控制模块（31）、电机连接轴（32）和霍尔元件（33）；所述电机连接轴（32）能够与增压器转子轴（5）啮合； 增压器进气管（4）：安装在增压器压气机进气口上，通过止口刚性连接，增压器进气管（4）上设置有高速电机（3）的安装副附座，高速电机（3）通过止口定位安装在安装副附座上。 2.根据权利要求1所述的高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能系统，其特征在于：所述电机控制器（1）包括电源模块、通讯模块、隔离电路模块、PWM控制电路模块和电机驱动模块；电源模块将电源滤波后为后级电路提供稳定直流电压,包括MIC5219降压芯片为隔离电路模块提供5V稳定直流电压、LM2596降压芯片为电机驱动模块提供给12V稳定直流电压；通讯模块采用TCAN1462-Q1汽车工业级芯片，CAN2.0B总线通讯协议，与柴油机控制器（2）通讯；隔离电路模块采用74LVC245芯片，实现将控制电路与驱动电路隔离，防止驱动电路对前级电路的电磁干扰；PWM控制电路模块采用半桥驱动芯片IR2140S，实现对半桥驱动电路的控制；电机驱动模块采用NMOS管组成半桥驱动电路，实现对电机电流、旋转方向、档位输出信号的控制。 3.根据权利要求1所述的高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能系统，其特征在于：所述控制电缆（7）包括档位控制线（71）、电流信号线（72）、电机驱动线（73）和柴油机控制器信号线（74）。 4.根据权利要求1所述的高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能系统，其特征在于：档位控制模块（31）用于控制电机连接轴（32）的位置，分别为1档和0档，1档为驱动档，接收控制器的1档信号后，电机连接轴（32）旋转伸出，与增压器转子轴（5）连接，连接稳固后发送档位信号，控制器输出大电流，驱动高速电机（3）高速旋转，带动增压器转子转动；0档为待机档，高速电机（3）不旋转；霍尔元件（33）检测高速电机（3）转速并反馈给电机控制器（1）实现对电机驱动电流的闭环控制，从而可控制高速电机（3）的工作转速。 5.根据权利要求1所述的高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能系统，其特征在于：增压器进气管（4）上与增压器连接的止口和与高速电机（3）连接的附座止口高同轴度。 6.一种高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能方法，其特征在于：使用如权利要求1～5任一项所述的高海拔环境下提升柴油机起动和起步性能系统，包括以下步骤： S1、电机控制器（1）上电，电机控制器（1）通过档位控制箱（71）输出信号，控制档位在1档信号；电机连接轴（32）缓慢旋转伸出与增程器转子轴（5）啮合，通过电流信号线（72）输出高速电机（3）高速旋转信号，电流增大；高速电机（3）进入高速转动，带动增压器转子旋转； S2、柴油机进气管内压力升高至进入限值时，柴油机控制器信号线（74）向柴油机控制器（2）输出起动信号；柴油机控制器（2）控制柴油机起动； S3、车辆起步，柴油机控制器（2）输出油门指令；柴油机转速和扭矩提升；废气吹动增压器起作用； S4、高速电机（3）负载降低，电流下降至预设低值，电机控制器（1）通过电流信号线（72）反馈信号；进气压力达到高速电机（3）退出限值，电机控制器（1）输出裆位信号0；电机连接轴（32）迅速退回；电机控制器（1）进入待机状态。