一种用于相继增压防喘振的阀门控制系统及控制方法
本发明涉及一种用于相继增压防喘振的阀门控制系统及控制方法，通过第一支线、第二支线、第一旁通阀将燃气阀与受控涡轮机之间的第一排气管道与空气阀与发动机之间的第一进气管道连通，通过第三支线、第四支线以及第二旁通阀将空气阀与受控压气机之间的第一进气管与第二排气管道连通，在燃气阀和空气阀开启时间过短或过长造成受控压气机或基本压气机出气口流量不均衡时迅速使受控压气机或基本压气机响应至预期流量值状态使得空气阀两侧的流量值达到稳定范围，从而有效避开受控压气机或基本压气机出现空气倒流和喘振的现象，保证单增压模式平稳切换到双增压模式。
发明专利
CN202311560597.0
2023-11-21
CN117432520A
2024-01-23
F02B37/12(2006.01)
宁波大学
李亚飞;石凡;万岭;彭亮;辛建建
315000 浙江省宁波市江北区风华路818号
宁波甬致专利代理有限公司
袁波
浙江;33
1.一种用于相继增压防喘振的阀门控制系统，其特征在于，包括发动机(1)、基本增压器(2)、受控增压器(3)、阀门控制器(4)、第一旁通阀(17)和第二旁通阀(18)，所述发动机(1)上连通有第一进气管道(5)、第一排气管道(6)、第二进气管道(7)和第二排气管道(8)，所述基本增压器(2)包括同轴连接联动的基本压气机(2.1)和基本涡轮机(2.2)，所述基本压气机(2.1)的排气口与第二进气管道(7)连通，所述基本涡轮机(2.2)的进气口与第二排气管道(8)连通；所述受控增压器(3)包括同轴连接联动的受控压气机(3.1)和受控涡轮机(3.2)，所述受控压气机(3.1)的排气口与第一进气管道(5)连通，所述受控涡轮机(3.2)的进气口与第一排气管道(6)连通；所述第一进气管道(5)与第二进气管道(7)之间连通有进气连通管道(9)，所述第一排气管道(6)与第二排气管道(8)之间连通有排气连通管道(10)，所述第一排气管道(6)上设有燃气阀(11)，所述第一进气管道(5)上设有空气阀(12)，所述第一进气管道(5)对应受控压气机(3.1)出气口位置设有第一压力传感器(13)，所述空气阀(12)与发动机(1)之间的第一进气管道(5)上设有第二压力传感器(14)，所述燃气阀(11)上设有第一光电传感器(15)，所述第一光电传感器(15)用于实时监控燃气阀(11)的开启或关闭，所述空气阀(12)上设有第二光电传感器(16)，所述第二光电传感器(16)用于实时监控空气阀(12)的开启或关闭，所述燃气阀(11)、第一压力传感器(13)、空气阀(12)、第二压力传感器(14)、第一光电传感器(15)、第二光电传感器(16)、第一旁通阀(17)以及第二旁通阀(18)均与阀门控制器(4)电连接，所述第一旁通阀(17)的一端阀口通过第一支线(19)与受控涡轮机(3.2)和燃气阀(11)之间的第一排气管道(6)连通，所述第一旁通阀(17)的另一端阀口通过第二支线(20)与空气阀(12)和发动机(1)之间的第一进气管道(5)连通，所述第二旁通阀(18)的一端阀口通过第三支线(21)与空气阀(12)和受控压气机(3.1)之间的第一进气管道(5)连通，所述第二旁通阀(18)的另一端阀口通过第四支线(22)与第二排气管道(8)连通。 2.根据权利要求1所述的一种用于相继增压防喘振的阀门控制系统，其特征在于，所述第一进气管道(5)、第二进气管道(7)对应发动机(1)的进气口处分别设有空冷器(23)。 3.一种基于权利要求1-2任一项所述用于相继增压防喘振的阀门控制系统的阀门控制方法，其特征在于，所述阀门控制系统包括单增压模式和双增压模式，当阀门控制系统处于单增压模式时，通过阀门控制器(4)控制燃气阀(11)、空气阀(12)、第一旁通阀(17)以及第二旁通阀(18)关闭，所述发动机(1)运行排放的高温高压废气从第二排气管道(8)供给基本涡轮机(2.2)高速运转；当单增压模式切换为双增压模式时，首先开启燃气阀(11)，第一光电传感器(15)将燃气阀(11)开启的电信号发送给阀门控制器(4)，发动机(1)工作排放的高温高压废气分别通过第一排气管道(6)、第二排气管道(8)供给基本涡轮机(2.2)和受控涡轮机(3.2)，基本涡轮机(2.2)转速下降，受控涡轮机(3.2)开始运行；然后开启空气阀(12)，第二光电传感器(16)将空气阀(12)开启的电信号发送给阀门控制器(4)，阀门控制器(4)计算燃气阀(11)开启的电信号与空气阀(12)开启的电信号之间的时间差X，判断时间差X是否小于预设最小时间t1，若是，则判断燃气阀(11)与空气阀(12)开启时间间隔过短，并进入第一阀门调控模式；若否，则判断时间差X是否大于预设最大时间t2，若是，则判断燃气阀(11)开启时间间隔过长，进入第二阀门调控模式；否则，燃气阀(11)与空气阀(12)开启时间间隔满足预设时间区间[t1，t2]，所述第一旁通阀(17)、第二旁通阀(18)持续关闭状态； 所述第一阀门调控模式具体包括： a1、第一压力传感器(13)、第二压力传感器(14)分别检测空气阀(12)两端的压力值，并将空气阀(12)两端的压力值发送给阀门控制器(4)，阀门控制器(4)对两个压力值进行数据处理转化为对应的流量值，并判断空气阀(12)两端的流量差是否在预设流量范围Y内，若是，则进入a3，若否，则进入a2； a2、所述阀门控制器(4)控制空气阀(12)和第二旁通阀(18)关闭，所述阀门控制器(4)控制第一旁通阀(17)开启，致使来自第二进气管道(7)的空气依次沿进气连通管道(9)、第一进气管道(5)、第二支线(20)、第一支线(19)输入到第一排气管道(6)中，并与第一排气管道(6)中的高温高压废气混合，混合气体催动受控涡轮机(3.2)加速转动；进而同步带通受控压气机(3.1)同步加速转动，此时，受控压气机(3.1)进气口处的空气增加，受控压气机(3.1)出气口处的压力值上升；T时间后，返回a1； a3、通过所述阀门控制器(4)关闭第一旁通阀(17)，同时通过所述阀门控制器(4)开启空气阀(12)，所述阀门控制系统稳定进入双增压模式； 所述第二阀门调控模式具体包括： b1、所述第一压力传感器(13)、第二压力传感器(14)分别检测空气阀(12)两端的压力值，并将空气阀(12)两端的压力值发送个给阀门控制器(4)，阀门控制器(4)对两个压力值进行数据处理转化为两个对应的流量值，所述阀门控制器(4)判断空气阀(12)两端的流量差是否在预设流量范围Y"内，若是，则进入b3，否则，进入b2； b2、通过所述阀门控制器(4)关闭空气阀(12)和第一旁通阀(17)关闭，并通过所述阀门控制器(4)开启第二旁通阀(18)，使受控压气机(3.1)出气口处的空气依次沿第三支线(21)、第二旁通阀(18)、第四支线(22)进入第二排气管道(8)中，并与第二排气管道(8)中高温高压废气混合，混合气体催动基本涡轮机(2.2)加速转动，进而带动基本压气机(2.1)同步加速转动，使得基本压气机(2.1)进气口的流量值增大，基本压气机(2.1)出气口的处压力值增加，T"时间后，返回b1； b3、所述阀门控制器(4)控制第二旁通阀(18)关闭，所述阀门控制器(4)控制空气阀(12)开启，所述阀门控制系统稳定进入双增压模式。 4.根据权利要求3所述的一种阀门控制方法，其特征在于，所述预设最小时间t1为1.2s，所述预设最大时间t2为2.7s，所述预设时间区间[t1，t2]为[1.2s，2.7s]。 5.根据权利要求3所述的一种阀门控制方法，其特征在于，所述预设流量范围Y为0kg/s～1kg/s，所述预设流量范围Y"为4.7kg/s～6kg/s。 6.根据权利要求3所述的一种阀门控制方法，其特征在于，所述时间T和时间T"均为1s-3s。