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CN210799131U - 一种废气涡轮增压发动机恒压系统 - Google Patents

一种废气涡轮增压发动机恒压系统 Download PDF

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CN210799131U CN201921417197.3U CN201921417197U CN210799131U CN 210799131 U CN210799131 U CN 210799131U CN 201921417197 U CN201921417197 U CN 201921417197U CN 210799131 U CN210799131 U CN 210799131U
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袁永超
谭淼洪
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Guangdong Mechanical and Electrical College
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Guangdong Mechanical and Electrical College
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Abstract

本实用新型涉及一种废气涡轮增压发动机恒压系统，包括发动机、排气歧管、进气歧管、涡轮增压器、增压管、泄压回路管、发动机ECU，涡轮增压器设置有涡轮室、泵轮室，涡轮增压器的涡轮与泵轮同轴；废气经排气歧管进入涡轮室推动涡轮及泵轮转动，新鲜空气经泵轮压缩后经增压管和进气歧管进入发动机；泄压回路管的两端端口分别对接增压管尾端的泄压口、进气管上的回流口；进气歧管的入口设置有电子节气门，泄压口处设置有泄压阀门；发动机ECU调控电子节气门和泄压阀门。涉及带涡轮增压的发动机动力领域。解决了传统的废气涡轮增压系统加速动力输出滞后的问题，能调整增压管内的压力并保持恒压。

Description

一种废气涡轮增压发动机恒压系统
技术领域
本实用新型涉及带涡轮增压的发动机动力领域，尤其涉及一种废气涡轮增压发动机恒压系统。
背景技术
现有技术中的废气涡轮增压系统主要由涡轮机和泵轮机等构成，涡轮机的涡轮与泵轮机的泵轮同轴。将发动机排出的废气引入涡轮机，利用废气的能量推动涡轮机旋转，由此驱动泵轮压缩空气实现增压。涡轮机进气口与发动机排气歧管相连，涡轮机排气口则接在排气管上；泵轮机进气口对接安装有空气滤清器的进气管，泵轮机排气口则对接发动机的进气歧管。发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮机并膨胀做功，涡轮机的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的泵轮机的泵轮，在泵轮机中将新鲜气体压缩后再送入气缸，涡轮机与泵轮机装成一体称废气涡轮增压器。
其工作原理为：利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮机的涡轮，排出的废气流过涡轮叶片的越多，涡轮旋转速度就越快。涡轮带动同轴的泵轮，泵轮压缩空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，泵轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率。
传统的废气涡轮增压系统的控制原理为：通过对发动机排出的废气经过涡轮的废气量来调节涡轮与同轴泵轮的转速，多余的废气经涡轮机的旁通阀排出，从而实现增压和调节增压压力的目的；传统的废气涡轮增压系统的涡轮机由发动机控制模块控制(相当于电磁离合器)，在发动机没有达到正常工况时，废气直接从排气管排出，没有带动泵轮运转；发动机没有达到正在转速和工况时，废气涡轮增压系统不起作用，需等发动机启动热机完毕，并正常稳定转动后才开始工作，如此造成传统的废气涡轮增压系统加速动力输出滞后。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种废气涡轮增压发动机恒压系统，使涡轮增压器与发动机并同工作，只要发动机工作，发动机排出的废气就去推动涡轮与同轴的泵轮旋转增压，解决传统的废气涡轮增压系统加速动力输出滞后的问题；同时能调整增压管内的压力且能恒压在所需压力值范围内以适应发动机的进气量，有效提高废气涡轮增压发动机恒压系统的反应速度。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种废气涡轮增压发动机恒压系统，包括发动机、排气歧管、进气歧管、涡轮增压器、排气管、进气管、增压管、泄压回路管、发动机ECU；涡轮增压器设置有涡轮室、泵轮室，涡轮增压器包括设置在涡轮室内的涡轮、设置在泵轮室内的泵轮，泵轮与涡轮同轴；发动机排气口对接排气歧管的入口，排气歧管的出口对接涡轮室的入口，涡轮室的出口对接排气管的入口；进气管的出口对接泵轮室的入口，泵轮室的出口对接增压管的入口，增压管的出口对接进气歧管的入口，进气歧管的出口对接发动机进气口；
增压管的尾端设置有泄压口，进气管的靠近泵轮室的入口处设置有回流口，泄压回路管的两端端口分别对接泄压口、回流口；
进气管内设置有流量传感器，增压管、进气歧管内皆设置有压力传感器；进气歧管的入口设置有电子节气门，泄压口处设置有泄压阀门；发动机ECU调控电子节气门和泄压阀门。采用这种结构后，使涡轮增压器与发动机并同工作，只要发动机工作，发动机排出的废气就去推动涡轮与同轴的泵轮旋转增压，解决传统的废气涡轮增压系统加速动力输出滞后的问题；同时能调整增压管内的压力且能恒压在所需压力值范围内以适应发动机的进气量，有效提高废气涡轮增压发动机恒压系统的反应速度。
优选地，增压管、泄压回路管上皆设置有用于冷却气体的中冷器。有助于提高发动机工作性能。
优选地，进气管上设置有空气滤清器。有助于保证发动机工作稳定。
优选地，流量传感器设置进气管的位于空气滤清器之后的位置上。收集到的流量信息更有利于分析系统工作状况。
优选地，压力传感器设置在增压管上的靠近出口的位置。收集到的压力信息更有利于分析系统工作状况。
总的说来，本实用新型具有如下优点：
本实用新型中的一种废气涡轮增压发动机恒压系统能有效地解决传统废气涡轮增压系统加速动力输出滞后的缺点，使具有此系统的发动机的加速性能优越于同排量的传统废气涡轮增压发动机和自然吸气发动机，使发动机输出动力更快，扭矩更大；还能调整增压管内的压力且能恒压在所需压力值范围内以适应发动机的进气量，有效提高废气涡轮增压发动机恒压系统的反应速度。
附图说明
图1是一种废气涡轮增压发动机恒压系统的结构示意图。
图2是一种废气涡轮增压发动机恒压系统的控制原理示意图。
图中所示：
1-发动机，2-发动机ECU，3-涡轮增压器，4-流量传感器，5-中冷器，6-新鲜空气，7-电子节气门，8-压力传感器，9-废气，10-排气管的出口，11-进气管的入口，12-空气滤清器，13-进气歧管，14-排气歧管，15-三通管，16-泄压阀门，17泄压回路管，18-增压管。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
一种废气涡轮增压发动机恒压系统，包括发动机、排气歧管、进气歧管、涡轮增压器、排气管、进气管、增压管、泄压回路管、发动机ECU。
涡轮增压器设置有涡轮室、泵轮室，涡轮增压器包括设置在涡轮室内的涡轮、设置在泵轮室内的泵轮，泵轮与涡轮同轴。
发动机排气口对接排气歧管的入口，排气歧管的出口对接涡轮室的入口，涡轮室的出口对接排气管的入口；进气管的出口对接泵轮室的入口，泵轮室的出口对接增压管的入口，增压管的出口对接进气歧管的入口，进气歧管的出口对接发动机进气口；增压管的尾端设置有泄压口，进气管的靠近泵轮室的入口处设置有回流口，泄压回路管的两端端口分别对接泄压口、回流口；泄压回路管的端口可通过三通管与泄压口或回流口相接。
进气管内设置有流量传感器，增压管、进气歧管内皆设置有压力传感器；进气歧管的入口设置有电子节气门，泄压口处设置有泄压阀门；发动机ECU控制电子节气门和泄压阀门的启闭。其中，进气管上的流量传感器设置进气管的位于空气滤清器之后位置上，压力传感器设置在增压管上的靠近出口的位置。
增压管、泄压回路管上皆设置有用于冷却气体的中冷器；进气管上设置有空气滤清器。
发动机ECU根据流量传感器、压力传感器的信息，调控电子节气门、泄压阀门。其控制原理为：在发动机启动后，涡轮增压器在发动机排出的废气的作用下，推动涡轮增压器进行增压工作。发动机ECU通过安装在增压管内的压力传感器来监测增压管内的压力值。当发动机ECU监测到增压管内的压力过低时。发动机ECU会控制泄压阀门调小开度。当监测到增压管内的压力过高时，发动机ECU会控制泄压阀门调大开度进行泄压。当监测到增压管内的压力值在发动机工作的规定范围内，发动机ECU会控制泄压阀门保持开度，使发动机继续正常运转。
本实用新型的工作原理是：让涡轮增压器始终与发动机并同工作，只要发动机工作，排气岐管内的废气就全部去推动涡轮与同轴的泵轮旋转增压。由于排气歧管排出的废气量始终多于进气岐管进气量的需求，当增压管内的压力传感器检测到压力高于标准值时，发动机ECU会控制泄压阀门打开进行泄压，当压力低于规定值时，发动机ECU控制泄压阀门关小，使增压管内的压力恒压在规定值内。泄压阀门泄出来的气体会经过泄压回路管上的中冷器降温后重新回到涡轮增压器的泵轮室进行增压。
本实用新型的工作过程如下：
1)启动状态：
当发动机启动时，因涡轮增压器与排气歧管直接连通，涡轮增压器与发动机同步工作。
2)怠速状态：
发动机在怠速状态时，涡轮增压器由排气歧管排出的废气推动涡轮增压器增压，使增压管内的压力增大，通过增压管内的进气传感器检测增压管内的压力值，当压力值高于规定值后，通过打开泄压阀门进行泄压；当压力过低时，关小泄压阀门，使增压管内的压力维持在发动机所需的进气压力值。
3)低速小负荷状态：
发动机在低速运转时，所需的进气压力不高，由于涡轮增压器始终与发动机同步工作，增压管内的压力在升高，所以需要通过泄压阀门泄掉部分压力，使增压管内的压力恒压在发动机需要的压力值。
4)加速或大负荷时：
通过涡轮增压器增压和泄压阀门泄压，保持恒压状态，当发动机ECU检测到加速踏板在加速时，发动机ECU会控制泄压阀门缓慢关闭，泄压阀门的开度与电子节气门开度相反，当电子节气门开度慢慢开大，泄压阀门的开度就慢慢关小，使大部分增压后的新鲜空气进入发动机气缸内。
5)急加速状态：
发动机在正常工况时，废气涡轮增压发动机恒压系统保持在恒压状态，发动机ECU通过驾驶员踩加速踏板的幅度和时间来判断是否是急加速状态，当发动机ECU识别到是急加速状态时，发动机ECU会控制泄压阀门迅速关闭，增压管内压力迅速提高，使更多增压后的新鲜空气迅速进入发动机气缸内，从而提升发动机的响应及动力性能。当发动机ECU识别到驾驶员的加速踏板在减速时，发动机ECU控制泄压阀门泄压，使增压管内的压力维持在恒压状态，让发动机以正常工况运行。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种废气涡轮增压发动机恒压系统，其特征在于：包括发动机、排气歧管、进气歧管、涡轮增压器、排气管、进气管、增压管、泄压回路管、发动机ECU；
涡轮增压器设置有涡轮室、泵轮室，涡轮增压器包括设置在涡轮室内的涡轮、设置在泵轮室内的泵轮，泵轮与涡轮同轴；发动机排气口对接排气歧管的入口，排气歧管的出口对接涡轮室的入口，涡轮室的出口对接排气管的入口；进气管的出口对接泵轮室的入口，泵轮室的出口对接增压管的入口，增压管的出口对接进气歧管的入口，进气歧管的出口对接发动机进气口；
增压管的尾端设置有泄压口，进气管的靠近泵轮室的入口处设置有回流口，泄压回路管的两端端口分别对接泄压口、回流口；
进气管内设置有流量传感器，增压管、进气歧管内皆设置有压力传感器；进气歧管的入口设置有电子节气门，泄压口处设置有泄压阀门；发动机ECU调控电子节气门和泄压阀门。
2.按照权利要求1所述的一种废气涡轮增压发动机恒压系统，其特征在于：增压管、泄压回路管上皆设置有用于冷却气体的中冷器。
3.按照权利要求1所述的一种废气涡轮增压发动机恒压系统，其特征在于：进气管上设置有空气滤清器。
4.按照权利要求3所述的一种废气涡轮增压发动机恒压系统，其特征在于：流量传感器设置进气管的位于空气滤清器之后的位置。
5.按照权利要求1所述的一种废气涡轮增压发动机恒压系统，其特征在于：压力传感器设置在增压管上的靠近出口的位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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