CN104018934B - 用于发动机的增压系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于发动机的增压系统，包括：汽缸体，进气歧管，排气歧管，第三增压路径以及电动增压器，其中，所述汽缸体形成燃烧室；所述进气歧管连接到所述汽缸体以向其供应环境空气；所述排气歧管收集从所述燃烧室排出的排放气体并将所述排放气体引导至环境中；所述第三增压路径将所述进气歧管的入口连接到所述排气歧管；所述电动增压器通过所述第三增压路径将压缩的空气供应至所述排气歧管。发动机的反应性得到了提高并且所述发动机的稳定性得到了加强。

Description

用于发动机的增压系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年2月28日提交的韩国专利申请No.10-2013-0022419的优先权，该申请的全部内容以引用的形式结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及用于发动机的增压系统，更具体而言，涉及能够通过使用电动增压器将空气喷射至排气歧管的用于发动机的增压系统。
背景技术
通常，在车辆中，环境空气被引入车辆内，与燃料混合并供应至发动机，并且发动机点燃空气和燃料的混合物以获得驱动车辆所需的动力。
此处，为了在通过驱动发动机而产生动力过程中的燃烧，必须充足地供应环境空气，以获得发动机的期望的输出和燃烧效率。因此，为了提高燃烧效率并提高发动机的输出，增压用于燃烧的空气并供应增压的空气的增压器或涡轮增压器被应用至车辆。
增压器具有通过使用从发动机排出的排放气体的压力而压缩待供应至发动机的空气的结构。
然而，在仅利用排放气体的压力压缩进入的空气并根据车辆的行驶情况将其供应至发动机方面存在限制，因此，近来将通过使用电动机来驱动压缩机以压缩进入的空气并将其供应的电动增压器应用于车辆。
电动增压器作用为朝向排气歧管辅助地喷射空气，以便在涡轮增压器运行之前的涡轮迟滞间隔中提高发动机的反应性。
在通过使用如上所述的电动增压器朝向排气歧管辅助地喷射气体的系统中，需要缩短空气喷射流动通道的长度以提高发动机的反应性，并且在将空气辅助喷射后向外排放增压的空气以稳定发动机。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供了用于发动机的增压系统，其具有的优点在于：通过使用电动增压器而经由较短的流动通道朝向排气歧管有效地喷射压缩的气体来提高发动机的反应性，并且在压缩的气体朝向排气歧管喷射之后通过向外排出增压的空气来稳定发动机。
本发明的各个方面提供了用于发动机的增压系统，包括：汽缸体，进气歧管，排气歧管，第三增压路径以及电动增压器，其中，所述汽缸体形成燃烧室；所述进气歧管连接到所述汽缸体以向其供应环境空气；所述排气歧管收集从所述燃烧室排出的排放气体并将排放气体引导至外部；所述第三增压路径将所述进气歧管的入口连接到所述排气歧管；所述电动增压器通过所述第三增压路径将压缩的空气供应至所述排气歧管。
增压系统可以进一步包括空气控制阀，所述空气控制阀安装在所述第三增压路径内，以便控制通过所述第三增压路径供应至所述排气歧管的压缩的空气的供应。
所述增压系统可以进一步包括：涡轮增压器，中间冷却器，第一增压路径以及第二增压路径，其中，所述涡轮增压器通过使用从所述燃烧室排出的排放气体的压力压缩环境空气，并且将压缩的空气供应至所述燃烧室；所述中间冷却器冷却从所述涡轮增压器供应至所述燃烧室的压缩的空气；所述第一增压路径连接所述涡轮增压器和所述中间冷却器；所述第二增压路径连接所述中间冷却器和所述进气歧管，其中所述电动增压器连接到所述第二增压路径。
所述增压系统可以进一步包括：旁通阀，所述旁通阀打开和关闭所述第二增压路径，其中所述电动增压器的入口可以连接到在所述旁通阀和所述中间冷却器之间的第二增压路径，并且所述电动增压器的出口可以连接到在所述旁通阀和所述进气歧管之间的第二增压路径。
所述增压系统可以进一步包括：再循环阀，所述再循环阀将在所述第三增压路径内的压缩的空气排出至外部。
允许环境空气流入其中的进气路径可以连接到所述涡轮增压器；过滤包括在环境空气内的外来物质的空气滤清器可以安装在所述进气路径内；可以安装打开和关闭所述进气路径的打开和关闭阀；允许通过所述排气歧管排出的部分量的排放气体引入所述进气路径的再循环路径可以连接到所述进气路径；冷却排放气体的EGR(排放气体再循环)冷却器可以安装在所述再循环路径内；并且可以设置控制阀，所述控制阀控制通过所述再循环路径引入至所述进气路径的排放气体。
所述控制阀和所述打开和关闭阀可以组成集成的阀单元。
可以设置感测所述第三增压路径的压力的压力传感器；并且可以设置发动机控制单元，所述发动机控制单元通过检测所述第三增压路径的压力来控制所述再循环阀和所述旁通阀。
当通过所述压力传感器感测的所述第三增压路径的压力高于预先设定的压力时，所述发动机控制单元可以控制所述再循环阀使其打开，以将在所述第三增压路径内的压缩的空气排出至外部。
所述发动机控制单元可以依次执行：控制所述电动增压器使其运行；控制所述空气控制阀使其打开并控制所述旁通阀使其关闭；在经过预先确定的时间后，控制所述空气控制阀使其关闭并控制所述旁通阀使其打开；控制所述电动增压器使其关闭；通过所述压力传感器来感测所述第三增压路径的压力；以及根据通过所述压力传感器感测的压力控制所述再循环阀的打开和关闭。
对根据本发明的各个方面的用于发动机的增压系统来说，由于电动增压器设置在所述中间冷却器和所述进气歧管之间，因此通过所述电动增压器喷射至所述排气歧管的压缩的空气的注射流动路径的长度被缩短，从而提高了发动机的反应性。
而且，在压缩的空气通过所述电动增压器喷射之后，通过所述电动增压器推动的压缩的空气通过所述再循环阀有效地排出至外部。因此，稳定了所述发动机，并且当所述电动增压器运行异常时，能够确保稳定性。
本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为示出根据本发明的示例性的用于发动机的增压系统的构造的视图。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
参考图1，允许空气或空气和燃料的混合物被引入其中的进气歧管20连接到形成发动机的燃烧室的汽缸体10，并且用于将在燃烧室内燃烧之后产生的排放气体从汽缸体10排出的进气歧管30连接到汽缸体10。
涡轮增压器TC分别连接到排气歧管30和进气歧管20，以便通过使用经由排气歧管30排出的排放气体的压力压缩空气并将压缩的空气供应至进气歧管20。
也即，组成涡轮增压器TC的涡轮机连接到排气歧管30，并且组成涡轮增压器TC的叶轮连接到进气歧管20。
而且，排放路径40连接到排气歧管30，以便将引入排气歧管30的排放气体引导到外部，也即，引导到环境中。
催化转化器安装在排放路径40内，以便减少包括在经由排放路径40排出的排放气体内的有害成分。催化转化器可以包括预热催化转化器WCC和地板下催化转化器UCC。
再循环路径42连接到在两个催化转化器WCC和UCC之间的排放路径40，以便将部分的排放气体再循环至汽缸体10，并且排放气体再循环冷却器50安装在再循环路径42内，以便降低排放气体的温度。
允许环境空气流至其内的进气路径52连接到涡轮增压器TC，并且再循环路径42连接到进气路径52，因此涡轮增压器TC压缩了部分的排放气体和环境气体，并将其供应至汽缸体10。
为了控制经由再循环路径42引入到进气路径52的排放气体，将控制阀60安装在再循环路径42内。
用于控制进气路径52的打开和关闭的打开和关闭阀70安装在进气路径52内，并且控制阀60以及打开和关闭阀70可以配置成集成的阀单元。
过滤包括在环境空气中的外来物质的空气滤清器80和旁通阀100安装在进气路径52内。
涡轮增压器TC的出口通过增压路径连接到进气歧管20。
中间冷却器90安装在增压器路径的中间，以便冷却在通过涡轮增压器TC压缩之后排出的增压的空气，并且将增压的空气供应至进气歧管20。
也即，涡轮增压器TC的出口和中间冷却器90的入口通过第一增压路径92a连接，并且中间冷却器90的出口和进气歧管20通过第二增压路径92b连接。
为了压缩空气并将压缩的空气供应至进气歧管20或排气歧管30，将电动增压器110安装在中间冷却器90和进气歧管20之间的第二增压路径92b内。
电动增压器110的入口连接到在中间冷却器90和旁通阀100之间的第二增压路径92b，并且电动增压器110的出口连接到在旁通阀100和进气歧管20之间的第二增压路径92b。
而且，用于将通过电动增压器增压的压缩空气排出至外部的再循环阀RCV安装在旁通阀100和进气歧管20之间的第二增压路径92b内。
再循环阀RCV也用作防止用上述涡轮增压器TC压缩空气而增压之后发动机负荷快速降低时产生的涡轮增压器TC的压缩机的喘振。
为了提高发动机在涡轮增压器TC运行之前的涡轮迟滞间隔期间的反应性，提供了第三增压路径92c以将通过电动增压器110压缩的空气供应至排气歧管30。
第三增压路径92c将在再循环阀RCV和进气歧管20之间的第二增压路径92b连接到排气歧管30，以将在第二增压路径92b内的压缩的空气供应至排气歧管30。
为了控制经由第三增压路径92c的压缩的空气的供应，将空气控制阀120安装在第三增压路径92c内。
而且，为了感测在第二增压路径92b内的空气压力，将压力传感器130安装在旁通阀100和进气歧管20之间的第二增压路径92b内。
压力传感器130连接到发动机控制单元ECU的输入终端，以便将由压力传感器130感测的压力信号输入至电子控制单元或发动机控制单元ECU。
电动增压器110、再循环阀RCV、旁通阀100和空气控制阀120连接到ECU的输出终端，并且根据来自ECU的控制信号控制它们的运行。
当车辆行驶时，在涡轮增压器TC运行之前的涡轮迟滞期间，发动机控制单元ECU将驱动信号施加至电动增压器110。
当电动增压器110被驱动时，再循环阀RCV被维持在关闭状态(在该状态下，第二增压路径92b被封闭而与外部隔断)，并且旁通阀100维持在关闭状态，以便关闭在中间冷却器90和进气歧管20之间的第二增压路径92b。
在接收到来自发动机控制单元ECU的驱动信号时被驱动的电动增压器110允许环境空气通过在中间冷却器90和旁通阀100之间的第二增压路径92b流入电动增压器110内，并且压缩环境空气，接着将压缩的空气供应至在旁通阀100和进气歧管20之间的第二增压路径92b。
当压缩的空气通过电动增压器110供应时，发动机控制单元ECU将控制信号施加至空气控制阀120，以打开第三增压路径92c。
因此，穿过第三增压路径92c和空气控制阀120的压缩的空气被喷射至排气歧管30，并且被喷射至排气歧管30的压缩的空气用作在涡轮增压器TC上的操作压力，提高进入的空气的压力并将进入的空气供应至发动机。
以这种方式，由于压缩的空气通过较短的第三增压路径92c被供应至排气歧管30，因此提高了发动机的反应性。
同时，在电动增压器110运行以向排气歧管30喷射空气来稳定发动机的运行之后，也即，在已经过去预先确定的时间之后，发动机控制单元ECU将控制信号施加至空气控制阀120来关闭第三增压路径92c以阻止排放气体通过排气歧管30倒流，将控制信号施加至旁通阀100以打开第二增压路径92b，并且通过中断电动增压器110的驱动信号来停止电动增压器110的运行。
接着，发动机控制单元ECU通过压力传感器130来感测第二增压路径92b的内部压力，并且当感测的压力被确定为高于预先设定的压力时，发动机控制单元ECU将控制信号施加至再循环阀RCV以将其打开，借此，在第二增压路径92b内的压缩的空气通过再循环阀RCV排出至外部，释放在第二增压路径92b内的压力。
当然，当在第二增压路径92b内的压力低于预先设定的压力时，再循环阀RCV被维持在关闭状态。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种用于发动机的增压系统，包括：
汽缸体，所述汽缸体包括燃烧室；
进气歧管，所述进气歧管连接到所述汽缸体以向其供应环境空气；
排气歧管，所述排气歧管收集从所述燃烧室排出的排放气体并将排放气体引导至环境中；
第三增压路径，所述第三增压路径将所述进气歧管的入口连接到所述排气歧管；以及
电动增压器，所述电动增压器通过所述第三增压路径将压缩的空气供应至所述排气歧管，
其中，所述用于发动机的增压系统进一步包括：
涡轮增压器，所述涡轮增压器通过使用从所述燃烧室排出的排放气体的压力压缩环境空气，并且将压缩的空气供应至所述燃烧室；
中间冷却器，所述中间冷却器冷却从所述涡轮增压器供应至所述燃烧室的压缩的空气；
第一增压路径，所述第一增压路径连接所述涡轮增压器和所述中间冷却器；以及
第二增压路径，所述第二增压路径连接所述中间冷却器和所述进气歧管；
其中，所述电动增压器连接到所述第二增压路径，
并且所述用于发动机的增压系统进一步包括：
旁通阀，所述旁通阀打开和关闭所述第二增压路径；
其中，所述电动增压器的入口连接到在所述旁通阀和所述中间冷却器之间的第二增压路径，以及
所述电动增压器的出口连接到在所述旁通阀和所述进气歧管之间的第二增压路径。
2.根据权利要求1所述的用于发动机的增压系统，进一步包括：
空气控制阀，所述空气控制阀安装在所述第三增压路径内，以便控制通过所述第三增压路径供应至所述排气歧管的压缩的空气的供应。
3.根据权利要求1所述的用于发动机的增压系统，进一步包括：
再循环阀，所述再循环阀将在所述第三增压路径内的压缩的空气排出至环境中。
4.根据权利要求1所述的用于发动机的增压系统，其中：
允许环境空气流入其中的进气路径连接到所述涡轮增压器；
过滤包括在环境空气内的外来物质的空气滤清器安装在所述进气路径内；
安装打开和关闭所述进气路径的打开和关闭阀；
允许通过所述排气歧管排出的部分量的排放气体引入所述进气路径的再循环路径连接到所述进气路径；
冷却排放气体的排放气体再循环冷却器安装在所述再循环路径内；以及
设置控制阀，所述控制阀控制通过所述再循环路径引入至所述进气路径的排放气体。
5.根据权利要求4所述的用于发动机的增压系统，其中所述控制阀和所述打开和关闭阀组成集成的阀单元。
6.根据权利要求3所述的用于发动机的增压系统，其中：
设置感测所述第三增压路径的压力的压力传感器；以及
设置发动机控制单元，所述发动机控制单元通过检测所述第三增压路径的压力来控制所述再循环阀和所述旁通阀。
7.根据权利要求6所述的用于发动机的增压系统，其中：
当通过所述压力传感器感测的所述第三增压路径的压力高于预先设定的压力时，所述发动机控制单元控制所述再循环阀使其打开，以将在所述第三增压路径内的压缩的空气排出至环境中。
8.根据权利要求7所述的用于发动机的增压系统，其中，所述发动机控制单元依次执行：
控制所述电动增压器使其运行；
控制所述空气控制阀使其打开并控制所述旁通阀使其关闭；
在经过预先确定的时间后，控制所述空气控制阀使其关闭并控制所述旁通阀使其打开；
控制所述电动增压器使其关闭；
通过所述压力传感器来感测所述第三增压路径的压力；以及
根据通过所述压力传感器感测的压力控制所述再循环阀的打开和关闭。
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