CN105201638A - 发动机的增压装置 - Google Patents

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余晓强
陶泽民
林铁坚
曹斌
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Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种发动机的增压装置，包括：机械增压器，其进气管与出气管通过连通管连通，连通管上设有节气门；机械增压器的皮带轮与曲轴皮带之间设有电磁离合器；涡轮增压器，其进气管与机械增压器的出气管连接；发动机启动并处于低转速时，节气门关闭，电磁离合器吸合；发动机处于低转速并带有负荷时，电磁离合器吸合，并且节气门打开，节气门的开度由负荷的增大而减小；发动机处于中高转速时，电磁离合器分离，节气门打开。该装置达到了比较高的发动机综合性能。

Description

发动机的增压装置
技术领域
本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机的增压装置。
背景技术
目前大部分发动机采用单独的废气涡轮增压技术或者单独的机械增压器技术。
发动机的废气涡轮增压器技术通过增加发动机的进气效率从而提升发动机的整体性能，一般采用单独的涡轮增压器技术。涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。涡轮室的进气口与发动机排气管上的排气口相连，增压器的压气机进气口与空气滤清器管道或中冷器管道相连。单独采用涡轮增压器，由于涡轮增压器转子的惯性作用，叶轮对油门的骤时变化反应会有滞后作用，从用户加油门提速到叶轮高速转动进而将更多空气压进发动机之间存在一个时间差，在低速段涡轮增压器会有低速无力的感觉；并且单独的涡轮增压器无法兼顾高低速性能，发动机转速低的时候增压器几乎不起作用；如果采用小蜗壳，则无法满足高速性能。
单独采用机械增压器的缺点是加速效果不好，会损失发动机的部分动能，同时机械增压靠皮带带动，归根到底驱动力还是发动机，消耗功率后会影响油耗，单独的机械增压器高转速时会产生大量的摩擦，影响转速的提高，噪音大，同时单独的机械增压器养护成本也高。
公开于该背景技术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
本发明的目的在于提供一种发动机的增压装置，从而克服单独的涡轮增压器低速无力且无法兼顾高低速性能以及单独的机械增压器的加速效果不好的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种发动机的增压装置，增压装置包括：机械增压器,机械增压器的进气管与机械增压器的出气管通过连通管连通，连通管上设有节气门；机械增压器的皮带轮与发动机的曲轴皮带之间设有电磁离合器；涡轮增压器，涡轮增压器的进气管与机械增压器的出气管连接，涡轮增压器的压气机的出气管与发动机的进气管连接；其中，发动机启动并处于低转速时，节气门关闭，电磁离合器吸合，新鲜空气经机械增压器后进入涡轮增压器；发动机处于低转速并带有负荷时，电磁离合器吸合，一部分新鲜空气经过机械增压器进入涡轮增压器；并且节气门打开，另一部分新鲜空气经过节气门直接进入涡轮增压器，节气门的开度由负荷的增大而减小；发动机处于中高转速时，电磁离合器分离，机械增压器不工作，节气门打开，新鲜空气经节气门后从连通管进入涡轮增压器。
优选地，上述技术方案中，电磁离合器为常闭型的。
优选地，上述技术方案中，节气门为电动常闭型的。
优选地，上述技术方案中，节气门与发动机的ECU控制系统连接，节气门的位置信息被传输至ECU控制系统。
优选地，上述技术方案中，机械增压器的固定支架通过缸盖螺栓固定在发动机上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
该增压装置采用机械增压和涡轮增压串并联的方式，在发动机低速时使机械增压器和涡轮增压器串联，可提升发动机的低速扭矩，可以缩短低速时发动机从10％加速到90％负荷动态响应时间均在0.5s以内，改善发动机的动态响应指标；在发动机高速运转时通过电磁离合器把机械增压器分离，使机械增压器和涡轮增压器并联，可以降低标定点油耗；该装置兼顾了机械增压器和涡轮增压器的优点，达到了比较高的发动机综合性能，即小排量发动机近似达到高排量发动机性能、可靠性等的效果。
附图说明
图1是根据本发明的发动机的增压装置与发动机的装配图。
图2是根据本发明的发动机的增压装置的原理图。
主要附图标记说明：
1-涡轮增压器，2-机械增压器的进气管，3-节气门，4-机械增压器的出气管，5-机械增压器，6-电磁离合器，7-曲轴皮带，8-发动机，9-中冷器，10-空气滤清器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图2所示，根据本发明具体实施方式的发动机的增压装置包括以串并联方式连接的机械增压器5和涡轮增压器1。
机械增压器5的进气管2与发动机8的空气滤清器10连接，机械增压器5的出气管4与涡轮增压器1的进气管连接，机械增压器5的进气管2与机械增压器5的出气管4之间设置有连通管，连通管上设有节气门3，节气门3与发动机8的ECU控制系统通信连接。机械增压器5的皮带轮与发动机8的曲轴皮带7之间设有电磁离合器6，电磁离合器6与发动机8的ECU控制系统通信连接，在转速大于1600r/min时，ECU控制电磁离合器6与发动机分离。
优选地，节气门是电动常闭型节气门，且带位置反馈，节气门的位置信息被传输给ECU控制器。优选地，电磁离合器6是常闭型的。优选地，机械增压器5的固定支架通过缸盖螺栓固定在发动机8上，使发动机的结构紧凑。
涡轮增压器1的压气机的出气管与发动机8的中冷器9连接，中冷器9的出口与发动机8的进气管连接。
发动机8起动并处于低转速区域(转速小于1600r/min)时采用两级增压。电磁离合器6吸合，节气门3关闭，新鲜空气经过发动机8的空气滤清器10后，从机械增压器5的进气管2进入机械增压器5，然后在机械增压器5内部高度压缩后，经机械增压器5的出气管4进入涡轮增压器1。新鲜空气经过涡轮增压器1的叶轮压缩后从涡轮增压器1的压气机的出气管进入中冷器9，然后经发动机8的进气管，最后进入发动机8的气缸内。
发动机8处于低转速并带有负荷时，电磁离合器6吸合，一部分新鲜空气经过机械增压器5和涡轮增压器1进入发动机；ECU控制节气门3打开，另一部分新鲜空气经过节气门3直接进入涡轮增压器1，进而进入发动机。节气门3的开度由负荷的大小决定。负荷越大，节气门的开度越小；负荷越小，节气门的开度越大。
在发动机处于中高转速区域(转速大于1600r/min)时采用单级增压，ECU控制机械增压器5上的电磁离合器6分离。分离后机械增压器不再工作，这时发动机只有涡轮增压器1工作。气体从机械增压器5的进气管2经过节气门3和连通管，旁通进入涡轮增压器1，气体经过涡轮增压器1的叶轮压缩后从涡轮增压器1的压气机的出气管进入到中冷器9，经过发动机8的进气管，最后进入发动机8的气缸内，这样可以避免功率消耗。
该增压装置采用机械增压和涡轮增压串并联的方式，在发动机低速时使机械增压器和涡轮增压器串联，可提升发动机的低速扭矩，可以缩短低速时发动机从10％加速到90％负荷动态响应时间，改善发动机的动态响应指标，加速响应性能显著提升，具体来说，转速从900r/min到1600r/min的加速响应时间(扭矩从10％到90％的时间)均小于0.5s，不透光烟度均小于0.1m-1。在发动机高速运转时通过电磁离合器把机械增压器分离，使机械增压器和涡轮增压器并联，可以降低标定点油耗；该装置兼顾了机械增压器和涡轮增压器的优点，达到了比较高的发动机综合性能，即小排量发动机近似达到高排量发动机性能、可靠性等的效果。
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。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种发动机的增压装置，其特征在于，所述增压装置包括:
机械增压器,所述机械增压器的进气管与所述机械增压器的出气管通过连通管连通，所述连通管上设有节气门；所述机械增压器的皮带轮与所述发动机的曲轴皮带之间设有电磁离合器；
涡轮增压器，所述涡轮增压器的进气管与所述机械增压器的出气管连接，所述涡轮增压器的压气机的出气管与所述发动机的进气管连接；
其中，所述发动机启动并处于低转速时，所述节气门关闭，所述电磁离合器吸合，新鲜空气经所述机械增压器后进入所述涡轮增压器；
所述发动机处于低转速并带有负荷时，所述电磁离合器吸合，一部分新鲜空气经过所述机械增压器进入所述涡轮增压器；并且所述节气门打开，另一部分新鲜空气经过所述节气门直接进入所述涡轮增压器，所述节气门的开度由所述负荷的增大而减小；
所述发动机处于中高转速时，所述电磁离合器分离，所述机械增压器不工作，所述节气门打开，新鲜空气经所述节气门后从所述连通管进入所述涡轮增压器。
2.根据权利要求1所述的发动机的增压装置，其特征在于，所述电磁离合器为常闭型的。
3.根据权利要求1所述的发动机的增压装置，其特征在于，所述节气门为电动常闭型的。
4.根据权利要求3所述的发动机的增压装置，其特征在于，所述节气门与所述发动机的ECU控制系统连接，所述节气门的位置信息被传输至所述ECU控制系统。
5.根据权利要求1所述的发动机的增压装置，其特征在于，所述机械增压器的固定支架通过缸盖螺栓固定在所述发动机上。
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