CN106640444A - 一种防进水发动机及其控制方法 - Google Patents

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文军
糜亮
陈雨光
冯彬
曲大为
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Abstract

本发明提供了一种防进水发动机，包括发动机进气管，所述进气管包括上端进气管和下端进气管；所述上端进气管与下端进气管之间设置有备用进气管，所述备用进气管与所述上端进气管、下端进气管之间设置有换向阀门，使空气选择性地从所述上端进气管或者所述备用进气管进入所述下端进气管；还设置有压缩空气储藏罐，其一方面与所述备用进气管连通，另一方面连接气泵；所述气泵通过离合器与发动机曲轴相连。本发明发动机利用备用气源可以满足汽车正常行驶所需的空气，可以有效的防止汽车涉水行驶时熄火，发动机与气源的平行供给设计，大大提高了发动机的实用性，节约车辆维护成本。

Description

一种防进水发动机及其控制方法
技术领域
本发明一种车辆发动机防护技术领域，具体是一种具有防进水进气管的发动机。
背景技术
但是汽车在雨雪天气涉水行进时，很容易造成发动机进气管进水，进而使水进入发动机燃烧室，使发动机不能正常运转，严重时甚至会导致发动机爆缸甚至汽车报废。因此，对发动机进行防进水设计，显得至关重要。目前现有技术中对发动机的防进水计设，要么结构复杂，增加了设计难度和发动机系统故障率，提高了车辆成本，要么需要灵敏的传感器设计，检测发动机进气管湿度或潮度，进而进行报警。早在十几年前，已经有技术人员对发动机防进水技术进行了非常简单的设计，如授权公告号为CN2743565Y的中国实用新型专利中，将进气管的进气口处向下弯折，与进气管主体形成倒“U”型结构，这样可以使发动机涉水时防止水从进气口吸入。但是这种设计只适用于涉水较浅的情况，如果涉水面高于倒“U”型结构进气管的上部，将使水灌入进气管，而且水进入后不易排出，更容易损害发动机。此外，授权公告号为CN205013162的中国实用新型专利也提供了一种防进水设计，在发动机进气管处设计空气换向阀，并连接一压缩空气储藏罐，当车辆涉水时，利用换向阀将正常进水口封闭，利用压缩空气储藏罐为发动机提供空气，保持车辆正常行驶。这种设计虽然能够防止汽车涉水行驶时在水中熄火，但是由于压缩空气罐具有一定的容量，需要时常更换，提高了车辆的维护成本。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种防进水发动机，包括发动机进气管，所述进气管包括上端进气管和下端进气管；所述上端进气管与下端进气管之间设置有备用进气管，所述备用进气管与所述上端进气管、下端进气管之间设置有换向阀门，使空气选择性地从所述上端进气管或者所述备用进气管进入所述下端进气管；还设置有压缩空气储藏罐，其一方面与所述备用进气管连通，另一方面连接气泵；所述气泵通过离合器与发动机曲轴相连。
进一步地，所述压缩空气储藏罐内设有压力传感器，所述压力传感器与所述整车ECU通信连接。
进一步地，所述离合器为电磁离合器。
进一步地，所述上端进气管呈倒“U”型结构。
进一步地，所述上端进气管设置有空气滤清器。
进一步地，所述备用进气管设置有空气滤清器。
进一步地，所述上端进气管与所述下端进气管连接处设置有密封圈。
进一步地，所述换向阀为三通电磁阀。
另外，本发明还提供一种防进水发动机的控制方法，由整车控制器控制完成如下步骤：
步骤1，读取压缩空气罐内气体压力；
步骤2，比较当前压缩空气罐内气体压力与设定压力值；
步骤3，控制离合器接合或者分开。
进一步，上述步骤2中的设定值包括最低压力阈值和最高压力阈值。
本发明的有益效果为：本发明结构简单、设计合理且使用操作方便。一方面可以有效的防止汽车涉水时积水进入到汽车发动机的缸体内。另一方面，利用备用气源可以满足汽车正常行驶所需的空气，可以有效的防止汽车涉水行驶时熄火。最后，发动机与气源的平行供给设计，大大提高了发动机的实用性，节约车辆维护成本。
附图说明
图1为本发明提供的防进水发动机结构示意图。
图2为本发明提供的防进水发动机控制方法流程示意图。
1.进气门，2.上端进气管，3.空气滤清器，4.上端承接口，5.下端承接口，6.换向阀门，7.压缩空气储藏罐，8.空气滤清器，9.下端进气管,10.气泵，11.离合器，12.发动机
具体实施方式
本发明公开了一种防进水发动机，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明，并且相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
在本发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。
本发明提供了一种防进水发动机，包括发动机进气管，所述进气管包括上端进气管和下端进气管；所述上端进气管与下端进气管之间设置有备用进气管，所述备用进气管与所述上端进气管、下端进气管之间设置有换向阀门，使空气选择性地从所述上端进气管或者所述备用进气管进入所述下端进气管；还设置有压缩空气储藏罐，其一方面与所述备用进气管连通，另一方面连接气泵；所述气泵通过离合器与发动机曲轴相连。作为本发明一种优选的方式，所述压缩空气储藏罐内设有压力传感器，所述压力传感器与所述整车ECU通信连接。当压缩空气储藏罐内压力不足时，由压力传感器将压力信息传递给整车ECU，经ECU向离合器发送接合命令，由发动机带动气泵向压缩空气储藏罐充空气。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供的防进水发动机，重点在于进气管的设计。进气管包括上端进气管2和下端进气管9，其中上端进气管2具有进气门1，与外界空气连通，是空气进入发动机12的初始通道之一。下端进气管9与发动机12进气门连通，外界空气经由下端进气管9进入发动机12燃烧室。作为本发明的特征之一，上端进气管2和下端进气管9之间设置备用进气管，用于在车辆涉水条件下向发动机供应空气。为了实现上述目的，备用进气管与上端进气管2、下端进气管9之间设置有换向阀门6，换向阀门6的作用是使上端进气管2与下端进气管9连通或者使备用进气管与下端进气管连通，使空气能够选择性地从上端进气管2或者备用进气管进入下端进气管9。备用进气管与一压缩空气储藏罐7连通，由压缩空气储藏罐7向备用进气管提供空气。
压缩空气储藏罐7另一方面连接一气泵10，在压缩空气储藏罐7内气压不足时，启动气泵10向压缩空气储藏罐7充气。事实上，压缩空气储藏罐7内可以设置压力传感器，实时检测压缩空气储藏罐7内的压力。在一种实施方式下，压力传感器与发动机12的中心处理器ECU通信相连，由整车ECU接收并处理压缩空气储藏罐7内压力信息。若压缩空气储藏罐7内的压力低于设定值，则由整车ECU控制与气泵10相连接的离合器11接合，将发动机曲轴和气泵10相连，由发动机12带动气泵10向压缩空气储藏罐7内充气。利用发动机向压缩空气储藏罐7的方式，可以利用发动机自身动力，无需外加动力供应压缩空气储藏罐7，尤其是可以利用发动机工作闲时，增强本发明设计的实用性。
其中上端进气管2呈现倒“U”字型结构，进气门1向下弯折，以防止水进入进气管。可以在上端进气管2内靠近与下端进气管9连接处安装有空气滤清器3，保证发动机工作时吸入清洁气体。
上端进气管2设置有上端承接口5，对应的下端进气管9设置有下端承接口6。在上端承接口5和下端承接口6连接处设有密封圈，且连接处为球头与喇叭口的连接配合，增强了连接处的密封性，防止水从连接处渗入。
换向阀门6设置于上端承接口5和下端承接口6连接处下端，位于下端进气管9内。换向阀门6可以设置成三通电磁阀，即满足条件下可以将上端进气管2与下端进气管9连通，此时备用进气管与上端进气管2和下端进气管9不连通；或者，将备用进气管与下端进气管9连通，此时上端进气管2与下端进气管9不连通。
备用进气管内也应设置空气滤清器，保证发动机从备用进气管吸入空气工作时吸入清洁气体。
设置如本发明中的进气管的防水发动机可有效隔离路面积水，防止积水进入发动机，避免发动机进水造成的车辆损害，同时配备的压缩空气罐可保证在涉水条件下的进气，实现防进水的功能。
本发明还涉及一种发动机的控制方法，通过整车控制ECU实现，包含防进水控制程序。本方法尤其适用于本发明前几实施例提供的防进水发动机，即发动机进气管包含备用进气管，备用进气管包括压缩空气罐，由一空气泵向离合器压缩空气罐补充空气，空气泵与发动机通过离合器接合。本发明的控制方法由整车控制ECU完成，包括以下步骤：1.读取压缩空气罐内气体压力；2，比较当前压缩空气罐内气体压力与设定压力值；3，控制离合器接合或者分开。
具体如图2所示，首先通过设置于压缩空气罐内的压力传感器获取压缩空气罐内气体压力，通过整车控制ECU读取当前压力数值P。
整车控制器ECU内预设有最低压力阈值Pmin。采集到当前压力数值P后，将压力数值P与最低压力阈值Pmin相比较，若P≤Pmin，则由整车控制器控制离合器接合，将气泵与发动机曲轴连接，由发动机带动气泵向压缩空气罐内充气；若P>Pmin，则返回，继读取当前压力数值P。低于最低压力阈值Pmin才开始充气，保证了压缩空气罐内持续有可供利用的空气，又不造成动力能源浪费。
整车控制器ECU内还预设有最高压力阈值Pmax。采集到当前压力数值P后，将压力数值P与最高压力阈值Pmax相比较，若P≥Pmax，则由整车控制器控制离合器分离，将气泵与发动机曲轴分开，气泵停止工作；若P<Pmax，则返回，继读取当前压力数值P。高于最高压力阈值Pmax后停止向压缩空气罐充气，能够有效保护充气罐安全。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防进水发动机，包括发动机进气管，其特征在于，所述进气管包括上端进气管和下端进气管；所述上端进气管与下端进气管之间设置有备用进气管，所述备用进气管与所述上端进气管、下端进气管之间设置有换向阀门，使空气选择性地从所述上端进气管或者所述备用进气管进入所述下端进气管；还设置有压缩空气储藏罐，其一方面与所述备用进气管连通，另一方面连接气泵；所述气泵通过离合器与发动机曲轴相连。
2.根据权利要求1所述的防进水发动机，其特征在于，所述压缩空气储藏罐内设有压力传感器，所述压力传感器与所述整车ECU通信连接。
3.根据权利要求1所述的防进水发动机，其特征在于，所述离合器为电磁离合器。
4.根据权利要求1所述的防进水发动机，其特征在于，所述上端进气管呈倒“U”型结构。
5.根据权利要求1所述的防进水发动机，其特征在于，所述上端进气管设置有空气滤清器。
6.根据权利要求1所述的防进水发动机，其特征在于，所述备用进气管设置有空气滤清器。
7.根据权利要求1所述的防进水发动机，其特征在于，所述上端进气管与所述下端进气管连接处设置有密封圈。
8.根据权利要求1所述的防进水发动机，其特征在于，所述换向阀为三通电磁阀。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述的防进水发动机控制方法，其特征在于，由整车控制器控制完成如下步骤：
步骤1，读取压缩空气罐内气体压力；
步骤2，比较当前压缩空气罐内气体压力与设定压力值；
步骤3，控制离合器接合或者分开。
10.根据权利要求9所述的防进水发动机控制方法，其特征在于，所述步骤2中的设定值包括最低压力阈值和最高压力阈值。
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