CN109944723A - 一种回收发动机废气能量的装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回收发动机废气能量的装置及其控制方法：进气道连接于压气机和发动机进气口之间，排气道连接于涡轮机和发动机排气口之间，进气道通过一号储气管道连接两个分支管路，一个分支管路经一号阀门连至一号储气罐，另一个分支管路经二号阀门连至二号储气罐；排气道上设置三号阀门，排气道通过二号储气管道与二号储气罐连接，二号储气管道上设置四号阀门；司机踩着油门踏板时，一号阀门、二号阀门、四号阀门关闭，三号阀门打开；司机松开油门踏板时，一号阀门、二号阀门、三号阀门关闭，四号阀门打开。本发明在不需要发动机对外输出功的时候回收发动机的排气能量，并且在需要该装置释放存储的能量的时候可以将能量释放出来。
Description
技术领域
本发明属于发动机的能量回收领域，更具体的说，是涉及一种回收发动机废气能量的装置及其控制方法。
背景技术
柴油机在怠速以及急减速等不需要柴油机对外输出功的时候，柴油机的缸内还在进行燃烧或者压缩空气，而此时的燃烧就是对柴油的浪费，而排气又排走了柴油机此时燃烧的大部分热量，所以本发明针对这一能源浪费现象提出一种能回收发动机排气能量的装置，并将此装置收集到的柴油机排气能量应用于柴油车的气刹。这样一方面减少柴油机能量的浪费，另一方面也可以减少原本用于柴油车气刹方面的能量。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种回收发动机废气能量的装置及其控制方法，在不需要发动机对外输出功的时候回收、储存发动机的排气能量，并且在需要该装置释放存储的能量的时候可以将能量释放出来。
本发明的目的可通过以下技术方案实现。
本发明回收发动机废气能量的装置，包括进气道和排气道，所述进气道连接于压气机和发动机进气口之间，所述排气道连接于涡轮机和发动机排气口之间，所述进气道通过一号储气管道连接两个分支管路，其中一个分支管路经一号阀门连接至一号储气罐，另一个分支管路经二号阀门连接至二号储气罐；所述排气道上设置有三号阀门，所述排气道通过二号储气管道与二号储气罐连接，且所述二号储气管道上设置有四号阀门；所述一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门均通过ECU控制。
所述一号储气罐和二号储气罐中均安装有压力传感器。
所述一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门均是通过ECU控制的电磁阀；所述一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门和ECU组成控制执行系统。
本发明的目的还可通过以下技术方案实现。
本发明回收发动机废气能量的装置的控制方法，包括以下步骤：
①在司机踩着油门踏板时，汽车需要发动机运转提供能量，此时一号阀门、二号阀门、四号阀门关闭，三号阀门打开，发动机的排气直接进入涡轮机；
②当司机松开油门踏板时，且发动机转速大于1500rpm时，一号阀门、二号阀门、三号阀门关闭，四号阀门打开；即此时将发动机燃烧后的燃气排入二号储气罐中进行储存；监测二号储气罐中气体的压力，当二号储气罐中的气体压力达到设定压力的上限时，便打开三号阀门，关闭四号阀门，不再向二号储气罐中增加气体；此时二号储气罐中的气体有一定的压力，那么这些有一定压力的气体用于汽车的气刹；
③当司机急踩刹车时，关闭二号阀门、四号阀门，打开一号阀门，使压缩空气流入一号储气罐，监测一号储气罐中气体的压力，当一号储气罐中储存的空气达到设定压力时，且二号储气罐没有达到预设压力时，便关闭一号阀门，打开二号阀门，将压缩空气引入二号储气罐中；如果二号储气罐中的气体已经达到了预设的压力上限，便关闭一号阀门、二号阀门，此过程中四号阀门一直关闭，三号阀门一直开启；在此过程中一号储气罐中储存的高压空气在发动机需要空气时及时地补给给发动机。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
本发明可实现在发动机不做功时对发动机废气进行回收，一方面可收集发动机已燃气体，另一方面还可收集发动机的未燃压缩空气。已燃气体可应用于汽车的刹车，未燃空气还可被送回气缸中继续参与燃烧。
本发明中储气管道和储气罐用于回收并储存回收到的发动机的能量，能够回收不需要发动机对外做功时的排气能量；储气罐储存发动机排出的高温高压气体，并且能适时进行充气排气。
本发明中阀门和ECU组成控制执行系统，可以控制电磁阀的开启关闭，从而更好地实现能量的回收，对能量回收进行监测和控制；ECU通过压力传感器传输的压力数据，并根据预先存储在ECU中的数据进行控制电磁阀的开闭。
附图说明
图1是本发明回收发动机废气能量的装置的结构示意图。
附图标记：1发动机；2压气机；3涡轮机；4进气道；5排气道；6一号储气管道；7二号储气管道；8一号阀门；9二号阀门；10三号阀门；11四号阀门；12一号储气罐；13二号储气罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明回收发动机废气能量的装置，包括进气道4和排气道5，所述进气道4连接于压气机2和发动机1进气口之间，所述排气道5连接于涡轮机3和发动机1排气口之间。所述进气道4通过一号储气管道6连接两个分支管路，其中一个分支管路经一号阀门8连接至一号储气罐12，另一个分支管路经二号阀门9连接至二号储气罐13。所述排气道5上设置有三号阀门10，所述排气道5通过二号储气管道7与二号储气罐13连接，且所述二号储气管道7上设置有四号阀门11。
其中，所述一号阀门8、二号阀门9、三号阀门10、四号阀门11均是通过ECU控制的电磁阀；所述一号阀门8、二号阀门9、三号阀门10、四号阀门11和ECU组成控制执行系统，可以控制电磁阀的开启关闭，从而更好地实现能量的回收。所述一号储气罐12和二号储气罐13中均安装有压力传感器。
本发明回收发动机废气能量的装置的控制方法，具体过程如下：
①在司机踩着油门踏板时，汽车需要发动机1运转提供能量，此时一号阀门8、二号阀门9、四号阀门11关闭，三号阀门10打开，发动机1的排气直接进入涡轮机3，此时不进行发动机1排气能量的回收。
②当司机松开油门踏板时，且发动机1转速大于1500rpm时，一号阀门8、二号阀门9、三号阀门10关闭，四号阀门11打开；即此时将发动机1燃烧后的燃气排入二号储气罐13中进行储存；在二号储气罐13中安装压力传感器以便监测二号储气罐13中气体的压力，当二号储气罐13中的气体压力达到设定压力的上限时，便打开三号阀门10，关闭四号阀门11，不再向二号储气罐13中增加气体。此时二号储气罐13中的气体有一定的压力，那么这些有一定压力的气体便可用于汽车的气刹。
③当司机急踩刹车时，此时发动机1便不再进行喷油，但是由于发动机1曲轴转动还有一定的惯性，涡轮增压器也有惯性，不会瞬间停下来，所以压气机2还在继续压缩纯空气，此时关闭二号阀门9、四号阀门11，打开一号阀门8，使压缩空气流入一号储气罐12，在一号储气罐12上也安装压力传感器以便监测一号储气罐12中气体的压力，当一号储气罐12中储存的空气达到设定压力时，且二号储气罐13没有达到预设压力时，便关闭一号阀门8，打开二号阀门9，将压缩空气引入二号储气罐13中；如果二号储气罐13中的气体已经达到了预设的压力上限，便关闭一号阀门8、二号阀门9，此过程中四号阀门11一直关闭，三号阀门10一直开启。在此过程中一号储气罐12中储存的高压空气可在发动机1需要空气时及时地补给给发动机1，这样就节省了压气机的压缩空气量。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (4)
1.一种回收发动机废气能量的装置，包括进气道(4)和排气道(5)，所述进气道(4)连接于压气机(2)和发动机(1)进气口之间，所述排气道(5)连接于涡轮机(3)和发动机(1)排气口之间，其特征在于，所述进气道(4)通过一号储气管道(6)连接两个分支管路，其中一个分支管路经一号阀门(8)连接至一号储气罐(12)，另一个分支管路经二号阀门(9)连接至二号储气罐(13)；所述排气道(5)上设置有三号阀门(10)，所述排气道(5)通过二号储气管道(7)与二号储气罐(13)连接，且所述二号储气管道(7)上设置有四号阀门(11)；所述一号阀门(8)、二号阀门(9)、三号阀门(10)、四号阀门(11)均通过ECU控制。
2.根据权利要求1所述的回收发动机废气能量的装置，其特征在于，所述一号储气罐(12)和二号储气罐(13)中均安装有压力传感器。
3.根据权利要求1所述的回收发动机废气能量的装置，其特征在于，所述一号阀门(8)、二号阀门(9)、三号阀门(10)、四号阀门(11)均是通过ECU控制的电磁阀；所述一号阀门(8)、二号阀门(9)、三号阀门(10)、四号阀门(11)和ECU组成控制执行系统。
4.一种回收发动机废气能量的装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
①在司机踩着油门踏板时，汽车需要发动机(1)运转提供能量，此时一号阀门(8)、二号阀门(9)、四号阀门(11)关闭，三号阀门(10)打开，发动机(1)的排气直接进入涡轮机(3)；
②当司机松开油门踏板时，且发动机(1)转速大于1500rpm时，一号阀门(8)、二号阀门(9)、三号阀门(10)关闭，四号阀门(11)打开；即此时将发动机(1)燃烧后的燃气排入二号储气罐(13)中进行储存；监测二号储气罐(13)中气体的压力，当二号储气罐(13)中的气体压力达到设定压力的上限时，便打开三号阀门(10)，关闭四号阀门(11)，不再向二号储气罐(13)中增加气体；此时二号储气罐(13)中的气体有一定的压力，那么这些有一定压力的气体用于汽车的气刹；
③当司机急踩刹车时，关闭二号阀门(9)、四号阀门(11)，打开一号阀门(8)，使压缩空气流入一号储气罐(12)，监测一号储气罐(12)中气体的压力，当一号储气罐(12)中储存的空气达到设定压力时，且二号储气罐(13)没有达到预设压力时，便关闭一号阀门(8)，打开二号阀门(9)，将压缩空气引入二号储气罐(13)中；如果二号储气罐(13)中的气体已经达到了预设的压力上限，便关闭一号阀门(8)、二号阀门(9)，此过程中四号阀门(11)一直关闭，三号阀门(10)一直开启；在此过程中一号储气罐(12)中储存的高压空气在发动机(1)需要空气时及时地补给给发动机(1)。
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