CN110043358A - 辅助增压的发动机涡轮增压系统及增压方法 - Google Patents
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Abstract
辅助增压的发动机涡轮增压系统及增压方法，系统中，增压前进气管路连通外界空气与压气机的进气端，增压后出气管路连通压气机的出气端与发动机本体的进气端，发动机本体产生的废气通过管路与涡轮增压器连通，涡轮增压器产生的废气通过管路连通至外界空气，空气压缩机的第一出气端与发动机本体的压缩空气进气端连接，第一发动机本体、空气压缩机、涡轮增压器均与电子控制单元电连接。系统中还包括辅助增压组件，当发动机本体运行在低转速或加速时，通过辅助增压组件，将发动机高速时存储在储气罐内的压缩空气送入压气机和增压后出气管路，从而有效提高发动机进气流量、压比，改善发动机燃烧和动力输出，提高发动机低速性能和改善加速响应性。
Description
技术领域
本发明涉及带涡轮增压的发动机动力领域，特别是一种采用辅助增压的发动机涡轮增压系统及增压方法。
背景技术
涡轮增压发动机是带涡轮增压器的发动机，其利用排气喷出能量作为动力源，工作时利用发动机排出的废气惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，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，叶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发动机的转速能够增加发动机的输出功率，因而涡轮增压发动机能够降低发动机燃油消耗、减少废气排放、提高发动机功率和恢复高原功率。
现有发动机涡轮增压器系统如图1所示，包括发动机本体1、空气压缩机2、涡轮增压器3、增压前进气管路4、增压后出气管路5和电子控制单元6，其中，涡轮增压器3包括压气机3-1。
所述增压前进气管路4连通外界空气与压气机3-1的进气端，增压后出气管路5连通压气机3-1的出气端与发动机本体1的进气端，发动机本体1产生的废气通过管路与涡轮增压器3连通，涡轮增压器3产生的废气通过管路连通至外界空气，空气压缩机2的第一出气端与发动机本体1的压缩空气进气端连接，第一发动机本体1、空气压缩机2、涡轮增压器3均与电子控制单元6电连接。
当发动机本体1运行在中高转速的时候，在电子控制单元6的控制下，增压前进气管路4中进入的空气进入涡轮增压器3进行增压，增压后的空气由增压后出气管路5进入发动机本体1内，且空气压缩机2压缩空气进入发动机本体1内，发动机本体1排出的废气进入涡轮增压器3增压循环系统，涡轮增压器3产生的废气排入大气。
然而当发动机低速运行时，发动机本体1排出的废气能量低，且经过空气压缩机2进入气缸的空气量减少甚至空气压缩机2不工作，从而难以驱动涡轮增压器3中涡轮旋转，使得发动机进气量减少，输出扭矩下降，造成涡轮增压发动机系统的动力输出反应滞后；另外，当涡轮增压发动机加速时，由于涡轮增压器3的惯性作用，使得系统在电子控制单元6发出加速指令到将更多空气送入发动机本体1存在时间差，从而造成涡轮增压发动机的加速性能降低。
因而，如何向空气压缩机进气和涡轮增压器提供压缩后的空气，改善涡轮增压发动机的性能是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种采用辅助增压的发动机涡轮增压系统及增压方法。
本发明的技术方案是：辅助增压的发动机涡轮增压系统，包括发动机本体、空气压缩机、涡轮增压器、增压前进气管路、增压后出气管路和电子控制单元，其中，涡轮增压器包括压气机。
所述增压前进气管路连通外界空气与压气机的进气端，增压后出气管路连通压气机的出气端与发动机本体的进气端，发动机本体产生的废气通过管路与涡轮增压器连通，涡轮增压器产生的废气通过管路连通至外界空气，空气压缩机的第一出气端与发动机本体的压缩空气进气端连接，第一发动机本体、空气压缩机、涡轮增压器均与电子控制单元电连接。
还包括辅助增压组件，所述辅助增压组件包括储气罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和输气管路；
所述第二电磁阀安装在增压前进气管路上，第二电磁阀的出气端与压气机的进气端相通，第二电磁阀的第一进气端与外界空气相通。
所述第三电磁阀安装在增压后出气管路上，第三电磁阀第一进气端与压气机的出气端相通，第三电磁阀的出气端与发动机本体的进气端相通。
所述储气罐的进气端通过输气管路与空气压缩机的第二出气端连接，储气罐的出气端通过输气管路与第一电磁阀的进气端连接，第一电磁阀的第一出气端通过输气管路与第二电磁阀的第二进气端连接，第一电磁阀的第二出气端通过输气管路与第三电磁阀的第二进气端连接。
所述储气罐、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与电子控制单元电连接。
本发明的进一步技术方案是：采用辅助增压的发动机涡轮增压系统的增压方法，所述电子控制单元感应发动机本体的工况，包括：
A、当发动机本体运行在中高转速的时候，电子控制单元控制第一电磁阀关闭；第二电磁阀的第二进气端关闭，第一进气端及出气端打开；第三电磁阀的第二进气端关闭；
此时，在电子控制单元的控制下，增压前进气管路中进入的空气进入涡轮增压器进行增压，增压后的空气由增压后出气管路进入发动机本体内，且空气压缩机压缩空气进入发动机本体内，发动机本体排出的废气进入涡轮增压器增压循环系统，涡轮增压器产生的废气排入大气；
与此同时，电子控制单元控制空气压缩机运行，将压缩后的空气分别送入发动机本体的压缩空气进气端及储气罐内并进行存储。
B、当发动机本体运行在低转速或加速时，电子控制单元控制第一电磁阀打开，同时打开第二电磁阀的第二进气端及第三电磁阀的第二进气端，储气罐内存储的压缩空气分别通过第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及输气管路送入压气机及增压后出气管路，在涡轮增压器转速、压比不变的情况下，提高压气机和增压后出气管路的压力，从而提高发动机进气密度，改善发动机本体运行在低转速或加速时的响应性和稳定性。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明通过在涡轮增压器的压气机进气端和压气机出气管路上增加辅助进气装置，当发动机运行在低转速或加速时，辅助进气装置向压气机进气口和压气机增压后出气管路输送经压缩后的空气，从而实现提高增压器压气机出口的压力，提高发动机进气流量、压比，改善发动机燃烧，最终提高发动机动力输出，提高发动机低速性能和改善加速响应性。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
图1为现有发动机涡轮增压系统示意图；
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例，如图2所示，辅助增压的发动机涡轮增压系统，包括发动机本体1、空气压缩机2、涡轮增压器3、增压前进气管路4、增压后出气管路5和电子控制单元6，其中，涡轮增压器3包括压气机3-1。
所述增压前进气管路4连通外界空气与压气机3-1的进气端，增压后出气管路5连通压气机3-1的出气端与发动机本体1的进气端，发动机本体1产生的废气通过管路与涡轮增压器3连通，涡轮增压器3产生的废气通过管路连通至外界空气，空气压缩机2的第一出气端与发动机本体1的压缩空气进气端连接，第一发动机本体1、空气压缩机2、涡轮增压器3均与电子控制单元6电连接。
还包括辅助增压组件，所述辅助增压组件包括储气罐7-1、第一电磁阀7-2、第二电磁阀7-3、第三电磁阀7-4和输气管路；
所述第二电磁阀7-3安装在增压前进气管路4上，第二电磁阀7-3的出气端与压气机3-1的进气端相通，第二电磁阀7-3的第一进气端与外界空气相通。
所述第三电磁阀7-4安装在增压后出气管路5上，第三电磁阀7-4第一进气端与压气机3-1的出气端相通，第三电磁阀7-4的出气端与发动机本体1的进气端相通。
所述储气罐7-1的进气端通过输气管路与空气压缩机2的第二出气端连接，储气罐7-1的出气端通过输气管路与第一电磁阀7-2的进气端连接，第一电磁阀7-2的第一出气端通过输气管路与第二电磁阀7-3的第二进气端连接，第一电磁阀7-2的第二出气端通过输气管路与第三电磁阀7-4的第二进气端连接。
所述储气罐7-1、第一电磁阀7-2、第二电磁阀7-3和第三电磁阀7-4均与电子控制单元6电连接。
本实施例的进一步技术方案是：采用辅助增压的发动机涡轮增压系统的增压方法，所述电子控制单元6感应发动机本体1的工况，包括：
A、当发动机本体1运行在中高转速的时候，电子控制单元6控制第一电磁阀7-2关闭；第二电磁阀7-3的第二进气端关闭，第一进气端及出气端打开；第三电磁阀7-4的第二进气端关闭；
此时，在电子控制单元6的控制下，增压前进气管路4中进入的空气进入涡轮增压器3进行增压，增压后的空气由增压后出气管路5进入发动机本体1内，且空气压缩机2压缩空气进入发动机本体1内，发动机本体1排出的废气进入涡轮增压器3增压循环系统，涡轮增压器3产生的废气排入大气；
与此同时，电子控制单元6控制空气压缩机2运行，将压缩后的空气分别送入发动机本体1的压缩空气进气端及储气罐7-1内并进行存储。
B、当发动机本体1运行在低转速或加速时，电子控制单元6控制第一电磁阀7-2打开，同时打开第二电磁阀7-3的第二进气端及第三电磁阀7-4的第二进气端，储气罐7-1内存储的压缩空气分别通过第一电磁阀7-2、第二电磁阀7-3、第三电磁阀7-4及输气管路送入压气机3-1及增压后出气管路5，在涡轮增压器3转速、压比不变的情况下，提高压气机3-1和增压后出气管路5的压力，从而提高发动机进气密度，改善发动机本体1运行在低转速或加速时的响应性和稳定性。
Claims (2)
1.辅助增压的发动机涡轮增压系统，包括发动机本体、空气压缩机、涡轮增压器、增压前进气管路、增压后出气管路和电子控制单元，其中，涡轮增压器包括压气机；
所述增压前进气管路连通外界空气与压气机的进气端，增压后出气管路连通压气机的出气端与发动机本体的进气端，发动机本体产生的废气通过管路与涡轮增压器连通，涡轮增压器产生的废气通过管路连通至外界空气，空气压缩机的第一出气端与发动机本体的压缩空气进气端连接，第一发动机本体、空气压缩机、涡轮增压器均与电子控制单元电连接；
其特征是： 还包括辅助增压组件，所述辅助增压组件包括储气罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和输气管路；
所述第二电磁阀安装在增压前进气管路上，第二电磁阀的出气端与压气机的进气端相通，第二电磁阀的第一进气端与外界空气相通；
所述第三电磁阀安装在增压后出气管路上，第三电磁阀第一进气端与压气机的出气端相通，第三电磁阀的出气端与发动机本体的进气端相通；
所述储气罐的进气端通过输气管路与空气压缩机的第二出气端连接，储气罐的出气端通过输气管路与第一电磁阀的进气端连接，第一电磁阀的第一出气端通过输气管路与第二电磁阀的第二进气端连接，第一电磁阀的第二出气端通过输气管路与第三电磁阀的第二进气端连接；
所述储气罐、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与电子控制单元电连接。
2.采用如权利要求1所述辅助增压的发动机涡轮增压系统的增压方法，所述电子控制单元感应发动机本体的工况，其特征是：
A、当发动机本体运行在中高转速的时候，电子控制单元控制第一电磁阀关闭；第二电磁阀的第二进气端关闭，第一进气端及出气端打开；第三电磁阀的第二进气端关闭；
此时，在电子控制单元的控制下，增压前进气管路中进入的空气进入涡轮增压器进行增压，增压后的空气由增压后出气管路进入发动机本体内，且空气压缩机压缩空气进入发动机本体内，发动机本体排出的废气进入涡轮增压器增压循环系统，涡轮增压器产生的废气排入大气；
与此同时，电子控制单元控制空气压缩机运行，将压缩后的空气分别送入发动机本体的压缩空气进气端及储气罐内并进行存储；
B、当发动机本体运行在低转速或加速时，电子控制单元控制第一电磁阀打开，同时打开第二电磁阀的第二进气端及第三电磁阀的第二进气端，储气罐内存储的压缩空气分别通过第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及输气管路送入压气机及增压后出气管路，在涡轮增压器转速、压比不变的情况下，提高压气机和增压后出气管路的压力，从而提高发动机进气密度，改善发动机本体运行在低转速或加速时的响应性和稳定性。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111997766A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-11-27 | 宁波市鄞州德来特技术有限公司 | 一种应用于汽车控制器的控制方法 |
| CN112727729A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-04-30 | 董可俊 | 一种往复活塞式空气压缩机 |
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2019
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| CN111997766A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-11-27 | 宁波市鄞州德来特技术有限公司 | 一种应用于汽车控制器的控制方法 |
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