CN112922708A - 一种发动机排气背压控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发动机排气背压控制系统，属于机械技术领域。它解决了现有的排气背压控制系统的降低排气背压的效果较差的问题。本发动机排气背压控制系统，包括与发动机连接的催化器，本排气背压控制系统还包括能增加废气流速的泵气装置、与泵气装置连接的ECU和ECU连接的压力传感器一，压力传感器一设置在催化器和发动机之间，且压力传感器一监测排气系统背压信号并反馈给ECU，泵气装置与催化器连接，ECU能控制泵气装置启动并增加废气流速。本发动机排气背压控制系统提高了该排气背压控制系统降低排气背压的效果。

Description

一种发动机排气背压控制系统
技术领域
本发明属于发动机技术领域，涉及一种发动机排气背压控制系统。
背景技术
随着排放法规的不断升级，排放法规已从国三阶段迈向国六阶段，对尾气排放的要求也越来越严格，导致整车排气后处理系统的不断升级。越来越多的排气后处理装置被用于排气系统，且随着高目数薄壁载体应用，排气系统背压进一步升高，同时客户对车辆NVH水平要求提高，车辆的排气消声器容积和复杂程度增加，排气背压进一步增加。排气背压的增高，导致泵气损失增加，发动机燃烧效率下降，输出功率降低，燃油经济性恶化。
针对上述存在的问题，人们研发出了各种各样的发动机排气背压控制系统：
如中国专利申请【CN108397268A】公开了一种排气主动再生控制系统，包括顺次连接的燃油系统、燃油喷射系统和排气系统，燃油喷射系统包括主动再生油泵和喷射管路，主动再生油泵与燃油系统的发动机油泵连通，喷射管路一端与主动再生油泵的出口连通，另一端与排气系统的后排气管连通。
上述结构增设了主动再生油泵，通过将喷射管路的一端与主动再生油泵出口连通，此时主动再生油泵可以将燃油与排气系统的尾气混合，从而使得颗粒捕集器的碳颗粒在高温下完全燃烧，虽然是通过增设主动再生油泵降低了排放尾气中的碳颗粒含量，降低了排气系统的背压，但是在排气系统内，仅仅是通过排放尾气中的碳颗粒含量来降低排气背压是有非常大的局限性，当碳颗粒完全燃烧后排气背压还是过大，该控制系统无法对现有的排气背压进行调节，而现有的是需要大幅度的降低排气背压，因此上述结构降低排气背压的效果较差，而且由于主动再生油泵的增设，使得整个排气系统的喷射管路等需要做出相应的调整，提升了排气系统的成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种发动机排气背压控制系统，本发明所要解决的技术问题是：如何解决现有的排气背压控制系统的降低排气背压的效果较差的问题。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种发动机排气背压控制系统，包括与发动机连接的催化器，其特征在于，本排气背压控制系统还包括能增加废气流速的泵气装置、与泵气装置连接的ECU和ECU连接的压力传感器一，所述压力传感器一设置在催化器和发动机之间，且压力传感器一监测排气系统背压信号并反馈给ECU，所述泵气装置与催化器连接，所述ECU能控制泵气装置启动并增加废气流速。
工作原理：发动机排出的废气通过催化器进行催化，在催化器后设置有泵气装置，通过在催化器上设置有压力传感器一，该压力传感器一能检测催化器内的排气系统背压信号，并将排气系统背压信号反馈给ECU，ECU将反馈后的排气系统背压信号与发动机在该工况下标定的背压数值对比，当实际反馈后的排气系统背压高于标定的目标值，ECU控制泵气装置启动，增加从催化器内净化后的废气流速，从而降低排气背压，当实际反馈后的排气系统背压低于标定的目标值，ECU可控制泵气装置缓慢运行，或者是泵气装置不运行，当泵气装置不运行或者缓慢运行时，具有一定的阻力，从而能降低废气的流速，使得排气系统背压在汽车的不断运行过程中逐渐达到标定的目标值，通过在排气背压控制系统内增设有泵气装置，使得泵气装置能通过ECU的控制来调整排气背压，泵气装置可以根据实际使用设置不同功率，从而使得排气背压的调节更加的方便，并且在高转速高负荷工况时，也能通过加速废气流速的方式降低排气背压，提高了对发动机排气背压快速且稳定的降低，提高了该排气背压控制系统降低排气背压的效果；且能在不改变原有的排气背压控制系统的结构的情况下，仅仅是增设其他部件就可将排气背压控制在理想范围内，提升了排气背压控制系统设置的便捷性，也节省了排气背压控制系统的生产成本。
在上述的发动机排气背压控制系统中，所述泵气装置包括气泵，所述气泵上安装有转速传感器，所述转速传感器与ECU电连接，且转速传感器监测气泵的转速信号并反馈给ECU。
转速传感器将监测的气泵的转速反馈给ECU，ECU能根据压力传感器一反馈的信号实时调整气泵的转速，使得气泵能更快速和稳定的降低排气背压；而泵气装置为气泵，气泵可直接增加废气通道内的废气流速，使得泵气装置能直接降低排气背压，进一步的提升了排气背压控制系统降低排气背压的效果。
在上述的发动机排气背压控制系统中，本排气背压控制系统还包括车载电池，所述气泵通过ECU与车载电池连接。
直接将气泵通过ECU与车载电池连接，此时气泵不需要额外的供电装置，使得气泵的设置和运行更加的便捷。
在上述的发动机排气背压控制系统中，所述催化器和泵气装置之间设有颗粒捕集器，本排气背压控制系统还包括压力传感器二和压力传感器三，所述压力传感器二设置在颗粒捕集器和催化器之间，且压力传感器二监测并反馈颗粒捕集器的前压力信号，所述压力传感器三设置在颗粒捕集器和泵气装置之间，且压力传感器三监测并反馈颗粒捕集器的后压力信号，所述压力传感器二和压力传感器三均与ECU连接并将其监测的信号反馈给ECU。
通过在催化器和泵气装置之间设有颗粒捕集器，通过催化器净化后的废气可通过颗粒捕集器将碳颗粒等捕集并将其烧除，通过设置在颗粒捕集器前的压力传感器二和设置在颗粒捕集器后的压力传感器三，压力传感器二和压力传感器三监测处颗粒捕集器前后的压力差，并将压力差反馈给ECU，进而控制颗粒捕集器的再生，防止颗粒捕集器堵塞或再生时烧蚀，进一步的提升了排气背压控制系统使用的稳定性，也进一步的提升了降低排气背压的效果。
在上述的发动机排气背压控制系统中，本排气背压控制系统还包括能对进入发动机的气体进行增压的增压器，所述增压器设置在发动机和催化器之间并与发动机和催化器连接。
通过增设增压器，对进入发动机内的气体进行增压，提高空气密度，从而改善发动机的经济性和排放。
在上述的发动机排气背压控制系统中，本排气背压控制系统还包括与泵气装置连接的排气消声器。
在发动机尾气排出时，会产生较大的噪音，因此将调整好排气背压的废气排出时，可通过排气消声器进行消声，进一步的提升了发动机排气背压控制系统的使用感受。
在上述的发动机排气背压控制系统中，所述排气消声器具有多个排气口。
该结构的设置，使得排气消声器能快速的将废气排出，并能降低排气时的噪音，进一步的提升了排气背压控制系统的降噪效果。
在上述的发动机排气背压控制系统中，所述泵气装置为气泵模块，所述气泵模块内设置有与废气流道连通的旁通流道和控制旁通流道的阀门。
通过采用气泵模块，使得当需要降低排气背压时，打开阀门并调节气泵模块，将经过气泵模块的废气全部或部分通过旁通流道，而不需要经过气泵加压流出，也能实现降低排气背压的目的。
与现有技术相比，本发动机排气背压控制系统具有以下优点：
1、通过在排气背压控制系统内增设有泵气装置，使得泵气装置能通过ECU的控制来调整排气背压，泵气装置可以根据实际使用设置不同功率，并且在高转速高负荷工况时，也能通过加速废气流速的方式降低排气背压，提高了对发动机排气背压快速且稳定的降低，提高了该排气背压控制系统降低排气背压的效果。
2、在不改变原有的排气背压控制系统的结构的情况下，仅仅是增设其他部件就可将排气背压控制在理想范围内，提升了排气背压控制系统设置的便捷性，也节省了排气背压控制系统的生产成本。
附图说明
图1是本发动机排气背压控制系统的原理图。
图中，1、发动机；2、催化器；3、泵气装置；4、ECU；5、压力传感器一；6、转速传感器；7、车载电池；8、颗粒捕集器；9、压力传感器二；10、压力传感器三；11、增压器；12、排气消声器；12a、排气口。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1所示，本发动机排气背压控制系统，包括与发动机1连接的催化器2。
具体的说，如图1所示，本排气背压控制系统还包括能增加废气流速的泵气装置3、与泵气装置3连接的ECU4和ECU4连接的压力传感器一5，且压力传感器一5监测排气系统背压信号并反馈给ECU4，泵气装置3与催化器2连接，ECU4能控制泵气装置3启动并增加废气流速。
工作原理：发动机1排出的废气通过催化器2进行催化，在催化器2后设置有泵气装置3，通过在催化器2上设置有压力传感器一5，该压力传感器一5能检测催化器2内的排气系统背压信号，并将排气系统背压信号反馈给ECU4，ECU4将反馈后的排气系统背压信号与发动机1在该工况下标定的背压数值对比，当实际反馈后的排气系统背压高于标定的目标值，ECU4控制泵气装置3启动，增加从催化器2内净化后的废气流速，从而降低排气背压，当实际反馈后的排气系统背压低于标定的目标值，ECU4可控制泵气装置3缓慢运行，或者是泵气装置3不运行，当泵气装置3不运行或者缓慢运行时，具有一定的阻力，从而能降低废气的流速，使得排气系统背压在汽车的不断运行过程中逐渐达到标定的目标值，通过在排气背压控制系统内增设有泵气装置3，使得泵气装置3能通过ECU4的控制来调整排气背压，泵气装置3可以根据实际使用设置不同功率，从而使得排气背压的调节更加的方便，并且在高转速高负荷工况时，也能通过加速废气流速的方式降低排气背压，提高了对发动机1排气背压快速且稳定的降低，提高了该排气背压控制系统降低排气背压的效果；且能在不改变原有的排气背压控制系统的结构的情况下，仅仅是增设其他部件就可将排气背压控制在理想范围内，提升了排气背压控制系统设置的便捷性，也节省了排气背压控制系统的生产成本。
如图1所示，泵气装置3包括气泵，气泵上安装有转速传感器6，转速传感器6与ECU4电连接并对气泵的转速信号进行监测并反馈给ECU4，本排气背压控制系统还包括车载电池7，气泵通过ECU4与车载电池7连接，且车载电池7能驱动气泵运作。
如图1所示，催化器2和泵气装置3之间设有颗粒捕集器8，本排气背压控制系统还包括压力传感器二9和压力传感器三10，压力传感器二9设置在颗粒捕集器8和催化器2之间，且压力传感器二9监测并反馈颗粒捕集器8的前压力信号，压力传感器三10设置在颗粒捕集器8和泵气装置3之间，且压力传感器三10监测并反馈颗粒捕集器8的后压力信号，压力传感器二9和压力传感器三10均与ECU4连接并将其监测的信号反馈给ECU4。
如图1所示，本排气背压控制系统还包括能对进入发动机1的气体进行增压的增压器11，增压器11设置在发动机1和催化器2之间并与发动机1和催化器2连接，本排气背压控制系统还包括与泵气装置3连接的排气消声器12，排气消声器12具有多个排气口12a。
实施例二
本实施例的内容与实施例一基本相同，其不同之处在于：泵气装置3为气泵模块，气泵模块内设置有与废气流道连通的旁通流道和控制旁通流道的阀门。
通过采用气泵模块，使得当需要降低排气背压时，打开阀门并调节气泵模块，将经过气泵模块的废气全部或部分通过旁通流道，而不需要经过气泵加压流出，也能实现降低排气背压的目的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种发动机排气背压控制系统，包括与发动机(1)连接的催化器(2)，其特征在于，本排气背压控制系统还包括能增加废气流速的泵气装置(3)、与泵气装置(3)连接的ECU(4)和ECU(4)连接的压力传感器一(5)，所述压力传感器一(5)设置在催化器(2)和发动机(1)之间，且压力传感器一(5)监测排气系统背压信号并反馈给ECU(4)，所述泵气装置(3)与催化器(2)连接，所述ECU(4)能控制泵气装置(3)启动并增加废气流速。
2.根据权利要求1所述的发动机排气背压控制系统，其特征在于，所述泵气装置(3)包括气泵，所述气泵上安装有转速传感器(6)，所述转速传感器(6)与ECU(4)电连接，且转速传感器(6)监测气泵的转速信号并反馈给ECU(4)。
3.根据权利要求2所述的发动机排气背压控制系统，其特征在于，本排气背压控制系统还包括车载电池(7)，所述气泵通过ECU(4)与车载电池(7)连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的发动机排气背压控制系统，其特征在于，所述催化器(2)和泵气装置(3)之间设有颗粒捕集器(8)，本排气背压控制系统还包括压力传感器二(9)和压力传感器三(10)，所述压力传感器二(9)设置在颗粒捕集器(8)和催化器(2)之间，且压力传感器二(9)监测并反馈颗粒捕集器(8)的前压力信号，所述压力传感器三(10)设置在颗粒捕集器(8)和泵气装置(3)之间，且压力传感器三(10)监测并反馈颗粒捕集器(8)的后压力信号，所述压力传感器二(9)和压力传感器三(10)均与ECU(4)连接并将其监测的信号反馈给ECU(4)。
5.根据权利要求1或2或3所述的发动机排气背压控制系统，其特征在于，本排气背压控制系统还包括与泵气装置(3)连接的排气消声器(12)。
6.根据权利要求5所述的发动机排气背压控制系统，其特征在于，所述排气消声器(12)具有多个排气口(12a)。
7.根据权利要求1或2或3所述的发动机排气背压控制系统，其特征在于，本排气背压控制系统还包括能对进入发动机(1)的气体进行增压的增压器(11)，所述增压器(11)设置在发动机(1)和催化器(2)之间并与发动机(1)和催化器(2)连接。
8.根据权利要求1所述的发动机排气背压控制系统，其特征在于，所述泵气装置(3)为气泵模块，所述气泵模块内设置有与废气流道连通的旁通流道和控制旁通流道的阀门。
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