CN206448870U - 一种电控气动防喘振装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电控气动防喘振装置，包括控制器、空滤器、涡轮增压器、中冷器、节气门和气管,还包括与控制器信号连接的电磁阀、与电磁阀连接的防喘振阀，所述防喘振阀通过第四气管与连接中冷器和节气门的第六气管连接，所述电磁阀设于第三气管上并且防喘振阀4还通过第三气管与连接空滤器和涡轮增压器的第二气管连接。本实用新型通过在节气门前端与涡轮增压器进气端增设防喘振阀并且能够通过控制器控制，实现电控气动防喘振，可有效、可靠的防喘振，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力领域，尤其涉及一种电控气动防喘振装置。
背景技术
发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要性日趋增加，降低发动机有害排放和CO2排放这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。所以开展发动机燃油经济性提升和NOx、THC等有害排放物控制方法、技术研究的工作是所有发动机设计者的首要任务。增压技术作为提高发动机经济性、降低发动机排放量的主要手段，已经全面应用到国4以上燃气发动机。但是随着法规的要求越来越严格，以及用户对车辆动力性和驾驶舒适性要求越来越高，为了应对各方面需求并且提高增压器响应性和效率，从而小转动惯量增压器成为当前主流的控制技术。但是匹配的小惯量增压器效率的提升，会使增压器的喘振余量小。对于带进气节流阀(节气门)的发动机，突收节气门时，增压器很容易出现喘振，这时需要安装防喘振阀，通过防喘振阀在突收节气门时卸掉空气从而达到消除喘振作用。但是现在传统的防喘振阀主要有两种，一种是通过机械结构感应节气门两边压差来开启；另一种是通过电磁线圈直接驱动阀开启关闭。但是这两种阀都存在一定的局限性，对于气动控制的防喘振阀，无论是采用平衡式(节气门前后压差)防喘振阀或是带增压压力补偿型(节气门前后以及防喘振阀阀片上下游压差作用)的防喘振阀，都存在一定的应用局限性，特别是国六带EGR系统的燃气发动机，节气门前后压差大，多变性大，对发动机动力性需求高，传统气动防喘振阀已经很难满足开发需求。对于电控防喘振阀，虽然控制灵活大，但是对于增压发动机，特别是重型增压发动机，由于其增压水平高，突收节气门时，为了避免增压器喘振需要泄掉的增压空气质量流量大，电控防喘振阀电磁线圈的提升力需要很大，造成电磁线圈成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的是，提供一种电控气动防喘振装置，可有效、可靠的防喘振，降低成本。
为实现该目的，提供了一种电控气动防喘振装置，包括控制器、空滤器、涡轮增压器、中冷器、节气门和气管,所述气管包括第一气管、第二气管、第三气管、第四气管、第五气管和第六气管，还包括与控制器信号连接的电磁阀、与电磁阀连接的防喘振阀，所述防喘振阀通过第四气管与连接中冷器和节气门的第六气管连接，所述电磁阀设于第三气管上并且防喘振阀4还通过第三气管与连接空滤器和涡轮增压器的第二气管连接。
优选地，所述防喘振阀包括有壳体、与第四气管连接的第一连接端口、与第二气管连接的第二连接端口、与第一连接口连接的阀片、与阀片连接的平衡压力腔和膜片、穿过阀片与第一连接口和平衡压力腔连接的压力取样管，所述第一连接端口通过阀片与第二连接端口连接，所述平衡压力腔通过第三气管与第二气管连接。
优选地，所述平衡压力腔内设有弹簧，所述弹簧与阀片连接以给阀片设定的压力，所述平衡压力腔通过压力取样管保持与第一连接口的气压平衡。
优选地，所述电磁阀和第三气管还能够设于防喘振阀内部。
优选地，所述阀片设于第二连接端口内并且通过膜片将平衡压力腔与第二连接端口隔开。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：
本实用新型通过在节气门前端与涡轮增压器进气端增设防喘振阀并且能够通过控制器控制，实现电控气动防喘振，可有效、可靠的防喘振，降低成本。在本实用新型中采用电磁阀控制防喘振阀平衡腔压力，取代传统气动防喘振阀的平衡腔压力等于节气门后压力的控制方式，控制器可以有效的区分哪些工况需要防喘振阀参与工作，消除涡轮增压器喘振，避免传统气动防喘振阀通过感应节气门前后压差来工作的方式造成异常开启，引起发动机控制不稳，车辆驾驶舒适性差的问题。在本实用新型中采用电磁阀控制防喘振阀平衡腔压力，取代传统电控防喘振阀，实现可以采用一个很小的电磁线圈来控制防喘振阀工作，线圈成本低，需求驱动电流低，能耗低，可靠性好。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中防喘振阀分体式结构示意图；
图3为本实用新型中防喘振阀集成式结构示意图；
图4为本实用新型中涡轮增压器喘振示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步的描述，但不构成对本实用新型的任何限制，任何在本实用新型权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本实用新型的权利要求范围内。
如图1所示，本实用新型提供了一种电控气动防喘振装置，包括控制器7、空滤器1、涡轮增压器2、中冷器3、节气门5和气管9，气管9包括第一气管91、第二气管92、第三气管93、第四气管94、第五气管95和第六气管96。空滤器1通过第二气管92与涡轮增压器2连接，涡轮增压器2通过第三气管93与中冷器3连接，中冷器3通过第六气管96与发动机8连接，发动机8通过第一气管91与涡轮增压器2连接，其中，节气门5设于第六气管96上；还包括与控制器7信号连接的电磁阀6、与电磁阀6连接的防喘振阀4，防喘振阀4通过第四气管94与中冷器3和节气门5之间的第六气管96连接，电磁阀6设于第三气管93上并且防喘振阀4还通过第三气管93与第二气管92连接。
如图2所示，防喘振阀4包括有壳体48、与第四气管94连接的第一连接端口41、与第二气管92连接的第二连接端口47、与第一连接口41连接的阀片43、与阀片43连接的平衡压力腔46和膜片44、穿过阀片43与第一连接口41和平衡压力腔46连接的压力取样管42，第一连接端口41通过阀片43与第二连接端口47连接。平衡压力腔46内设有弹簧45，弹簧45与阀片43连接以给阀片43设定的压力，平衡压力腔46通过压力取样管42保持与第一连接口41的气压平衡。阀片43设于第二连接端口47内并且通过膜片44将平衡压力腔46与第二连接端口47隔开，平衡压力腔46通过第三气管93与第二气管92连接。
如图3所示，电磁阀4和第三气管93还能够设于防喘振阀4内部。可以提供防喘振阀4的实用性，使结构的巧妙。
在本实施例中，第一连接口41的气压即为节气门5前端的气压，第二连接端口47的气压即为涡轮增压器2前端的气压。
本实施例的工作过程：整机启动后，防喘振阀4内平衡压力腔46通过压力取样管42保持与节气门5前端的气压平衡相等，当整机减速运行时，节气门5关闭，控制器7控制电磁阀4开启，平衡压力腔46内气体通过第三气管93流向第二气管92，使得平衡压力腔46内气压低于节气门5前端气压，从而使得阀片43在气压作用下开启，节气门5前端的气体流向第二气管92，在节气门5前端的气压降到弹簧45压力以下时，弹簧45作用将阀片43推回隔断节气门5前端的气体流向第二气管92；同时，在节气门5前端的气压降到设定值时，控制器7控制电磁阀4关闭，使得整机在下次加速时，防喘振阀4内平衡压力腔46重新通过压力取样管42保持与节气门5前端的气压平衡相等。从而消除由于节气门突收，需求空气量急剧降低而导致的涡轮增压器2喘振，同时避免传统平衡式气动防喘振阀由于防喘振阀阀片未关闭造成增压的压力建立慢，影响发动机加速性能。
如图4所示，本实用新型与传统不安装防喘振阀的涡轮增压器的工作效果对比，可以看出，当发动机突收节气门时，涡轮增压器2压气机出口压力不变，流量急剧降低，造成涡轮增压器2压力后端压力增大，传统不安装防喘振阀的涡轮增压器按照A->B->D的途径运行，从而造成涡轮增压器2运行进入喘振区域，造成涡轮增压器2喘振损坏。在本实用新型中，突收节气门时，通过防喘振阀的开启卸掉由于节气门突收造成压气机出口压力急剧降低的空气，实现从A->C->D的运行路径，避免进入喘振区域造成增压器喘振。
通过本实用新型可有效、可靠的防喘振，降低成本，提高驾驶的舒适性。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
Claims (5)
1.一种电控气动防喘振装置，包括控制器(7)、空滤器(1)、涡轮增压器(2)、中冷器(3)、节气门(5)和气管(9)，所述气管(9)包括第一气管(91)、第二气管(92)、第三气管(93)、第四气管(94)、第五气管(95)和第六气管(96),其特征在于：还包括与控制器(7)信号连接的电磁阀(6)、与电磁阀(6)连接的防喘振阀(4)，所述防喘振阀(4)通过第四气管(94)与连接中冷器(3)和节气门(5)的第六气管(96)连接，所述电磁阀(6)设于第三气管(93)上并且防喘振阀(4)还通过第三气管(93)与连接空滤器(1)和涡轮增压器(2)的第二气管(92)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电控气动防喘振装置，其特征在于：所述防喘振阀(4)包括有壳体(48)、与第四气管(94)连接的第一连接端口(41)、与第二气管(92)连接的第二连接端口(47)、与第一连接口(41)连接的阀片(43)、与阀片(43)连接的平衡压力腔(46)和膜片(44)、穿过阀片(43)与第一连接口(41)和平衡压力腔(46)连接的压力取样管(42)，所述第一连接端口(41)通过阀片(43)与第二连接端口(47)连接，所述平衡压力腔(46)通过第三气管(93)与第二气管(92)连接。
3.根据权利要求2所述的一种电控气动防喘振装置，其特征在于：所述平衡压力腔(46)内设有弹簧(45)，所述弹簧(45)与阀片(43)连接以给阀片(43)设定的压力，所述平衡压力腔(46)通过压力取样管(42)保持与第一连接口(41)的气压平衡。
4.根据权利要求1或2所述的一种电控气动防喘振装置，其特征在于：所述电磁阀(6)和第三气管(93)还能够设于防喘振阀(4)内部。
5.根据权利要求2所述的一种电控气动防喘振装置，其特征在于：所述阀片(43)设于第二连接端口(47)内并且通过膜片(44)将平衡压力腔(46) 与第二连接端口(47)隔开。
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2017
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