[發明專利]渦輪增壓柴油發動機動態補氣裝置

無效

• 申請號: 201110165854.1
• 申請日: 2011-06-20
• 公開（公告）號: CN102242668A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 徐成耀;李小春;路平;唐硎;錢建偉;鄧杰
• 申請（專利權）人: 常州天大龍成節能環保科技有限公司
• 主分類號: F02B29/02
• 分類號: F02B29/02;F02B37/013;F02B37/12
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 路接洲

技術領域

本發明涉及一種發動機進氣補氣裝置，尤其是一種渦輪增壓柴油發動機動態補氣裝置。

背景技術

為解決城市居民方便出行和城市道路擁堵問題，各大中城市普遍優先發展城市公交系統。隨著城市公交系統的發展，公交車輛的尾氣污染和能源消耗越來越引起社會的關注，同時這也關系到城市的形象。除地鐵和軌道交通外，各城市普遍嘗試采用低排放和零污染的諸如使用天然氣的車輛及電動車輛等。盡管如此，城市公交車輛的動力系統，還是以柴油發動機為主，而且公交車輛起步、加速冒黑煙的現象十分普遍。不僅污染了環境、浪費了能源，還給“城市名片”蒙上一片陰影。

公交車輛起步、加速冒黑煙，很大程度上不是柴油發動機的問題。在額定工況下，現今設計、制造的柴油發動機是能夠滿足排放要求的，最起碼不會“冒黑煙”。造成冒黑煙的直接原因，是公交車輛必須頻繁的起步、加速的運行條件和進氣系統的滯后特性，使得發動機的“空燃比”(進入發動機的空氣與燃油之比)嚴重失衡，冒黑煙的本質是燃燒不充分，造成燃燒不良有兩種可能：進氣太少或供油不正常，顯然，我們討論的屬于前者。

然而，發動機補氣技術不是什么新技術，早在廢氣渦輪增壓器發明之前，歐美等老牌工業技術發達國家就開始研究這項技術，廢氣渦輪增壓技術作為其中的佼佼者延續至今。由于現代制造技術的高速發展，使得以較低廉的價格制造高速、高效率、高壓比甚至于變截面廢氣渦輪增壓器成為現實，才使得其在近十余年得到推廣應用。針對渦輪增壓技術反映滯后和單增動態范圍有限的特點，產生了組合增壓，如：機械增壓+廢氣渦輪增壓、電動增壓、電動增壓+廢氣渦輪增壓等，盡可能與發動機的動態范圍相匹配，已取得相當的效果。但對于發動機加速瞬間(由于渦輪增壓器滯后造成的“缺氣”的)補氣技術，業界一直未有定論，主要原因可能是加速狀態在發動機工作中所占比例太小和相關的“價值”問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提出一種可以在發動機“空燃比”失衡前，及時補充進氣；發動機進入正常工作狀態后，適時退出渦輪增壓柴油發動機動態補氣裝置。

本發明所采用的技術方案為：一種渦輪增壓柴油發動機動態補氣裝置，包括與發動機廢氣排氣管相連接的主渦輪增壓器，所述的發動機廢氣排氣管上還設置有與主渦輪增壓器串聯的輔渦輪增壓器；所述的輔渦輪增壓器包括同軸相連的輔渦輪機和輔增壓器，所述的輔增壓器的出氣管通過儲氣罐與發動機進氣歧管相連接；所述的輔渦輪機上并聯安裝有電動旁通閥；所述的儲氣罐與發動機進氣歧管之間設置有電動補氣閥。

進一步的說，為了不需要額外的能源供給，也不消耗車載電量，本發明所述的輔渦輪增壓器在發動機怠速時由排氣驅動為儲氣罐充氣。

本發明還包括中央控制單元，所述的中央控制單元通過多個傳感器分別采集油門踏板加速度/位置信號、車輛行駛速度信號、發動機轉速信號、儲氣罐壓力信號、變速箱檔位信號以及發動機點火開關信號；并通過對上述信號的分析控制電動旁通閥和電動補氣閥的開啟或關閉。這樣可以確保這個裝置工作在合理狀態。

再進一步的說，為了能夠更好的向儲氣罐充氣而不造成能源的浪費，本發明所述的輔增壓器的出氣管上、近輔增壓器的出氣口處設置有逆止閥。

本發明所述的儲氣罐上安裝有測量并顯示儲氣罐壓力的儲氣罐壓力表。可以清楚的檢測及顯示儲氣罐內的壓力值，從而更好的掌握打開旁通閥的時間。

本發明所述的輔渦輪機的出氣管設置有第一級消音器以及第二級消音器，用于減少尾氣排放時所產生的噪音。

本發明的工作原理是：利用一個小功率的廢氣渦輪增壓器，即輔渦輪增壓器，在發動機怠速時，利用發動機排氣驅動，使其給儲氣罐充氣。發動機啟動或加速的瞬間，打開補氣閥，向發動機進氣歧管補氣，適當校正空燃比失衡狀態。當發動機轉速達到一定值，主渦輪增壓器可以正常工作后，關閉補氣閥的同時打開旁通閥，補氣系統退出，發動機進入正常工作狀態。全部過程中，控制單元嚴密監測油門踏板信號、發動機轉速信號和儲氣罐氣壓信號等，適時控制補氣閥的啟閉和旁通閥的開關等，確保整個裝置工作在合理的狀態。

本發明的有益效果是：1、可以在發動機“空燃比”失衡前，及時補充進氣。發動機進入正常工作狀態后，適時退出，而不使用車輛的動力和電力資源，對車輛不會產生不良影響；2、可以改善以至于完全消除發動機加速瞬間的缺氣現象，通過改善燃料燃燒條件來消除“冒黑煙”，可以有效減少排氣污染，同時還可以降低油耗，具有良好的社會效益和一定的經濟效益，特別適合用于城市公交系統以柴油為燃料的車輛。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。