[實用新型]一種發動機排氣旁通控制系統

有效

• 申請號: 201220641286.8
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN202914175U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 劉偉;洪偉;解方喜;韓林沛;蘇巖;李小平;王玉玲;趙菁華;劉洪濤;孫博
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F02B37/18
• 分類號: F02B37/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

技術領域

本實用新型涉及一種提高發動機充氣效率的系統，確切地說，本實用新型涉及一種發動機排氣旁通控制系統。

背景技術

廢氣渦輪增壓為利用發動機排氣能量對發動機進氣進行增壓，是提高發動機動力性、經濟性、降低排放的有效方法。渦輪增壓已經成為提高發動機升功率、實現發動機輕量化的必備手段。與機械增壓相比，渦輪增壓不額外消耗發動機的功率，轉速較高時效果顯著，增壓效率高。發動機排出的廢氣引入渦輪機，利用高溫高壓廢氣的能量推動渦輪機旋轉，由此驅動與渦輪機同軸的壓氣機旋轉實現增壓。由于壓氣機存在低俗喘振區和高速堵塞區，如何匹配發動機和渦輪增壓器使發動機在更大的轉速范圍內實現更好的充氣效率是當前研究渦輪增壓的重要課題。為了改善發動機低速性能，往往把渦輪增壓器中渦輪機的轉子設計得較小，但是這會導致發動機高轉速大負荷時渦輪增壓器的超速超壓現象。當前廣泛應用的帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器可以有效改善渦輪增壓器超速超壓現象，但不能精確控制旁通廢氣的流量以實現發動機充氣效率的最優化。可變幾何渦輪增壓器一定程度上兼顧了低速與高速區域，但其成本較高，推廣使用困難。

參閱圖1，圖中所示為目前廣泛采用的發動機渦輪增壓系統示意圖。發動機7主要包括開設有氣缸1的機體2，其進氣總管4中的氣體通過進氣歧管3進入氣缸1，經過燃燒反應后，高溫高壓廢氣經過排氣歧管5和排氣總管6進入渦輪機9中，渦輪機9中的葉輪受高溫高壓廢氣推動旋轉，并通過渦輪機軸10帶動壓氣機11轉動，從渦輪機9中排出的廢氣經渦后排氣管8進入尾氣后處理系統或大氣環境，新鮮氣體經進氣管12進入壓氣機11，新鮮氣體經壓氣機11壓縮后進入發動機7的進氣總管4。為了改善發動機7低速性能，往往把渦輪增壓器轉子設計得較小，但在發動機7高速大負荷時，會使渦輪增壓器超速超壓工作，并且還會導致發動機7排氣背壓升高，影響充氣效率。即使是帶有旁通閥的渦輪增壓器，旁通廢氣的量也無法精確控制以最大化地提高發動機7的充氣效率。

發動機的充氣效率和進排氣壓力直接相關，理想情況下，增大進氣壓力同時降低排氣背壓可以提高發動機的充氣效率。渦輪增壓器有效提高了發動機7的進氣壓力，但也使發動機7的排氣背壓升高。使部分排氣不通過渦輪增壓器直接旁通到排氣管可以降低排氣背壓，但此時渦輪增壓器的壓氣機11的出口壓力也會降低。因此存在一個最佳的排氣旁通量使得發動機7在該工況下有最優的充氣效率。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術存在旁通廢氣的量無法精確控制的問題，提供了一種發動機排氣旁通控制系統。

為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的：所述的發動機排氣旁通控制系統包括發動機、渦輪增壓器、進氣壓力傳感器、排氣壓力傳感器、排氣旁通電磁閥、旁通控制器、發動機轉速傳感器、油門踏板位置傳感器與空氣流量計。其中：渦輪增壓器由渦輪機與壓氣機構成。

進氣壓力傳感器布置在發動機的進氣總管上，排氣壓力傳感器布置在發動機的排氣總管上，排氣旁通電磁閥串接于排氣旁通管中，排氣旁通管一端接在渦輪機入口的排氣總管上，另一端與渦輪機出口的渦后排氣管相連，排氣旁通電磁閥的信號輸入端與旁通控制器中的排氣旁通電磁閥驅動電路的信號輸出端電線連接，進氣壓力傳感器、排氣壓力傳感器、發動機轉速傳感器與油門踏板位置傳感器的信號輸出端與旁通控制器中的單片機的4個A/D端口電線連接，空氣流量計串接在壓氣機的進氣管上。

技術方案中所述的旁通控制器包括單片機與排氣旁通電磁閥驅動電路。單片機的42號引腳與排氣旁通電磁閥驅動電路的信號輸入端電線連接。

技術方案中所述的進氣壓力傳感器（13）、排氣壓力傳感器（14）、發動機轉速傳感器（18）與油門踏板位置傳感器（19）的信號輸出端與旁通控制器（17）中的單片機（21）的4個A/D端口電線連接是指：單片機的79號引腳、77號引腳、75號引腳與73號引腳依次和進氣壓力傳感器、排氣壓力傳感器、發動機轉速傳感器與油門踏板位置傳感器的輸出端電線連接。

技術方案中所述的進氣壓力傳感器與排氣壓力傳感器結構相同，皆采用型號為PTG500的壓力傳感器；所述的排氣旁通電磁閥采用型號為HX-EGRA001的電磁閥；所述的渦輪增壓器采用型號為JP44EF1的渦輪增壓器；所述的空氣流量計采用型號為0280218132的空氣流量計；所述的旁通控制器中的單片機采用型號為MC9S12的單片機；發動機轉速傳感器采用型號為SZCB-01的電磁感應式轉速傳感器；油門踏板位置傳感器采用型號為TLE4997的油門踏板位置傳感器。

與現有技術相比本實用新型的有益效果是：