[發明專利]一種渦輪增壓發動機壓縮空氣回收及補氣系統及其方法

有效

• 申請號: 201410576934.X
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104500213A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 俞小莉;樊之鵬;王雷;徐煥祥;竇文博;李道飛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F02B37/00
• 分類號: F02B37/00;F02M25/07
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高

1.一種渦輪增壓發動機壓縮空氣回收及補氣系統，其特征在于：包括渦輪增壓壓縮空氣回收系統、發動機壓縮空氣輔助制動系統、發動機補氣系統，其中渦輪增壓壓縮空氣回收系統通過噴氣閥(5)?與發動機壓縮空氣輔助制動系統相連接，發動機壓縮空氣輔助制動系統通過減壓閥(12)與補氣系統相連接。

2.根據權利要求1所述的一種渦輪增壓發動機壓縮空氣回收及補氣系統，其特征在于所述的渦輪增壓壓縮空氣回收系統包括渦輪增壓器、可調開度電磁閥(4)、第一低壓儲氣罐(3)、噴氣閥(5)；可調開度電磁閥(4)一端與渦輪增壓器之后的發動機進氣總管相連，另一端與第一低壓儲氣罐(3)相連，第一低壓儲氣罐(3)通過管道與發動機缸蓋上的噴氣閥(5)相連,?所述的渦輪增壓器由渦輪增壓器壓氣機端（6）和渦輪增壓器渦輪端（7）通過連接軸連接而成，增壓器壓氣機端（6）與進氣總管相連，渦輪增壓器渦輪端（7）與排氣管相連。

3.根據權利要求1所述的一種渦輪增壓發動機壓縮空氣回收及補氣系統，其特征在于所述的發動機壓縮空氣輔助制動系統包括氣缸(2)、活塞(1)、可變相位排氣門(8)、蝶閥(9)、單向閥(11)、高壓儲氣罐(14)；活塞(1)位于氣缸(2)內，可變相位排氣門(8)位于氣缸(2)上壁，蝶閥(9)位于排氣管上，單向閥(11)一端與位于可變相位排氣門(8)和蝶閥(9)之間的排氣管相連，另一端與高壓儲氣罐(14)相連。

4.根據權利要求3所述的一種渦輪增壓發動機壓縮空氣回收及補氣系統，其特征在于所述的可變相位排氣門（8）包括凸輪(21)、搖臂(20)、頂桿上半部分(19)、彈簧(17)、頂桿頭(16)、排氣門(15)、液壓單向閥(18)和液壓油路控制閥(22)；凸輪(21)與搖臂(20)一端相接觸，搖臂(20)另一端與頂桿上半部分(19)相接觸，頂桿上半部分(19)通過彈簧(17)與頂桿頭(16)相連，頂桿頭(16)與排氣門(15)直接接觸，液壓單向閥(18)與液壓油路控制閥(22)之間由液壓油填充。

5.根據權利要求1所述的一種渦輪增壓發動機壓縮空氣回收及補氣系統，其特征在于所述的發動機補氣系統包括減壓閥(12)、第二低壓儲氣罐(13)和補氣閥(10)；第二低壓儲氣罐(13)一端通過減壓閥(12)與高壓儲氣罐(14)相連，一端通過補氣閥(10)與氣缸(2)相連。

6.一種如權利要求1所述系統的渦輪增壓發動機壓縮空氣回收及補氣方法，其特征在于包括渦輪增壓壓縮空氣回收方法，發動機制動壓縮空氣回收方法和發動機補氣方法，所述的渦輪增壓壓縮空氣回收方法是一種將低壓氣體回收并儲存的方法，發動機制動壓縮空氣回收方法是一種將前述低壓氣體與額外空氣混合并進一步加壓儲存的方法，發動機補氣方法是一種將壓縮空氣補充進氣缸(2)為發動機提供額外新鮮空氣的方法。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述的渦輪增壓壓縮空氣回收方法是：當渦輪增壓器渦輪端(7)的廢氣閥因為發動機排氣壓力過大即將打開但仍未開啟時，調節開度電磁閥(4)預先打開使部分壓縮空氣充入第一低壓儲氣罐(3)，當低壓儲氣罐內氣體壓力上升并逐漸接近進氣總管中氣體壓力時，調節開度電磁閥(4)逐漸關閉，同時渦輪增壓器渦輪端(7)的廢氣閥打開以維持進氣總管中的壓力穩定。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述的發動機制動壓縮空氣回收的方法是：當車輛處于制動工況，活塞(1)運行至進氣沖程下止點附近，進氣門已經關閉時，通過噴氣閥(5)將第一低壓儲氣罐(3)內的壓縮空氣噴入氣缸(2)，壓縮空氣與原有進氣在氣缸(2)中混合并在壓縮沖程中被活塞(1)進一步壓縮成為更高壓氣體，在壓縮沖程末期可變相位排氣門(8)打開，蝶閥(9)關閉，高壓氣體排出氣缸(2)，并通過單向閥(11)進入高壓儲氣罐(14)。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述的發動機補氣的方法是：高壓氣體通過減壓閥(12)進入第二低壓儲氣罐(13)，維持第二低壓儲氣罐(13)罐內壓力，第二低壓儲氣罐(13)通過補氣閥(10)在發動機處于低速大負荷工況或者急加速工況時向氣缸(2)中噴射壓縮空氣，增加缸內新鮮充量。

10.一種如權利要求4所述的可變相位排氣門的控制方法，其特征在于：當液壓油路控制閥(22)下行打開時，液壓油從液壓單向閥(18)進入管路并自由流動，凸輪(21)帶動搖臂(20)推動頂桿上半部分(19)運動，頂桿頭(16)在彈簧(17)作用下頂住氣門(15)但并不與頂桿上半部分(19)同步運動，氣門(15)在常規凸輪搖臂結構作用下在發動機排氣沖程時打開；所述液壓油路控制閥(22)上行關閉管路時，在液壓單向閥(18)至液壓油路控制閥(22)之間的管路中形成封閉空間，頂桿上半部分(19)與頂桿頭(16)之間由于液壓作用一起運動，凸輪(21)帶動搖臂(20)推動整個頂桿運動，頂桿頭(16)推動氣門(15)在發動機壓縮沖程末期開啟。