[發明專利]一種發動機進氣溫度控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201610153785.5
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105736125A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 陳月春;樊京元;楊秀花;王卓;侯建軍
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F02B29/04
• 分類號: F02B29/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術領域

本發明涉及整車性能設計技術領域，尤其涉及一種發動機進氣溫度控制系統及控制方法。

背景技術

隨著排放法規的日益嚴格，增壓技術已經成為應對各個階段排放法規的必備技術，且法規越嚴格對增壓器壓比要求會越高，增壓技術已逐漸朝著可變截面增壓和兩級增壓等超高增壓方向發展，隨著可變截面增壓技術及兩級增壓技術發展，增壓后空氣溫度將會大幅度上升，受空對空中冷器技術水平及整車發動機艙布置限制，短期內通過技術手段降低中冷器前增壓高溫氣體將存在一定困難，而過高的中冷器進氣溫度不但會對中冷器使用壽命存在影響，造成中冷器出現漏氣的故障，此故障將影響到發動機的進氣量，更會影響到發動機的進氣溫度，過高的發動機進氣溫度會造成空氣密度下降，進氣量相對變少，引起發動機功率降低，燃燒效率變差，NOx和顆粒排放增多，進而嚴重影響到整車的性能。

為了保證整車的性能不受影響，往往采用降低發動機進氣溫度的方式，現有的降低發動機進氣溫度一般有三種措施，第一種，采用布置兩個中冷器實現增壓高溫氣體的雙向冷卻，這種冷卻技術一般用于兩級增壓系統，是通過布置低壓中冷器和高壓中冷器兩個中冷器實現增壓高溫氣體的冷卻，這種冷卻方式中冷后的進氣溫度不受控，難以達到理想的進氣溫度值，且未能起到提升發動機水溫的目的，再者手整車發動機艙的空間限制，兩級中冷結構較為布置困難；第二種，采用加大中冷器散熱面積的方式，但是單純的增大中冷器散熱面積勢必會導致中冷器本身提及增大，增大風道阻力；第三種，使用高效緊湊的中冷器，通過降低流動阻力和強化傳熱設計新結構，但是高效的中冷器研制需要較長的研發周期和研究經費，代價高昂。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決發動機進氣溫度較高影響整車性能的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種發動機進氣溫度控制系統，包括通過氣體管道依次連接的空濾器、空氣增壓器、中冷器和發動機，還包括換熱器，所述換熱器設于所述空氣增壓器和所述中冷器之間，用于對進入所述中冷器的空氣進行預冷，且所述換熱器設有進氣口和出氣口，所述進氣口與所述空氣增壓器連接，所述出氣口與所述中冷器連接。

其中，所述換熱器為套管式換熱器，所述套管式換熱器包括外部殼程和內部管程，所述外部殼程的前端設有第一出水口，所述外部殼程的后端設有第一進水口，所述進氣口設有所述內部管程的前端，所述出氣口設于所述內部管程的后端。

其中，所述發動機設有第二進水口和第二出水口，所述第二出水口通過第一水管與所述第一進水口連接，所述第二進水口通過第二水管與所述第一出水口連接。

其中，所述第一水管上設有電磁閥，用于控制進入所述換熱器內的冷卻水流量。

其中，還包括控制裝置，所述發動機的進氣口處設有溫度傳感器，所述控制裝置設于所述溫度傳感器和所述電磁閥之間，用于根據所述溫度傳感器檢測到的溫度控制所述電磁閥的通斷和開度。

其中，所述中冷器為空對空中冷器。

本發明還提供了一種發動機進氣溫度控制方法，包括步驟S1，利用換熱器對進入發動機前端的中冷器的高溫高壓空氣進行預冷；S2，檢測發動機的實時進氣溫度，并與發動機的最佳工作進氣溫度進行比較；S3；根據比較結果，控制進入換熱器的冷卻介質的流量。

其中，所述步驟S2還包括，采用溫度傳感器檢測發動機的實時進氣溫度，并將檢測到的溫度信號傳遞給控制器，控制器將溫度傳感器檢測到的溫度信號與預先設定在控制器內的最佳工作進氣溫度進行比較。

其中，所述步驟S3還包括，控制器根據比較結果調整設于換熱器進水管上的電磁閥的開度，以控制進入換熱器的冷卻介質的流量。

(三)有益效果

本發明的上述技術方案具有如下優點：本發明提供的發動機進氣溫度控制系統，包括通過氣體管道依次連接的空濾器、空氣增壓器、中冷器和發動機，還包括換熱器，換熱器設于空氣增壓器和中冷器之間，且換熱器的進氣口與空氣增壓器連接，出氣口與中冷器連接，在中冷器前端設置換熱器，能夠對進入中冷器內的空氣進行預冷，降低進入中冷器的空氣的溫度，避免因空氣溫度過高對中冷器造成損壞，同時也加強了整個溫度控制系統的降溫能力，使得從中冷器出來進入到發動機內的空氣溫度更低，增加了進氣量，降低了發動機的功率，使發動機內氣體燃燒更加充分，減少了NOx和顆粒的排放量，從而起到提升整車性能的效果，延長使用壽命。該系統的整個結構較為簡單，所占空間較小，且所需費用較少。

附圖說明