[發明專利]一種基于旁通閥控制的雙真空罐式汽油機廢氣渦輪增壓器及控制方法

在審

• 申請號: 201711060446.3
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107605589A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 張衛波;楊際福;譚曉亮;壽磊;黃毅鵬;林昌樂;楊南杰;張婷霞
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: F02B37/18
• 分類號: F02B37/18
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種基于旁通閥控制的雙真空罐式汽油機廢氣渦輪增壓器及控制方法。

背景技術

當今社會，隨著能源的短缺以及環境污染的日益嚴重，汽車尾氣的排放標準日益嚴格，因此，廢氣渦輪增壓器被廣泛的應用于汽車之上。渦輪增壓器利用發動機廢氣能量驅動渦輪高速旋轉，帶動同軸的葉輪將外界空氣壓縮送入氣缸，使燃料得到充分的燃燒，達到提高功率降低油耗的目的。具體來說，就是氣體從空氣濾清器由進氣管路經過中冷器流入壓氣機的輸入端，氣體經過壓縮后經進氣管路進入發動機的入氣口。而空氣壓縮的動力來自于渦輪增壓器渦輪機，發動機排出的廢氣經排氣管路流經渦輪機的輸入端，利用廢氣的能量驅動渦輪，再由渦輪機帶動壓氣機壓縮空氣。發動機運轉過程中，在節氣門開度較小的低速小負荷工況下，渦輪增壓器并不需要增壓，此時渦輪增壓器一邊增壓，節氣門一邊節流，排氣背壓較大，對發動機非常不利，應使發動機轉換為自然吸氣模式。而在發動機轉速很高較大負荷工況下，為了限制增壓壓力，渦輪增壓器亦不需要增壓。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于旁通閥控制的雙真空罐式汽油機廢氣渦輪增壓器及控制方法，不僅結構緊湊，而且使用方便，高效便捷。

本發明的技術方案在于：一種基于旁通閥控制的雙真空罐式汽油機廢氣渦輪增壓器，包括相連接的渦輪增壓器壓氣機和渦輪增壓器渦輪機，所述渦輪增壓器壓氣機的機殼與渦輪增壓器渦輪機的蝸殼相對接，渦輪增壓器壓氣機的輸入端連接有壓氣機進氣管，渦輪增壓器壓氣機的輸出端經壓氣機排氣管與發動機的進氣口相連接，所述發動機的廢氣排出口經排氣管路與渦輪增壓器渦輪機的輸入端相連接，渦輪增壓器渦輪機的輸出端連接有渦輪機排氣管，所述蝸殼內設置有連接渦輪增壓器渦輪機的輸入端與渦輪機排氣管的旁通管路，蝸殼內位于旁通管路與渦輪增壓器渦輪機的輸入端側壁相連接的端部上設置有旁通閥，所述渦輪增壓器渦輪機上還設置有控制旁通閥啟閉的旁通閥啟閉裝置。

進一步地，所述壓氣機排氣管上設置有節氣門，壓氣機排氣管上位于節氣門前側設置有節氣門前出口，壓氣機排氣管上位于節氣門后側設置有節氣門后出口。

進一步地，所述旁通閥啟閉裝置包括設置于蝸殼一側的第一真空罐和設置于蝸殼另一側的第二真空罐，所述旁通閥上鉸接有另一端穿出蝸殼的搖臂，所述搖臂的中部支撐在蝸殼上，搖臂的下端部分別與由第一真空罐驅動的第一推桿和由第二真空罐驅動的第二推桿相鉸接。

進一步地，所述第一真空罐包括由第一上殼體和第一下殼體固連形成的第一罐狀結構，所述第一罐狀結構內固連有與第一上殼體形成密閉空腔的第一內置膜片，第一罐狀結構內設置有位于第一內置膜片與第一下殼體之間的第一內置彈簧，所述節氣門前出口經第一上殼體通入第一罐狀結構。

進一步地，所述第一推桿的一端與第一內置膜片固連且另一端依次橫向穿過第一內置彈簧及第一下殼體，第一推桿的另一端部上設置有與搖臂相鉸接并滑動配合的第一長槽孔。

進一步地，所述第二真空罐包括由第二上殼體和第二下殼體固連形成的第一罐狀結構，所述第一罐狀結構內固連有與第二上殼體形成密閉空腔的第二內置膜片，第一罐狀結構內設置有位于第二內置膜片與第二上殼體之間的第二內置彈簧，所述節氣門后出口經第二上殼體通入第二罐狀殼體。

進一步地，所述第二推桿的一端與第二內置膜片固連且另一端橫向穿出第二下殼體，第二推桿的另一端部上設置有與搖臂相鉸接并滑動配合的第二長槽孔。

進一步地，所述壓氣機排氣管上位于節氣門處設置有節氣門位置傳感器，壓氣機排氣管上位于節氣門前、后對應設置有節氣門前壓力傳感器、節氣門后壓力傳感器。

進一步地，所述壓氣機進氣管上設置有空氣濾清器和中冷器，壓氣機進氣管上位于空氣濾清器和中冷器之間設置有空氣流量計，所述空氣濾清器、中冷器、渦輪增壓器壓氣機、節氣門依次串聯構成空氣壓縮路徑，所述旁通閥、渦輪增壓器渦輪機構成廢氣排出路徑。

一種應用于所述的一種基于旁通閥控制的雙真空罐式汽油機廢氣渦輪增壓器的控制方法，步驟如下：

1）當發動機處于節氣門后的進氣壓力低于一個標準大氣壓的小負荷時：第一推桿不移動，第二推桿拉動搖臂打開廢氣旁通閥，實現汽油機小負荷的廢氣旁通，降低排氣背壓；

2）當發動機處于節氣門后的進氣壓力大于一個標準大氣壓，但節氣門前壓力未達到增壓壓力限值的中等負荷時：第一推桿和第二推桿不移動，廢氣旁通閥關閉；

3）當發動機處于大負荷，節氣門前的壓力高于增壓壓力限值時：第二推桿不移動，第一推桿推動搖臂打開廢氣旁通閥，實現汽油機大負荷的廢氣旁通。