[發(fā)明專利]一種渦輪增壓器的氣液協(xié)同溫控系統(tǒng)及溫控方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110796840.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113741580B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李延昭;張金明;姜衛(wèi)國;信效芬;司英杰;于效順;夏炳勛
• 申請（專利權(quán)）人: 濰坊科技學院
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 北京華智則銘知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11573
• 代理人: 李樹祥

1.一種渦輪增壓器的氣液協(xié)同溫控系統(tǒng)，包括中間殼（12）、渦輪殼（6）、壓氣機殼（14），渦輪殼（6）和壓氣機殼（14）分別布設(shè)在中間殼（12）的兩端位置處，其特征在于：中間殼（12）上靠近渦輪殼（6）的位置處設(shè)置有冷卻管路，冷卻管路與散熱器連通用于將冷卻液引入冷卻管路內(nèi)為渦輪殼（6）內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)子（7）降溫冷卻，中間殼（12）上設(shè)置有曲軸箱通風管路，曲軸箱通風管路與發(fā)動機曲軸箱（20）連通，發(fā)動機曲軸箱（20）內(nèi)的低溫空氣引入曲軸箱通風管路內(nèi)，并利用增壓器渦輪殼（6）工作時輻射到曲軸箱通風管路內(nèi)的熱量提高空氣的溫度；

曲軸箱通風管路包括中間殼氣道（9），中間殼氣道（9）呈環(huán)形繞設(shè)在中間殼（12）上，中間殼氣道（9）的進口端和出口端分別設(shè)置在中間殼（12）同側(cè)的同一法蘭端面位置處，中間殼氣道（9）內(nèi)的冷空氣繞中間殼（12）的殼體360°進行加熱；

中間殼氣道（9）的進口端和出口端上分別連通有氣道進口接頭（25）和氣道出口接頭（23），氣道進口接頭（25）通過氣道進口管路（5）連通有油氣分離器（4），油氣分離器（4）的進口端與發(fā)動機曲軸箱（20）連通，氣道出口接頭（23）上連通有氣道出口管路（10），氣道出口管路（10）的另一端與壓氣機殼（14）上設(shè)置的氣道壓氣機殼進口接頭（27）連通；

氣道進口管路（5）上串聯(lián)有電動三通閥（22），電動三通閥（22）的出口端與氣道進口接頭（25）連通，電動三通閥（22）的另一出口端連通有輸氣管（37），輸氣管（37）的另一端與氣道出口管路（10）連通；

電動三通閥（22）用于控制氣道進口管路（5）與氣道進口接頭（25）或輸氣管（37）連通，電動三通閥（22）的控制端與發(fā)動機ECU（35）的輸出端電性連接，發(fā)動機ECU（35）的輸入端上電性連接有溫度傳感器（34）和壓力傳感器（36），發(fā)動機ECU（35）內(nèi)設(shè)置有最低氣溫預(yù)設(shè)閾值和最低壓力預(yù)設(shè)閾值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪增壓器的氣液協(xié)同溫控系統(tǒng)，其特征在于：冷卻管路包括中間殼水道（8），中間殼水道（8）呈環(huán)形繞設(shè)在中間殼（12）上，中間殼水道（8）的進口端和出口端分別設(shè)置在中間殼（12）同側(cè)的同一法蘭端面位置處，中間殼水道（8）內(nèi)的冷卻液繞中間殼（12）的殼體360°進行散熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種渦輪增壓器的氣液協(xié)同溫控系統(tǒng)，其特征在于：中間殼水道（8）的進口端和出口端上分別連通有水道進口接頭（26）、水道出口接頭（28），水道進口接頭（26）上通過水道進口管路（11）與散熱器出水口連通，水道出口接頭（28）上通過水道出口管路（17）與發(fā)動機水箱（19）連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種渦輪增壓器的氣液協(xié)同溫控系統(tǒng)，其特征在于：渦輪轉(zhuǎn)子（7）上的渦輪轉(zhuǎn)子背盤（29）與中間殼（12）上的中間殼渦端壁面（33）之間為間隙配合，渦輪轉(zhuǎn)子背盤（29）上一體連接有渦輪轉(zhuǎn)子迷宮凸臺（30），中間殼（12）開設(shè)有與渦輪轉(zhuǎn)子迷宮凸臺（30）配套使用的中間殼迷宮凹槽（32）。

5.一種渦輪增壓器的氣液協(xié)同溫控方法，基于權(quán)利要求1-4任一項所述渦輪增壓器的氣液協(xié)同溫控系統(tǒng)，該方法包括渦輪轉(zhuǎn)子冷卻步驟，渦輪轉(zhuǎn)子冷卻步驟包括如下步驟：

L1、發(fā)動機（1）工作，發(fā)動機（1）排出的廢氣進入渦輪殼（6）內(nèi)并驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)子（7）和壓氣機殼（14）內(nèi)的壓氣機葉輪（15）同步轉(zhuǎn)動，壓氣機葉輪（15）轉(zhuǎn)動用于抽氣新鮮空氣并加壓后輸送至發(fā)動機（1）內(nèi)進行供氣；

L2、散熱器內(nèi)的冷卻液引入到中間殼水道（8）內(nèi)，冷卻液對渦輪殼（6）內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)子（7）進行降溫冷卻，而后回流至發(fā)動機水箱（19）內(nèi)；

該方法還包括曲軸箱通風管路加熱，曲軸箱通風管路加熱包括溫度檢測控制步驟和壓力檢測控制步驟；

溫度檢測控制步驟包括如下步驟：

W1、溫度傳感器（34）檢測得到的大氣實時溫度發(fā)送至發(fā)動機ECU（35）內(nèi)并與最低氣溫預(yù)設(shè)閾值進行比較；

W2、當大氣實時溫度小于最低氣溫預(yù)設(shè)閾值時，發(fā)動機ECU（35）控制電動三通閥（22）工作使氣道進口管路（5）與氣道進口接頭（25）連通，發(fā)動機曲軸箱（20）內(nèi)的冷空氣引入至中間殼氣道（9）內(nèi)進行加熱，而后通過氣道出口管路（10）和壓氣機輸送至發(fā)動機（1）內(nèi)；

W3、當大氣實時溫度大于最低氣溫預(yù)設(shè)閾值時，發(fā)動機ECU（35）控制電動三通閥（22）工作使氣道進口管路（5）與輸氣管（37）連通，發(fā)動機曲軸箱（20）內(nèi)的空氣通過輸氣管（37）引入到氣道出口管路（10）內(nèi)，而后通過壓氣機輸送至發(fā)動機（1）內(nèi)；

壓力檢測控制步驟包括如下步驟：

Y1、壓力傳感器（36）檢測得到的氣道出口管路（10）內(nèi)的實時氣壓發(fā)送至發(fā)動機ECU（35）內(nèi)并與最低壓力預(yù)設(shè)閾值進行比較；

Y2、當實時氣壓小于最低壓力預(yù)設(shè)閾值時，發(fā)動機ECU（35）控制電動三通閥（22）工作使發(fā)動機曲軸箱（20）內(nèi)的冷空氣引入至中間殼氣道（9）內(nèi)進行加熱，而后輸送至發(fā)動機（1）內(nèi)；

Y3、當實時氣壓大于最低壓力預(yù)設(shè)閾值時，發(fā)動機ECU（35）控制電動三通閥（22）工作使發(fā)動機曲軸箱（20）內(nèi)的空氣通過輸氣管（37）引入到氣道出口管路（10）內(nèi)，而后輸送至發(fā)動機（1）內(nèi)。