[發明專利]一種基于進氣能量回收的節氣門控制系統及方法

有效

• 申請號: 202210522066.1
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN114876651B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 廖顯敏;黃逍遙;王坤;惠懷兵;王廣東
• 申請（專利權）人: 東風越野車有限公司
• 主分類號: F02D9/02
• 分類號: F02D9/02;F02D41/00;F01D13/00;F01D15/10;F01D21/00
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 趙偉紅

本發明公開了一種基于進氣能量回收的節氣門控制系統及方法，該系統包括節氣門本體、設于節氣門本體內的進氣管道、設于進氣管道內的能量轉化利用機構以及與節氣門本體和能量轉化利用機構分別通信連接的控制機構；進氣管道包括進氣主管道和設于進氣主管道旁側的進氣輔管道；通過進氣主管道和進氣輔管道共同為發動機輸送空氣；進氣主管道內設有蝶閥；能量轉化利用機構包括設于進氣主管道的第一能量轉化單元和設于進氣輔管道的第二能量轉化單元；通過控制機構控制第一能量轉化單元、第二能量轉化單元和蝶閥的狀態調節進氣管道的氣流流量，并將氣流動能進行轉化和傳遞，再將傳遞的能量進行利用；能夠解決發動機進氣能量不能得到很好利用的問題。

技術領域

本發明屬于內燃發動機進氣能量回收技術領域，更具體地，涉及一種基于進氣能量回收的節氣門控制系統及方法。

背景技術

隨著“霧霾”天氣出現的頻率增高，環境污染引起人們的高度重視；節能減排也成為各行各業科學、綠色發展中不可忽略的目標；節氣門是控制空氣進入發動機的一道可控閥門，有傳統拉線式和電子節氣門兩種；氣體進入進氣管后會和汽油混合成可燃混合氣，從而燃燒做功；它上接空氣濾清器，下接發動機缸體，被稱為是汽車發動機的咽喉；節氣門裝置的主要作用是根據發動機的負載和轉速變化相應地調節開度，控制發動機進氣量，以滿足發動機工作性能要求，目前節氣門形式比較單一，主要是由直流電機驅動的電子節氣門和步進電機驅動的電子節氣門。其中直流電機驅動的電子節氣門由于結構簡單，響應迅速，易于控制等優點使得運用更廣。但是不足之處在于，節氣門對氣流的節流作用會使大量的能量損失掉，這部分能量得不到合理的利用。因此急需一種能夠解決流過節氣門的能量得不到利用問題的節氣門控制裝置。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種基于進氣能量回收的節氣門控制系統及方法，在發動機的節氣門本體內設進氣管道，在進氣管道內設能量轉化利用機構，在節氣門本體和能量轉化利用機構上分別通信連接控制機構，將節氣門本體的一端連接空氣濾清器，另一端連接發動機缸體，進氣管道設計為兩端連通中間獨立的進氣主管道和進氣輔管道，通過進氣主管道和進氣輔管道共同為發動機輸送空氣；在進氣主管道的氣流分離段內設蝶閥；蝶閥關閉時，其與進氣主管道的管道壁緊密接合，此時進氣主管道的氣流分離段處于截斷模式，空氣不能通過；所述能量轉化利用機構包括設于進氣輔管道的第一能量轉化單元和設于進氣主管道的第二能量轉化單元，通過控制機構控制第一能量轉化單元、第二能量轉化單元和蝶閥的狀態調節所述進氣管道中的氣流流量，并將所述氣流的動能進行轉化和傳遞，然后再將傳遞的能量進行利用；本發明的能量轉化利用機構除了具有控制進氣管道氣流流量作用外，還能把節流過程的能量利用在裝置上，能夠解決發動機進氣能量沒有的得到很好利用的問題。

為了實現上述目的，本發明的一個方面提供一種基于進氣能量回收的節氣門控制系統，包括節氣門本體、設于所述節氣門本體內的進氣管道、設于所述進氣管道內的能量轉化利用機構以及與所述節氣門本體和所述能量轉化利用機構分別通信連接的控制機構；其中，

所述節氣門本體的一端連接空氣濾清器，另一端連接發動機缸體；所述進氣管道包括進氣主管道和設于所述進氣主管道旁側的進氣輔管道；所述進氣主管道的內設有蝶閥

所述能量轉化利用機構包括設于所述進氣輔管道的第一能量轉化單元和設于所述進氣主管道的第二能量轉化單元，所述第一能量轉化單元包括設于所述進氣輔管道內壁的第一葉輪、與所述第一葉輪相連的第一葉輪軸、設于所述第一葉輪軸上的第一傳動單元以及與所述第一傳動單元相連的第一電機；所述第二能量轉化單元包括設于所述進氣主管道內壁的第二葉輪、與所述第二葉輪相連的第二葉輪軸、設于所述第二葉輪軸上的第二傳動單元以及與所述第二傳動單元相連的第二電機；所述控制機構內設有動力系統管理模塊，通過所述動力系統管理模塊判斷車輛發動機所處的工作模式；通過所述控制機構控制所述第一電機、所述第二電機的發電扭矩和所述蝶閥的開閉，對所述進氣管道的氣體流量進行調節，進而實現發動機進氣能量回收。

進一步地，所述進氣主管道包括進氣段、氣流分離段以及氣流匯合段；