车用涡轮增压发动机总成制造技术

本发明专利技术涉及一种车用涡轮增压发动机总成，其包括：涡轮增压装置，其包括驱动电机、涡轮机和废气旁通阀执行器；进排气连续可变气门正时系统，其包括设于发动机的凸轮轴的罩盖上用于检测凸轮轴位置的凸轮轴位置传感器、以及同设于所述凸轮轴的一端的凸轮轴相位调节器和液压控制阀；并且，所述凸轮轴上装设置有滚动轴承，用以通过所述滚动轴承来承载所述进排气连续可变气门正时系统和气门弹簧力作用下的径向力，以便降低摩擦损失。本发明专利技术整体结构紧凑、动力强劲、燃油消耗低、燃烧充分且对环境污染小，因此尤其适用于小排量车型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种车用涡轮增压发动机总成，其特别适用于1.3L排量及以下的增压型经济型或入门级中型轿车，或者用于替代应用到2.0L排量及以下采用自然吸气的经济型轿车。
技术介绍
根据中国汽车协会已经发布的年度产销信息显示，我国继2012年销量首超1500万辆之后，2013年乘用车销量达到1792.89万辆，同比增长15.7%。考虑到乘用车节能对于减轻能源与环境压力的意义非常重大，因此在此背景下，政府部门出台了汽车燃油经济性法规并采取财税激励等措施不断推进汽车节能工作。其中，第三阶段油耗限值已于2012年7月1日开始实施，要求汽车油耗较第二阶段下降20%。第四阶段(2016年～2020年)油耗法规也基本明确：企业的平均油耗目标到2020年时将达到5.0L/100km。因此，尽管现有技术中已存在一些性能良好的增压型发动机，但是考虑到未来的车型换代以及满足上述第四阶段相关法规的需求，开发具备高能效、低油耗且动力性能强的小排量发动机就显得尤为重要。同时，应当考虑将这样的小排量发动机的功率和扭矩设计成超越现有的2.0L发动机，以便为升级产品带来更好的动力输出，并且使其有能力扩展到SUV或跨界车等对于动力性能要求更高的车型应用。因此，有必要针对车用发动机在燃油消耗、摩擦动力损失、发动机气缸充气效率、温度控制、振动冲击等诸多方面进行改进设计。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种车用涡轮增压发动机总成，以便有效解决现有技术中存在的上述问题以及其他方面的问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种车用涡轮增压发动机总成，所述车用涡轮增压发动机总成包括：涡轮增压装置，其包括驱动电机、涡轮机和废气旁通阀执行器，并且被布置成与集成于发动机的缸盖中的排气歧管相连通，用于通过回收至少一部分废气能量来增强发动机的动力性能，其中所述废气旁通阀执行器被设置成受控于所述驱动电机并作用于所述涡轮机，用以根据发动机的不同工况来调节所述至少一部分废气通过所述涡轮机的流量，从而控制所述至少一部分废气进入发动机的进气压力；进排气连续可变气门正时系统，其包括设于发动机的凸轮轴的罩盖上用于检测凸轮轴位置的凸轮轴位置传感器、以及同设于所述凸轮轴的一端的凸轮轴相位调节器和液压控制阀，用以使得设于车辆上的控制单元根据所述凸轮轴位置传感器以及设于车辆上的空气流量传感器和节气门位置传感器的检测信号来输出控制指令，以便所述液压控制阀根据所述控制指令来操控所述凸轮轴相位调节器，从而根据发动机的不同工况来提前或推迟进排气门的开启或关闭时刻以提高发动机气缸的充气效率；并且所述凸轮轴上装设置有滚动轴承，用以通过所述滚动轴承来承载所述进排气连续可变气门正时系统和气门弹簧力作用下的径向力，以便降低摩擦损失。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，所述车用涡轮增压发动机总成中设置有双质量飞轮和单平衡轴，并且所述单平衡轴被设置成与发动机的曲轴相平行并且与其转速相等而转向相反。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，所述发动机具有：燃烧室，其被构造成屋脊形状并且设置有进气挤气面，用以使得进入所述燃烧室的气流在发动机运行至压缩上止点时形成挤流运动和湍流运动；进气装置，其设置于发动机的进气侧并且设置有导流部，所述导流部被构造成具有曲面形状和缩口形状，以使得气流在进入所述燃烧室时形成滚流运动；以及进气控制装置，其设置于所述燃烧室与所述进气装置之间，并且与所述进气装置相配合形成导流面以引导气流进入所述燃烧室。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，所述进气装置被构造成具有分叉结构，并且所述车用涡轮增压发动机总成中设置有进气道燃料喷射装置，其包括：燃油分配管，其装设于发动机的缸盖上，并且所述缸盖上对应于发动机的每个汽缸设置有至少两个用于输送气流的进气道以及相对应的至少两个进气门；喷油器，其与所述燃油分配管相连通，并装设于所述分叉结构中的每一个分叉上并且位于进气道靠近与其相对应的进气门处；以及发动机运行状态传感器，其被布置成用于检测发动机的转速和负荷并将其发送至发动机控制器，以便所述发动机控制器由此控制所述喷油器的工作状态。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，发动机的负荷包括第一负荷区域和第二负荷区域，并且发动机处于第二负荷区域的负荷大于其处于第一负荷区域的负荷，其中当发动机处于第一负荷区域时，在发动机以怠速或低于1200转/分钟的转速行驶的工况下，所述发动机控制器控制对应于每个汽缸的至少一个喷油器关闭；当发动机处于第二负荷区域时，在发动机以怠速或低于2400转/分钟的转速行驶的工况下，所述发动机控制器控制对应于每个汽缸的全部喷油器同时打开，以便向所述进气道同时喷油。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，在所述燃烧室的顶部设置有点火装置，并且所述点火装置被布置成相对于所述燃烧室的纵向对称中心线向发动机的排气侧偏置。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，所述车用涡轮增压发动机总成中设置有可变排量机油泵，其被布置在发动机的油底壳中并由发动机的曲轴链轮驱动，用以根据发动机的不同工况来调节车辆上润滑系统的机油压力。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，所述车用涡轮增压发动机总成中设置有具有单叶片的机械式真空泵，其被设置成通过所述凸轮轴驱动，用以车辆提供真空制动助力。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，所述发动机设置有横流式缸盖冷却水套，其包括相互连通的上层水套和下层水套，其中发动机冷却液从缸体的进气侧水套向上流入缸盖的进气侧水套后，分别经由所述上层水套和下层水套分为上、下两层均横向流向排气侧，最后在所述排气歧管上方的出水口汇集后流出。在上述的车用涡轮增压发动机总成中，可选地，所述车用涡轮增压发动机总成中设置有单独用于控制发动机的缸体水温的节温器。在本专利技术的车用涡轮增压发动机总成中，它在全新架构基础上进行了多种创新性设计，例如包括电机驱动式废气涡轮增压器、进排气连续可变气门正时、单缸双喷油器、缸体和缸盖分离式冷却系统、电磁阀控制式两级可变排量机油泵、低摩擦凸轮轴、独立点火模块、双质量飞轮和单平衡轴结构等，由此能够显著降低发动机的燃油消耗，降低涡轮增压时的泵气损失，减少工作部件之间的摩擦损耗，提高发动机的怠速稳定性、改善NVH性能并且避免发动机在大负荷工况下出现爆震倾向，并且特别是通过优化燃烧室构造并采用独立的点火模块和电子节气门控制，可以显著降低油耗并且提高发动机的瞬态动力响应。根据测试表明，采用本专利技术的车用涡轮增压发动机总成可以使得部分负荷比油耗小于370g/kwh2000rpm,2bar，使发动机转速从1700rpm到4400rpm都能保持平顺的220NM的大扭矩输出，从而不仅符合国家各项环保节能政策的要求，而且达到了国内领先国际一流的经济型发动机水平。因此，本专利技术的车用涡轮增压发动机总成特别适合于满足小排量车型的应用要求，例如将其应用到1.3L排量及以下的增压型经济型或入门级中型轿车，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用涡轮增压发动机总成，其特征在于，所述车用涡轮增压发动机总成包括：涡轮增压装置，其包括驱动电机、涡轮机和废气旁通阀执行器，并且被布置成与集成于发动机的缸盖中的排气歧管相连通，用于通过回收至少一部分废气能量来增强发动机的动力性能，其中所述废气旁通阀执行器被设置成受控于所述驱动电机并作用于所述涡轮机，用以根据发动机的不同工况来调节所述至少一部分废气通过所述涡轮机的流量，从而控制所述至少一部分废气进入发动机的进气压力；进排气连续可变气门正时系统，其包括设于发动机的凸轮轴的罩盖上用于检测凸轮轴位置的凸轮轴位置传感器、以及同设于所述凸轮轴的一端的凸轮轴相位调节器和液压控制阀，用以使得设于车辆上的控制单元根据所述凸轮轴位置传感器以及设于车辆上的空气流量传感器和节气门位置传感器的检测信号来输出控制指令，以便所述液压控制阀根据所述控制指令来操控所述凸轮轴相位调节器，从而根据发动机的不同工况来提前或推迟进排气门的开启或关闭时刻以提高发动机气缸的充气效率；并且所述凸轮轴上装设置有滚动轴承，用以通过所述滚动轴承来承载所述进排气连续可变气门正时系统和气门弹簧力作用下的径向力，以便降低摩擦损失。

【技术特征摘要】
1.一种车用涡轮增压发动机总成，其特征在于，所述车用涡轮增压发动机总成包括：
涡轮增压装置，其包括驱动电机、涡轮机和废气旁通阀执行器，并且被布置成与集成于发动机的缸盖中的排气歧管相连通，用于通过回收至少一部分废气能量来增强发动机的动力性能，其中所述废气旁通阀执行器被设置成受控于所述驱动电机并作用于所述涡轮机，用以根据发动机的不同工况来调节所述至少一部分废气通过所述涡轮机的流量，从而控制所述至少一部分废气进入发动机的进气压力；
进排气连续可变气门正时系统，其包括设于发动机的凸轮轴的罩盖上用于检测凸轮轴位置的凸轮轴位置传感器、以及同设于所述凸轮轴的一端的凸轮轴相位调节器和液压控制阀，用以使得设于车辆上的控制单元根据所述凸轮轴位置传感器以及设于车辆上的空气流量传感器和节气门位置传感器的检测信号来输出控制指令，以便所述液压控制阀根据所述控制指令来操控所述凸轮轴相位调节器，从而根据发动机的不同工况来提前或推迟进排气门的开启或关闭时刻以提高发动机气缸的充气效率；并且
所述凸轮轴上装设置有滚动轴承，用以通过所述滚动轴承来承载所述进排气连续可变气门正时系统和气门弹簧力作用下的径向力，以便降低摩擦损失。
2.根据权利要求1所述的车用涡轮增压发动机总成，其特征在于，所述车用涡轮增压发动机总成中设置有双质量飞轮和单平衡轴，并且所述单平衡轴被设置成与发动机的曲轴相平行并且与其转速相等而转向相反。
3.根据权利要求1所述的车用涡轮增压发动机总成，其特征在于，所述发动机具有：
燃烧室，其被构造成屋脊形状并且设置有进气挤气面，用以使得进入所述燃烧室的气流在发动机运行至压缩上止点时形成挤流运动和湍流运动；
进气装置，其设置于发动机的进气侧并且设置有导流部，所述导流部被构造成具有曲面形状和缩口形状，以使得气流在进入所述燃烧室时形成滚流运动；以及
进气控制装置，其设置于所述燃烧室与所述进气装置之间，并且与所述进气装置相配合形成导流面以引导气流进入所述燃烧室。
4.根据权利要求3所述的车用涡轮增压发动机总成，其特征在于，所述进气装置被构造成具有分叉结构，并且所述车用涡轮增压发动机总成中设置有进气道燃料喷射装置，其包括：
燃油分配管，其装设于发动机的缸盖上，并且所述缸盖上对应于发...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋旭华，尹建民，王从鹤，孙卫清，刘爱东，王立新，宋义忠，朱小慧，裴梅香，顾洁，许昆朋，李学伟，陈红兵，潘琼瑶，陶鸿莹，梅本付，张思超，赵远征，何世泉，王为成，李银鑫，邓大伟，金智涛，马达，马兴友，黄潜，李茂强，冉帆，靳宝宏，谢凌然，金鹏，吴小飞，曹波，吴娇，黄彬，李明杰，刘兵，李国庆，王光明，陈鹏，刘涛，马骏骏，张晓泓，黄春生，刘宏瑞，朱玉萍，赵海阳，晁鑫，张国耕，陈凯，
申请(专利权)人：上海通用汽车有限公司，泛亚汽车技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31