涡轮增压发动机系统及其进气调节方法技术方案

一种涡轮增压发动机系统及其进气调节方法，能在低速低负荷运转时确保充足的进气量，并且在高速高负荷运转时避免过量的进气。涡轮增压发动机系统具有进气调节装置，进气调节装置包括进气调节构件、进气调节总管、进气调节分岔管、尾气收集释放管以及新鲜空气进入管，在进气调节总管上设置有第一开闭阀和第二开闭阀，在进气调节分岔管上设置有第三开闭阀和第四开闭阀，在新鲜空气进入管的中途设置有单向阀，通过各阀门的开闭，利用进入进气调节构件的上方部位和下方部位的气体间的压力差，使可动件上行或下行，以补充新鲜空气或EGR气体，或是将多余的进气排出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发动机系统，更具体来说涉及涡轮增压发动机系统及其进气调节方法。
技术介绍
现有的涡轮增压发动机在低速低负荷运转时，由于涡轮转速低，增压效果有限，因此，发动机的进气量不充足，另外，在加速时存在进气迟滞现象，使得低速工况下燃油的燃烧不充分，油耗高，排放差。如果单纯通过增大节气门开度来提高发动机的进气量的话，则发动机的油耗会随着进气量的增加而增大，进而会使得车辆的油耗问题更趋严重。另一方面，现有的涡轮增压发动机在高速高负荷运转时，由于涡轮转速极高，进气量也相对偏多，这时容易引起发动机爆震以及尾气排放温度过高，因此，容易损坏发动机，进而影响发动机的性能。因此，如何能使涡轮增压发动机在低速低负荷运转时确保充足的进气量，并且在高速高负荷运转时避免过量的进气便成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种涡轮增压发动机系统，该涡轮增压发动机能在低速低负荷运转时确保充足的进气量，并且在高速高负荷运转时避免过量的进气。本专利技术的另一目的在于提供一种涡轮增压发动机系统的进气调节方法，能够在发动机低速低负荷时对发动机的进气进行补充，而在发动机高速高负荷时将过量的发动机的进气排出。为了实现第一目的，本专利技术的第一方面的第一技术方案提供一种涡轮增压发动机系统，包括进气口、涡轮增压器、中冷器、电子节气门、内燃机以及尾气管，其特征在于，上述涡轮增压发动机系统具有用于对进入上述涡轮增压发动机系统的进气的进气量进行调节的进气调节装置，上述进气调节装置包括：进气调节构件，上述进气调节构件具有能在最大上行位置与最大下行位置间往复运动的可动件；进气调节总管，上述进气调节总管的一端连接到上述电子节气门与上述内燃机间的进气歧管上，另一端连接到上述进气调节构件；进气调节分岔管，上述进气调节分岔管从上述进气调节总管的中途分岔形成，另一端连接到上述进气调节构件的一个侧壁的位于比上述可动件的上述最大下行位置稍靠上行方向的位置处；尾气收集释放管，上述尾气收集释放管从上述进气调节分岔管的中途分岔形成，另一端连接到上述尾气管上；以及新鲜空气进入管，上述新鲜空气进入管的一端与空气滤清器连接，另一端连接到上述进气调节构件的与上述一个侧壁相同侧或相对侧的侧壁上的位于比上述最大上行位置更靠上行方向的位置处，在上述进气调节总管的靠上述涡轮增压发动机系统的上述进气歧管一端侧的位置处设置有第一开闭阀，并且在上述进气调节总管的靠上述进气调节构件一端侧的位置处设置有第二开闭阀，在上述进气调节分岔管的靠上述尾气管的一端侧的位置处设置有第三开闭阀，并且在上述进气调节分岔管的比上述尾气收集释放管所分岔的位置更靠上述进气调节总管一侧的位置处设置有第四开闭阀，在上述新鲜空气进入管的中途设置有单向阀，该单向阀仅允许新鲜空气从上述空气滤清器流入上述进气调节装置的上述进气调节构件，上述进气调节总管设置到上述进气调节构件的设置位置位于上述新鲜空气进入管设置到上述进气调节构件的设置位置的上方，上述尾气收集释放管设置到上述进气调节构件的设置位置位于上述新鲜空气进入管设置到上述进气调节构件的设置位置的下方。根据如上所述构成，由于上述涡轮增压发动机系统具有用于对进入上述涡轮增压发动机系统的进气的进气量进行调节的进气调节装置，上述进气调节装置包括进气调节构件、进气调节总管、进气调节分岔管、尾气收集释放管以及新鲜空气进入管，因此，该涡轮增压发动机能在低速低负荷运转时，能使新鲜空气或是作为EGR气体的尾气进入涡轮增压发动机系统的进气歧管，以补充和确保充足的进气量，并且在高速高负荷运转时将过量的进气经由进气调节构件排出到尾气管，以避免过量的进气积聚在电子节气门下游侧的进气歧管中。本专利技术的第一方面的第二技术方案的涡轮增压发动机系统是在本专利技术的第一方面的第一技术方案的涡轮增压发动机系统的基础上，其特征是，位于上述最大上行位置的上述可动件与上述进气调节构件的顶面间分开规定距离，位于上述最大下行位置的上述可动件与上述进气调节构件的底面间分开规定距离，并且在上述可动件位于上述最大下行位置时，上述进气调节构件的上方部位的气体能够经由尾气收集释放管流出。通过如上所述构成，在向涡轮增压发动机系统的进气歧管补充新鲜空气时，尾气进入上述进气调节构件的下方部位，并利用排气背压推力和负压抽吸力将进入上述进气调节构件的上方部位新鲜空气压入到涡轮增压发动机系统的进气歧管中，在向涡轮增压发动机系统的进气歧管补充EGR气体时，新鲜空气进入上述进气调节构件的上方部位，并利用新鲜空气的向下推力和负压的抽吸力，将EGR气体压入到涡轮增压发动机系统的进气歧管中，另一方面，在将过量的进气从涡轮增压发动机系统的进气歧管排出时，利用正压的强劲推力，将多余的进气排出到尾气管中，进而排出到车辆外部。本专利技术的第一方面的第三技术方案的涡轮增压发动机系统是在本专利技术的第一方面的第一技术方案的涡轮增压发动机系统的基础上，其特征是，在上述进气调节总管的比上述进气调节分岔管所分岔的位置更靠上述涡轮增压发动机系统的上述进气歧管一侧的位置处设置有气体流量计，上述气体流量计用于对流入上述进气歧管的气体的流量、或是从上述进气歧管流出的气体的流量进行检测。根据如上所述构成，利用气体流量计对进入进气歧管P的尾气的流量进行检测，并计算出进气歧管中的EGR率，并根据EGR率的大小调节第一开闭阀的开度。本专利技术的第一方面的第四技术方案的涡轮增压发动机系统是在本专利技术的第一方面的第一技术方案的涡轮增压发动机系统的基础上，其特征是，上述进气调节构件的相对的两个内侧壁上设置有滑动槽，上述可动件的两端嵌在上述滑动槽中，在上述滑动槽的与上述最大上行位置和上述最大下行位置相对应的位置处设置有止挡件，以使上述可动件沿着上述滑动槽在上述最大上行位置与上述最大下行位置间滑动。本专利技术的第一方面的第五技术方案的涡轮增压发动机系统是在本专利技术的第一方面的第一技术方案的涡轮增压发动机系统的基础上，其特征是，上述进气调节构件是活塞缸，上述可动件是活塞件。本专利技术的第一方面的第六技术方案的涡轮增压发动机系统是在本专利技术的第一方面的第一技术方案的涡轮增压发动机系统的基础上，其特征是，上述进气调节装置的上述进气调节构件还具有用于对上述可动件进行可动地支承的可动支承件。本专利技术的第一方面的第七技术方案的涡轮增压发动机系统是在本专利技术的第一方面的第六技术方案的涡轮增压发动机系统的基础上，其特征是，上述可动支承件是可伸缩连杆装置，其具有第一杆和第二杆，上述第二杆设置在上述进气调节构件的内底壁上，上述第一杆的一端与上述可动件连接，另一端内嵌在上述第二杆中，在上述第二杆中具有滑动卡槽，上述第一杆能在上述第二杆的上述滑动卡槽中上下滑动，当上述可动件下行至上述最大下行位置时，上述第一杆正好完全没入上述第二杆内部，当上述第一杆完全从上述第二杆内部伸出时，上述可动件位于上述最大上行位置。本专利技术的第一方面的第八技术方案的涡轮增压发动机系统是在本专利技术的第一方面的第六技术方案的涡轮增压发动机系统的基础上，其特征是，上述可动支承件是弹簧，当上述弹簧被最大程度拉伸时，与上述弹簧的一端相连的上述可动件处于上述最大上行位置，当上述弹簧被最大程度压缩时，与上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压发动机系统(100)，包括进气口(110)、涡轮增压器(120)、中冷器(130)、电子节气门(140)、内燃机(150)以及尾气管(160)，其特征在于，所述涡轮增压发动机系统(100)具有用于对进入所述涡轮增压发动机系统(100)的进气的进气量进行调节的进气调节装置(200)，所述进气调节装置(200)包括：进气调节构件(210)，所述进气调节构件(210)具有能在最大上行位置与最大下行位置间往复运动的可动件(211)；进气调节总管(220)，所述进气调节总管(220)的一端连接到所述电子节气门(140)与所述内燃机(150)间的进气歧管(P)上，另一端连接到所述进气调节构件(210)；进气调节分岔管(230)，所述进气调节分岔管(230)从所述进气调节总管(220)的中途分岔形成，另一端连接到所述进气调节构件(210)的一个侧壁的位于比所述可动件(211)的所述最大下行位置稍靠上行方向的位置处；尾气收集释放管(240)，所述尾气收集释放管(240)从所述进气调节分岔管(230)的中途分岔形成，另一端连接到所述尾气管(160)上；以及新鲜空气进入管(250)，所述新鲜空气进入管(250)的一端与空气滤清器(300)连接，另一端连接到所述进气调节构件(210)的与所述一个侧壁相同侧或相对侧的侧壁上的位于比所述最大上行位置更靠上行方向的位置处，在所述进气调节总管(220)的靠所述涡轮增压发动机系统(100)的所述进气歧管(P)一端侧的位置处设置有第一开闭阀(221)，并且在所述进气调节总管(220)的靠所述进气调节构件(210)一端侧的位置处设置有第二开闭阀(222)，在所述进气调节分岔管(230)的靠所述尾气管(160)的一端侧的位置处设置有第三开闭阀(231)，并且在所述进气调节分岔管(230)的比所述尾气收集释放管(240)所分岔的位置更靠所述进气调节总管(220)一侧的位置处设置有第四开闭阀(232)，在所述新鲜空气进入管(250)的中途设置有单向阀(251)，该单向阀(251)仅允许新鲜空气从所述空气滤清器(300)流入所述进气调节装置(200)的所述进气调节构件(210)，所述进气调节总管(220)设置到所述进气调节构件(210)的设置位置(TP1)位于所述新鲜空气进入管(250)设置到所述进气调节构件(210)的设置位置(TP2)的上方，所述尾气收集释放管(240)设置到所述进气调节构件(210)的设置位置(TP3)位于所述新鲜空气进入管(250)设置到所述进气调节构件(210)的设置位置(TP2)的下方。...

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压发动机系统(100)，包括进气口(110)、涡轮增压器(120)、中冷器(130)、电子节气门(140)、内燃机(150)以及尾气管(160)，其特征在于，所述涡轮增压发动机系统(100)具有用于对进入所述涡轮增压发动机系统(100)的进气的进气量进行调节的进气调节装置(200)，所述进气调节装置(200)包括：进气调节构件(210)，所述进气调节构件(210)具有能在最大上行位置与最大下行位置间往复运动的可动件(211)；进气调节总管(220)，所述进气调节总管(220)的一端连接到所述电子节气门(140)与所述内燃机(150)间的进气歧管(P)上，另一端连接到所述进气调节构件(210)；进气调节分岔管(230)，所述进气调节分岔管(230)从所述进气调节总管(220)的中途分岔形成，另一端连接到所述进气调节构件(210)的一个侧壁的位于比所述可动件(211)的所述最大下行位置稍靠上行方向的位置处；尾气收集释放管(240)，所述尾气收集释放管(240)从所述进气调节分岔管(230)的中途分岔形成，另一端连接到所述尾气管(160)上；以及新鲜空气进入管(250)，所述新鲜空气进入管(250)的一端与空气滤清器(300)连接，另一端连接到所述进气调节构件(210)的与所述一个侧壁相同侧或相对侧的侧壁上的位于比所述最大上行位置更靠上行方向的位置处，在所述进气调节总管(220)的靠所述涡轮增压发动机系统(100)的所述进气歧管(P)一端侧的位置处设置有第一开闭阀(221)，并且在所述进气调节总管(220)的靠所述进气调节构件(210)一端侧的位置处设置有第二开闭阀(222)，在所述进气调节分岔管(230)的靠所述尾气管(160)的一端侧的位置处设置有第三开闭阀(231)，并且在所述进气调节分岔管(230)的比所述尾气收集释放管(240)所分岔的位置更靠所述进气调节总管(220)一侧的位置处设置有第四开闭阀(232)，在所述新鲜空气进入管(250)的中途设置有单向阀(251)，该单向阀(251)仅允许新鲜空气从所述空气滤清器(300)流入所述进气调节装置(200)的所述进气调节构件(210)，所述进气调节总管(220)设置到所述进气调节构件(210)的设置位置(TP1)位于所述新鲜空气进入管(250)设置到所述进气调节构件(210)的设置位置(TP2)的上方，所述尾气收集释放管(240)设置到所述进气调节构件(210)的设置位置(TP3)位于所述新鲜空气进入管(250)设置到所述进气调节构件(210)的设置位置(TP2)的下方。2.如权利要求1所述的涡轮增压发动机系统(100)，其特征在于，位于所述最大上行位置的所述可动件(211)与所述进气调节构件(210)的顶面间分开规定距离，位于所述最大下行位置的所述可动件(211)与所述进气调节构件(210)的底面间分开规定距离，并且在所述可动件(211)位于所述最大下行位置时，所述进气调节构件(210)的上方部位的气体能够经由尾气收集释放管(240)流出。3.如权利要求1所述的涡轮增压发动机系统(100)，其特征在于，在所述进气调节总管(220)的比所述进气调节分岔管(230)所分岔的位置更靠所述涡轮增压发动机系统(100)的所述进气歧管(P)一侧的位置处设置有气体流量计(223)，所述气体流量计(223)用于对流入所述进气歧管(P)的气体的流量、或是从所述进气歧管(P)流出的气体的流量进行检测。4.如权利要求1所述的涡轮增压发动机系统(100)，其特征在于，所述进气调节构件(210)的相对的两个内侧壁上设置有滑动槽，所述可动件(211)的两端嵌在所述滑动槽中，在所述滑动槽的与所述最大上行位置和所述最大下行位置相对应的位置处设置有止挡件(B1、B2)，以使所述可动件(211)沿着所述滑动槽在所述最大上行位置与所述最大下行位置间滑动。5.如权利要求1所述的涡轮增压发动机系统(100)，其特征在于，所述进气调节构件(210)是活塞缸，所述可动件(211)是活塞件。6.如权利要求1所述的涡轮增压发动机系统(100)，其特征在于，所述进气调节装置(200)的所述进气调节构件(210)还具有用于对所述可动件(211)进行可动地支承的可动支承件(212)。7.如权利要求6所述的涡轮增压发动机系统(100)，其特征在于，所述可动支承件(212)是可伸缩连杆装置，其具有第一杆(X1)和第二杆(X2)，所述第二杆(X2)设置在所述进气调节构件(210)的内底壁上，所述第一杆(X1)的一端与所述可动件(211)连接，另一端内嵌在所述第二杆(X2)中，在所述第二杆(X2)中具有滑动卡槽，所述第一杆(X1)能在所述第二杆(X2)的所述滑动卡槽中上下滑动，当所述可动件(211)下行至所述最大下行位置时，所述第一杆(X1)正好完全没入所述第二杆(X2)内部，当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁青松，
申请(专利权)人：日立汽车系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32