本发明专利技术提供一种车辆制动能量气压回收和利用装置及控制方法，属于车辆节能减排技术领域。该装置在车辆减速制动过程中，通过电磁离合器把空气压缩机与车辆传动系相连，利用车辆的惯性驱动压气机工作以回收车辆的制动能量，压气机产生的高压空气储存在高压气瓶中；存储在气瓶中的高压空气可在车辆加速时，对内燃机进行进气补偿，有利于内燃机在瞬态工况下获得充足的空气，提高其动力性和加速性能，特别可缩短涡轮增压内燃机加速时的进气响应延迟；而在起动过程中可对内燃机的排气进行额外空气补偿，特别是内燃机较频繁受控起停的混合动力汽车，以降低起动过程的有害物排放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体为利用车辆 制动能量，在车辆加速过程中对内燃机进气进行补偿以及内燃机起动时对尾气进行额外空 气补偿的系统和方法，属于车辆节能减排
技术介绍
能源紧缺和环境污染是当今世界的两大主要课题，同时伴随车辆排放法规日趋严 格，促使人们不断探索提高内燃机燃烧效率和降低有害物排放的途径。现代内燃机一般通 过废气涡轮增压器或机械增压器对内燃机进气进行增压，以提高充气效率、燃烧效率和功 率密度，从而达到节能减排的目的。涡轮增压器依靠内燃机排出的高温废气驱动涡轮转子， 进而带动同轴安装的空气压缩机对进气进行压缩增压。涡轮增压的特性是利用排放废气 驱动实现内燃机进气增压，从而提高充气效率、功率和扭矩，装置本身基本不消耗发动机动 力，其运行时受内燃机转速影响，通常涡轮介入增压有一定的响应时间延迟，存在响应速度 慢、寿命短、制造材料要求高等缺点，同时在排气端也形成了一定的排气背压。机械增压器 不能有效利用废气能量，通过消耗内燃机的部分有效功驱动增压器运行工作，实现内燃机 进气增压。机械增压的特性是发动机开始启动运转就介入，以增大空气进气量来增加动力， 使起步加速有力，相对于废气涡轮增压方式，机械增压响应速度快、寿命长。其缺点是发动 机高转速时，输出功率增大不明显，且其结构和体积较大，同时在一定程度上增加了内燃机 的负荷。为了拓宽内燃机进气增压的工作区域，充分发挥废气涡轮增压器和机械增压器的 优点，二者相结合的模式得到了应用，但也增加了结构的复杂程度和生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是回收车辆的制动能量，解决内燃机瞬时加速响应慢的缺陷，并降 低起动过程中内燃机的有害物排放，同时在一定程度上减轻制动系的磨损。本专利技术的方案是在车辆减速制动过程中，通过电磁离合器把空气压缩机与车辆传 动系相连，使车辆的惯性带动压缩机工作，回收车辆制动能量，并将其储存在高压气瓶中； 储存在高压气瓶中的压缩空气可在车辆瞬时加速过程中，对内燃机进气进行补偿，特别是 可缩短涡轮增压内燃机的进气时间响应延迟；而在起动过程中对内燃机的排气进行额外空 气补偿，特别是内燃机较频繁受控起停的混合动力汽车，以降低起动过程的有害物排放。一种车辆制动能量气压回收和利用装置，包括进气管1、内燃机2、排气管3、离合 器4、变速箱5、驱动轮6、差速器7、空气压缩机驱动齿轮副8、电磁离合器9、空气压缩机10、 空气滤清器11、单向阀SJ2、控制单元13、高压气瓶14、单向阀&15、制动踏板位置传感器 16、加速踏板位置传感器17、电磁开关阀VJ8、电磁开关阀V219、来自加速踏板位置传感器 17的加速踏板位置信号a、来自制动踏板位置传感器16的制动踏板位置信号b、内燃机起 动信号C、车速信号d、电磁离合器9的控制信号e、电磁开关阀V219的控制信号f、电磁开 关阀V1IS的控制信号g。车辆正常行驶时，由内燃机2经离合器4驱动变速箱5运转，进而带动差速器7、驱动轮6运转从而驱动车辆行驶。空气压缩机10通过电磁离合器9经空气 压缩机驱动齿轮副8与车辆传动系相连，空气压缩机10的排气口经单向阀S1U与高压气 瓶14相连，并分别通过电磁开关阀V219、电磁开关阀V1IS使高压气瓶14与内燃机2的进 气管1、排气管3相连；在装有气压制动系的车辆中，高压气瓶14经单向阀&15与制动系的 储气罐相连，其中气动制动系各部件均为现有技术，在没有气压制动系的车辆中，高压气瓶 14经单向阀&15与大气相连。上述的控制单元13接收来自加速踏板位置传感器17的加速踏板位置信号a、来自 制动踏板位置传感器16的制动踏板位置信号b、内燃机起动信号C、车速信号d，输出电磁离 合器9的控制信号e、电磁开关阀V219的控制信号f、电磁开关阀V1IS的控制信号g。上述的一种车辆制动能量气压回收和利用装置，其控制方法如下车辆在制动减速过程中，控制单元13接收来自制动踏板位置传感器16的制动踏 板位置信号b、车速信号d，同时发出指令e使电磁离合器9结合，车辆惯性带动空气压缩机 10工作并给高压气瓶14泵气蓄能，回收车辆的制动能量。车辆在起动过程中，内燃机2起动时，控制器单元13接收内燃机2起动信号c，同 时发出指令g使电磁开关阀V1IS由初始关闭状态变为接通状态，储存在高压气瓶14的高 压空气进入排气总管3，对内燃机2的尾气作进一步氧化，以降低有害物排放。车辆在加速过程中，控制单元13接收来自加速踏板位置传感器17的加速踏板位 置信号a、车速信号d，同时发出指令f，使电磁开关阀V219由初始关闭状态变为接通状态， 储存在高压气瓶14的高压空气进入进气管1，快速地实现内燃机进气补偿，内燃机2在瞬态 工况下获得充足的空气，提高其动力性和加速性能。在具有气压制动系的车辆中，当该系统中高压气瓶14气压达到工作上限，单向阀 S215被迫打开，高压气瓶14中压缩空气经单向阀&15对制动系储气罐压缩空气进行补充， 以减少通过内燃机直接驱动的空气压缩机的泵气工作次数，从而降低内燃机的工作负荷， 在一定程度上达到节能的目的。本专利技术可以取得如下有益效果通过气压能的形式有效地回收车辆的制动能量， 并在车辆瞬态工况下对所回收的制动能量实现再利用。有利于内燃机在加速工况下获得充 足的空气，提高其动力性和加速性能，特别可缩短涡轮增压内燃机加速时的进气响应延迟； 而在起动过程中对尾气补气，特别是内燃机较频繁受控起停的混合动力汽车，可降低起动 过程的有害物排放；同时，制动过程中回收了车辆的制动能量，在一定程度上能减轻摩擦式 制动器的磨损。附图说明图1 一种车辆制动能量回收和利用装置原理图。图中1.进气管，2.内燃机，3.排气管，4.离合器，5.变速箱，6.驱动轮，7.差速 器，8.空气压缩机驱动齿轮副，9.电磁离合器，10.空气压缩机，11.空气滤清器，12.单向阀 S1,13.控制单元，14.高压气瓶，15.单向阀&，16.制动踏板位置传感器，17.加速踏板位置 传感器，18.电磁开关阀V1,19.电磁开关阀V2，a.来自加速踏板位置传感器17的加速踏板 位置信号，b.来自制动踏板位置传感器16的制动踏板位置信号，c.内燃机起动信号，d.车 速信号，e.电磁离合器9的控制信号，f.电磁开关阀V219的控制信号，g.电磁开关阀V1IS的控制信号。 具体实施例方式参照图1为一种车辆制动能量气压回收和利用装置，包括进气管1、内燃机2、排 气管3、离合器4、变速箱5、驱动轮6、差速器7、空气压缩机驱动齿轮副8、电磁离合器9、空 气压缩机10、空气滤清器11、单向阀SJ2、控制单元13、高压气瓶14、单向阀&15、制动踏板 位置传感器16、加速踏板位置传感器17、电磁开关阀义18、电磁开关阀V219、来自加速踏板 位置传感器17的加速踏板位置信号a、来自制动踏板位置传感器16的制动踏板位置信号 b、内燃机起动信号C、车速信号d、电磁离合器9的控制信号e、电磁开关阀V219的控制信号 f、电磁开关阀V1IS的控制信号g。车辆正常行驶时，由内燃机2经离合器4驱动变速箱5 运转，进而带动差速器7、驱动轮6运转从而驱动车辆行驶。空气压缩机10通过电磁离合器 9经空气压缩机驱动齿轮副本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种车辆制动能量气压回收和利用装置，其特征在于：包括：进气管（１）、内燃机（２）、排气管（３）、离合器（４）、变速箱（５）、驱动轮（６）、差速器（７）、空气压缩机驱动齿轮副（８）、电磁离合器（９）、空气压缩机（１０）、空气滤清器（１１）、单向阀Ｓ↓［１］（１２）、控制单元（１３）、高压气瓶（１４）、单向阀Ｓ２（１５）、制动踏板位置传感器（１６）、加速踏板位置传感器（１７）、电磁开关阀Ｖ↓［１］（１８）、电磁开关阀Ｖ↓［２］（１９）、来自加速踏板位置传感器（１７）的加速踏板位置信号ａ、来自制动踏板位置传感器（１６）的制动踏板位置信号ｂ、内燃机起动信号ｃ、车速信号ｄ、电磁离合器（９）的控制信号ｅ、电磁开关阀Ｖ↓［２］（１９）的控制信号ｆ、电磁开关阀Ｖ↓［１］（１８）的控制信号ｇ；车辆正常行驶时，由内燃机（２）经离合器（４）驱动变速箱（５）运转，进而带动差速器（７）、驱动轮（６）运转从而驱动车辆行驶；空气压缩机（１０）通过电磁离合器（９）经空气压缩机驱动齿轮副（８）与车辆传动系相连，空气压缩机（１０）的排气口经单向阀Ｓ↓［１］（１２）与高压气瓶（１４）相连，并分别通过电磁开关阀Ｖ↓［２］（１９）、电磁开关阀Ｖ↓［１］（１８）使高压气瓶（１４）与内燃机（２）的进气管（１）、排气管（３）相连；在装有气压制动系的车辆中，高压气瓶（１４）经单向阀Ｓ↓［２］（１５）与制动系的储气罐相连，在没有气压制动系的车辆中，高压气瓶（１４）经单向阀Ｓ↓［２］（１５）与大气相连；控制单元（１３）接收来自加速踏板位置传感器（１７）的加速踏板位置信号ａ、来自制动踏板位置传感器（１６）的制动踏板位置信号ｂ、内燃机起动信号ｃ、车速信号ｄ，输出电磁离合器９的控制信号ｅ、电磁开关阀Ｖ↓［２］１９的控制信号ｆ、电磁开关阀Ｖ↓［１］１８的控制信号ｇ。...
【技术特征摘要】
1.一种车辆制动能量气压回收和利用装置，其特征在于包括进气管(1)、内燃机 (2)、排气管(3)、离合器(4)、变速箱(5)、驱动轮(6)、差速器(7)、空气压缩机驱动齿轮副 (8)、电磁离合器(9)、空气压缩机(10)、空气滤清器(11)、单向阀S1 (12)、控制单元(13)、高 压气瓶(14)、单向阀S2(M)、制动踏板位置传感器(16)、加速踏板位置传感器(17)、电磁开 关阀义(18)、电磁开关阀V2(19)、来自加速踏板位置传感器(17)的加速踏板位置信号a、来 自制动踏板位置传感器(16)的制动踏板位置信号b、内燃机起动信号C、车速信号d、电磁离 合器(9)的控制信号e、电磁开关阀V2 (19)的控制信号f、电磁开关阀V1 (18)的控制信号g ； 车辆正常行驶时，由内燃机( 经离合器(4)驱动变速箱( 运转，进而带动差速器(7)、驱 动轮(6)运转从而驱动车辆行驶；空气压缩机(10)通过电磁离合器(9)经空气压缩机驱动 齿轮副(8)与车辆传动系相连，空气压缩机(10)的排气口经单向阀S1 (12)与高压气瓶(14) 相连，并分别通过电磁开关阀V2 (19)、电磁开关阀V1 (18)使高压气瓶(14)与内燃机(2)的 进气管(1)、排气管C3)相连；在装有气压制动系的车辆中，高压气瓶(14)经单向阀&(15) 与制动系的储气罐相连，在没有气压制动系的车辆中，高压气瓶(14)经单向阀&(1幻与大 气相连；控制单元(1 接收来自加速踏...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪常伟，朱永明，梁晨，刘晓龙，黄铭栋，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。