專利名稱：可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能夠防止可變噴嘴截面渦輪增壓器超速運轉(zhuǎn)的裝置，屬發(fā) 動機技術領域。
背景技術：
增壓器是一種用于提高發(fā)動機輸出功率的裝置，主要由渦輪機和壓氣機組成。 從發(fā)動機中排出的廢氣驅(qū)動渦輪機旋轉(zhuǎn)，渦輪機驅(qū)動與其同軸連接的壓氣機旋轉(zhuǎn)，壓氣 機將從空氣濾清器中吸入的新鮮空氣加壓后送入發(fā)動機進氣管，通過對發(fā)動機進氣的增 壓，達到提高發(fā)動機功率的目的?？勺儑娮旖孛鏈u輪增壓器是常用增壓器中的一種，其特點是在廢氣渦輪入口處 裝有可變噴嘴，利用執(zhí)行機構轉(zhuǎn)動噴管葉片可以改變噴嘴的開度，進而改變渦輪機和壓 氣機的轉(zhuǎn)速。為了防止渦輪增壓器因發(fā)動機增壓需要而超速運轉(zhuǎn)，導致渦輪增壓器過早損壞 或磨損，渦輪增壓器一般都采取了限速措施?，F(xiàn)有的限速方法主要有以下幾種一、采用兩個渦輪增壓器進行增壓，這種增壓裝置的缺點是體積比較大。二、在發(fā)動機上安裝排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，使發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速高負荷時廢氣 的一部分回流到進氣側(cè)。廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)的構成和控制比較復雜，占用空間多， 與發(fā)動機匹配時涉及到電控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等多方面因素，線束和管路的布 置復雜，不利于發(fā)動機在整車上的布置，也增加了發(fā)動機的重量。三、在渦輪增壓器上設置轉(zhuǎn)速傳感器，ECU通過反饋信號控制渦輪增壓器的轉(zhuǎn) 速。由于高溫高壓環(huán)境和復雜工況，這種裝置的可靠性和普及性不高。四、通過檢測發(fā)動機的運行參數(shù)，控制發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng)，進而控制增壓 器的轉(zhuǎn)速。這種方法的不足之處是控制系統(tǒng)復雜，增加了發(fā)動機標定的工作難度。此外，以上各種方案均存在成本較高的弊病。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足、提供一種體積小、重量輕、成本 低、易于布置且控制簡單的可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置。本實用新型所稱問題是以下述技術方案實現(xiàn)的一種可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置，由環(huán)境壓力傳感器、空氣濾清器出口 壓力傳感器、可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)和發(fā)動機電子控制單元構成，所述環(huán)境壓力傳 感器和空氣濾清器出口壓力傳感器接發(fā)動機電子控制單元的輸入接口，所述可變噴嘴截 面裝置控制系統(tǒng)的輸入端接發(fā)動機電子控制單元的輸出端口，輸出端控制可變噴嘴截面裝置。上述可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置，所述空氣濾清器出口壓力傳感器安裝 在空氣濾清器與壓氣機進氣管的連接處。[0014]上述可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置，所述環(huán)境壓力傳感器安裝在發(fā)動機電 子控制單元的外殼上。本實用新型利用空氣濾清器出口壓力傳感器和環(huán)境壓力傳感器采集壓氣機進氣 管氣壓和環(huán)境氣壓，發(fā)動機電子控制單元根據(jù)二者的差值來對可變噴嘴截面裝置進行控 制，防止可變噴嘴截面渦輪增壓器超速運轉(zhuǎn)。本裝置體積小、重量輕、成本低、易于 布置而且控制簡單，能夠有效防止增壓器出現(xiàn)超速現(xiàn)象，避免渦輪增壓器過早損壞或磨 損。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
圖1是本實用新型的原理圖。圖中各標號為1、可變噴嘴截面渦輪增壓系統(tǒng)；2、發(fā)動機；3、發(fā)動機進氣 管；4、進氣歧管；5、排氣歧管；6、排氣管；7、環(huán)境壓力傳感器；8、渦輪機；9、 壓氣機；10、壓氣機進氣管；11、空氣濾清器；12、渦輪機排氣管；13、中冷器；14、 可變噴嘴截面裝置；15、可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)；16、空氣濾清器出口壓力傳感 器；ECU、發(fā)動機電子控制單元。
具體實施方式
渦輪增壓器超速原因分析外界新鮮空氣通過新的空氣濾清器時，壓力會有一 定程度的下降，空氣濾清器出口壓力小于外界環(huán)境壓力。隨著空氣濾清器使用時間的 延長，空氣濾清器出口壓力與外界新鮮空氣壓力的差會逐漸增大，導致在相同的增壓壓 力下，進入發(fā)動機氣缸的新鮮空氣會逐漸減少，為保證發(fā)動機在高速全負荷時的進氣需 要，發(fā)動機電子控制單元(ECU)會輸出控制信號，使增壓器加大增壓壓力，這時往往會 出現(xiàn)渦輪增壓器超速現(xiàn)象，導致渦輪增壓器過早損壞或磨損。參看
圖1，發(fā)動機進氣管3從外部環(huán)境中吸收新鮮空氣，進氣歧管4將發(fā)動機進 氣管3吸收來的新鮮空氣分別送入發(fā)動機2各氣缸，排氣歧管5將發(fā)動機2燃燒后的廢氣 集中到一起后，經(jīng)排氣管6排出。仍參看
圖1，虛線框內(nèi)為可變噴嘴截面渦輪增壓系統(tǒng)1，該系統(tǒng)包括由渦輪機 8和壓氣機9構成的可變噴嘴截面渦輪增壓器，渦輪機8安裝于排氣管6端部，從發(fā)動機 2中排出的廢氣驅(qū)動渦輪機8中的葉輪高速旋轉(zhuǎn)；壓氣機9通過壓氣機進氣管10從空氣 濾清器11中吸入新鮮空氣，并在與其同軸連接的渦輪機8的驅(qū)動下將新鮮空氣送入發(fā)動 機2，實現(xiàn)對發(fā)動機2的增壓。此外還包括把廢氣從渦輪機8中引到外部環(huán)境的渦輪機排 氣管12、對壓氣機9中引出的增壓空氣進行冷卻的中冷器13、用于調(diào)節(jié)渦輪機8入口處 廢氣流量的可變噴嘴截面裝置14、以及可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)15。本可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置包括發(fā)動機電子控制單元ECU、環(huán)境壓 力傳感器7、空氣濾清器出口壓力傳感器16，環(huán)境壓力傳感器7單獨布置或集成在發(fā)動機 電子控制單元ECU上，其信號反饋給發(fā)動機電子控制單元ECU;空氣濾清器出口壓力傳 感器16布置在空氣濾清器11和壓氣機9之間，用于測量新鮮空氣通過空氣濾清器11后 的壓力，其信號反饋給發(fā)動機電子控制單元ECU。[0023] 本實用新型的工作原理發(fā)動機電子控制單元ECU將從環(huán)境壓力傳感器7反饋 回的外界環(huán)境壓力信號與空氣濾清器出口壓力傳感器16反饋回的新鮮空氣通過空氣濾清 器11后的壓力信號進行對比，得出空氣濾清器11的壓降數(shù)值，再與發(fā)動機電子控制單元 ECU中預存的空氣濾清器11壓降極限數(shù)值相比較，當壓降數(shù)值低于極限數(shù)值時，發(fā)動機 電子控制單元ECU發(fā)出信號，通過可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)15控制可變噴嘴截面裝 置14，控制可變噴嘴截面渦輪增壓器在允許的范圍內(nèi)增加增壓壓力；當壓降數(shù)值與發(fā)動 機電子控制單元ECU中預存的空氣濾清器11壓降極限數(shù)值相同時，發(fā)動機電子控制單元 ECU發(fā)出截止信號，通過可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)15控制可變噴嘴截面裝置14，使可 變噴嘴截面渦輪增壓器不再因發(fā)動機在高速全負荷時的進氣需要而增加增壓壓力，達到 保護可變噴嘴截面渦輪增壓器的目的。
權利要求1.一種可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置，其特征是，它由環(huán)境壓力傳感器(7)、空 氣濾清器出口壓力傳感器(16)、可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)(15)和發(fā)動機電子控制單元 (ECU)構成，所述環(huán)境壓力傳感器(7)和空氣濾清器出口壓力傳感器(16)接發(fā)動機電子 控制單元(ECU)的輸入接口，所述可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)(15)的輸入端接發(fā)動機電 子控制單元(ECU)的輸出端口，輸出端控制可變噴嘴截面裝置(14)。
2.根據(jù)權利要求1所述可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置，其特征是，所述空氣濾清 器出口壓力傳感器(16)安裝在空氣濾清器(11)與壓氣機進氣管(10)的連接處。
3.根據(jù)權利要求1或2所述可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置，其特征是，所述環(huán)境 壓力傳感器(7)安裝在發(fā)動機電子控制單元(ECU)的外殼上。
專利摘要一種可變噴嘴截面渦輪增壓器保護裝置，用于防止渦輪增壓器超速運轉(zhuǎn)。其技術方案是它由環(huán)境壓力傳感器、空氣濾清器出口壓力傳感器、可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)和發(fā)動機電子控制單元構成，所述環(huán)境壓力傳感器和空氣濾清器出口壓力傳感器接發(fā)動機電子控制單元的輸入接口，所述可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)的輸入端接發(fā)動機電子控制單元的輸出端口，輸出端控制可變噴嘴截面裝置。本實用新型體積小、重量輕、成本低、易于布置而且控制簡單，能夠有效防止增壓器出現(xiàn)超速現(xiàn)象，避免渦輪增壓器過早損壞或磨損。
文檔編號F02D41/02GK201794671SQ20102027597
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權日2010年7月30日
發(fā)明者劉興利, 劉祖勤, 屈偉, 潘德新, 高定偉 申請人:長城汽車股份有限公司