一種電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)輔助增壓技術(shù)，尤其涉及一種電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)及其使用方法，具體適用于在解決廢氣渦輪增壓器磁滯問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提高增壓效果，降低安裝難度。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的渦輪增壓器利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的壓縮機(jī)的葉輪，壓縮機(jī)葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快(如加速的時(shí)候)，廢氣的排出速度與渦輪的轉(zhuǎn)速也同步增快，壓縮機(jī)的葉輪就能壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度隨之增大，從而燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加的燃料又能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，廢氣的流量較低，由于葉輪的慣性作用對(duì)油門(mén)驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩，使發(fā)動(dòng)機(jī)延遲增加或減少輸出功率，這對(duì)于要突然加速或超車(chē)的汽車(chē)而言，瞬間會(huì)有點(diǎn)提不上勁的感覺(jué)，此即為廢氣渦輪增壓器的磁滯問(wèn)題。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)號(hào)為CN1930386A，公開(kāi)日為2007年3月14日的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種帶電動(dòng)增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該控制裝置具有搭載在車(chē)輛上的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的增壓的帶電動(dòng)機(jī)的增壓器，控制由電動(dòng)機(jī)實(shí)行的增壓的控制機(jī)構(gòu)，和使內(nèi)燃機(jī)的輸出變速的變速器。雖然該申請(qǐng)能在檔位低的情況下，通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)增壓器增壓，以抑制低速區(qū)域內(nèi)的車(chē)輛加速時(shí)渦輪增壓器的磁滯問(wèn)題，但其仍舊具有以下缺陷:
首先，該設(shè)計(jì)中只有一個(gè)增壓器，該增壓器不僅為廢氣所驅(qū)動(dòng)，也為其增設(shè)的電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)，廢氣沖擊力、電機(jī)驅(qū)動(dòng)力之間存在相互干擾，不僅易減弱增壓效果，而且易損壞零部件；
其次，該設(shè)計(jì)限定電動(dòng)機(jī)必須與原有的增壓器直接連接，對(duì)增壓器、電動(dòng)機(jī)的安裝空間提出了要求，安裝難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的增壓效果較弱、安裝難度較大的缺陷與問(wèn)題，提供一種增壓效果較強(qiáng)、安裝難度較小的電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)及其使用方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)，包括廢氣渦輪機(jī)、廢氣壓氣機(jī)與空氣濾清器，所述空氣濾清器的一端與空氣進(jìn)氣口相通，另一端經(jīng)廢氣壓氣機(jī)內(nèi)的葉輪氣道后與進(jìn)氣歧管相通，廢氣壓氣機(jī)內(nèi)的葉輪與廢氣渦輪機(jī)內(nèi)的渦輪同軸連接，廢氣渦輪機(jī)內(nèi)渦輪氣道的進(jìn)氣口與排氣歧管相通，出氣口與廢氣排氣口相通；
所述電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)還包括電動(dòng)馬達(dá)與輔助壓氣機(jī)，所述電動(dòng)馬達(dá)的輸出端與輔助壓氣機(jī)內(nèi)葉輪的驅(qū)動(dòng)軸相連接，輔助壓氣機(jī)內(nèi)葉輪氣道的進(jìn)氣口與廢氣壓氣機(jī)的出氣口相通，輔助壓氣機(jī)內(nèi)葉輪氣道的出氣口與進(jìn)氣歧管相通。
[0006]所述電動(dòng)馬達(dá)的輸出端通過(guò)電磁離合器與輔助壓氣機(jī)內(nèi)葉輪的驅(qū)動(dòng)軸相連接。
[0007]所述電動(dòng)馬達(dá)的電源端與蓄電池相連接。
[0008]所述電動(dòng)馬達(dá)為切換式磁阻馬達(dá)，所述蓄電池的輸出電壓為42V。
[0009]所述進(jìn)氣歧管、輔助壓氣機(jī)之間的氣路上設(shè)置有壓力傳感器，該壓力傳感器的輸出端與ECU的輸入端信號(hào)連接，ECU的輸出端與電動(dòng)馬達(dá)的輸入端信號(hào)連接。
[0010]所述廢氣渦輪機(jī)內(nèi)渦輪氣道的進(jìn)氣口與排氣歧管相通，渦輪氣道的出氣口經(jīng)尾氣后處理裝置后與廢氣排氣口相通。
[0011]—種上述電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法包括以下步驟:
在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣道內(nèi)的壓力值低于設(shè)定值，先由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)輔助壓氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助壓氣機(jī)將進(jìn)氣道內(nèi)的空氣不斷的壓縮進(jìn)入氣缸，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也不斷升高，其經(jīng)廢氣道排出的廢氣的慣性也越大越大，廢氣推動(dòng)的廢氣渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速也越來(lái)越快，廢氣渦輪機(jī)帶動(dòng)廢氣壓氣機(jī)后壓縮進(jìn)入氣缸的空氣也越來(lái)越多，直至進(jìn)氣道內(nèi)的壓力超過(guò)預(yù)定值時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)、輔助壓氣機(jī)停止運(yùn)行，同時(shí)，廢氣渦輪機(jī)、廢氣壓氣機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0012]所述進(jìn)氣道內(nèi)位于進(jìn)氣歧管、輔助壓氣機(jī)之間的部位上設(shè)置有壓力傳感器，該壓力傳感器的輸出端與ECU的輸入端信號(hào)連接，ECU的輸出端與電動(dòng)馬達(dá)的輸入端信號(hào)連接；
所述進(jìn)氣道內(nèi)的壓力值由壓力傳感器測(cè)得，并將測(cè)得值即時(shí)傳遞給ECU;
所述電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)輔助壓氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是指:E⑶控制電動(dòng)馬達(dá)以驅(qū)動(dòng)輔助壓氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述電動(dòng)馬達(dá)、輔助壓氣機(jī)停止運(yùn)行是指:ECU控制電動(dòng)馬達(dá)停止運(yùn)行，以使輔助壓氣機(jī)停止運(yùn)行。
[0013]所述電動(dòng)馬達(dá)的輸出端通過(guò)電磁離合器與輔助壓氣機(jī)內(nèi)葉輪的驅(qū)動(dòng)軸相連接； 所述ECU控制電動(dòng)馬達(dá)以驅(qū)動(dòng)輔助壓氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是指:ECU控制電磁離合器閉合以導(dǎo)通電動(dòng)馬達(dá)、輔助壓氣機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)輔助壓氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；
所述ECU控制電動(dòng)馬達(dá)停止運(yùn)行是指:ECU控制電磁離合器斷開(kāi)，電動(dòng)馬達(dá)、輔助壓氣機(jī)停止運(yùn)行。
[0014]所述電磁離合器為多摩擦片電磁離合器。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明一種電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)及其使用方法中，在原增壓器(即廢氣壓氣機(jī))的基礎(chǔ)上，增設(shè)了一個(gè)串聯(lián)的輔助壓氣機(jī)，該輔助壓氣機(jī)由電動(dòng)馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，且輔助壓氣機(jī)位于廢氣壓氣機(jī)的下游，使用中，當(dāng)?shù)退贂r(shí)，先由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)輔助壓氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以給發(fā)動(dòng)機(jī)提供壓縮空氣，以解決廢氣渦輪增壓的磁滯問(wèn)題，同時(shí)，廢氣驅(qū)動(dòng)廢氣壓氣機(jī)緩慢啟動(dòng)，隨著廢氣壓氣機(jī)的介入，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的越來(lái)越快，電動(dòng)增壓則逐漸退出，直到大負(fù)荷工況，廢氣渦輪增壓完全取代電動(dòng)增壓時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)、輔助壓氣機(jī)停止運(yùn)行，其優(yōu)點(diǎn)包括:首先，能夠有效解決廢氣渦輪增壓器的磁滯問(wèn)題;其次，增設(shè)的是一個(gè)新的壓氣機(jī)，不僅其運(yùn)行不會(huì)干擾廢氣對(duì)廢氣壓氣機(jī)沖擊的正常進(jìn)行，而且其安裝的自由度較大，安裝難度較小;再次，新增的壓氣機(jī)位于原有的廢氣壓氣機(jī)的下游，更接近進(jìn)氣歧管，進(jìn)一步降低了對(duì)原有的廢氣壓氣機(jī)運(yùn)行的干擾，新舊兩種壓氣機(jī)互不干擾，易取得最佳的增壓效果。因此，本發(fā)明不僅增壓效果較強(qiáng)，而且安裝難度較小。
[0016]2、本發(fā)明一種電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)及其使用方法中，進(jìn)氣道內(nèi)位于進(jìn)氣歧管、輔助壓氣機(jī)之間的部位上設(shè)置有壓力傳感器，該壓力傳感器將其檢測(cè)的結(jié)果即時(shí)的傳遞給ECU，以便于對(duì)電動(dòng)馬達(dá)、輔助壓氣機(jī)做即時(shí)控制，從而在確保輔助增壓的基礎(chǔ)上，提高控制的精確度與即時(shí)性，以進(jìn)一步提高增壓的性價(jià)比，尤其當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)的輸出端通過(guò)電磁離合器與輔助壓氣機(jī)內(nèi)葉輪的驅(qū)動(dòng)軸相連接時(shí)，靈敏度更高，控制效果更好。因此，本發(fā)明的精確度較高，增壓效果較好。
[0017]3、本發(fā)明一種電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)及其使用方法中，新增的輔助壓氣機(jī)位于原有的廢氣壓氣機(jī)的下游，且更接近進(jìn)氣歧管，使用中，先以輔助壓氣機(jī)為主，再逐漸以廢氣壓氣機(jī)為主，從而解決廢氣渦輪增壓的磁滯問(wèn)題，進(jìn)而能夠降低對(duì)廢氣渦輪增壓器的設(shè)備要求，采用單一的旁通閥開(kāi)啟壓力的渦輪機(jī)即可，取代現(xiàn)有的PWM閥控制旁通閥開(kāi)啟壓力的渦輪機(jī)，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)成本。因此，本發(fā)明能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明中實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:廢氣渦輪機(jī)1、廢氣壓氣機(jī)2、空氣濾清器3、電動(dòng)馬達(dá)4、蓄電池41、電磁離合器42、輔助壓氣機(jī)5、ECU 6、壓力傳感器61、進(jìn)氣歧管7、空氣進(jìn)氣口 71、進(jìn)氣道72、排氣歧管
8、廢氣排氣口 81、廢氣道82、尾氣后處理裝置9。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合【附圖說(shuō)明】和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0022]參見(jiàn)圖1與圖2，一種電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)，包括廢氣渦輪機(jī)1、廢氣壓氣機(jī)2與空氣濾清器3，所述空氣濾清器3的一端與空氣進(jìn)氣口 71相通，另一端經(jīng)廢氣壓氣機(jī)2內(nèi)的葉輪氣道后與進(jìn)氣歧管7相通，廢氣壓氣機(jī)2內(nèi)的葉輪與廢氣渦輪機(jī)I內(nèi)的渦輪同軸連接，廢氣渦輪機(jī)I內(nèi)渦輪氣道的進(jìn)氣口與排氣歧管8相通，出氣口與廢氣排氣口 81相通；
所述電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)還包括電動(dòng)馬達(dá)4與輔助壓氣機(jī)5，所述電動(dòng)馬達(dá)4的輸出端與輔助壓氣機(jī)5內(nèi)葉輪的驅(qū)動(dòng)軸相連接，輔助壓氣機(jī)5內(nèi)葉輪氣道的進(jìn)氣口與廢氣壓氣機(jī)2的出氣口相通，輔助壓氣機(jī)5內(nèi)葉輪氣道的出氣口與進(jìn)氣歧管7相通。
[0023]所述電動(dòng)馬達(dá)4的輸出端通過(guò)電磁離合器42與輔助壓氣機(jī)5內(nèi)葉輪的驅(qū)動(dòng)軸相連接。
[0024]所述電動(dòng)馬達(dá)4的電源端與蓄電池41相連接。
[0025]所述電動(dòng)馬達(dá)4為切換式磁阻馬達(dá)，所述蓄電池41的輸出電壓為42V。
[0026]所述進(jìn)氣歧管7、輔助壓氣機(jī)5之間的氣路上設(shè)置有壓力傳感器61，該壓力傳感器61的輸出端與ECU6的輸入端信號(hào)連接，ECU6的輸出端與電動(dòng)馬達(dá)4的輸入端信號(hào)連接。
[0027]所述廢氣渦輪機(jī)I內(nèi)渦輪氣道的進(jìn)氣口與排氣歧管8相通，渦輪氣道的出氣口經(jīng)尾氣后處理裝置9后與廢氣排氣口 81相通。
[0028]—種上述電動(dòng)輔助增壓系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法包括以下步驟:
在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣道72內(nèi)的壓力值低于設(shè)定值，先由電動(dòng)馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)輔助壓氣機(jī)5運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助壓氣機(jī)5將進(jìn)氣道72內(nèi)的空氣不斷的壓縮進(jìn)入氣缸，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也不斷升高，其經(jīng)廢氣道82排出的廢氣的慣性也越大越大，廢氣推動(dòng)的廢氣渦輪機(jī)I的轉(zhuǎn)速也越來(lái)越快，廢氣渦輪機(jī)I帶動(dòng)廢氣壓氣機(jī)2后壓縮進(jìn)入氣缸的空氣也越來(lái)越多，直至進(jìn)氣道72內(nèi)的壓力超過(guò)預(yù)定值時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)4、輔助壓氣機(jī)5停止運(yùn)行，同時(shí)，廢氣渦輪機(jī)1、廢氣壓氣機(jī)2繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0029]所述進(jìn)氣道72內(nèi)位于進(jìn)氣歧管7、輔助壓氣機(jī)5之間的部位上設(shè)置有壓力傳感器61，該壓力傳感器61的輸出端與ECU6的輸入端信號(hào)連接，ECU6的輸出端與電動(dòng)馬達(dá)4的輸入端信號(hào)連接;所述進(jìn)氣道72內(nèi)的壓力值由壓力傳感器61測(cè)得，并將測(cè)得值即時(shí)傳遞給ECU6;所述電動(dòng)馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)輔助壓氣機(jī)5運(yùn)轉(zhuǎn)是指:E⑶6控制電動(dòng)馬達(dá)4以驅(qū)動(dòng)輔助壓