[实用新型]带有脉冲调宽阀的涡轮增压汽油发动机系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽油发动机涡轮增压器技术领域，特别是一种带有脉冲调宽阀的涡轮增压汽油发动机系统。

背景技术

根据汽车行业数据统计，欧洲汽油发动机涡轮增压技术市场份额从2004年开始逐年稳步增长。2004年涡轮增压汽油发动机的市场份额只有10％，经过短短4年时间，2008年涡轮增压汽油发动机的市场份额已经猛增至21％，预计到2011年将增加到30％。这表明涡轮增压汽油发动机在市场上已经逐渐替代自然吸气式汽油发动机，成为发动机技术发展的主流。

传统的涡轮增压汽油发动机是将涡轮增压器追加在现有汽油发动机上，以提高输出功率，为了提高汽油发动机低速性能和加速性，防止涡轮增压器的运转超速，涡轮增压器采用了废气旁通技术。

传统的采用废气旁通技术的涡轮增压汽油发动机系统如附图1所示，整个系统包括涡轮增压器压气机进气管1、空气滤清器2、涡轮增压器压气机出气管3、中冷器4、节气门5、发动机进气歧管6、发动机燃烧室7、发动机排气歧管8、放气阀门9、发动机排气总管10、增压器涡轮箱11、涡轮转子13和执行器14。在涡轮废气进口处设有一个废气旁通孔12，放气阀门9安装在废气旁通孔12处，控制废气旁通孔12的废气流量。执行器14的进气口与涡轮增压器压气机出气管3相联，放气阀门9的开启、关闭由执行器14控制。执行器14是正压控制，执行器14预紧力施加反向力控制执行器推杆关闭放气阀门9，进入执行器14的增压压力和排气背压施加正向力共同作用执行器14推杆开启放气阀门9。但在实际工作中，执行器14的预紧力是一个定值且大于排气背压，放气阀门9的开启、关闭主要受涡轮增压器压气机出气管增压压力的控制。 

当涡轮增压器压气机出气管增压压力超过一个压力值时，即当执行器14所受的正向力大于反向力时，执行器14推杆正向移动开启放气阀门9，发动机部分废气不通过增压器涡轮转子13而直接排入大气，使进入涡轮转子的废气能量减少，涡轮增压器转速下降，从而使压气机出口增压压力P_c得到控制。

当涡轮增压器压气机出气管增压压力低于一个压力值时，即执行器14所受的正向力小于反向力时，执行器14推杆反向移动关闭放气阀门9，发动机废气全部通过增压器涡轮，推动涡轮转子13做功。

废气旁通技术的特点是：放气阀门9的开启、关闭是根据涡轮增压器压气机出气管增压压力的大小进行控制的，执行器13内部为弹性控制结构，造成执行器13的控制方式近似为线性控制方式，执行器推杆的行程随增压压力加大而增加。

采用废气旁通技术的优点是：发动机在低速和大扭矩工况时放气阀门关闭，充分利用废气能量提高涡轮增压器的转速，保证发动机所需的空气量和压比；发动机在高转速、额定工况时放气阀门开启旁通部分废气能量，保证涡轮增压器不超速。

柴油机是压燃式，压缩比比汽油发动机高，发动机转速在700rpm～3500 rpm，使用废气旁通技术保证了涡轮增压器与发动机的良好匹配。

汽油发动机是点燃式，压缩比在8～12左右；汽油发动机的转速在700rpm～6500 rpm，空气流量变化范围大，汽油发动机增压后由于进气压力和温度都升高，这使得压缩终了时温度升高，使爆震倾向加剧。汽油发动机采用涡轮增压引起爆震的诸因素中，增压压力的影响最大，因此，必须对增压压力进行控制。现阶段，最高压比控制在1.8～2.0范围可有效的抑制爆震。

汽油发动机涡轮增压后，直接采用废气旁通技术对增压压力进行控制出现的主要问题如下：

1、采用废气旁通技术对增压压力的控制近似为线性控制方式，增压压力随发动机从低速点、扭矩点、额定点的工况逐步升高。汽油发动机为防止增压压力过高引起爆震，最高压比控制在1.8～2.0范围，现有执行器的预紧力偏低，不能将最高压比严格控制在1.8～2.0范围。                                  

2、在标定中扭矩点部分工况的增压压力会与额定点增压压力接近，甚至比额定点增压压力高，废气旁通技术不能根据发动机设计点对涡轮增压压力进行柔性控制，不能满足整个工况点的扭矩需求，只能降低发动机动力性、经济性指标，影响涡轮增压技术在汽油发动机上的推广。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种带有脉冲调宽阀的涡轮增压汽油发动机系统，通过脉冲调宽阀控制进入执行器的增压压力。