[发明专利]带有压缩空气储气装置的发动机增压系统及具有其的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种带有压缩空气储气装置的发动机增压系统及其具有该系统的车辆。

背景技术

目前，车辆的涡轮增压技术得到了广泛的应用，为使小排量增压发动机最大功率达到与大排量自然吸气式发动机相同的水平，与之匹配的涡轮增压器往往需具有较大的设计流量。当发动机在低转速工作时，由于排气能量不足，涡轮作功能力下降，而且压气机远离其高效区工作，效率较低，且受喘振边界限制，导致压气机提供的压缩空气压力降低，发动机进气量减少，发动机低速扭矩不足。另一方面，由于增压发动机进排气管道较长、增压器叶轮转动惯性导致转速上升滞后，小排量增压发动机瞬态响应性能较差，加速滞后，易出现加速冒黑烟等现象。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种带有压缩空气储气装置的发动机增压系统。所述带有压缩空气储气装置的发动机增压系统可提高车辆排气能量的利用率以及发动机瞬态性能。

此外，本发明还提出了一种应用上述带有压缩空气储气装置的发动机增压系统的车辆。

根据本发明实施例的带有压缩空气储气装置的发动机增压系统，包括：发动机；涡轮增压器，所述涡轮增压器包括涡轮和压气机，所述涡轮与所述发动机的排气管路相连，所述压气机与所述发动机的进气管路相连；压缩空气储气装置，所述压缩空气储气装置与所述进气管路相连且设置成用于收集并储存经所述压气机压缩后的空气、并可将所述空气输送给所述发动机。

根据本发明实施例的带有压缩空气储气装置的发动机增压系统，若发动机转速提高且废气能量不断增大，涡轮增压器提供的进气能量增大，逐渐超过发动机进气所需流量，通过设置空气压缩储气装置，将过量的压缩空气储存到压缩空气储气装置内。若发动机工作在低转速小流量稳态工况，废气能量不足时，或发动机需要加速时，可使压缩空气储气装置中的压缩空气迅速进入气缸燃烧，从而减少废气能量的浪费，提高废气能量的利用率。

另外，根据本发明是实施例的带有压缩空气储气装置的发动机增压系统，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述压缩空气储气装置包括：储气罐和储气阀门，所述储气罐通过所述储气阀门连接至所述进气管路。在废气能量过多，涡轮增压器产生的压缩空气量多于发动机进气所需流量时，所述储气罐可用于储存过量的压缩空气，从而提高废气能量的利用率。

根据本发明的一些实施例，所述储气阀门包括：储气罐进口阀门和储气罐出口阀门。所述储气罐进口阀门可控制进入储气罐的压缩空气的通断，所述储气罐出口阀门可用于控制储气罐压缩空气输出的通断。从而便于对储气罐压缩空气输入输出的控制。

根据本发明的一些优选实施例，所述储气阀门还包括：气体流量调节阀，所述气体流量调节阀设置在所述储气罐出口阀门的出口端。可适应性调节储气罐输出的压缩空气的流量，从而控制输出给发动机的压缩空气，适应发动机的需要。

根据本发明的一些实施例，所述压缩空气储气装置为多个且并联设置。

根据本发明的一些实施例，所述压缩空气储气装置包括：主压缩空气储气装置和备用压缩空气储气装置，所述主压缩空气储气装置和备用压缩空气储气装置并联设置。主压缩空气储气装置与备用压缩空气储气装置互不干涉，互不影响，在主压缩空气储气装置出现故障时，可立即启用备用压缩空气储气装置。从而保证整个系统的正常运行。

根据本发明的一些实施例，所述进气管路上设置有中冷器，所述储气罐进口阀门和所述储气罐出口阀门连接在位于所述中冷器与所述发动机之间的进气管路部分上。所述中冷器可用于冷却涡轮增压器进入发动机的压缩空气，从而可防止爆燃。

根据本发明的一些实施例，所述带有压缩空气储气装置的发动机增压系统还包括：废气旁通阀，所述废气旁通阀与所述涡轮并联设置。在发动机转速持续提高导致排气背压超过设计上线或储气罐已满时，废气旁通阀逐渐打开，一部分排气通过旁通管道绕过涡轮直接进去下游排气系统，从而降低排气背压，防止增压器超速，避免涡轮增压器的毁坏。

根据本发明的一些实施例，所述废气旁通阀的开度可调。从而可根据增压器需要适应性调节废气旁通阀的开度，调节废气旁通阀的废气流量。从而减少了废气能量的浪费。

根据本发明的一些优选实施例，所述储气阀门为电磁阀。所述电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证，所述电磁阀结构简单，占用空间小，价格较低，且易于安装维护。

根据本发明的一些优选实施例，所述涡轮为固定几何涡轮或可变几何涡轮。