[发明专利]涡轮增压发动机泄压能量回收系统及其能量回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，特别是涉及一种涡轮增压发动机泄压能量回收系统。本发明还涉及一种涡轮增压发动机泄压能量回收方法。

背景技术

汽车发动机是为汽车提供动力的发动机，是汽车的心脏，影响汽车的动力性、经济性和环保性。根据动力来源不同，汽车发动机可分为柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等。根据进气情况汽车发动机不同分为自然吸气发动机和增压发动机。随着技术的进步增压发动机的使用率逐步提高，其中涡轮增压发动机是最为常用的一种。

汽车发动机增压是指将进入发动机气缸的空气或可燃混合气预先进行压缩或压缩后再加以冷却，以提高进入气缸的空气或可燃混合气的密度，从而使充气质量增加，并在供油系统的适当配合下，使更多的燃料很好燃烧，达到提高发动机动力性、提高比功率、改善燃料经济性、降低废气排放和噪声的目的，这样的发动机称为增压发动机。

众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下，涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

平常所说的涡轮增压装置其实就是一种增压器(空气压缩机/压气机)，通过压缩空气来增加发动机的进气量，一般来说，涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

涡轮增压系统主要是由涡轮和增压器组成。首先是涡轮的进气口与发动机排气管相连。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在发动机进气管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。

涡轮增压发动机在丢油门(是指“松油门踏板”或者“轮端扭矩需求为0”)等工况时，由于增压器后、发动机节气门前这段管路的压力大而流量小，当达到喘振边界(增压器在不同工作转速下，流量减小时能保持气流不失去稳定性的极限界线)时，泄压阀打开使压力快速卸除，而这一过程存在能量损失，造成能量的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在涡轮增压发动机泄压时进行能量回收的涡轮增压发动机泄压能量回收系统。本发明还提供了一种涡轮增压发动机泄压能量回收方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的涡轮增压发动机泄压能量回收系统，包括：发动机气缸、涡轮、增压器和冷却装置；其中，发动机气缸通过排气歧管路连接涡轮进气口，涡轮和增压器固定安装在一起，增压器压缩后的高温高压气体经过第一进气管路进入冷却装置，经冷却后压力不变的冷却气体通过第二进气管路进入发动机气缸；还包括：压力传感器、泄压控制装置和能量回收装置；

压力传感器，安装在第一进气管路中，将采集的压力值发送至整车ECU；

泄压控制装置，其安装第一进气管路上，通过泄压管路与能量回收装置连接，泄压控制装置受整车ECU控制开启或关闭；

能量回收装置，其将泄压管路输出的高温高压气体转化为电能发送至储能设备；

控废气阀，其安装在涡轮排废气口上，受整车ECU控制开启或关闭。

其中，所述能量回收装置是叶轮发电机。

其中，所述泄压控制装置是电控泄压阀。

其中，所述储能设备是整车蓄电池。

本发明提供的一种上述任意一种涡轮增压发动机泄压能量回收系统进行涡轮增压发动机泄压能量回收的方法，包括以下步骤：

采集经过增压器压缩后高温高压气体的压力值；

将采集的压力值输送至于ECU，并与ECU中的预设压力阈值比较；

当采集的压力值大于预设压力阈值时，ECU开启泄压控制装置；当采集的压力值小于等于预设压力阈值时ECU保持泄压控制装置关闭；预设压力阈值根据不同发动机型号而不同。

泄压气体通过能量回收装置进行能量回收储存。

其中，还可以通过关闭涡轮的电控废气阀进行主动增压，从而更快的达到预设压力阈值实现能量回收。

其中，所述能量回收装置采用叶轮发电机。

其中，所述泄压控制装置采用电控泄压阀。

其中，所述储能设备采用整车蓄电池。