[发明专利]一种基于进气能量回收的节气门控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于进气能量回收的节气门控制系统及方法，该系统包括节气门本体、设于节气门本体内的进气管道、设于进气管道内的能量转化利用机构以及与节气门本体和能量转化利用机构分别通信连接的控制机构；进气管道包括进气主管道和设于进气主管道旁侧的进气辅管道；通过进气主管道和进气辅管道共同为发动机输送空气；进气主管道内设有蝶阀；能量转化利用机构包括设于进气主管道的第一能量转化单元和设于进气辅管道的第二能量转化单元；通过控制机构控制第一能量转化单元、第二能量转化单元和蝶阀的状态调节进气管道的气流流量，并将气流动能进行转化和传递，再将传递的能量进行利用；能够解决发动机进气能量不能得到很好利用的问题。

技术领域

本发明属于内燃发动机进气能量回收技术领域，更具体地，涉及一种基于进气能量回收的节气门控制系统及方法。

背景技术

随着“雾霾”天气出现的频率增高，环境污染引起人们的高度重视；节能减排也成为各行各业科学、绿色发展中不可忽略的目标；节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，有传统拉线式和电子节气门两种；气体进入进气管后会和汽油混合成可燃混合气，从而燃烧做功；它上接空气滤清器，下接发动机缸体，被称为是汽车发动机的咽喉；节气门装置的主要作用是根据发动机的负载和转速变化相应地调节开度，控制发动机进气量，以满足发动机工作性能要求，目前节气门形式比较单一，主要是由直流电机驱动的电子节气门和步进电机驱动的电子节气门。其中直流电机驱动的电子节气门由于结构简单，响应迅速，易于控制等优点使得运用更广。但是不足之处在于，节气门对气流的节流作用会使大量的能量损失掉，这部分能量得不到合理的利用。因此急需一种能够解决流过节气门的能量得不到利用问题的节气门控制装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于进气能量回收的节气门控制系统及方法，在发动机的节气门本体内设进气管道，在进气管道内设能量转化利用机构，在节气门本体和能量转化利用机构上分别通信连接控制机构，将节气门本体的一端连接空气滤清器，另一端连接发动机缸体，进气管道设计为两端连通中间独立的进气主管道和进气辅管道，通过进气主管道和进气辅管道共同为发动机输送空气；在进气主管道的气流分离段内设蝶阀；蝶阀关闭时，其与进气主管道的管道壁紧密接合，此时进气主管道的气流分离段处于截断模式，空气不能通过；所述能量转化利用机构包括设于进气辅管道的第一能量转化单元和设于进气主管道的第二能量转化单元，通过控制机构控制第一能量转化单元、第二能量转化单元和蝶阀的状态调节所述进气管道中的气流流量，并将所述气流的动能进行转化和传递，然后再将传递的能量进行利用；本发明的能量转化利用机构除了具有控制进气管道气流流量作用外，还能把节流过程的能量利用在装置上，能够解决发动机进气能量没有的得到很好利用的问题。

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种基于进气能量回收的节气门控制系统，包括节气门本体、设于所述节气门本体内的进气管道、设于所述进气管道内的能量转化利用机构以及与所述节气门本体和所述能量转化利用机构分别通信连接的控制机构；其中，

所述节气门本体的一端连接空气滤清器，另一端连接发动机缸体；所述进气管道包括进气主管道和设于所述进气主管道旁侧的进气辅管道；所述进气主管道的内设有蝶阀

所述能量转化利用机构包括设于所述进气辅管道的第一能量转化单元和设于所述进气主管道的第二能量转化单元，所述第一能量转化单元包括设于所述进气辅管道内壁的第一叶轮、与所述第一叶轮相连的第一叶轮轴、设于所述第一叶轮轴上的第一传动单元以及与所述第一传动单元相连的第一电机；所述第二能量转化单元包括设于所述进气主管道内壁的第二叶轮、与所述第二叶轮相连的第二叶轮轴、设于所述第二叶轮轴上的第二传动单元以及与所述第二传动单元相连的第二电机；所述控制机构内设有动力系统管理模块，通过所述动力系统管理模块判断车辆发动机所处的工作模式；通过所述控制机构控制所述第一电机、所述第二电机的发电扭矩和所述蝶阀的开闭，对所述进气管道的气体流量进行调节，进而实现发动机进气能量回收。

进一步地，所述进气主管道包括进气段、气流分离段以及气流汇合段；