可切换模式的发动机进排气系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可切换模式的发动机进排气系统,将与进气岐管连接的进气总管分支成第一进气分支、第二进气分支，将与排气岐管连接的排气总管分支成第一排气分支、第二排气分支，将第一进气分支与第一排气分支上设置压气机、涡轮机从而构成涡轮增压进排气回路，将第二进气分支与第二排气分支设置成自然吸气进排气回路，通过控制各进气分支、排气分支上的进气阀、排气阀来控制涡轮增压进排气回路与自然吸气进排气回路的切换，实现发动机在不同工况下的对进排气模式的需求。
【专利说明】
可切换模式的发动机进排气系统
技术领域
[0001]本发明属于发动机进排气系统领域，具体涉及可切换模式的发动机进排气系统。
【背景技术】
[0002]传统发动机有两种进气模式，一种是自然吸气工作模式，一种是涡轮增压工作模式。相同性能参数下，自然吸气式发动机较增压式发动机排量大，油耗高，排放差，但增压式发动机也存在发动机低转速不起作用，且增大排气背压，响应迟滞的问题。
【发明内容】
[0003]本发明公开了一种可切换模式的发动机进排气系统，根据发动机不同工况，切换自然吸气、涡轮增压两种进排气工作模式，兼顾自然吸气式发动机和增压发动机的优点。
[0004]本发明公开的可切换模式的发动机进排气系统，包括进气系统、排气系统及发动机本体，进气系统，包括:进气总管及进气歧管;所述进气总管头端为总管结构，中段并列分成进气分支，末端再由进气分支汇集成总管结构;所述进气分支上均设置进气控制阀，其中一个进气分支上设置压气机;所述进气总管的末端通过进气歧管与发动机本体连通。
[0005]出气系统，包括:排气总管及排气歧管;所述排气总管头端为总管结构，中段并列分成排气分支，末端再由排气分支汇集成总管结构;所述排气分支上均设置排气控制阀，其中一个排气分支上设置涡轮机;所述排气总管的末端通过排气歧管与发动机本体连通。
[0006]自然吸气工作模式时，关闭设置压气机的进气分支上的进气控制阀、设置涡轮机的排气分支上的排气控制阀，开通其他进气控制阀、排气控制阀。
[0007]涡轮增压工作模式时，开通设置压气机的进气分支上的进气控制阀、设置涡轮机的排气分支上的排气控制阀，关闭其他进气控制阀、排气控制阀。
进一步地，所述进气总管中段并列分成第一进气分支、第二进气分支，末端再由第一进气分支与第二进气分支汇集成总管结构;所述第一进气分支上依次设置第一进气控制阀和压气机;所述第二进气分支上设置第二进气控制阀。
[0008]所述排气总管中段并列分成第一排气分支、第二排气分支，末端再由排第一排气分与第二排气分支汇集成总管结构;所述第一排气分支上依次设置第一排气控制阀和涡轮机;所述第二排气分支上设置第二排气控制阀。
[0009]自然吸气工作模式时，第一进气控制阀、第一排气控制阀关闭，第二进气控制阀、第二排气控制阀打开。
[0010]涡轮增压工作模式时，第一进气控制阀、第一排气控制阀打开，第二进气控制阀、第二排气控制阀关闭。
[0011]进一步地，所述第一进气控制阀与第二进气控制阀通过进气阀连接轴被一个进气阀控制电机控制;进气阀控制电机控制第一进气控制阀开度增大时，同时控制第二进气控制阀开度减小。
[0012]所述第一排气控制阀与第二排气控制阀通过排气阀连接轴被一个排气阀控制电机控制;排气阀控制电机控制第一排气控制阀开度增大时，同时控制第二排气控制阀开度减小。
[0013]本发明有益技术效果为:将与进气岐管连接的进气总管分支成第一进气分支、第二进气分支，将与排气岐管连接的排气总管分支成第一排气分支、第二排气分支，将第一进气分支与第一排气分支上设置压气机、涡轮机从而构成涡轮增压进排气回路，将第二进气分支与第二排气分支设置成自然吸气进排气回路，通过控制各进气分支、排气分支上的进气阀、排气阀来控制涡轮增压进排气回路与自然吸气进排气回路的切换，实现发动机在不同工况下的对进排气模式的需求。
【附图说明】
[0014]图1为可切换模式的发动机进排气系统图；
其中，1-发动机本体，2-排气岐管，3-进气岐管，4-进气总管，5-进气分支，6-排气总管，7-排气分支，8-进气阀控制电机，9-排气阀控制电机，10-第二进气控制阀，11-第一进气控制阀，12-第一排气控制阀，13-第二排气控制阀，14-压气机，15-涡轮机。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0016]如图1所示，可切换模式的发动机进排气系统，包括进气系统、排气系统及发动机本体I。
[0017]进气系统，包括:进气总管4及进气歧管3。进气总管头端为总管结构，中段并列分成第一进气分支、第二进气分支，末端再由第一进气分支与第二进气分支汇集成总管结构。第一进气分支上依次设置第一进气控制阀11和压气机14;第二进气分支上设置第二进气控制阀10;进气总管的末端通过进气歧管3与发动机本体I连通。
[0018]出气系统，包括:排气总管6及排气歧管2。排气总管6中段并列分成第一排气分支、第二排气分支，末端再由排第一排气分支与第二排气分支汇集成总管结构。第一排气分支上依次设置第一排气控制阀12和涡轮机15。第二排气分支上设置第二排气控制阀13。排气总管的末端通过排气歧管2与发动机本体I连通。
[0019]第一进气控制阀11与第二进气控制阀10通过进气阀连接轴被一个进气阀控制电机8控制，进气阀控制电机8控制第一进气控制阀11开度增大时，同时控制第二进气阀控制10开度减小;第一排气控制阀12与第二排气控制阀13通过排气阀连接轴被一个排气阀控制电机9控制;排气阀控制电机9控制第一排气控制阀12开度增大时，同时控制第二排气控制阀13开度减小。
[0020]排气阀控制电机9与进气阀控制电机8由ECM控制，且动作同步。
[0021]当发动机处于自然吸气状态时，进气阀控制电机8控制第一进气控制阀关闭，第二进气控制阀打开，排气阀控制电机9控制第一排气控制阀关闭，第二排气控制阀打开。
[0022]发动机处于涡轮增压状态时，排气阀控制电机9与进气阀控制电机8控制第一进气控制阀11、第一排气控制阀12打开，第二进气控制阀1、第二排气控制阀13关闭。
[0023]发动机自然吸气与涡轮增压状态切换过程中，排气阀控制电机9与进气阀控制电机8两个电机也需同步动作。
[0024]一般涡轮增压器需要在2000转以后才起作用，所以在2000转以前保证发动机处于自然吸气状态，让废气不经过涡轮机15，从而降低排气背压，新鲜空气不经过压气机14，进气管路也可缩短，从而降低进气压力损失。当转速大于2000转以后，ECU发出动作指令，排气阀控制电机9与进气阀控制电机8带动第一进气控制阀11，第二进气控制阀10，第一排气控制阀12，第二排气控制阀13动作，由自然吸气模式转入涡轮增压模式。
[0025]因此本系统优点为:车辆长期处于低速工况时，如拥堵路段，涡轮增压器基本不起作用，所以将发动机锁定在自然吸气模式下。车辆处于高速工况时，如高速公路上，增压器能够起作用，所以将发动机锁定在增压模式下。
[0026]本系统还可设置手动控制模式，即取消排气阀控制电机9与进气阀控制电机8，以手动切换各分支上进气控制阀、排气控制阀方式实现发动机以自然吸气模式与涡轮增压模式工作。
【主权项】
1.可切换模式的发动机进排气系统，包括进气系统、排气系统及发动机本体(I)，其特征在于: 进气系统，包括:进气总管(4)及进气歧管(3);所述进气总管头端为总管结构，中段并列分成进气分支(5)，末端再由进气分支(5)汇集成总管结构;所述进气分支(5)上均设置进气控制阀，其中一个进气分支上设置压气机(14);所述进气总管的末端通过进气歧管(3)与发动机本体(I)连通； 出气系统，包括:排气总管(6)及排气歧管(2);所述排气总管(6)头端为总管结构，中段并列分成排气分支(14)，末端再由排气分支(7)汇集成总管结构;所述排气分支(7)上均设置排气控制阀，其中一个排气分支上设置涡轮机(15);所述排气总管的末端通过排气歧管(2 )与发动机本体(I)连通； 自然吸气工作模式时，关闭设置压气机(14)的进气分支上的进气控制阀、设置涡轮机(15)的排气分支上的排气控制阀，开通其他进气控制阀、排气控制阀； 涡轮增压工作模式时，开通设置压气机(14)的进气分支上的进气控制阀、设置涡轮机(15)的排气分支上的排气控制阀，关闭其他进气控制阀、排气控制阀。2.如权利要求1所述的可切换模式的发动机进排气系统，其特征在于: 所述进气总管中段并列分成第一进气分支、第二进气分支，末端再由第一进气分支与第二进气分支汇集成总管结构;所述第一进气分支上依次设置第一进气控制阀(11)和所述压气机(14);所述第二进气分支上设置第二进气控制阀(10); 所述排气总管中段并列分成第一排气分支、第二排气分支，末端再由排第一排气分与第二排气分支汇集成总管结构;所述第一排气分支上依次设置第一排气控制阀(12)和所述涡轮机(15);所述第二排气分支上设置第二排气控制阀(13); 自然吸气工作模式时，第一进气控制阀、第一排气控制阀关闭，第二进气控制阀、第二排气控制阀打开； 涡轮增压工作模式时，第一进气控制阀、第一排气控制阀打开，第二进气控制阀、第二排气控制阀关闭。3.如权利要求2所述的可切换模式的发动机进排气系统，其特征在于: 所述第一进气控制阀(11)与第二进气控制阀(10)通过进气阀连接轴被一个进气阀控制电机(8)控制;进气阀控制电机(8)控制第一进气控制阀(11)开度增大时，同时控制第二进气控制阀(10)开度减小； 所述第一排气控制阀(12)与第二排气控制阀(13)通过排气阀连接轴被一个排气阀控制电机(9)控制;排气阀控制电机(9)控制第一排气控制阀(12)开度增大时，同时控制第二排气控制阀(13)开度减小。
【文档编号】F02M35/10GK105927428SQ201610271458
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】王杨, 余远菊, 卿辉斌, 杨昆
【申请人】重庆长安汽车股份有限公司