发动机进排气系统及汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及车辆领域，提供一种发动机进排气系统及汽车，所述发动机进排气系统包括：相互并联的废气涡轮增压装置和进气旁通管路；进气旁通阀，所述进气旁通阀设置在所述进气旁通管路上，所述进气旁通阀具有打开状态和关闭状态；连接在发动机的出气口和车辆的排气系统的进气口之间的旁通管路；控制装置，所述控制装置根据所述发动机的作业状态控制所述进气旁通阀和所述排气旁通阀在各自的所述打开状态和所述关闭状态之间切换。本实用新型所述的发动机进排气系统通过并联设置的两条进气路线使得在发动机的不同作业状态采用不同的进气路线，避免在发动机的小负荷作业状态下由于进气阻力过大导致燃油消耗过高。
【专利说明】
发动机进排气系统及汽车
技术领域
[0001]本实用新型涉及车辆领域，特别涉及一种发动机进排气系统及汽车。
【背景技术】
[0002]增压发动机在提高车辆动力性及降低燃油消耗方面有显著优势，被越来越广泛的应用。但是，在增压发动机低速小负荷时，由于发动机的进气管道需要经增压器、中冷器等多个部件，导致发动机进气管道较长、进气阻力较大，导致发动机燃油消耗增加，同时，废气涡轮增压器的使用还会导致发动机的排气背压加高，导致发动机动力性下降，使得发动机在低速小负荷运转时，增压器非但未提高发动机的动力性能反而使车辆油耗增加。
[0003]因此，希望有一种发动机进排气系统能够克服或者至少减轻现有技术的上述缺陷。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机进排气系统，以使得发动机在低速小负荷运转时具有较高的动力性能。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]—种发动机进排气系统，所述发动机进排气系统包括:相互并联的废气涡轮增压装置和进气旁通管路，气体经所述废气涡轮增压装置或所述进气旁通管路进入发动机;进气旁通阀，所述进气旁通阀设置在所述进气旁通管路上，所述进气旁通阀具有打开状态和关闭状态，其中，在所述进气旁通阀的打开状态，所述进气旁通管路导通，气体经所述进气旁通管路进入所述发动机，在所述进气旁通阀的关闭状态，所述进气旁通管路断开，气体经所述废气涡轮增压装置进入所述发动机;排气旁通管路，排气旁通管路的一端与发动机的出气口连通，另一端与车辆的排气系统的进气口连通，所述排气旁通管路设置有排气旁通阀，所述排气旁通阀具有打开状态和关闭状态，其中，在所述排气旁通阀的打开状态，所述排气旁通管路导通，所述发动机排出的废气经所述排气旁通管路排出，在所述排气旁通阀的关闭状态，所述排气旁通管路断开，所述发动机排出的废气经所述废气涡轮增压装置的涡轮做功后排出；控制装置，所述控制装置根据所述发动机的作业状态控制所述进气旁通阀和所述排气旁通阀在各自的所述打开状态和所述关闭状态之间切换。
[0007]进一步的，所述废气涡轮增压装置包括废气涡轮增压器和中冷器，所述废气涡轮增压器的出气口与所述中冷器的进气口连接，所述中冷器通过中冷器出气管与所述发动机的进气口连接，所述废气涡轮增压器包括与所述发动机的出气口连接的废气入口和与车辆的排气系统的进气口连接的废气出口，所述废气涡轮增压器的涡轮设置在所述废气入口和所述废气出口之间。
[0008]进一步的，所述控制装置根据所述发动机的作业状态控制所述排气旁通阀与所述进气旁通阀同步打开和关闭。
[0009]进一步的，所述发动机进排气系统包括空气滤清器，所述空气滤清器的出气口通过空气滤清器出气管与所述废气涡轮增压器的进气口连接，所述进气旁通管路的进气口连接于所述空气滤清器出气管，所述进气旁通管路的出气口连接于所述中冷器出气管。
[0010]进一步的，所述空气滤清器的出气口与所述进气旁通管路的进气口之间的所述空气滤清器出气管上设置有空气质量流量计。
[0011]进一步的，所述控制装置包括用于感测所述废气涡轮增压装置的实际增压压力的压比传感器，和用于根据所述实际增压压力与所述发动机所需要的需求增压压力之比控制所述进气旁通阀的执行单元。
[0012]进一步的，所述压比传感器包括设置在所述废气涡轮增压器的进气口处的第一监测点和设置在所述废气涡轮增压器的出气口处的第二监测点。
[0013]进一步的，所述控制装置包括用于感测车辆的油门的状态的感测件和用于根据所述感测件的感测信号、所述压比传感器的感测信号和所述需求增压压力向所述执行单元发送分析信号的分析单元。
[0014]相对于现有技术，本实用新型所述的发动机进排气系统
[0015]具有以下优势:
[0016]本实用新型所述的发动机进排气系统通过并联设置的两条进气路线和排气路线使得在发动机的不同作业状态采用不同的进气路线和排气路线，避免在发动机的小负荷作业状态下由于进气阻力和/或排气阻力过大导致燃油消耗过高，使得具有上述发动机进排气系统的增压发动机在整个负荷范围内都具有比同等额定功率自然吸气发动机更高的燃油经济性。
[0017]本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，以使得汽车的发动机在低速小负荷运转时具有较高的动力性能。
[0018]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0019]—种汽车，所述汽车设置有根据上文所述的发动机进排气系统。
[0020]所述汽车与上述发动机进排气系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
[0021]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0022]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0023]图1为本实用新型实施例所述的发动机进排气系统的示意图。
[0024]附图标记说明:
[0025]1-空气滤清器，2-空气质量流量计，3-进气旁通管路，4-排气旁通阀，5-空气滤清器出气管，6-废气涡轮增压器，7-压比传感器，8-发动机，9-节气门，10-中冷器，11-中冷器出气管，12-进气旁通阀。
【具体实施方式】
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0028]根据本实用新型的一个方面，提供一种发动机进排气系统，参见图1，所述发动机进排气系统包括:相互并联的废气涡轮增压装置和进气旁通管路，气体经所述废气涡轮增压装置或所述进气旁通管路进入发动机8;进气旁通阀12，进气旁通阀12设置在进气旁通管路3上，进气旁通阀12具有打开状态和关闭状态，其中，在进气旁通阀12的打开状态，进气旁通管路3导通，气体经进气旁通管路3进入发动机8，在进气旁通阀12的关闭状态，进气旁通管路3断开，气体经所述废气涡轮增压装置进入发动机8;排气旁通管路，排气旁通管路的一端与发动机的出气口连通，另一端与车辆的排气系统的进气口连通，所述排气旁通管路设置有排气旁通阀4，排气旁通阀4具有打开状态和关闭状态，其中，在排气旁通阀4的打开状态，所述排气旁通管路导通，发动机8排出的废气经所述排气旁通管路排出，在排气旁通阀4的关闭状态，所述排气旁通管路断开，发动机8排出的废气经所述废气涡轮增压装置的涡轮做功后排出；控制装置，所述控制装置根据发动机8的作业状态控制进气旁通阀12和排气旁通阀4在各自的所述打开状态和所述关闭状态之间切换。
[0029]由于在发动机的小负荷作业状态下，通过废气涡轮增压装置进气的进气路线过长，且在小负荷作业状态下未经增压的气体也能够满足发动机的使用需求，因此，在本实用新型所提供的发动机进排气系统并联设置了两条进气路线，使得在发动机的不同作业状态采用不同的进气路线，即在发动机负荷较大的作业状态时，使气体经废气涡轮增压装置增压后进入发动机，在发动机负荷较小的作业状态时，气体经进气旁通管路3直接进入发动机。并且，由于经废气涡轮增压器6的涡轮做功后排气会产生较大的排气阻力，增加发动机8的排气背压，因此，设置排气旁通管路以使得发动机8所排出的废气能够不经涡轮做功直接排出，降低排气背压，使得在发动机的不同作业状态采用不同的排气路线，以进一步降低发动机的燃油消耗。避免在发动机的小负荷作业状态下由于进气阻力和/或排气阻力过大导致燃油消耗过高，使得具有上述进排气系统的增压发动机在整个负荷范围内都具有比同等额定功率自然吸气发动机更高的燃油经济性。所述废气涡轮增压装置的类型可根据实际需要选择任意适当的废气涡轮增压装置，例如，机械涡轮增压器、电辅助涡轮增压器等。优选地，所述废气涡轮增压装置包括废气涡轮增压器6和中冷器10，废气涡轮增压器6的出气口与中冷器10的进气口连接，中冷器10通过中冷器出气管11与发动机8的进气口连接，废气涡轮增压器6包括与所述发动机的出气口连接的废气入口和与车辆的排气系统的进气口连接的废气出口，废气涡轮增压器6的涡轮设置在所述废气入口和所述废气出口之间。废气涡轮增压器6利用发动机8排出的高温废气驱动涡轮旋转，避免能量浪费。
[0030]其中，在进气旁通阀12打开时，气体经进气旁通管路3进入发动机8，废气涡轮增压器6无需作业，因此也无需通过发动机8所排出的废气推动其涡轮，优选地，所述控制装置根据所述发动机的作业状态控制排气旁通阀4与进气旁通阀12同步打开和关闭，使得发动机8通过进气旁通管路3自然进气时，发动机8的排气也无需经过涡轮做功，可直接排出，二者在控制装置的控制下同步打开后者关闭。
[0031]优选地，参见图1，所述发动机进排气系统包括空气滤清器I，空气滤清器I的出气口通过空气滤清器出气管5与废气涡轮增压器6的进气口连接，进气旁通管路3的进气口连接于空气滤清器出气管5，进气旁通管路3的出气口连接于中冷器出气管11，使得空气滤清器I的出气口处和发动机8的进气口处仅需设置一根管道，便于发动机的进气系统的管道布置。发动机8的进气口处设置节气门9，中冷器出气管11的出气口连接至节气门9。
[0032]优选地，空气滤清器I的出气口与进气旁通管路3的进气口之间的空气滤清器出气管5上设置有空气质量流量计2，该空气质量流量计2可进行气体流量计量工作，便于发动机的进气系统的进气量掌控。
[0033]优选地，所述控制装置包括用于感测所述废气涡轮增压装置的实际增压压力的压比传感器7，和用于根据所述实际增压压力与发动机8所需要的需求增压压力之比控制进气旁通阀12的执行单元，其中，控制装置根据实际增压压力和需求增压压力的控制方式可根据实际需要进行适当的选择，例如，当实际增压压力大于需求增压压力时，使得进气旁通阀12和排气旁通阀4同时打开，当实际增压压力等于或者小于需求增压压力时，使得进气旁通阀12和排气旁通阀4同时关闭，其中，在进气旁通阀12打开时，气体不就过废气涡轮增压装置直接供给至发动机，即气体未经增压，一旦需求增压压力大于零即通过控制装置控制进气旁通阀12和排气旁通阀4同时关闭。发动机8的需求增压压力可由行车电脑(ECU)处或其他适当的方式获取。
[0034]用于感测废气涡轮增压装置的实际增压压力的压力传感器7的设置方式可根据实际需要选择任意适当的设置方式，能够感测废气涡轮增压装置的实际增压压力即可。优选地，参见图1，压比传感器7包括设置在废气涡轮增压器6的进气口处的第一监测点和设置在废气涡轮增压器6的出气口处的第二监测点，废气涡轮增压装置通过废气涡轮增压器6来压缩空气，压比传感器7通过比对两个检测点处的气压差可获得废气涡轮增压装置的实际增压压力。
[0035]优选地，所述控制装置包括用于感测汽车的油门的状态的感测件和用于根据所述感测件的感测信号、所述压比传感器7的感测信号和所述需求增压压力向所述执行单元发送分析信号的分析单元，通过对汽车的行驶工况变化时的各项参数进行分析后发出更为贴合汽车的实际情况的分析信号，使得执行单元能够更加准确的控制进气旁通阀12和排气旁通阀4动作。汽车的油门变化会使得汽车的行驶工况变化，通过感测汽车油门的状态进而可获得汽车的行驶工况，通过分析单元对所述感测件的感测信号(即汽车的行驶工况)、压比传感器7的感测信号和需求增压压力进行综合分析后向执行单元发出分析信号。
[0036]下面将描述控制装置的优选控制方式，具体地:
[0037]在汽车行驶工况变化时(即汽车的油门开启程度发生变化)，根据汽车减速或者加速来选择打开或者关闭进气旁通阀12和排气旁通阀4。具体地，当驶员收油门汽车减速时，进气旁通阀12和排气旁通阀4打开，当驾驶员踩下油门汽车加速时，进气旁通阀12和排气旁通阀4关闭。
[0038]在汽车正常行驶时(即汽车的油门开启程度未发生变化)，发动机8所需的需求增压压力不变化，当由压比传感器7检测到的实际增压压力超出发动机的需求增压压力时，执行单元控制进气旁通阀12打开(在设置有排气旁通阀4的情况中，排气旁通阀4同时打开)，经进气旁通管路3向发动机供气(在设置有排气旁通阀4的情况中，经排气旁通管路直接排气)；当由压比传感器7检测到的实际增压压力等于或低于发动机8的需求增压压力时，执行单元控制进气旁通阀12关闭(在设置有排气旁通阀4的情况中，排气旁通阀4同时关闭)，经废气涡轮增压器6和中冷器10向发动机供气(在设置有排气旁通阀4的情况中，发动机排出的废气推动涡轮做功后排出)。
[0039]根据本实用新型的另一个方面，提供了一种汽车，所述汽车设置有根据上文所述的发动机进排气系统，以使得汽车在小负荷作业状态和大负荷作业状态下均具有较高的燃油经济性。
[0040]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种发动机进排气系统，其特征在于，所述发动机进排气系统包括: 相互并联的废气涡轮增压装置和进气旁通管路(3)，气体经所述废气涡轮增压装置或所述进气旁通管路(3)进入发动机(8); 进气旁通阀(12)，所述进气旁通阀(12)设置在所述进气旁通管路(3)上，所述进气旁通阀(12)具有打开状态和关闭状态，其中，在所述进气旁通阀(12)的打开状态，所述进气旁通管路(3)导通，气体经所述进气旁通管路(3)进入所述发动机(8)，在所述进气旁通阀(12)的关闭状态，所述进气旁通管路(3)断开，气体经所述废气涡轮增压装置进入所述发动机(8); 排气旁通管路，排气旁通管路的一端与发动机的出气口连通，另一端与车辆的排气系统的进气口连通，所述排气旁通管路设置有排气旁通阀(4)，所述排气旁通阀(4)具有打开状态和关闭状态，其中，在所述排气旁通阀(4)的打开状态，所述排气旁通管路导通，所述发动机(8)排出的废气经所述排气旁通管路排出，在所述排气旁通阀(4)的关闭状态，所述排气旁通管路断开，所述发动机(8)排出的废气经所述废气涡轮增压装置的涡轮做功后排出； 控制装置，所述控制装置根据所述发动机(8)的作业状态控制所述进气旁通阀(12)和所述排气旁通阀(4)在各自的所述打开状态和所述关闭状态之间切换。2.根据权利要求1所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述废气涡轮增压装置包括废气涡轮增压器(6)和中冷器(10)，所述废气涡轮增压器(6)的出气口与所述中冷器(10)的进气口连接，所述中冷器(10)通过中冷器出气管(11)与所述发动机(8)的进气口连接，所述废气涡轮增压器(6)包括与所述发动机(8)的出气口连接的废气入口和与车辆的排气系统的进气口连接的废气出口，所述废气涡轮增压器(6)的涡轮设置在所述废气入口和所述废气出口之间。3.根据权利要求1所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述控制装置根据所述发动机的作业状态控制所述排气旁通阀(4)与所述进气旁通阀(12)同步打开和关闭。4.根据权利要求2所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述发动机进排气系统包括空气滤清器(I)，所述空气滤清器(I)的出气口通过空气滤清器出气管(5)与所述废气涡轮增压器(6)的进气口连接，所述进气旁通管路(3)的进气口连接于所述空气滤清器出气管(5)，所述进气旁通管路(3)的出气口连接于所述中冷器出气管(11)。5.根据权利要求4所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述空气滤清器(I)的出气口与所述进气旁通管路(3)的进气口之间的所述空气滤清器出气管(5)上设置有空气质量流量计(2)。6.根据权利要求2所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述控制装置包括用于感测所述废气涡轮增压装置的实际增压压力的压比传感器(7)，和用于根据所述实际增压压力与所述发动机(8)所需要的需求增压压力之比控制所述进气旁通阀(12)的执行单元。7.根据权利要求6所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述压比传感器(7)包括设置在所述废气涡轮增压器(6)的进气口处的第一监测点和设置在所述废气涡轮增压器(6)的出气口处的第二监测点。8.根据权利要求6或7所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述控制装置包括用于感测车辆的油门的状态的感测件和用于根据所述感测件的感测信号、所述压比传感器(7)的感测信号和所述需求增压压力向所述执行单元发送分析信号的分析单元。9.一种汽车，其特征在于，所述汽车设置有根据权利要求1-8中任意一项所述的发动机进排气系统。
【文档编号】F02B39/16GK205677739SQ201620655487
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月28日 公开号201620655487.1, CN 201620655487, CN 205677739 U, CN 205677739U, CN-U-205677739, CN201620655487, CN201620655487.1, CN205677739 U, CN205677739U
【发明人】李宇, 刘丽娟, 牛荣平, 管振海, 张玉成, 杨少勇, 韩洪豹, 唐明, 续真杰, 王宁
【申请人】长城汽车股份有限公司