专利名称：一种能灵活调整内燃机极限输出功率的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灵活控制内燃机极限输出功率的方法及装置。
背景技术：
内燃机的输出功率一般由内燃机的进气门来控制，通过调节进气量并配合喷油量 来控制。常规内燃机极限输出功率限于汽缸的容量来确定。但提高内燃机极限输出功率的 方法则包括涡轮增压方法和冷却进气的方法。采用涡轮增压方法有两种，一种利用废气驱 动涡轮来增加进气的压力；另一种利用电动机驱动涡轮来增加进气压力，通过增加进气压 力的方法来增加单位时间的进气量，相应地增大喷油量来提高内燃机的极限输出功率，此 种方法的缺点是结构复杂、成本高、维护困难，而且在增加进气空气压力的同时，被加压空 气会由于被做功而大幅升温，又会降低空气密度，影响点火。利用废气驱动涡轮的方法，排 气压力增大反而影响发动机功率的发挥。而排气驱动涡轮做功后的废气温度下降，会影响 三元催化效果，不利于控制排放。另外就是采用冷却进气的方法，由于在怠速状态并不需要 加大功率，势必造成功率的浪费，浪费燃料。如专利文件CN101832860A、CN201250698Y公布 的方案就有这种问题存在。
专利文件CN101787948A公布了一种方案，通过调节进气温度来达到控制功率的 方法。但其升降温的控制在节气门前后的同一装置内实现，由于器件热容的存在，不可能实 现快速的转换，不能灵活调整进气温度。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种能迅速进行大范围调节内燃机的进气温度，既能 根据需要迅速调整内燃机极限输出功率，同时结构简单、成本低廉、提高内燃机燃料经济性 的方法及装置。
根据内燃机相关理论，进气温度每降低10摄氏度，在保持理想空燃比条件下，通 过调整喷油量，输出功率能提升3 % -5 %，或者说，在保持相同功率输出的前提下，燃料消 耗降低1.5%。整个系统的温度也能降低3度，意义重大，还能降低排放中的氮氧化物。
本发明的能调整内燃机极限输出功率的方法是这样实现的，包括向内燃机燃烧室 供应空气过程，其特征在于当需要提高内燃机极限输出功率时，向内燃机燃烧室供应冷却 后的清洁空气，并通过增加内燃机供油，来提高内燃机的极限输出功率；当需要回复内燃机 正常输出功率时，向内燃机燃烧室供应清洁的机舱外自然空气，并通过恢复内燃机正常供 油，来提恢复内燃机的正常输出功率；当需要降低内燃机极限输出功率时，向内燃机燃烧室 供应清洁的加热后的空气，并通过减少内燃机供油，来降低内燃机的极限输出功率。这样， 在保证理想空燃比的前提下，在需要急加速时，可以低温供气、加大供油，提高输出功率；在 怠速或刹车等需要迅速降低发动机输出功率时，就能马上通过向内燃机燃烧室供应密度小 的温度相对较高的空气来实现迅速降低内燃机输出功率的目的。这时，提高10摄氏度的进 气温度，将能降低3%-5%的输出功率，提高50-100度即能达到显著效果，在怠速时能显著减少喷油量，迅速减少输出，降低污染排放，利于停车。
这里，清洁的外界自然空气、清洁的加热后的空气、冷却后的清洁空气通过阀门向 内燃机燃烧室供气。采用阀门控制供气，既能即时供应满足要求的空气，同时，可以通过设 置阀门的开度来控制两种空气以设定的量供应混合空气，这样，通过混合两种空气来调节 供应空气的温度，从而达到灵活控制内燃机极限输出功率的目的。
为了保证供应空气的质量，外界空气先经过过滤清洁后才进行冷却或者加热。
为了充分减低能耗，热空气管道利用汽车运转时所产生的热能，外界清洁空气的 加热是通过内燃机燃烧后废气排放管道的温度来加热。
本发明的能灵活调整内燃机极限输出功率的装置是这样实现的，包括向内燃机燃 烧室供气的供气装置，其特征在于供气装置包括与内燃机燃烧室相连通的总管、冷空气分 管、热空气分管、冷却装置、电动阀门、过滤器，控制装置，冷空气分管一端、热空气分管一端 通过电动阀门与总管相连接，冷空气分管另一端、热空气分管另一端与过滤器相连接，冷却 装置设置在电动阀门与过滤器间，控制装置控制电信号输出与电动阀门电信号输入相连。 工作时，若要向内燃机燃烧室供应冷却清洁空气时，通过阀门使冷空气分管与总管相连通， 这样，经过过滤器、冷却装置的冷却清洁空气就进入内燃机燃烧室参加燃烧，再通过提高内 燃机的喷油量，在保持理想空燃比的状态下，使内燃机的极限输出功率得到提高；在怠速或 刹车等情况下，需要向内燃机燃烧室供应高温空气时，通过阀门使热空气分管与总管相连 通，这样，经过过滤器的外界清洁自然空气就进入内燃机燃烧室，在保持理想空燃比的状态 下，使内燃机的极限最低功率降低；为了协助内燃机燃烧及污染排放管理，保证燃烧在理想 空燃比范围内进行，可以通过本装置要向内燃机燃烧室供应设定温度的空气，通过阀门控 制热空气分管与总管相连通的开度及冷空气分管与总管相连通的开度，这样，经过过滤器 的机仓外清洁混合空气以设定的温度进入内燃机燃烧室参加燃烧，可以达到保证每次燃烧 均能以理想状态进行，以满足精确调整输出功率、精确控制污染排放等要求。本发明由于设 置了冷空气分管、热空气分管，这样，就能迅速且随意地控制向内燃机燃烧室供应设定温度 的清洁空气，进而精确控制内燃机输出功率。
这里，为了提升热空气分管内清洁空气的温度，热空气分管设置在内燃机燃烧后 排放管道旁，为了方便设置，过滤器有两套，分别与冷空气分管、热空气分管相连接。
本发明与已有技术相比，具有能迅速进行冷、热转换，既能迅速提高内燃机的极限 输出功率，同时，又能迅速降低内燃机极限输出功率。具有结构简单、成本低的优点。运用 在汽车发动机上，能够大幅提高燃油的经济性，提高输出功率、降低油耗、减少刹车距离，降 低污染排放等等意想不到的效果。运用在其他内燃机领域也有类试效果。
图1为本发明实施例1的结构示意图2为本发明实施例2的结构示意图3为本发明实施例3的结构示意图4为本发明实施例3的结构示意图5为本发明的电路控制图。
具体实施例方式
现结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述
本发明的能提高内燃机极限输出功率的方法是这样实现的，包括向内燃机燃烧室 供应空气过程，其特征在于当需要提高内燃机极限输出功率时，向内燃机燃烧室供应冷却 后的清洁空气，并通过增加内燃机供油，来提高内燃机的极限输出功率；当需要回复内燃机 正常输出功率时，向内燃机燃烧室供应清洁的机舱外自然空气，并通过恢复内燃机正常供 油，来提恢复内燃机的正常输出功率；当需要降低内燃机极限输出功率时，向内燃机燃烧室 供应清洁的加热后的空气，并通过减少内燃机供油，来降低内燃机的极限输出功率。
外界空气先经过过滤清洁后才进行冷却或者加热。
清洁的外界自然空气、清洁的加热后的空气、冷却后的清洁空气通过阀门向内燃 机燃烧室供气。阀门的运行由微处理器控制。
外界清洁空气的加热是通过内燃机燃烧后废气排放管道的温度来加热。
如图1所示，本发明的能提高汽车发动机输出功率的装置的实施例1是这样实现 的，包括向内燃机燃烧室供气的供气装置2，其特别之处在于供气装置2包括与内燃机燃烧 室相连通的总管3、冷空气分管4、热空气分管5、冷却装置6、电动三通阀门7、过滤器8，冷 空气分管4 一端、热空气分管5 —端通过三通阀门7与总管3相连接，冷空气分管4另一端、 热空气分管5另一端与过滤器8相连接，冷却装置6设置在三通阀门7与过滤器8间。冷 空气分管4 一端、热空气分管5 —端与总管3相连接处呈叉形，三通阀门7是一由电力带动 的风门，风门转动设置在冷空气分管4 一端、热空气分管5 —端的相接处10。冷却装置6可 以是电子式的冷却装置，也可以是冷媒式的冷却装置。设置有控制装置13、空气温度检测装 置14，空气温度检测装置14的电信号输出与控制装置13电信号输入相连，控制装置13控 制电信号输出与三通阀门7的电信号输入相连。
如图2所示，本发明的能提高汽车发动机输出功率的装置的实施例2是在实施例 1的基础上，过滤器8有两套，分别与冷空气分管4、热空气分管5相连接，热空气分管5设 置在汽车车头11的装设有发动机12的废气排气管15附近，热空气分管5与废气排气管15 间设置有热交换器16。
如图3所示，本发明的能提高汽车发动机输出功率的装置的实施例3是在实施例2 的基础上，冷空气分管4、热空气分管5上均设置有电动阀门17，来替代实施例2的三通阀 门7。
如图4所示，本发明的能提高汽车发动机输出功率的装置的实施例4是在实施例2 或3的基础上，热空气分管5的进气口 fe位于发动机12附近的高温的废气排气管15处， 过滤器8位于进气口 fe与总管3间的热空气分管5上。由于发动机12附近的高温的废气 排气管15处的空气温度是很高的，这样，，热空气分管5就能采集到高温的热空气。
权利要求
1.一种能调整内燃机极限输出功率的方法，包括向内燃机燃烧室供应空气过程，其特 征在于当需要提高内燃机极限输出功率时，向内燃机燃烧室供应冷却后的清洁空气，并通 过增加内燃机供油，来提高内燃机的极限输出功率；当需要回复内燃机正常输出功率时，向 内燃机燃烧室供应清洁的机舱外自然空气，并通过恢复内燃机正常供油，来提恢复内燃机 的正常输出功率；当需要降低内燃机极限输出功率时，向内燃机燃烧室供应清洁的加热后 的空气，并通过减少内燃机供油，来降低内燃机的极限输出功率。
2.根据权利要求1所述的能调整内燃机极限输出功率的方法，其特征在于清洁的外界 自然空气、清洁的加热后的空气、冷却后的清洁空气通过阀门向内燃机燃烧室供气。
3.根据权利要求2所述的能调整内燃机极限输出功率的方法，其特征在于阀门的运行 由微处理器控制。
4.根据权利要求1或2或3所述的能提高内燃机极限输出功率的方法，其特征在于机 舱外空气先经过过滤清洁后才进行冷却或加热。
5.根据权利要求1或2或3所述的能提高内燃机极限输出功率的方法，其特征在于机 舱外清洁空气的加热是通过经过内燃机的废气排气管道的热量来加热的。
6.根据权利要求4所述的能提高内燃机极限输出功率的方法，其特征在于机舱外清洁 空气的加热是通过经过内燃机的废气排气管道的热量来加热的。
7.一种能调整内燃机极限输出功率的的装置，包括向内燃机燃烧室供气的供气装置， 其特征在于供气装置包括与内燃机燃烧室相连通的总管、冷空气分管、热空气分管、冷却装 置、电动阀门、过滤器，控制装置，冷空气分管一端、热空气分管一端通过电动阀门与总管相 连接，冷空气分管、热空气分管与过滤器相连接，冷却装置设置在电动阀门与过滤器间，控 制装置控制电信号输出与电动阀门电信号输入相连。
8.根据权利要求7所述的能调整内燃机极限输出功率的的装置，其特征在于过滤器有 两套，分别与冷空气分管、热空气分管相连接。
9.根据权利要求7或8所述的能调整内燃机极限输出功率的的装置，其特征在于热空 气分管设置在内燃机废气排气管旁。
10.根据权利要求9所述的能调整内燃机极限输出功率的的装置，其特征在于冷空气 分管设置在远离热源的处。
全文摘要
一种能灵活调整内燃机极限输出功率的方法及装置，包括向内燃机燃烧室供气的供气装置，其特征在于供气装置包括与内燃机燃烧室相连通的总管、冷空气分管、热空气分管、冷却装置、电动阀门、过滤器，控制装置，冷空气分管一端、热空气分管一端通过电动阀门与总管相连接，冷空气分管、热空气分管与过滤器相连接，冷却装置设置在电动阀门与过滤器间，控制装置控制电信号输出与电动阀门电信号输入相连。本发明与已有技术相比，具有具有能迅速进行冷、热转换，既能迅速提高内燃机的极限输出功率，同时，又能迅速降低内燃机极限输出功率。
文档编号F02D41/00GK102042100SQ201010586110
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者黎祥英 申请人:佛山市南海码金投资咨询有限公司