改进的涡轮增压器系统的制作方法_3

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更低的噪音,增加了内部和外部的舒适度。
[0045]所述装置和/或方法的另一个优点是在起停期间的快速反应,其中关闭的发动机需要额外长时间来加速旋转,因为更低的发动机转速导致热焓更低并且在启动阶段排气系统更冷。所述装置和/或方法将类似于发动机处于怠速模式下加速增压涡轮的旋转。
[0046]因为罐有时需要被再填充,如果在再填充时间内完成重复加速则会有不同的加速旋转效果。在使用所述装置和/或方法加速后,当罐完全或部分排空时,高压涡轮增压器加速旋转,并且由于高压涡轮增压器内旋转压缩机的动量,在若干秒内压缩机将继续以高RPM旋转。高压涡轮增压器的高RPM在下一启动期间是有益的,并且取决于设定的罐阀参数,如果高压涡轮增压器已经以高于预定阈值的速度旋转则可能阻止罐阀打开。作为测量高压涡轮增压器的旋转速度的可选方案,有可能在起始脉冲减速度之后计算高压涡轮增压器的旋转速度从而确定脉冲持续时间。
[0047]冷启动:一旦发动机或发动机零件已经点火在曲轴转动期间可使用所述装置和/或方法。通过将压缩气体导入排气歧管或排气管道,高压涡轮增压器加速旋转并且将压缩空气燃料推动至汽缸,因此在低温天气期间避免了低RPM的低转矩所致的已知问题。
[0048]所述装置和/或方法可用于所有车辆,与燃料的选择无关,但当以汽油驱动并且将空气导入排气歧管或排气管道时,在脉冲之前、期间和之后的短时期内在λ I下面驱动发动机是有利的。理由是补偿氧可能经由排气歧管或排气管道进入催化剂这个事实,如果过多的氧被导入催化剂则可能破坏催化剂的功能。
[0049]根据一个示例,有可能使用空气悬架系统中的压缩机和罐作为汽罐。在当今中等尺寸的普通小汽车中,当今的罐可容纳6升和13巴。罐阀随后直接或经由管道连接于罐。
[0050]如果压缩机和罐是用于将空气导入排气歧管或排气管道内的独立单元,则设计中可去除或去掉其它单元,例如为了节省可去掉轮胎压缩机。
[0051]微小的燃料消耗损失存在于再填充。作为示例,如果每2.5km发生一次再填充,若额外的载荷被添加于发动机则损失约为0.3%。
[0052]罐可为优选由抗污(stain resistive)钢或销制成的灭火器型。罐排出口有利地定位在罐底部以便排水。
[0053]通过典型地为300W的小型压缩机填充罐:
[0054]所述压缩机可被放置在发动机舱的“冷区(cold zone) ”或在用于冷却的空气进入系统内。典型的再填充时间可为10秒后50%或25秒后90%。罐可通过利用来自空气过滤器或用于清洁空气的内部机舱的空气再填充。
[0055]罐阀可为电力控制的快速打开/关闭类型,或串联或并联以控制脉冲的快速和慢速,或与气动底盘悬架、压缩机和填充罐的组合,或用于制动系统的气压。
[0056]系统可包括连接于罐的止回阀以便确保作为预防措施释放高于设定值的压力。
[0057]罐阀通过典型地15mm直径且相对于排气气流动方向定位在高压涡轮增压器上游的管连接于排气歧管或排气管道。排气流动方向是从发动机至高压涡轮增压器的方向。
[0058]调节工具被控制单元所控制,典型的罐释放时间是0.1-0.2秒。通过压力脉冲进行发动机功率的控制,所述脉冲是典型地以50微秒步级打开/关闭的阀打开持续时间的函数。
[0059]罐阀打开持续时间可为踏板-位置、-导数、发动机载荷和速度、冷却液温度、车速、档位、环境温度、高度、换挡、辅助设备打开/关闭、压力罐状态中一个或多个的函数。
[0060]此外,控制函数也可为GPS位置、驾驶员行为等的函数。
[0061]罐内的状态例如由于加热、冷/热起动、填充状态等等的变化可通过使用传感器例如压力、温度传感器直接或间接地检测。可能用软件功能替换压力计、温度传感器和安全阀。
[0062]如果需要排放控制,则可能在脉冲之前或期间将脉冲期间供应的氧与催化剂氧缓冲剂、富集空气/燃料混合进行比较从而复原催化剂缓冲剂。
[0063]也可能富集空气/燃料混合物从而处理汽油发动机上的初始撞击并且进行限烟器控制以改进柴油发动机上的转矩/排放控制。
[0064]通过添加或使用现有的传感器例如入口压力、温度和λ传感器可完成检测错误或泄露脉冲系统的诊断。
[0065]安全性:15巴IL含有大约2kJ能量,对应于0.7g火药(3kJ/g),可与小型烟花爆竹相比。
[0066]根据一个示例,以下参数是有效的:
[0067]罐内压缩空气的压力6-10巴,
[0068]罐体积:1-2L
[0069]12V的压缩机大约200-400W
[0070]脉冲持续时间:0.1-0.2秒
[0071]放泄阀/管径10-15_
[0072]放泄阀控制:由控制单元控制的电动阀
[0073]典型的反应是0.4秒内0.4巴的增压压力
[0074]通过使用增加至初始充填的背压进行填充控制从而再填充时间典型地10-20秒
[0075]根据旨在更强大反应但更长填充时间的另一示例,以下参数是有效的:
[0076]罐内压缩空气的压力10-15巴,
[0077]罐体积:4_6L
[0078]12V的压缩机大约400-600W
[0079]脉冲持续时间:0.1-0.3秒
[0080]放泄阀/管径15-25mm
[0081 ] 放泄阀控制:由控制单元控制的电动阀
[0082]典型的反应是0.4秒内1.4巴的增压压力
[0083]通过使用增加至初始充填的背压进行填充控制从而再填充时间典型地30-60秒
[0084]又一个示例中:
[0085]2.0L的五汽缸柴油发动机,7.5巴气压的2.3L罐,以及400W的电动压缩机。
[0086]在0.1秒内释放气罐的80%,在0.2秒内增压涡轮增速lOOOOOrpm。
[0087]增压压力是0.3秒后0.5巴并且0.5秒后车辆加速度超过5m/s2。
[0088]在0.6秒后发生车轮旋转。
[0089]所述装置和/或方法可与变矩器(torque converter)很好地组合,以使发动机能够达到最大转矩的速度。
[0090]罐阀可被配置为以下述方式被控制,S卩,使在一次或多次脉冲期间仅从罐释放一部分压力。好处是能够用脉冲控制发动机反应。在释放期间,罐阀被配置为完成一次或多次打开过程即一次或多次脉冲。脉冲对应于罐阀打开时间,并且已经证明至少一次打开时间长于50微妙是有利的从而保护打开/关闭控制。
[0091]罐阀还可被配置为以下述方式被控制,即,使仅释放一部分压力。罐阀可被配置为仅打开最大开放区域的一部分以便用所述阀打开区域控制发动机反应。
【附图说明】
[0092]下面结合若干附图描述装置和/或方法,其中:
[0093]图1示意性地示出带有根据第一示例的涡轮增压器系统的发动机;
[0094]图2示意性地示出带有根据第二示例的涡轮增压器系统的发动机,并且其中:
[0095]图3示意性地示出带有根据第三示例的涡轮增压器系统的发动机。
【具体实施方式】
[0096]图1示意性地示出带有根据第一示例的涡轮增压器系统2的发动机I。涡轮增压器系统2包括高压涡轮增压器3和低压涡轮增压器4。高压和低压涡轮增压器3,4均由涡轮增压器3,4的排气侧5上的排气驱动。排气的流向如实线箭头所示。高压和低压涡轮增压器3,4都被配置为当排气驱动涡轮增压器3,4时压缩涡轮增压器3,4的空气进入口侧6上的空气。入口空气流向如点状箭头所示。高压涡轮增压器3相对于排气气流定位在低压涡轮增压器4上游并且相对于空气流定位在低压涡轮增压器4的下游。涡轮增压器系统2包括将低压涡轮增压器4连接于高压涡轮增压器3以便它们之间在空气进入侧6上流体连通的第一管路系统7和将高压涡轮增压器3连接于低压涡轮增压器4以便它们之间在排气侧5上流体连通的第二管路系统8。第一管路系统7包括第一管道9,第一管道9连接于低压涡轮增压器4的入口 10和入口空气。第一管路系统7包括第二管道11,第二管道11将低压涡轮增压器4的出口 12连接于高压涡轮增压器3的入口 13。第一管路系统7包括在一个末端上连接于第二管道11并且在另一末端上连接于入口空气的第一旁通管1
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