帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)及車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛工程領(lǐng)域，尤其涉及一種帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，車輛的渦輪增壓技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，為使小排量增壓發(fā)動機(jī)最大功率達(dá)到與大排量自然吸氣式發(fā)動機(jī)相同的水平，與之匹配的渦輪增壓器往往需具有較大的設(shè)計(jì)流量。當(dāng)發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速工作時，由于排氣能量不足，渦輪作功能力下降，而且壓氣機(jī)遠(yuǎn)離其高效區(qū)工作，效率較低，且受喘振邊界限制，導(dǎo)致壓氣機(jī)提供的壓縮空氣壓力降低，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量減少，發(fā)動機(jī)低速扭矩不足。另一方面，由于增壓發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣管道較長、增壓器葉輪轉(zhuǎn)動慣性導(dǎo)致轉(zhuǎn)速上升滯后，小排量增壓發(fā)動機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)性能較差，加速滯后，易出現(xiàn)加速冒黑煙等現(xiàn)象。
[0003]傳統(tǒng)的增壓系統(tǒng)在廢氣流量過大時，通常利用旁通閥直接將部分廢氣排入大氣，導(dǎo)致了廢氣能量的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于提高廢氣能量利用率，同時提高發(fā)動機(jī)瞬態(tài)性能。
[0005]此外，本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用上述并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)的車輛。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，包括:發(fā)動機(jī)；大流量增壓器，所述大流量增壓器包括大渦輪和大壓氣機(jī)；小流量增壓器，所述小流量增壓器包括小渦輪和小壓氣機(jī)，其中所述大渦輪和所述小渦輪并聯(lián)設(shè)置且均與所述發(fā)動機(jī)的排氣管路相連，所述大壓氣機(jī)和所述小壓氣機(jī)并聯(lián)設(shè)置且均與所述發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管路相連；壓縮空氣儲氣裝置，所述壓縮空氣儲氣裝置與所述進(jìn)氣管路相連且設(shè)置成用于收集并儲存經(jīng)所述小壓氣機(jī)和/或所述大壓氣機(jī)壓縮后的空氣、并可將所述空氣輸送給所述發(fā)動機(jī)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，在發(fā)動機(jī)處于低轉(zhuǎn)速小流量穩(wěn)態(tài)工況時，廢氣通過小流量增壓器為發(fā)動機(jī)提供壓縮空氣，在發(fā)動機(jī)處于較大流量時，廢氣通過大流量增壓器為發(fā)動機(jī)提供壓縮空氣，由于大渦輪和小渦輪并聯(lián)設(shè)置，在廢氣流量持續(xù)增大，大流量增壓器需要旁通時，可調(diào)節(jié)閥門，使得部分氣體通過低級渦輪增壓器產(chǎn)生壓縮空氣。在壓縮空氣流量超過發(fā)動機(jī)所需流量時，通過設(shè)置壓縮空氣儲氣裝置，可將多余壓縮空氣儲存至壓縮空氣儲氣裝置，從而減少廢氣的浪費(fèi)，提高廢氣利用率，當(dāng)發(fā)動機(jī)需要加速時，壓縮空氣儲氣裝置可迅速為發(fā)動機(jī)提供壓縮空氣，從而提高發(fā)動機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)性能，降低瞬態(tài)工況發(fā)動機(jī)排放。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，還可以具有如下附加技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，所述壓縮空氣儲氣裝置包括:儲氣罐和儲氣閥門，所述儲氣罐通過所述儲氣閥門連接至所述進(jìn)氣管路。在廢氣流量過多，當(dāng)渦輪增壓器產(chǎn)生的壓縮空氣流量多于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣所需流量時，所述儲氣罐可用于儲存過量的壓縮空氣，從而提高廢氣能量的利用率。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述儲氣閥門包括:儲氣罐進(jìn)口閥門和儲氣罐出口閥門。所述儲氣罐進(jìn)口閥門可控制進(jìn)入儲氣罐的壓縮空氣的通斷，所述儲氣罐出口閥門可用于控制儲氣罐壓縮空氣輸出的通斷。從而便于對儲氣罐壓縮空氣輸入輸出的控制。
[0011 ] 作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述儲氣閥門還可以包括:氣體流量調(diào)節(jié)閥，所述氣體流量調(diào)節(jié)閥設(shè)置在所述儲氣罐出口閥門的出口端?？蛇m應(yīng)性調(diào)節(jié)儲氣罐輸出的壓縮空氣的流量，從而可根據(jù)發(fā)動機(jī)需要調(diào)節(jié)提供發(fā)動機(jī)的壓縮空氣流量。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述壓縮空氣儲氣裝置為多個且并聯(lián)設(shè)置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，所述壓縮空氣儲氣裝置可以包括:主壓縮空氣儲氣裝置和備用壓縮空氣儲氣裝置，所述主壓縮空氣儲氣裝置和備用壓縮空氣儲氣裝置并聯(lián)設(shè)置。因此主壓縮空氣儲氣裝置與備用壓縮空氣儲氣裝置互不干涉，互不影響，在主壓縮空氣儲氣裝置出現(xiàn)故障時，可立即啟用備用壓縮空氣儲氣裝置，從而保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，所述進(jìn)氣管路上設(shè)置有中冷器，所述壓縮空氣儲氣裝置連接在位于所述中冷器與所述小壓氣機(jī)之間的進(jìn)氣管路部分上。所述中冷器可用于冷卻渦輪增壓器進(jìn)入發(fā)動機(jī)的壓縮空氣，從而可防止爆燃。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)還可以包括:第一流量控制閥，所述第一流量控制閥設(shè)置在位于所述大壓氣機(jī)與所述中冷器之間的進(jìn)氣管路部分上；第二流量控制閥，所述第二流量控制閥設(shè)置在所述小壓氣機(jī)與所述中冷器之間的進(jìn)氣管路部分上。所述第一流量控制閥可用于控制進(jìn)氣管路內(nèi)的壓縮空氣從大壓氣機(jī)流出，所述第二流量控制閥可用于控制進(jìn)氣管路內(nèi)的壓縮空氣從小壓氣機(jī)流出。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)可以包括:第三流量控制閥，所述第三流量控制閥設(shè)置在位于所述大渦輪與所述發(fā)動機(jī)之間的排氣管路部分上；第四流量控制閥，所述第四流量控制閥設(shè)置在位于所述小渦輪與所述發(fā)動機(jī)之間的排氣管路部分上。所述第三流量控制閥可用于控制發(fā)動機(jī)廢氣流入大渦輪，所述第四流量控制閥可用于控制發(fā)動機(jī)廢氣流入小渦輪。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，所述第一流量控制閥、所述第二流量控制閥、所述第三流量控制閥和所述第四流量控制閥中的每一個均為開度可調(diào)的電磁閥。電磁閥反應(yīng)靈敏，價格較低，且易于控制。優(yōu)選地，閥門開度設(shè)置為可調(diào)，可根據(jù)系統(tǒng)需要調(diào)節(jié)閥門開度，即調(diào)節(jié)進(jìn)入大流量增壓器與小流量增壓器的廢氣流量比例，從而進(jìn)一步提高廢氣利用率，也可避免渦輪增壓器超速損壞。
[0018]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述渦輪為固定幾何渦輪或可變幾何渦輪。
[0019]此外，本發(fā)明還提出了一種車輛，所述車輛包括上述帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛，通過設(shè)置上述帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)，有效提高發(fā)動機(jī)升功率，縮小發(fā)動機(jī)排量，提高發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性，降低二氧化碳排放，提高了車輛廢氣能量的利用率，減少了車輛廢氣的浪費(fèi)。
【附圖說明】
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶壓縮空氣儲存裝置的并聯(lián)式發(fā)動機(jī)兩級增壓系統(tǒng)；
[0022]圖2是發(fā)動機(jī)工作在低轉(zhuǎn)速小流量穩(wěn)態(tài)工況時系統(tǒng)流通示意圖；
[0023]圖3是發(fā)動機(jī)工作在大流量穩(wěn)態(tài)工況時系統(tǒng)流通示意圖；
[0024]圖4是發(fā)動機(jī)工作在更大流量穩(wěn)態(tài)工況時系統(tǒng)流通不意圖；
[0025]圖5是發(fā)動機(jī)工作在加速工況(補(bǔ)氣)時系統(tǒng)流通示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記:
[0027]發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100 ；
[0028]發(fā)動機(jī)I ;
[0029]大流量增壓器2，大渦輪21，第三流量控制閥211，大壓氣機(jī)22，第一流量控制閥221 ；
[0030]小流量增壓器3，小渦輪31，第四流量控制閥311，小壓氣機(jī)32，第二流量控制閥321 ；
[0031 ] 壓縮空氣儲氣裝置4，儲氣罐41，儲氣閥門42，儲氣罐進(jìn)口閥門421，儲氣罐出口閥門 422 ；
[0032]中冷器5。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0034]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是