一种高原环境下发动机的进气增压系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体为一种高原环境下发动机的进气增压系统。

背景技术

1、在高原环境下，发动机起动过程中由于涡轮增压器不起作用，进气流量直接受到大气压力的影响而大幅降低，为了避免大量黑烟的生成，就要减少起动过程中的燃油喷射量，这样也就降低了发动机的输出扭矩，使其起动性能大打折扣。

2、尤其困难的，带有液压系统的整车设备，在发动机输出扭矩降低的同时，液压油温度较低的时候，液压系统的负载(沿程阻力)大幅上升，发动机须经多次、长时间的打火才能起动成功，整个过程中的排气烟度也会大大增加，污染环境。

3、高原环境下大多数整车设备加装了冷却液加热和机油加热装置，目的是降低发动机本身的摩擦功(机械损失)，并且提高气缸温度，有利于燃油的点火性能。但是，发动机的输出扭矩降低和系统负载升高的矛盾，这种方式无法从根本上得到解决，总体效果较差。

4、根据排放法规的逐步升级，大部分发动机增加了后处理系统，其中DPF(颗粒捕集器)在高原环境下将面临极大的挑战。发动机起动过程必将产生大量的碳烟，DPF碳载量和再生控制需要在不同海拔下进行细致标定，而且还要根据不同整车设备的负载情况进行调整，改进过程较为困难，为此，提出，一种高原环境下发动机的进气增压系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高原环境下发动机的进气增压系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高原环境下发动机的进气增压系统，其特征在于，包括：进气增压模块、蓄电池、控制开关；

其中，进气增压模块还包括截止阀、容积式风机、控制模块、直流电机和限压阀，控制模块和所述截止阀、直流电机交互连接，容积式风机和限压阀连接，直流电机和容积式风机连接；

其中，空气滤清器与截止阀和容积式风机连接；

其中，控制开关与控制模块连接，蓄电池与控制模块连接；

其中，截止阀与发动机或涡轮增压器的进气口连接。

优选的，容积式风机采用的罗茨式或螺杆式风机，通过直流电机驱动，将过滤后的空气升压并送至发动机进气口。

通过采用上述技术方案，罗茨式风机是利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机，螺杆式风机是两根平行的阴阳转子在“∞”形气缸中相互啮合形成工作容积，通过同步齿轮，转子作反向高速转动，随着转子转动工作容积的大小发生周期性的变化，在气体输送过程中同时实现气体的压缩，并通过直流电机驱动将过滤后的空气升压并送至发动机进气口。

优选的，控制模块实时控制直流电机转速，调整风机流量，保证出气压力稳定在97-103kPa。

通过采用上述技术方案，保证出气压力稳定在97-103kPa后，保证发动机的输出稳定性。

优选的，制模块根据风机的进气和出气压力，会逐步调节风机转速至目标值，并将限压阀打开，保证发动机进气口出的压力为100kPa。

通过采用上述技术方案，保证发动机进气口出的压力为100kPa，从而保证发动机的转速稳定性，保证发动机的输出稳定性。

优选的，在涡轮增压发动机中，进气增压模块安装于空气滤清器和涡轮增压器进气口之间。

通过采用上述技术方案，发动机分为涡轮增压发动机和自然吸气发动机，在高原情况下进气增压模块安装在涡轮增压发动机中空气滤清器和涡轮增压器的进气口之间，从而恢复发动机的输出扭矩和起动性能，提高总体性能，减少碳排放量，减少颗粒捕集器的负载压力。

优选的，在自然吸气发动机中，进气增压模块安装于空气滤清器和发动机进气口之间。

通过采用上述技术方案，在高原情况下，自然吸气发动机中，进气增压模块安装于空气滤清器和发动机进气口之间，从而通过进气增压模块减少大气压对进气流量的影响，提高总体性能，减少碳排放量，减少颗粒捕集器的负载压力。

优选的，高原环境下，截止阀用于发动机经过进气增压系统成功启动后，进入低怠速运转时，通过关闭控制开关，控制模块打开截止阀并停止直流电机，空气会按照原有管路流入发动机。

通过采用上述技术方案，控制模块打开截止阀并停止直流电机后，空气经原有管路流入发动机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在高原环境下，通过截止阀和容积式风机的设置，使得发动机起动过程的进气压力增至标准大气状态，恢复发动机的输出扭矩和起动性能，提高发动机在高原环境下的动力性能，避免动力性能大打折扣。

本发明方法上，采用直流电机驱动容积式风机将空气增压，并根据不同的大气压力实时调控转速和流量，满足发动机在低怠速运转时的进气量需求，避免大量喷出污染烟雾。

本发明方法上，起动过程中，通过截止阀关闭，空气经过风机的增压作用，流入发动机；起动后，打开截止阀，空气经原有管路流入发动机，提高总体性能，减少碳排放量，减少颗粒捕集器的负载压力，适用于涡轮增压发动机和自吸式发动机。

附图说明

图1为本发明的高原环境下发动机的进气增压系统的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种高原环境下发动机的进气增压系统，包括进气增压模块、蓄电池、控制开关；

其中，进气增压模块还包括截止阀、容积式风机、控制模块、直流电机和限压阀，控制模块和所述截止阀、直流电机交互连接，容积式风机和限压阀连接，直流电机和容积式风机连接；

其中，空气滤清器与截止阀和容积式风机连接；

其中，控制开关与控制模块连接，蓄电池与控制模块连接；

其中，截止阀与发动机或涡轮增压器的进气口连接。

具体的，容积式风机采用的罗茨式或螺杆式风机，通过直流电机驱动，将过滤后的空气升压并送至发动机进气口，罗茨式风机是利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机，螺杆式风机是两根平行的阴阳转子在“∞”形气缸中相互啮合形成工作容积，通过同步齿轮，转子作反向高速转动，随着转子转动工作容积的大小发生周期性的变化，在气体输送过程中同时实现气体的压缩，并通过直流电机驱动将过滤后的空气升压并送至发动机进气口。

具体的，控制模块实时控制直流电机转速，调整风机流量，保证出气压力稳定在97-103kPa。

具体的，制模块根据风机的进气和出气压力，会逐步调节风机转速至目标值，并将限压阀打开，保证发动机进气口出的压力为100kPa。

具体的，在涡轮增压发动机中，进气增压模块安装于空气滤清器和涡轮增压器进气口之间，汽车发动机分为涡轮增压发动机和自然吸气发动机，在高原情况下进气增压模块安装在涡轮增压发动机中空气滤清器和涡轮增压器的进气口之间，从而恢复发动机的输出扭矩和起动性能。

具体的，在自然吸气发动机中，进气增压模块安装于空气滤清器和发动机进气口之间，在高原情况下，自然吸气发动机中，进气增压模块安装于空气滤清器和发动机进气口之间，从而通过进气增压模块减少大气压对进气流量的影响。

具体的，高原环境下，发动机经过进气增压系统成功启动后，进入低怠速运转时，通过关闭控制开关，控制模块打开截止阀并停止直流电机，空气会按照原有管路流入发动机，控制模块打开截止阀并停止直流电机后，空气经原有管路流入发动机，提高总体性能，减少碳排放量，减少颗粒捕集器的负载压力。

根据上述技术方案对本方案工作步骤进行总结梳理：容积式风机安装在直流电机上，之间通过皮带或联轴器连接，且截止阀安装在空气滤清器的出气口和发动机进气口之间的进气管路中，用于阻断和连通原有管路，并留出接口用于连接容积式风机的进气或出气口，限压阀安装在容积式风机出气口的连接管路中，控制风机的出风最大压力不会超过标准大气压，在发动机启动之前，通过打开控制开关，关闭截止阀并启动直流电机，经过空气滤清器的空气在风机的作用下升高压力，并最终流入发动机，此时启动发动机时，即可恢复到标准大气状态时的进气量和燃油喷射量，使得发动机的输出扭矩和起动性能恢复到标准状态下的设计指标，发动机成功起动后，稳定运行在低怠速，保证性能的输出，在发动机中消音处理模块中用于对排气中的NOx、CO、HC等有害气体和颗粒物PM/PN进行处理、过滤；消音器主要是降低和衰减声波的脉冲，降低排气噪声，属于发动机的排气系统，且控制模块与整机设备的蓄电池连接，通过蓄电池进行供能，控制模块为直流电机控制器。

综上：本发明在高原环境下，通过截止阀和容积式风机的设置，使得发动机起动过程的进气压力增至标准大气状态，恢复发动机的输出扭矩和起动性能，提高发动机在高原环境下的动力性能，避免动力性能大打折扣，本发明方法上，采用直流电机驱动容积式风机将空气增压，并根据不同的大气压力实时调控转速和流量，满足发动机在低怠速运转时的进气量需求，避免大量喷出污染烟雾，本发明方法上，起动过程中，通过截止阀关闭，空气经过风机的增压作用，流入发动机；起动后，打开截止阀，空气经原有管路流入发动机，提高总体性能，减少碳排放量，减少颗粒捕集器的负载压力。

本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。