增压器辅助排气制动系统及排气制动方法

摘要

本发明公开了一种增压器辅助排气制动系统，它的可变截面增压器的排气进气口连接发动机本体的发动机排气歧管，可变截面增压器的空气出气口通过中冷器连接发动机本体的发动机进气管，可变截面增压器内设置增压器可变截面执行机构，ECU用于接收分别由油门踏板位置传感器、发动机转速传感器、辅助制动继电器和进气压力传感器输出的油门踏板位置信号、发动机转速信号、辅助制动状态信号、进气压力信号，并根据接收的油门踏板位置信号、发动机转速信号、辅助制动状态信号和进气压力信号来控制增压器可变截面执行机构从而控制可变截面增压器的进气通道截面大小。本发明可显著提高内燃机制动功率和排气系统可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及增压内燃机废气能量回收技术领域，具体地指一种增压器辅助排气制动系统及排气制动方法。

背景技术

现有的商用车普遍采用排气制动作为辅助制动，来提高车辆制动能力，其基本工作原理是利用设置在排气通道内的排气制动阀阻塞内燃机排气通道。由于排气阻力的增加，内燃机活塞在工作中的排气行程必须克服此压力，活塞受气体的反压力，经过曲轴和传动系传至车轮，迫使车辆降低转速，从而达到在短时间内降低车速的目的，提高制动能力，以减少行车制动器的使用，减小行车制动器磨损、过热，确保行车安全。

授权公告号为CN204476572U的实用新型专利公开了一种废气旁通排气制动系统，包括涡轮增压器、排气制动阀，涡轮增压器包括相互连接的压气机、增压涡轮、旁通阀，压气机的排气端与发动机本体的进气歧管相通，增压涡轮的进气端、排气端分别与发动机本体的排气歧管、排气制动阀的进气端相通，旁通阀的进气端、排气端分别与排气制动阀的进气端、排气端相通。该结构可以实现辅助制动时避免排气压力过大对涡轮增压器造成大的影响，从而保护涡轮增压器。

但其仍然存在以下缺陷：

1、辅助制动功率低，排气能量经增压器、排气制动阀及连接管路造成能量损失，降低制动功率，尤其在内燃机处于中低转速时，辅助制动功率低；

2、结构复杂，需要连接排气制动阀以及连接管路及密封件，同时密封泄漏风险高，排气系统可靠性差。

3、该结构可以实现辅助制动时避免排气压力过大对涡轮增压器造成大的影响，排气制动阀阀关闭时，排气背压、排气温度升高，对增压器可靠性会存在影响，尤其当排气制动阀卡滞失效时，影响涡轮增压器的可靠性。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种增压器辅助排气制动系统及排气制动方法，本发明可显著提高内燃机制动功率和排气系统可靠性。

为实现此目的，本发明所设计的一种增压器辅助排气制动系统，它包括可变截面增压器、中冷器和发动机本体，可变截面增压器的排气进气口连接发动机本体的发动机排气歧管，可变截面增压器的空气出气口通过中冷器连接发动机本体的发动机进气管，其特征在于：它还包括ECU和设置在发动机进气管内的进气压力传感器，可变截面增压器内设置有增压器可变截面执行机构，ECU用于接收分别由油门踏板位置传感器、发动机转速传感器、辅助制动继电器和进气压力传感器输出的油门踏板位置信号、发动机转速信号、辅助制动信号、进气压力信号，ECU还用于根据接收的油门踏板位置信号、发动机转速信号、辅助制动信号、进气压力信号来控制增压器可变截面执行机构从而控制可变截面增压器的进气通道截面大小。

一种利用权利要求1所述系统的增压器辅助排气制动方法，它包括如下步骤：

步骤1：空气经由可变截面增压器和中冷器增压后通过发动机进气管进入发动机本体参与燃烧、做功，然后废气经发动机排气岐管、可变截面增压器排出；

步骤2：ECU实时获取由油门踏板位置传感器、发动机转速传感器、辅助制动继电器和进气压力传感器输出的油门踏板位置信号、发动机转速信号、辅助制动信号和进气压力信号；

当ECU根据辅助制动信号确定辅助制动开启，同时油门踏板位置信号为未踩油门状态，并且发动机转速≥1000rpm时，控制增压器可变截面执行机构关闭可变截面增压器的进气通道；

当ECU根据辅助制动信号确定辅助制动未开启时，ECU通过进气压力传感器获取进气压力值，并根据所述进气压力值控制增压器可变截面执行机构来调节可变截面增压器进气通道截面大小，使调节可变截面增压器进气通道截面满足对应发动机MAP的标定。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过控制增压器可变截面位置，关闭增压器涡前进气通道，实现辅助排气制动，利用增压器涡前排气能量，无经过增压器、排气制动阀及连接管路处的排气能量损失，制动功率高(与本发明相比背景技术的方案采用排气制动阀实现辅助制动，排气制动阀布置在涡轮增压器后端，排气能量经增压器流阻后会有一定能量损失、减少)；

2、本发明利用可变截面增压器实现辅助排气制动，结构简单，减少排气制动阀以及连接管路、密封件等，减少零件数量，减少连接密封处的泄漏风险，提高了排气系统可靠性；通过关闭增压器涡前进气通道，在增压器前实现辅助排气制动，辅助制动时对增压器可靠性无影响(背景技术的方案中因排气制动阀布置在增压器后端，排气制动阀关闭卡滞时，导致增压器排气背压显著增加，高达450KPa 以上，造成增压器漏油、失效。本发明中辅助制动时通过控制增压器可变截面，关闭增压器涡前进气通道后，排气不经过增压器，不会对增压器造成影响)。

3、本发明中整车ECU获取辅助制动、发动机转速、油门踏板位置信号，控制增压器可变截面执行机构，关闭增压器涡壳进气通道，即关闭发动机排气通道，实现发动机辅助排气制动(辅助制动信号，控制发动机开启辅助制动，控制增压器关闭排气通道，实现辅助制动)，以此实现智能控制，提高辅助制动响应性、可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中，1—空气滤清器、2—可变截面增压器、3—中冷器、4—发动机进气连接管、5—发动机进气管、6—发动机本体、7—发动机排气歧管、8—增压器可变截面执行机构、9—ECU、10—辅助制动继电器、11—油门踏板位置传感器、12—发动机转速传感器、13—排气管路、14—进气压力传感器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示的一种增压器辅助排气制动系统，它包括可变截面增压器2、中冷器3和发动机本体6，可变截面增压器2的排气进气口连接发动机本体6的发动机排气歧管7，可变截面增压器2的空气出气口通过中冷器3连接发动机本体6的发动机进气管5，它还包括ECU9和设置在发动机进气管5内的进气压力传感器14，可变截面增压器2内设置有增压器可变截面执行机构8，ECU9用于接收分别由油门踏板位置传感器11、发动机转速传感器12、辅助制动继电器 10和进气压力传感器14输出的油门踏板位置信号、发动机转速信号、辅助制动信号、进气压力信号，ECU9还用于根据接收的油门踏板位置信号、发动机转速信号、辅助制动信号、进气压力信号来控制增压器可变截面执行机构8从而控制可变截面增压器2的进气通道截面大小。

上述技术方案中，增压器可变截面执行机构8安装在可变截面增压器2的涡轮机内。油门踏板位置传感器11和辅助制动继电器10 安装在整车驾驶室内，发动机转速传感器12安装在发动机飞轮壳上，辅助制动继电器10可由驾驶员人为开启或关闭。

上述技术方案中，可变截面增压器2的空气进气口用于通过空气滤清器1接入空气，可变截面增压器2的空气出气口连接中冷器3 的输入端，中冷器3的输出端连接发动机进气连接管4的一端，发动机进气连接管4的另一端连接发动机本体6的发动机进气管5。

上述技术方案中，可变截面增压器2的排气出气口与排气管路 13连接。

上述技术方案中，所述油门踏板位置传感器11、发动机转速传感器12、辅助制动继电器10和进气压力传感器14的信号输出端分别连接ECU9的油门踏板位置信号输入端、发动机转速信号输入端、辅助制动信号输入端和进气压力信号输入端。

该发明结构简单、实现了发动机辅助制动的智能化控制，有效提升了辅助制动功率、制动响应性以及系统可靠性。

一种利用上述系统的增压器辅助排气制动方法，其特征在于，它包括如步骤：

步骤1：空气经由可变截面增压器2和中冷器3增压后通过发动机进气管5进入发动机本体6参与燃烧、做功，然后废气经发动机排气岐管7、可变截面增压器2排出；

步骤2：ECU9实时获取由油门踏板位置传感器11、发动机转速传感器12、辅助制动继电器10和进气压力传感器14输出的油门踏板位置信号、发动机转速信号、辅助制动信号和进气压力信号；

当ECU9根据辅助制动信号确定辅助制动开启，同时油门踏板位置信号为未踩油门状态，并且发动机转速≥1000rpm时，控制增压器可变截面执行机构8关闭可变截面增压器2的进气通道，实现发动机辅助排气制动功能；

当ECU(9)根据辅助制动信号确定辅助制动未开启时，ECU9 通过进气压力传感器14获取进气压力值，并根据所述进气压力值控制增压器可变截面执行机构8来调节可变截面增压器2进气通道截面大小，使调节可变截面增压器2进气通道截面满足对应发动机 MAP的标定，满足了发动机关于功率、油耗和排放的性能标定。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。