專利名稱：可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能夠防止可變噴嘴截面渦輪增壓器超速運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置，屬發(fā) 動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
增壓器是一種用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的裝置，主要由渦輪機(jī)和壓氣機(jī)組成。 從發(fā)動(dòng)機(jī)中排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)與其同軸連接的壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)，壓氣 機(jī)將從空氣濾清器中吸入的新鮮空氣加壓后送入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的增 壓，達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的目的?？勺儑娮旖孛鏈u輪增壓器是常用增壓器中的一種，其特點(diǎn)是在廢氣渦輪入口處 裝有可變噴嘴，利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)噴管葉片可以改變噴嘴的開(kāi)度，進(jìn)而改變渦輪機(jī)和壓 氣機(jī)的轉(zhuǎn)速。為了防止渦輪增壓器因發(fā)動(dòng)機(jī)增壓需要而超速運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致渦輪增壓器過(guò)早損壞 或磨損，渦輪增壓器一般都采取了限速措施?，F(xiàn)有的限速方法主要有以下幾種一、采用兩個(gè)渦輪增壓器進(jìn)行增壓，這種增壓裝置的缺點(diǎn)是體積比較大。二、在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷時(shí)廢氣 的一部分回流到進(jìn)氣側(cè)。廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)的構(gòu)成和控制比較復(fù)雜，占用空間多， 與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)涉及到電控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等多方面因素，線束和管路的布 置復(fù)雜，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)在整車上的布置，也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量。三、在渦輪增壓器上設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器，ECU通過(guò)反饋信號(hào)控制渦輪增壓器的轉(zhuǎn) 速。由于高溫高壓環(huán)境和復(fù)雜工況，這種裝置的可靠性和普及性不高。四、通過(guò)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)，進(jìn)而控制增壓 器的轉(zhuǎn)速。這種方法的不足之處是控制系統(tǒng)復(fù)雜，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定的工作難度。此外，以上各種方案均存在成本較高的弊病。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種體積小、重量輕、成本 低、易于布置且控制簡(jiǎn)單的可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置。本實(shí)用新型所稱問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置，由環(huán)境壓力傳感器、空氣濾清器出口 壓力傳感器、可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元構(gòu)成，所述環(huán)境壓力傳 感器和空氣濾清器出口壓力傳感器接發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元的輸入接口，所述可變噴嘴截 面裝置控制系統(tǒng)的輸入端接發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元的輸出端口，輸出端控制可變噴嘴截面裝置。上述可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置，所述空氣濾清器出口壓力傳感器安裝 在空氣濾清器與壓氣機(jī)進(jìn)氣管的連接處。[0014]上述可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置，所述環(huán)境壓力傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)電 子控制單元的外殼上。本實(shí)用新型利用空氣濾清器出口壓力傳感器和環(huán)境壓力傳感器采集壓氣機(jī)進(jìn)氣 管氣壓和環(huán)境氣壓，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元根據(jù)二者的差值來(lái)對(duì)可變噴嘴截面裝置進(jìn)行控 制，防止可變噴嘴截面渦輪增壓器超速運(yùn)轉(zhuǎn)。本裝置體積小、重量輕、成本低、易于 布置而且控制簡(jiǎn)單，能夠有效防止增壓器出現(xiàn)超速現(xiàn)象，避免渦輪增壓器過(guò)早損壞或磨 損。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型的原理圖。圖中各標(biāo)號(hào)為1、可變噴嘴截面渦輪增壓系統(tǒng)；2、發(fā)動(dòng)機(jī)；3、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣 管；4、進(jìn)氣歧管；5、排氣歧管；6、排氣管；7、環(huán)境壓力傳感器；8、渦輪機(jī)；9、 壓氣機(jī)；10、壓氣機(jī)進(jìn)氣管；11、空氣濾清器；12、渦輪機(jī)排氣管；13、中冷器；14、 可變噴嘴截面裝置；15、可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)；16、空氣濾清器出口壓力傳感 器；ECU、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元。
具體實(shí)施方式
渦輪增壓器超速原因分析外界新鮮空氣通過(guò)新的空氣濾清器時(shí)，壓力會(huì)有一 定程度的下降，空氣濾清器出口壓力小于外界環(huán)境壓力。隨著空氣濾清器使用時(shí)間的 延長(zhǎng)，空氣濾清器出口壓力與外界新鮮空氣壓力的差會(huì)逐漸增大，導(dǎo)致在相同的增壓壓 力下，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的新鮮空氣會(huì)逐漸減少，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)在高速全負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣需 要，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)會(huì)輸出控制信號(hào)，使增壓器加大增壓壓力，這時(shí)往往會(huì) 出現(xiàn)渦輪增壓器超速現(xiàn)象，導(dǎo)致渦輪增壓器過(guò)早損壞或磨損。參看
圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管3從外部環(huán)境中吸收新鮮空氣，進(jìn)氣歧管4將發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn) 氣管3吸收來(lái)的新鮮空氣分別送入發(fā)動(dòng)機(jī)2各氣缸，排氣歧管5將發(fā)動(dòng)機(jī)2燃燒后的廢氣 集中到一起后，經(jīng)排氣管6排出。仍參看
圖1，虛線框內(nèi)為可變噴嘴截面渦輪增壓系統(tǒng)1，該系統(tǒng)包括由渦輪機(jī) 8和壓氣機(jī)9構(gòu)成的可變噴嘴截面渦輪增壓器，渦輪機(jī)8安裝于排氣管6端部，從發(fā)動(dòng)機(jī) 2中排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)8中的葉輪高速旋轉(zhuǎn)；壓氣機(jī)9通過(guò)壓氣機(jī)進(jìn)氣管10從空氣 濾清器11中吸入新鮮空氣，并在與其同軸連接的渦輪機(jī)8的驅(qū)動(dòng)下將新鮮空氣送入發(fā)動(dòng) 機(jī)2，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)2的增壓。此外還包括把廢氣從渦輪機(jī)8中引到外部環(huán)境的渦輪機(jī)排 氣管12、對(duì)壓氣機(jī)9中引出的增壓空氣進(jìn)行冷卻的中冷器13、用于調(diào)節(jié)渦輪機(jī)8入口處 廢氣流量的可變噴嘴截面裝置14、以及可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)15。本可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU、環(huán)境壓 力傳感器7、空氣濾清器出口壓力傳感器16，環(huán)境壓力傳感器7單獨(dú)布置或集成在發(fā)動(dòng)機(jī) 電子控制單元ECU上，其信號(hào)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU;空氣濾清器出口壓力傳 感器16布置在空氣濾清器11和壓氣機(jī)9之間，用于測(cè)量新鮮空氣通過(guò)空氣濾清器11后 的壓力，其信號(hào)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU。[0023] 本實(shí)用新型的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU將從環(huán)境壓力傳感器7反饋 回的外界環(huán)境壓力信號(hào)與空氣濾清器出口壓力傳感器16反饋回的新鮮空氣通過(guò)空氣濾清 器11后的壓力信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，得出空氣濾清器11的壓降數(shù)值，再與發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元 ECU中預(yù)存的空氣濾清器11壓降極限數(shù)值相比較，當(dāng)壓降數(shù)值低于極限數(shù)值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī) 電子控制單元ECU發(fā)出信號(hào)，通過(guò)可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)15控制可變噴嘴截面裝 置14，控制可變噴嘴截面渦輪增壓器在允許的范圍內(nèi)增加增壓壓力；當(dāng)壓降數(shù)值與發(fā)動(dòng) 機(jī)電子控制單元ECU中預(yù)存的空氣濾清器11壓降極限數(shù)值相同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元 ECU發(fā)出截止信號(hào)，通過(guò)可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)15控制可變噴嘴截面裝置14，使可 變噴嘴截面渦輪增壓器不再因發(fā)動(dòng)機(jī)在高速全負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣需要而增加增壓壓力，達(dá)到 保護(hù)可變噴嘴截面渦輪增壓器的目的。
權(quán)利要求1.一種可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置，其特征是，它由環(huán)境壓力傳感器(7)、空 氣濾清器出口壓力傳感器(16)、可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)(15)和發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元 (ECU)構(gòu)成，所述環(huán)境壓力傳感器(7)和空氣濾清器出口壓力傳感器(16)接發(fā)動(dòng)機(jī)電子 控制單元(ECU)的輸入接口，所述可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)(15)的輸入端接發(fā)動(dòng)機(jī)電 子控制單元(ECU)的輸出端口，輸出端控制可變噴嘴截面裝置(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置，其特征是，所述空氣濾清 器出口壓力傳感器(16)安裝在空氣濾清器(11)與壓氣機(jī)進(jìn)氣管(10)的連接處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置，其特征是，所述環(huán)境 壓力傳感器(7)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)的外殼上。
專利摘要一種可變噴嘴截面渦輪增壓器保護(hù)裝置，用于防止渦輪增壓器超速運(yùn)轉(zhuǎn)。其技術(shù)方案是它由環(huán)境壓力傳感器、空氣濾清器出口壓力傳感器、可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元構(gòu)成，所述環(huán)境壓力傳感器和空氣濾清器出口壓力傳感器接發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元的輸入接口，所述可變噴嘴截面裝置控制系統(tǒng)的輸入端接發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元的輸出端口，輸出端控制可變噴嘴截面裝置。本實(shí)用新型體積小、重量輕、成本低、易于布置而且控制簡(jiǎn)單，能夠有效防止增壓器出現(xiàn)超速現(xiàn)象，避免渦輪增壓器過(guò)早損壞或磨損。
文檔編號(hào)F02D41/02GK201794671SQ20102027597
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者劉興利, 劉祖勤, 屈偉, 潘德新, 高定偉 申請(qǐng)人:長(zhǎng)城汽車股份有限公司