技术领域
[0001] 本
发明涉及发动机制造技术领域，尤其涉及一种增压无迟滞的新型汽车发动机系统。
背景技术
[0002] 在发动机小型化的趋势下，为了提升发动机的动
力性能和经济性能，发动机需要配备
增压压力高的
增压器。对于传统增压器而言，随着增压压力的提高，
涡轮机和
压气机的
转动惯量变大，
涡轮迟滞现象愈发严重，发动机的低速
扭矩性能和
加速性能变差。
[0003] 为了兼顾发动机的最高增压压力和低速扭矩性能，出现了由机械增压器和废气
涡轮增压器组成的增压器。但是该增压系统增压过程复杂，存在一定程度的涡轮迟滞现象，动力表现不突出。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种增压无迟滞的新型汽车发动机系统，通过增加一个恒压储气罐能在发动机的进气过程中提供充足的增压空气，并根据
控制器、
传感器组件及及发动机进气喷射
阀的控制调节增压气体的流量，使得发动机在启动、
怠速或暖车等各种行驶状态中具有充沛和灵敏的动力表现，解决涡轮增压器的迟滞现象。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0006] 本发明公开了一种增压无迟滞的新型汽车发动机系统，包括发动机本体、第一空气滤清器、发动机控制器及发动机控制器连接的发动机
温度传感器、
发动机转速传感器、发动机
油门角度传感器，所述发动机还包括恒压储气罐、恒压储气罐压力补偿装置及恒压罐
压力传感器，所述恒压储气罐与第一空气滤清器均通过电磁
单向阀连通发动机本体进气口的进气管道，所述发动机本体进气口设有发动机进气喷射阀，所述进气管道还设有电磁流量阀，所述发动机减速
输出轴通过第一电磁
离合器接合有空压机，所述空压机的进气口连通第一空气滤清器，所述空压机的排气口通过电磁单向阀导通入恒压储气罐内；所述恒压储气罐压力补偿装置包括高压储气罐、低压储气罐、通过电磁单向阀连通高压储气罐的高压气生产系统以及通过电磁单向阀连通低压储气罐的低压气生产系统，所述发动机控制器还连接有车辆速度传感器、
刹车信号传感器、高压罐压力传感器及低压罐压力传感器，且所述高压储气罐通过电磁减压阀连通低压储气罐，低压储气罐通过电磁减压阀连通恒压储气罐，其中，所述高压气生产系统及低压气生产系统的进气口连通第二空气滤清器；所述高压气生产系统包括设置在
后轮驱动减速箱处的高压空气
压缩机，且后轮驱动减速箱通过
齿轮和
传动轴与第二电磁离合器的输入端连接，所述第二电磁离合器的输出端与高压空气压缩机接合，所述高压空气压缩机的输出端通过电磁单向阀连通高压储气罐的进气管道；所述低压气生产系统包括设置在
前轮驱动减速箱出的低压空气压缩机，且前轮驱动减速箱通过齿轮和传动轴与第三电磁离合器的输入端连接，所述第三电磁离合器的输出端与低压空气压缩机接合，所述低压空气压缩机的输出端通过电磁单向阀连通低压储气罐的进气管道。
[0007] 作为本发明对上述方案的优选，所述恒压储气罐压力补偿装置包括涡轮增压器，所述发动机本体排气口连通涡轮增压器的涡轮废气入口，所述涡轮增压器的压缩机进气口连通第一空气滤清器，所述涡轮增压器的压缩机排气口通过电磁单向阀导通入恒压储气罐内，所述涡轮增压器的排气口还设有涡轮增压压力传感器。
[0008] 作为本发明对上述方案的优选，所述空压机的排气口还通过电磁单向阀导通入低压储气罐内。
[0009] 作为本发明对上述方案的优选，所述控制器通过恒压罐压力传感器以及低压罐压力传感器的信号控制第一电磁离合器的接合或分离。
[0010] 作为本发明对上述方案的优选，所述控制器通过刹车信号传感器的信号控制第二电磁离合器的接合或分离，所述控制器通过车辆速度传感器的信号控制第三电磁离合器的结合或分离。
[0011] 作为本发明对上述方案的优选，所述高压气生产系统和低压气生产系统还包括设于汽车悬挂系统的减震器，所述减震器包括
气缸主体、
活塞主体、
密封圈、防尘圈、进气阀及排气阀，所述气缸主体顶部固定上支座，活塞主体底部固定下支座，活塞主体插设于气缸主体内部，且活塞主体前端套设密封圈，气缸主体在活塞主体外设有防尘圈，所述气缸主体顶端两侧分别设有所述进气阀及排气阀，所述进气阀均连通所述第二空气滤清器，所述排气阀分别连通高压储气罐和低压储气罐。
[0012] 作为本发明对上述方案的优选，所述减震器共有四支，其中，两支减震器排气阀连通高压储气罐的进气管道，另外两只减震器的排气阀连通低压储气罐的进气管道。
[0013] 作为本发明对上述方案的优选，所述减震器共有四支，且减震器的排气阀均与高压储气罐以及低压储气罐的进气管道连通，所述高压储气罐及低压储气罐的进气管道在各减震器排气阀连通入口处，分别安装电磁单向阀，由该电磁单向阀控制各减震器排气阀与高压储气罐及低压储气罐进气管道的通、断状态。
[0014] 本发明的有益效果在于：本发明通过增加恒压储气罐能在发动机的进气过程中提供充足的增压空气，并根据控制器、传感器组件及及发动机进气喷射阀的控制调节增压气体的流量，使得发动机在启动、怠速或暖车等各种行驶状态中具有充沛和灵敏的动力表现，解决涡轮增压器的迟滞现象；使用发动机进气喷射阀替代传统的进气门；取消进气
凸轮轴，正时链条或正时皮带进行减短长度，如果进一步研发电磁排气门，则可完全取消进、排气
凸轮轴、正时链条或正时皮带；在车辆行驶过程中，随着车辆的颠簸致使减震器的伸缩状态、以及车辆速度变化和刹车状态，高、低压气体生产系统会生产足够的气源补充至各储气罐内，并通过控制器完成增压工作，这一过程可以将传统的废气涡轮系统取消，也可以保留作为气体补偿来源，从而使得增压过程中没有现有的涡轮增压系统的迟滞现象；传统的节气门取消，并由发动机油门角度传感器取代，这样只是用信号线连接控制器就行，可以省去复杂的结构部件，简化发动机构造；该种发动机可通过设定恒压储气罐的额定气压，可以实现不同的发动机输出功率版本供市场选择，应用前景好。
附图说明
[0015] 图1为本发明所述增压无迟滞的新型汽车发动机系统的结构原理示意图；
[0016] 图2为本发明高、低压气生产系统中高压空气压缩机以及低压空气压缩机的原理示意图；
[0017] 图3为本发明高、低压气生产系统中减震器201的结构示意图；
[0018] 其中，1—高压储气罐，2—电磁减压阀，3—低压储气罐，4—恒压储气罐，5—发动机油门角度传感器，6—控制器，7—电磁单向阀，8—电磁流量阀，9—发动机进气喷射阀，10—发动机
转速传感器，11—减速输出轴，12—第一电磁离合器，13—空压机，14—涡轮增压压力传感器，15—后轮驱动减速箱，16—刹车信号传感器，17—上支座，18—高压气生产系统，19—第二空气滤清器，20—前轮驱动减速箱，21—车辆速度传感器，22—低压气生产系统，23—高压罐压力传感器，24—低压罐压力传感器，25—恒压罐压力传感器，26—第一空气滤清器，27—涡轮增压器，28—发动机温度传感器，29—发动机本体，101—高压空气压缩机，102—齿轮，103—传动轴，104—第二电磁离合器，105—低压空气压缩机，106—第三电磁离合器，201—减震器，202—气缸主体，203—活塞主体，204—密封圈，205—防尘圈，
206—进气阀，207—排气阀，208—下支座。
具体实施方式
[0019] 为了为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0021] 如图1、图2所示的一种增压无迟滞的新型汽车发动机系统，包括发动机本体29、第一空气滤清器26、发动机控制器6及发动机控制器6连接的发动机温度传感器28、发动机转速传感器10、发动机油门角度传感器5，所述发动机还包括恒压储气罐4、恒压储气罐压力补偿装置及恒压罐压力传感器25，所述恒压储气罐4与第一空气滤清器26均通过电磁单向阀7连通发动机本体29进气口的进气管道，所述发动机本体29进气口设有发动机进气喷射阀9，所述进气管道还设有电磁流量阀8，所述发动机减速输出轴11通过第一电磁离合器12接合有空压机13，所述空压机13的进气口连通第一空气滤清器26，所述空压机13的排气口通过电磁单向阀7导通入恒压储气罐4内。
[0022] 在本实例中，所述恒压储气罐压力补偿装置包括涡轮增压器27，所述发动机本体29排气口连通涡轮增压器27的涡轮废气入口，所述涡轮增压器27的压缩机进气口连通第一空气滤清器26，所述涡轮增压器27的压缩机排气口通过电磁单向阀7导通入恒压储气罐4内，所述涡轮增压器27的排气口还设有涡轮增压压力传感器14。
[0023] 在本实例中，所述恒压储气罐压力补偿装置包括高压储气罐1、低压储气罐3、通过电磁单向阀7连通高压储气罐1的高压气生产系统18以及通过电磁单向阀7连通低压储气罐3的低压气生产系统22，所述发动机控制器6还连接有车辆速度传感器21、刹车信号传感器
16、高压罐压力传感器23及低压罐压力传感器24，且所述高压储气罐1通过电磁减压阀2连通低压储气罐3，低压储气罐3通过电磁减压阀2连通恒压储气罐4，其中，所述高压气生产系统18及低压气生产系统22的进气口连通第二空气滤清器19。
[0024] 在本实例中，所述空压机13的排气口还通过电磁单向阀7导通入低压储气罐3内。
[0025] 在本实例中，所述控制器6通过恒压罐压力传感器25以及低压罐压力传感器24的信号控制第一电磁离合器12的接合或分离。
[0026] 在本实例中，所述高压气生产系统18包括设置在后轮驱动减速箱15处的高压空气压缩机101，且后轮驱动减速箱15通过齿轮102和传动轴103与第二电磁离合器104的输入端连接，所述第二电磁离合器104的输出端与高压空气压缩机101接合，所述高压空气压缩机101的输出端通过电磁单向阀7连通高压储气罐1的进气管道；所述低压气生产系统22包括设置在前轮驱动减速箱20出的低压空气压缩机105，且前轮驱动减速箱20通过齿轮102和传动轴103与第三电磁离合器106的输入端连接，所述第三电磁离合器106的输出端与低压空气压缩机105接合，所述低压空气压缩机105的输出端通过电磁单向阀7连通低压储气罐3的进气管道。
[0027] 在本实例中，所述控制器6通过刹车信号传感器16的信号控制第二电磁离合器104的接合或分离，所述控制器6通过车辆速度传感器21的信号控制第三电磁离合器106的结合或分离。
[0028] 基于实施例1中的汽车的使用过程中的诸多状态中，其工作原理如下：
[0029] 状态1：启动
[0030] 发动机本体29启动时，由发动机转速传感器10产生、传输信号，给控制器6，控制器6发出指令，第一空气滤清器26与发动机本体29进气口之间的电磁单向阀7导通，此时，干净的空气由第一空气滤清器26过滤后，通过连接管道，经电磁单向阀7、电磁流量阀8、发动机进气喷射阀9，进入发动机本体29，使发动机本体29正常启动、运行。
[0031] 状态2：怠速或暖车
[0032] 在怠速或暖车状态下，控制器6因没有检测到发动机油门角度传感器5发生角度变化，在控制器6的管控、分配下，其它部件不工作；高压、低压、恒压储气罐（1、3、4）内储存的压缩气体不消耗；发动机本体29在暖车或中途暂停行驶的情况下，保持自然吸气状态运转。
[0033] 状态3：各储气罐没有压缩气体
[0034] 这种情况一般不会发生，除非电磁减压阀2、电磁单向阀7有密封不严的或车辆放置了很长时间的情况下，才会发生。
[0035] 此时，当发动机本体29启动后，在怠速、暖车或行驶状态下，发动机的减速输出轴11一直对外输出动力，控制器6接收到高压罐压力传感器、低压罐压力传感器及恒压罐压力传感器（23、24、25）的信号，控制器6发出指令，第一电磁离合器12接合，空压机13开始运转；
同时，控制器6发出指令，空压机13与恒压储气罐4之间的电磁单向阀7导通，空压机13生产的压缩气体，经该电磁单向阀7，给恒压储气罐4补充气源；
[0036] 当恒压储气罐4储存的空气压力达到额定压力值时，恒压罐压力传感器25发出信号给控制器6，控制器6发出指令，空压机13与恒压储气罐4之间的电磁单向阀7关闭。空压机13与低压储气罐3之间的电磁单向阀7导通，此时，空压机13生产的压缩气体，全部经电磁单向阀7给低压储气罐3补充气源；如暂停行驶或暖车时间过长，低压储气罐3储存的空气压力达到额定压力值时，低压罐压力传感器24发出信号给控制器6，控制器6发出指令，空压机13与低压储气罐3之间的电磁单向阀7关闭，第一电磁离合器12断电分离，空压机13停止运转。
此时的发动机本体29处于空运行状态。
[0037] 状态4：正常行驶过程中
[0038] 行驶暂停结束或暖车结束时，我们
脚踏油门，开始正常行驶。当发动机油门角度传感器5发出变化的信号给控制器6时，控制器6 随时调控、发出各种指令，各功能部件正常开始运转。
[0039] 控制器6发出指令：
[0040] 第一路信号是，控制器6接收到由发动机转速传感器10、发动机温度传感器28发出的信号，控制器6指令第一空气滤清器26与发动机本体29进气口之间的电磁单向阀7关闭；高压储气罐1与低压储气罐3之间电磁减压阀2导通，高压储气罐1随时给低压储气罐3补充气源；低压储气罐3与恒压储气罐4之间电磁减压阀2导通，低压储气罐3随时给恒压储气罐4补充气源；恒压储气罐4与发动机本体29进气口之间的电磁单向阀7导通，控制器6依据发动机油门角度传感器5提供的角度信号，发动机转速传感器10提供的转速信号，发动机温度传感器28提供的温度信号，来调节电磁流量阀8的供气流量，模拟涡轮增压介入后的输入压力，最后，由发动机进气喷射阀9准时、准量的喷入发动机本体29，保证发动机本体29低转速时的高功率输出状态，驱动车辆正常行驶；
[0041] 第二路信号是，随着发动机本体29转速不断升高，当控制器6接收到涡轮增压压力传感器14发出的信号时，控制器6发出指令，涡轮增压器27的压缩机排气口与恒压储气罐4之间的电磁单向阀7导通，涡轮增压器27介入工作，保持发动机高功率输出状态；同时控制器6发出指令，低压储气罐3与恒压储气罐4之间的电磁单向阀7、以及空压机13与恒压储气罐4之间的电磁单向阀7均断电关闭，高压储气罐1、低压储气罐3储存的气体不介入工作；
[0042] 涡轮增压传输气体的路径是，空气由第一空气滤清器26过滤后，经涡轮增压器27、涡轮增压器27与恒压储气罐4间的电磁单向阀7、恒压储气罐4、恒压储气罐4与发动机本体29进气口之间的电磁单向阀7，再经电磁流量阀8匹配流量后，最后由发动机进气喷射阀9喷入发动机本体29，保持发动机本体29高功率运行；
[0043] 第三路信号是，依据发动机转速传感器10提供的信号，控制器6随时调控第一电磁离合器12进行接合、半分离、完全分离三种工作状态，控制空压机13生产压缩气源，气体经第一空气滤清器26、连接管道、空压机13、电磁单向阀7，分别向恒压储气罐4或低压储气罐3补充气源，保证发动机37的正常运转；
[0044] 第四路信号是，依据车辆速度传感器21提供的信号，控制器6随时调控第三电磁离合器106进行接合、半分离、完全分离三种工作状态，将两前轮驱动减速箱20产生的动力，经第三电磁离合器106来驱动低压气生产系统22中的低压空气压缩机105，源源不断的给低压储气罐3补充气源；
[0045] 正常行驶中，低压气生产系统22一直保持运转（暂停行驶或暖车除外），该系统运转时，第一电磁离合器12分离，空压机13停止运转，空压机13与恒压储气罐4之间以及空压机13与低压储气罐3之间的电磁单向阀7均处于关闭状态；不通过减速输出轴11额外消耗发动机本体29的功率，充分利用车辆行驶过程中的
动能（尤其是
滑行或减速），来驱动低压气生产系统22。
[0046] 产气原理是，由两前轮驱动减速箱20产生动力，经第三电磁离合器106传输至低压空气压缩机105，空气经第二空气滤清器19过滤后，经过低压空气压缩机105、连接管道、电磁单向阀7传输至低压储气罐3，进行储存、备用。
[0047] 第五路信号是，当控制器6接收到由刹车信号传感器16发出的信号时，控制器6发出指令，第二电磁离合器104接合，将两后轮驱动减速箱15产生的动力，传递给高压气生产系统18中的高压空气压缩机101，经电磁单向阀7给高压储气罐1补充气源，进行储存，保证在车辆启动后，
马上提供相当容量的气体，给后续设备进行支援，保证发动机的正常运转；
[0048] 产气原理是，由两后轮驱动减速箱15产生动力，经第二电磁离合器104传输至高压空气压缩机101的，空气经第二空气滤清器19过滤后，经过高压空气压缩机101、连接管道、电磁单向阀7传输至高压储气罐1，进行储存、备用。
[0049] 状态5：车辆停止运行
[0050] 当车辆停止后，我们关闭车辆电源
锁。此时，高压储气罐3与低压储气罐3之间以及低压储气罐3与恒压储气罐4之间的电磁减压阀2，恒压储气罐4与发动机本体29进气口之间的电磁单向阀7、空压机13与恒压储气罐4之间的电磁单向阀7、空压机13与低压储气罐3之间的电磁单向阀7、高压空气压缩机101与高压储气罐之间的电磁单向阀7以及低压空气压缩机105与低压储气罐3之间的电磁单向阀7均断电关闭，以密封高压储气罐1、低压储气罐3、恒压储气罐4内的气体，储存、待用。
[0051] 实施例2
[0052] 与上述实施例1不同之处在于，在本实例中，所述高压气生产系统18和低压气生产系统22还包括设于汽车悬挂系统的减震器201，所述减震器201包括气缸主体202、活塞主体203、密封圈204、防尘圈205、进气阀206及排气阀207，所述气缸主体202顶部固定上支座17，活塞主体203底部固定下支座208，活塞主体203插设于气缸主体202内部，且活塞主体203前端套设密封圈204，气缸主体202在活塞主体203外设有防尘圈205，所述气缸主体202顶端两侧分别设有所述进气阀206及排气阀207，所述进气阀206均连通所述第二空气滤清器19，所述排气阀207分别连通高压储气罐1和低压储气罐3。
[0053] 在本实例中，所述减震器201共有四支，其中，两支减震器201的排气阀207连通高压储气罐1的进气管道，另外两只减震器201的排气阀207连通低压储气罐3的进气管道。
[0054] 在本实例中，车辆在行驶过程中，利用减震器201上、下往复动作产生的
能量来生产压缩气体，各自压入高压储气罐1、低压储气罐3进行能量储备或补充。
[0055] 实施例3
[0056] 与上述实施例1不同之处在于，在本实例中，所述高压气生产系统18和低压气生产系统22还包括设于汽车悬挂系统的减震器201，所述减震器201包括气缸主体202、活塞主体203、密封圈204、防尘圈205、进气阀206及排气阀207，所述气缸主体202顶部固定上支座17，活塞主体203底部固定下支座208，活塞主体203插设于气缸主体202内部，且活塞主体203前端套设密封圈204，气缸主体202在活塞主体203外设有防尘圈205，所述气缸主体202顶端两侧分别设有所述进气阀206及排气阀207，所述进气阀206均连通所述第二空气滤清器19，所述排气阀207分别连通高压储气罐1和低压储气罐3。
[0057] 在本实例中，所述减震器201共有四支，且减震器201的排气阀207均与高压储气罐1以及低压储气罐3的进气管道连通，所述高压储气罐1及低压储气罐3的进气管道在各减震器201的排气阀207连通入口处，分别安装电磁单向阀7，由该电磁单向阀7控制各减震器201的排气阀207与高压储气罐1及低压储气罐3进气管道的通、断状态。
[0058] 本实例中，当高压储气罐1储存的气源达到额定目标压力值时，高压储气罐1进气管道入口处的电磁单向阀7处于关闭状态，低压储气罐3进气管道入口处的电磁单向阀7处于开启状态，四支新型减震器201生产的压缩气源，经过该
电磁阀单向阀，将气源压入低压储气罐3进行储存或补充。当低压储气罐3储存的气源达到额定目标压力值时，低压储气罐3进气管道入口处的电磁单向阀7处于关闭状态，高压储气罐1进气管道入口处的电磁单向阀7处于开启状态，四支新型减震器201生产的压缩气源，经过该电磁阀，将气源压入高压储气罐1进行储存或补充。
[0059] 整个减震器201系统地由车辆控制器6进行智能控制，根据高压罐压力传感器23和低压罐压力传感器24传递的信号，进行智能分配；高压不足时，低压进气管道上的电磁单向阀7关闭，高压进气管道上的电磁单向阀7智能开启，该系统给高压储气罐1进行补充；低压不足时，高压进气管道上的电磁单向阀7关闭，低压进气管道上的电磁单向阀7智能开启，该系统给低压储气罐3进行补充；
[0060] 这是利用该种减震器201来生产气源的结构工作原理，充分利用了减震器201在汽车减震过程中产生的能量。
[0061] 基于上述的各个实施例所说明的增压无迟滞的新型汽车发动机系统均可通过设定恒压储气罐的额定气压，可以实现不同的发动机输出功率版本供市场选择，并且将该增压无迟滞的发动机系统应用于带有涡轮废气发电装置的混动车型中时，利用发动机机系统的高压、低压储气罐的增压功能能够明显增强涡轮废气发电装置的电量，从而为汽车带来更多的续航里程，当电量耗尽后，再用发动机系统提供动力，发动机系统提供动力的同时，涡轮废气发电装置也在补充和储存电量，因此，将本发明的增压无迟滞的新型汽车发动机系统用于带有涡轮废气发电装置的混动车型时，能带来更佳的适用效果。
[0062] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的
权利要求范围内。
