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可变 喷嘴截面 涡轮 增压器保护装置

阅读：236发布：2023-01-12

专利汇可以提供可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置，用于防止涡轮增压器超速运转。其技术方案是：它由环境压力传感器、空气滤清器出口压力传感器、可变喷嘴截面装置控制系统和发动机电子控制单元构成，所述环境压力传感器和空气滤清器出口压力传感器接发动机电子控制单元的输入接口，所述可变喷嘴截面装置控制系统的输入端接发动机电子控制单元的输出端口，输出端控制可变喷嘴截面装置。本实用新型体积小、重量轻、成本低、易于布置而且控制简单，能够有效防止增压器出现超速现象，避免涡轮增压器过早损坏或磨损。，下面是可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置，其特征是，它由环境压力传感器(7)、空气滤清器出口压力传感器(16)、可变喷嘴截面装置控制系统(15)和发动机电子控制单元(ECU)构成，所述环境压力传感器(7)和空气滤清器出口压力传感器(16)接发动机电子控制单元(ECU)的输入接口，所述可变喷嘴截面装置控制系统(15)的输入端接发动机电子控制单元(ECU)的输出端口，输出端控制可变喷嘴截面装置(14)。
2.根据权利要求1所述可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置，其特征是，所述空气滤清器出口压力传感器(16)安装在空气滤清器(11)与压气机进气管(10)的连接处。
3.根据权利要求1或2所述可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置，其特征是，所述环境压力传感器(7)安装在发动机电子控制单元(ECU)的外壳上。

说明书全文

可变喷嘴截面 涡轮 增压器保护装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种能够防止可变喷嘴截面涡轮增压器超速运转的装置，属发动机技术领域。

背景技术

[0002] 增压器是一种用于提高发动机输出功率的装置，主要由涡轮机和压气机组成。从发动机中排出的废气驱动涡轮机旋转，涡轮机驱动与其同轴连接的压气机旋转，压气机将从空气滤清器中吸入的新鲜空气加压后送入发动机进气管，通过对发动机进气的增压，达到提高发动机功率的目的。

[0003] 可变喷嘴截面涡轮增压器是常用增压器中的一种，其特点是在废气涡轮入口处装有可变喷嘴，利用执行机构转动喷管叶片可以改变喷嘴的开度，进而改变涡轮机和压气机的转速。

[0004] 为了防止涡轮增压器因发动机增压需要而超速运转，导致涡轮增压器过早损坏或磨损，涡轮增压器一般都采取了限速措施。现有的限速方法主要有以下几种：

[0005] 一、采用两个涡轮增压器进行增压，这种增压装置的缺点是体积比较大。

[0006] 二、在发动机上安装排气再循环(EGR)系统，使发动机在高转速高负荷时废气的一部分回流到进气侧。废气再循环(EGR)系统的构成和控制比较复杂，占用空间多，与发动机匹配时涉及到电控系统、冷却系统、润滑系统等多方面因素，线束和管路的布置复杂，不利于发动机在整车上的布置，也增加了发动机的重量。

[0007] 三、在涡轮增压器上设置转速传感器，ECU通过反馈信号控制涡轮增压器的转速。由于高温高压环境和复杂工况，这种装置的可靠性和普及性不高。

[0008] 四、通过检测发动机的运行参数，控制发动机的燃料供给系统，进而控制增压器的转速。这种方法的不足之处是控制系统复杂，增加了发动机标定的工作难度。

[0009] 此外，以上各种方案均存在成本较高的弊病。实用新型内容

[0010] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种体积小、重量轻、成本低、易于布置且控制简单的可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置。

[0011] 本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的：

[0012] 一种可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置，由环境压力传感器、空气滤清器出口压力传感器、可变喷嘴截面装置控制系统和发动机电子控制单元构成，所述环境压力传感器和空气滤清器出口压力传感器接发动机电子控制单元的输入接口，所述可变喷嘴截面装置控制系统的输入端接发动机电子控制单元的输出端口，输出端控制可变喷嘴截面装置。

[0013] 上述可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置，所述空气滤清器出口压力传感器安装在空气滤清器与压气机进气管的连接处。

[0014] 上述可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置，所述环境压力传感器安装在发动机电子控制单元的外壳上。

[0015] 本实用新型利用空气滤清器出口压力传感器和环境压力传感器采集压气机进气管气压和环境气压，发动机电子控制单元根据二者的差值来对可变喷嘴截面装置进行控制，防止可变喷嘴截面涡轮增压器超速运转。本装置体积小、重量轻、成本低、易于布置而且控制简单，能够有效防止增压器出现超速现象，避免涡轮增压器过早损坏或磨损。附图说明

[0016] 下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

[0017] 图1是本实用新型的原理图。

[0018] 图中各标号为：1、可变喷嘴截面涡轮增压系统；2、发动机；3、发动机进气管；4、进气歧管；5、排气歧管；6、排气管；7、环境压力传感器；8、涡轮机；9、压气机；10、压气机进气管；11、空气滤清器；12、涡轮机排气管；13、中冷器；14、可变喷嘴截面装置；15、可变喷嘴截面装置控制系统；16、空气滤清器出口压力传感器；ECU、发动机电子控制单元。

具体实施方式

[0019] 涡轮增压器超速原因分析：外界新鲜空气通过新的空气滤清器时，压力会有一定程度的下降，空气滤清器出口压力小于外界环境压力。随着空气滤清器使用时间的延长，空气滤清器出口压力与外界新鲜空气压力的差会逐渐增大，导致在相同的增压压力下，进入发动机气缸的新鲜空气会逐渐减少，为保证发动机在高速全负荷时的进气需要，发动机电子控制单元(ECU)会输出控制信号，使增压器加大增压压力，这时往往会出现涡轮增压器超速现象，导致涡轮增压器过早损坏或磨损。

[0020] 参看图1，发动机进气管3从外部环境中吸收新鲜空气，进气歧管4将发动机进气管3吸收来的新鲜空气分别送入发动机2各气缸，排气歧管5将发动机2燃烧后的废气集中到一起后，经排气管6排出。

[0021] 仍参看图1，虚线框内为可变喷嘴截面涡轮增压系统1，该系统包括：由涡轮机8和压气机9构成的可变喷嘴截面涡轮增压器，涡轮机8安装于排气管6端部，从发动机
2中排出的废气驱动涡轮机8中的叶轮高速旋转；压气机9通过压气机进气管10从空气滤清器11中吸入新鲜空气，并在与其同轴连接的涡轮机8的驱动下将新鲜空气送入发动机2，实现对发动机2的增压。此外还包括把废气从涡轮机8中引到外部环境的涡轮机排气管12、对压气机9中引出的增压空气进行冷却的中冷器13、用于调节涡轮机8入口处废气流量的可变喷嘴截面装置14、以及可变喷嘴截面装置控制系统15。

[0022] 本可变喷嘴截面涡轮增压器保护装置包括：发动机电子控制单元ECU、环境压力传感器7、空气滤清器出口压力传感器16，环境压力传感器7单独布置或集成在发动机电子控制单元ECU上，其信号反馈给发动机电子控制单元ECU；空气滤清器出口压力传感器16布置在空气滤清器11和压气机9之间，用于测量新鲜空气通过空气滤清器11后的压力，其信号反馈给发动机电子控制单元ECU。

[0023] 本实用新型的工作原理：发动机电子控制单元ECU将从环境压力传感器7反馈回的外界环境压力信号与空气滤清器出口压力传感器16反馈回的新鲜空气通过空气滤清器11后的压力信号进行对比，得出空气滤清器11的压降数值，再与发动机电子控制单元ECU中预存的空气滤清器11压降极限数值相比较，当压降数值低于极限数值时，发动机电子控制单元ECU发出信号，通过可变喷嘴截面装置控制系统15控制可变喷嘴截面装置14，控制可变喷嘴截面涡轮增压器在允许的范围内增加增压压力；当压降数值与发动机电子控制单元ECU中预存的空气滤清器11压降极限数值相同时，发动机电子控制单元ECU发出截止信号，通过可变喷嘴截面装置控制系统15控制可变喷嘴截面装置14，使可变喷嘴截面涡轮增压器不再因发动机在高速全负荷时的进气需要而增加增压压力，达到保护可变喷嘴截面涡轮增压器的目的。

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