涡轮增压器系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103912364 A (43)申请公布日 2014.07.09 CN 103912364 A (21)申请号 201310589297.5 (22)申请日 2013.11.20 10-2012-0158626 2012.12.31 KR F02B 37/00(2006.01) F02D 41/02(2006.01) (71)申请人 现代自动车株式会社 地址 韩国首尔 申请人 扭力士有限公司 (72)发明人 廉基台 梁在植 金成原 黄泰元 李弘永 (74)专利代理机构 北京戈程知识产权代理有限 公司 11314 代理人 程伟 王锦阳 (54) 发明名称 涡轮增压器系统。

2、 (57) 摘要 一种涡轮增压器系统， 包括 ： 压缩机， 中间冷 却器和节流阀， 分支管线， 断流阀以及发动机控制 单元， 其中， 所述压缩机通过旋转轴与通过排放气 体操作的涡轮机连接， 并且压缩外部气体并将外 部气体供应至发动机的燃烧室 ； 所述中间冷却器 和所述节流阀设置在将所述压缩机与所述发动机 的燃烧室连接的进气管线内 ； 所述分支管线将在 所述压缩机和所述中间冷却器之间的进气管线与 在所述中间冷却器和所述节流阀之间的进气管线 连接 ； 所述断流阀设置在所述分支管线内， 以选 择性地打开 / 关闭所述分支管线 ； 所述发动机控 制单元控制所述断流阀的操作。 (30)优先权数据 (51。

3、)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103912364 A CN 103912364 A 1/2 页 2 1. 一种涡轮增压器系统， 包括 ： 压缩机， 所述压缩机通过旋转轴与通过排放气体操作的涡轮机连接， 并且压缩外部气 体并将外部气体供应至发动机的燃烧室 ； 中间冷却器和节流阀， 所述中间冷却器和所述节流阀设置在将所述压缩机与所述发动 机的燃烧室连接的进气管线内 ； 分支管线， 所述分支管线将在所述压缩机和所述中间冷却器之间的进气管线与。

4、在所述 中间冷却器和所述节流阀之间的进气管线连接 ； 断流阀， 所述断流阀设置在所述分支管线内， 以选择性地打开 / 关闭所述分支管线 ； 以 及 发动机控制单元， 所述发动机控制单元控制所述断流阀的操作。 2. 根据权利要求 1 所述的涡轮增压器系统， 其中所述断流阀为响应于控制信号而打开 和关闭的电子电磁阀。 3. 根据权利要求 1 所述的涡轮增压器系统， 其中在车辆突然加速时， 所述发动机控制 单元打开所述断流阀， 使得从所述压缩机供应的压缩的空气被直接地供应至比所述节流阀 更远的上游侧， 而不通过所述中间冷却器。 4. 根据权利要求 1 所述的涡轮增压器系统， 其中在所述发动机处于停止。

5、时， 所述发动 机控制单元通过打开所述断流阀而将由于在比所述节流阀更远的上游侧处的压缩的空气 造成的过度供应的压力移除至比所述中间冷却器更远的上游侧。 5. 一种涡轮增压器系统， 包括 ： 压缩机， 所述压缩机通过旋转轴与通过排放气体操作的涡轮机连接， 并且压缩外部气 体并将外部气体供应至发动机的燃烧室 ； 中间冷却器和节流阀， 所述中间冷却器和所述节流阀设置在将所述压缩机与所述发动 机的燃烧室连接的进气管线内 ； 分支管线， 所述分支管线将在所述压缩机和所述中间冷却器之间的进气管线的一侧与 在所述中间冷却器和所述节流阀之间的进气管线的另一侧连接 ； 断流阀， 所述断流阀设置在所述分支管线内，。

6、 以选择性地打开 / 关闭所述分支管线 ； 以 及 发动机控制单元， 所述发动机控制单元控制所述断流阀的操作， 其中在车辆突然加速中， 所述发动机控制单元打开所述断流阀， 使得从所述压缩机供 应的压缩的空气被直接地供应至比所述节流阀更远的上游侧， 而不通过所述中间冷却器。 6. 根据权利要求 5 所述的涡轮增压器系统， 其中所述断流阀为响应于控制信号而打开 和关闭的电子电磁阀。 7. 根据权利要求 5 所述的涡轮增压器系统， 其中在所述发动机处于停止时， 所述发动 机控制单元通过打开所述断流阀而将由于在比所述节流阀更远的上游侧处的压缩的空气 造成的过度供应的压力旁路至比所述中间冷却器更远的上游。

7、侧。 8. 一种涡轮增压器系统， 包括 ： 压缩机， 所述压缩机通过旋转轴与通过排放气体操作的涡轮机连接， 并且压缩外部气 体并将外部气体供应至发动机的燃烧室 ； 进气管道， 所述进气管道与所述压缩机连接以便吸入外部空气 ； 权 利 要 求 书 CN 103912364 A 2 2/2 页 3 中间冷却器和节流阀， 所述中间冷却器和所述节流阀在将所述压缩机与所述发动机的 燃烧室连接的进气管线中 ； 分支管线， 所述分支管线将所述进气管道与在所述中间冷却器和所述节流阀之间的进 气管线连接 ； 断流阀， 在所述分支管线内的所述断流阀用于选择性地打开 / 关闭所述分支管线 ； 以 及 发动机控制单元。

8、， 所述发动机控制单元控制所述断流阀的操作。 9. 根据权利要求 8 所述的涡轮增压器系统， 其中所述断流阀为响应于控制信号而打开 和关闭的电子电磁阀。 10. 根据权利要求 8 所述的涡轮增压器系统， 其中在车辆突然加速中， 所述发动机控制 单元打开所述断流阀， 使得新鲜空气从所述进气管道被直接地供应至比所述节流阀更远的 上游侧， 而不通过所述中间冷却器。 11. 根据权利要求 8 所述的涡轮增压器系统， 其中所述发动机控制单元通过打开所述 断流阀而将由于在比所述节流阀更远的上游侧处的压缩的空气造成的过度供应的压力移 除至所述进气管道。 权 利 要 求 书 CN 103912364 A 3 。

9、1/4 页 4 涡轮增压器系统 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求 2012 年 12 月 31 日提交的韩国专利申请第 10-2012-0158626 号的优 先权， 该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。 技术领域 0003 本发明涉及一种涡轮增压器系统。 更具体而言， 本发明涉及一种涡轮增压器系统， 其能够在车辆突然加速时， 补偿由于节流阀的突然打开而造成的在比节流阀更远的上游侧 的增压压力的突然下降。 背景技术 0004 通常地， 涡轮增压器为使用来自发动机的排放气体的压力转动涡轮机并接着通过 使用涡轮机的扭矩将高压空气供应至燃烧室来提高发动机的输出的设备。。

10、 0005 已经通过涡轮增压器的压缩的空气通过在进气管线内的中间冷却器被冷却， 并且 接着通过节流阀被供应至发动机的燃烧室内。 0006 图 1 为根据相关技术的涡轮增压器系统的示意图。 0007 参照图 1， 在普通的涡轮增压器系统中， 在运行时， 涡轮机 22 通过来自排气歧管 5 的经由排气管道 7 排出的排放气体而被转动， 通过旋转轴 23 与涡轮机 22 连接的压缩机 21 通过进气管道 9 吸入并压缩外部空气， 使得压缩的空气通过进气管线 1 而被供应至发动机 30 的燃烧室 31 内。 0008 供应的空气通过在进气管线 1 内的中间冷却器 3 而被冷却， 并且通过节流阀 10 。

11、被 供应至发动机 30 的燃烧室 31 内。 0009 然而， 相关技术的涡轮增压器系统 20 具有的问题在于， 在车辆的突然加速中， 由 于控制被供应至燃烧室 31 内的空气的量的节流阀 10 的突然打开， 增压滞后通过在比节流 阀 10 更远的上游侧的增压压力的突然下降而产生。 0010 公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解， 而不应 当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。 发明内容 0011 本发明的各个方面提供了一种涡轮增压器系统， 其具有的优点在于能够补偿由于 节流阀的突然打开而在比节流阀更远的上游侧处造成的增压压力的。

12、下降。 0012 本发明的各个方面提供了一种具有压缩机的涡轮增压器系统， 所述压缩机通过旋 转轴与通过排放气体操作的涡轮机连接， 并且压缩外部气体并将外部气体供应至发动机的 燃烧室。所述涡轮增压器系统可以包括 ： 中间冷却器和节流阀， 分支管线， 断流阀以及发动 机控制单元， 其中， 所述中间冷却器和所述节流阀设置在将所述压缩机与所述发动机的燃 烧室连接的进气管线内 ； 所述分支管线将在所述压缩机和所述中间冷却器之间的进气管线 与在所述中间冷却器和所述节流阀之间的进气管线连接 ； 所述断流阀设置在所述分支管线 说 明 书 CN 103912364 A 4 2/4 页 5 内， 以选择性地打开 。

13、/ 关闭所述分支管线 ； 所述发动机控制单元控制所述断流阀的操作。 0013 所述断流阀可以为响应于控制信号而打开 / 关闭的电子电磁阀。 0014 在车辆突然加速中， 所述发动机控制单元可以打开所述断流阀， 使得从所述压缩 机供应的压缩的空气被直接地供应至比节流阀更远的上游侧， 而不通过所述中间冷却器。 0015 在所述发动机处于停止时， 所述发动机控制单元可以通过打开所述断流阀将由于 在比所述节流阀更远的上游侧处的压缩的空气造成的过度供应的压力移除至比所述中间 冷却器更远的上游侧。 0016 本发明的各个方面提供了一种具有压缩机的涡轮增压器系统， 所述压缩机通过旋 转轴与通过排放气体操作的。

14、涡轮机连接， 并且压缩外部气体并将外部气体供应至发动机的 燃烧室。 所述涡轮增压器系统可以包括 ： 中间冷却器和节流阀， 所述中间冷却器和所述节流 阀设置在将所述压缩机与所述发动机的燃烧室连接的进气管线内 ； 分支管线， 所述分支管 线将在所述压缩机和所述中间冷却器之间的进气管线的一侧与在所述中间冷却器和所述 节流阀之间的进气管线的另一侧连接 ； 断流阀， 所述断流阀设置在所述分支管线内， 以选择 性地打开 / 关闭所述分支管线 ； 以及发动机控制单元， 所述发动机控制单元控制所述断流 阀的操作， 其中在车辆突然加速中， 所述发动机控制单元可以打开所述断流阀， 使得从所述 压缩机供应的压缩的空。

15、气被直接地供应至比节流阀更远的上游侧， 而不通过所述中间冷却 器。 0017 所述断流阀可以为响应于控制信号而打开 / 关闭的电子电磁阀。 0018 在所述发动机处于停止时， 所述发动机控制单元可以通过打开所述断流阀而将由 于在比所述节流阀更远的上游侧处的压缩的空气造成的过度供应的压力旁路至比所述中 间冷却器更远的上游侧。 0019 所述涡轮增压器系统具有压缩机， 所述压缩机通过旋转轴与通过排放气体操作的 涡轮机连接， 并且压缩外部气体并将外部气体供应至发动机的燃烧室。 0020 所述涡轮增压器系统可以包括 ： 进气管道， 中间冷却器和节流阀， 分支管线， 断流 阀以及发动机控制单元， 其中，。

16、 所述进气管道与所述压缩机连接以便吸入外部空气 ； 所述中 间冷却器和所述节流阀在将所述压缩机与所述发动机的燃烧室连接的进气管线中 ； 所述分 支管线将所述进气管道与在所述中间冷却器和所述节流阀之间的所述进气管线连接 ； 在所 述分支管线内的所述断流阀用于选择性地打开 / 关闭所述分支管线 ； 所述发动机控制单元 控制所述断流阀的操作。 0021 所述断流阀可以为响应于控制信号而打开 / 关闭的电子电磁阀。 0022 在车辆突然加速中， 所述发动机控制单元可以打开所述断流阀， 使得新鲜空气从 所述进气管道被直接地供应至比所述节流阀更远的上游侧， 而不通过所述中间冷却器。 0023 所述发动机控。

17、制单元可以通过打开所述断流阀而将由于在比所述节流阀更远的 上游侧处的压缩的空气造成的过度供应的压力移除至所述进气管道。 0024 本发明的方法和装置具有其他的特性和优点， 这些特性和优点从并入本文中的附 图和随后的具体实施方式中将是显而易见的， 或者将在并入本文中的附图和随后的具体实 施方式中进行详细陈述， 这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。 附图说明 说 明 书 CN 103912364 A 5 3/4 页 6 0025 图 1 为根据相关技术的涡轮增压器系统的示意图。 0026 图 2 为根据本发明的示例性涡轮增压器系统的示意图。 0027 图 3 为根据本发明的示例性涡。

18、轮增压器系统的示意图。 具体实施方式 0028 现在将具体参考本发明的各个实施方案， 在附图中和以下的描述中示出了这些实 施方案的实例。 虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述， 但是应当了解， 本说明书并 非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反， 本发明旨在不但覆盖这些示例性实施 方案， 而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替 换、 修改、 等效形式以及其它实施方案。 0029 为了便于描述， 选择性地提供了在附图中示出的配置的尺寸和厚度， 使得本发明 并不限定于附图中所示的并且厚度被夸大从而使一些部件和区域清楚。 0030 在根据本发明的各个实施方。

19、案的配置的详细描述中， 为了更好的理解并便于描 述， 将相同的附图标记赋予相关技术的相同零件。 0031 图 2 为根据本发明的各个实施方案的涡轮增压器系统的示意图。 0032 参照图2， 根据本发明的各个实施方案的涡轮增压器系统20包括涡轮机22和压缩 机 21， 其中， 涡轮机 22 通过来自排气歧管 5 的经由排气管道 7 排出的排放气体而被转动 ； 通过旋转轴 23 与涡轮机 22 连接的压缩机 21 通过进气管道 9 吸入并压缩外部空气， 并将压 缩的空气通过进气管线 1 而被供应至发动机 30 的燃烧室 31 内。 0033 供应的空气通过在进气管线 1 内的中间冷却器 3 而被冷。

20、却， 并且通过节流阀 10 被 供应至发动机 30 的燃烧室 31 内。 0034 在根据本发明的各个实施方案的涡轮增压器系统 20 中， 将连接压缩机 21 和中间 冷却器 3 连接的进气管线 1 与连接中间冷却器 3 和节流阀 10 连接的进气管线 1 通过分支 管线 BL 连接。 0035 控制分支管线 BL 的断流阀 V 设置在分支管线 BL 内。 0036 可以为响应于控制信号而被打开/关闭的电子电磁阀的断流阀V控制分支管线的 打开 / 关闭。 0037 加速踏板传感器 （APS） 40 测量加速器踏板的操作并且输出对应的信号， 并且 ECU50 响应于来自 APS40 的信号控制节。

21、流阀 10 和断流阀 V 的操作。 0038 在具有上述配置的涡轮增压器系统 20 中， 在车辆的突然加速中， ECU50 允许供应 自压缩机 21 的压缩的空气从压缩机 21 被直接地供应至比节流阀 10 更远的上游侧， 而不必 通过打开断流阀 V 而经过中间冷却器 3。 0039 因此， 即使在车辆的突然加速中， 由于节流阀10的突然打开而在比节流阀10更远 的上游侧处造成增压压力的突然下降， 下降也会被补偿。 0040 也即， 由于节流阀的突然打开而造成在比节流阀 10 更远的上游侧处的进气压力 的减少被补偿， 使得在相关技术中产生的增压滞后被防止。 0041 此外， 在根据本发明的各个。

22、实施方案的涡轮增压器系统 20 中， 当发动机处于停止 时， ECU50 打开断流阀 V （类似于现有的再循环阀 （RCV） ） ， 并且将由于在比节流阀 10 更远的 上游侧处的压缩的空气而造成的过度供应的压力 （过充气压力） 旁路至比中间冷却器3更远 说 明 书 CN 103912364 A 6 4/4 页 7 的上游侧， 使得在发动机被重启时， 能够防止由于剩余的过度供应的压力而造成的喘振。 0042 发动机控制单元 （ECU） 使用加速器踏板位置传感器而能够响应于车辆的速度信号 控制节流阀 10， 并且 ECU 的操作和配置对本领域的技术人员是公知的， 并且因此没有提供 详细的说明。 。

23、0043 图 3 为根据本发明的各个实施方案的涡轮增压器系统的示意图。在图 3 中显示的 根据本发明的各个实施方案的涡轮增压器系统的描述中， 为了便于说明， 与在图 2 中显示 的根据本发明的各个实施方案的涡轮增压器系统的零件相同的零件被赋予相同的附图标 记。此外， 在图 3 中显示的根据本发明的各个实施方案的涡轮增压器系统的描述中， 为了便 于说明， 对相同的配置和操作不进行描述。 0044 参照图 3， 根据本发明的各个实施方案的涡轮增压器系统包括进气管道 9、 分支管 线 BL、 断流阀 V 以及 ECU50， 其中， 与压缩机 21 连接的进气管道 9 用于吸入外部空气， 分支 管线 。

24、BL 将进气管道 9 与位于中间冷却器 3 和节流阀 10 之间的进气管线连接， 断流阀 V 设 置在分支管线 BL 内以选择性地打开 / 关闭分支管线 BL， ECU50 控制断流阀 V 的操作。 0045 ECU50在车辆突然加速中打开断流阀V， 以便新鲜的空气从进气管道9被直接地供 应至比节流阀 10 更远的上游侧， 而不通过中间冷却器 3。 0046 因此， 在车辆突然加速中， 即使在比节流阀 10 更远的上游侧处增压压力下降， 节 流阀 10 也会在临时打开时补偿下降， 使得它防止增压滞后。 0047 此外， 在发动机处于停止时， ECU50 通过打开断流阀 V 将由于在比节流阀 1。

25、0 更远 的上游侧处的压缩的空气造成的过度供应的压力移除至进气管道9。 因此， 可以阻止在重启 发动机中由于剩余的过度供应的压力造成的喘振冲击。 0048 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。 这些描述 并非想穷尽本发明， 或者将本发明限定为所公开的精确形式， 并且很显然， 根据上述教导， 可以进行很多改变和变化。 选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理 及其实际应用， 从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施 方案及其不同选择形式和修改形式。 本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式 所限定。 说 明 书 CN 103912364 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103912364 A 8 2/2 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103912364 A 9 。