[发明专利]一种发动机、涡轮增压器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种发动机、涡轮增压器及其控制方法，该涡轮增压器包括：涡壳喉管，设有沿进气方向横截面逐渐缩小的进气通道；伸缩隔件，所述伸缩隔件沿进气方向可伸缩地设置在所述进气通道内、且将所述进气通道分隔为第一半通道和第二半通道；用于控制所述伸缩隔板伸缩的控制装置。如此设置，本发明提供的发动机的涡轮增压器，其一方面能够解决低速下涡轮迟滞的问题，另一方面能够解决高速下叶轮转速不稳的问题。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种发动机、涡轮增压器及其控制方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，涡轮增压技术已日趋成熟并在汽车领域得到了广泛应用，涡轮增压技术主要利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸，通过压缩空气来增加发动机进气量，提高燃料燃烧效率从而使提高发动机扭矩功率，其进气压缩能力直接影响到发动机的整机性能。

废气涡轮增压器对发动机进气增压主要有两种方式，即定压增压和脉冲增压。

请参考图1和图2，图1为现有技术中定压增压系统示意图，图2为现有技术中定压增压式涡轮增压器示意图。定压增压是指排气管道涡轮前的压力几乎是恒定不变的，尽管各个气缸是交替排气的，但由于脉冲叠加和排气管的稳压作用，涡轮入口处的压力几乎是不变的，在高转速工况下利用恒压的高速大流量气体推动涡轮工作。该种增压方式，在全负荷状态下时排气能量非常可观，但当发动机转速较低时，排气能量却非常小，此时涡轮增压器就会由于驱动力不足而无法达到工作转速，这样造成的结果就是，在低转速时，涡轮增压器并不能发挥作用，这时候涡轮增压发动机的动力表现甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是“涡轮迟滞”现象。

请参考图3和图4，图3为现有技术中脉冲增压系统示意图，图4为现有技术中脉冲增压式涡轮增压器示意图。脉冲增压是通过各个气缸不同时刻地排出废气而形成脉冲，涡轮前的压力是发生变化的，压力波以脉冲的方式驱动涡轮。

以四缸发动机为例，如图3中所示，四个气缸的排气歧管分别为第一排气歧管1、第二排气歧管2、第三排气歧管3和第四排气歧管4，脉冲增压式涡轮增压器将点火相邻两个气缸排气管道两两分开，第一排气歧管1和第四排气歧管4一组、第二排气歧管2和第三排气歧管3一组，这样当第三气缸完成做功进行排气时，第一气缸是进入进气行程，由于第一气缸和第三气缸的排气歧管不相连，因此第三气缸的排气不会影响第一气缸的进气效果(其它同理)，这样点火相邻的两个缸的进排气不受干涉影响，能提高各个气缸的进排气量，从而有效提高发动机的效率。当发动机负荷改变时，排气温度和压力的变化可以很快传递到涡轮机，并由涡轮直接反映到压气机，从而使增压器较快响应发动机负荷的变化，这样就能较好地改善发动机的加速特性和扭矩特性，脉冲增压特别是在转速较低时可实现涡轮增压器的快速响应特性，因为这个时候的脉冲最强，而在定压增压模式下的涡轮前后压力差比较小。但该种结构在高温气体反复冲击下散热不良较易发生开裂情况，材料选用要求高且造价高昂，不易维护，且在高速工况下会出现涡前脉冲效应明显，高温气体压力不稳定的情况，进而造成叶轮转速不稳定，整车驾驶性不良的情况。

因此，如何能够同时解决现有技术中的低速下涡轮增压器涡轮迟滞的问题和高速下叶轮转速不稳的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发动机的涡轮增压器，其一方面能够解决低速下涡轮迟滞的问题，另一方面能够解决高速下叶轮转速不稳的问题。本发明的目的还在于提供一种包括上述涡轮增压器的发动机和上述涡轮增压器的控制方法。

本发明提供的一种发动机的涡轮增压器，包括：

涡壳喉管，设有沿进气方向横截面逐渐缩小的进气通道；

伸缩隔件，所述伸缩隔件沿进气方向可伸缩地设置在所述进气通道内、且将所述进气通道分隔为第一半通道和第二半通道；

用于控制所述伸缩隔板伸缩的控制装置。