[发明专利]一种适用于海拔切换的柴油机性能恢复装置及其应用

说明书

本发明涉及一种适用于海拔切换的柴油机性能恢复装置及其应用，装置包括柴油机、补气单元以及与补气单元电连接的控制单元，柴油机上设有进气组件及排气组件，补气单元与进气组件相连通；在柴油机工作环境由低海拔切换至高海拔情况下出现功率或扭矩不足时，启动补气单元，为柴油机补气。与现有技术相比，本发明能够在不改变柴油机结构参数的条件下实现对其高海拔地区运行性能的补偿，在对柴油机高海拔地区运行性能补偿的同时不会产生新的性能损失等副作用，且对柴油机高海拔地区运行性能补偿对柴油机工况没有特殊要求。

技术领域

本发明涉及动力工程领域，尤其是涉及一种适用于海拔切换的柴油机性能恢复装置及其应用。

背景技术

柴油机作为现代社会中重要的交通运输和动力输出机械，在各工业领域均有着广泛的应用，而我国国土广袤，地形复杂，分布着诸多高海拔的高原地区。因此，无论是动力机械还是载运工具，都可能面对由低海拔地区转向高海拔地区工作的情况。而在高海拔地区，由于气压降低，空气密度下降，导致继续运行在原有配置下的柴油机出现性能损失。

对于在高海拔地区运行的柴油机的性能补偿，有多种实现方式。一方面可以改进进气道、配气相位、燃烧室形状、压缩比等柴油机设计参数，重新针对高海拔运行环境进行设计。然而此类方法无法解决同一柴油机从低海拔地区切换至高海拔地区运行的性能补偿问题。另一方面则是可以通过改变柴油机增压器增压比和增压级数，增大实际进入气缸的空气密度，此种方法的增压动能来源于废气中的动能或柴油机本身的动能，而废气增压对柴油机工况有所要求，机械增压则需要额外消耗柴油机自身的动能，改造成本较高且难以实现无副作用的性能恢复。

因此，开发出一种能够对柴油机本身性能无副作用，同时不需要改变柴油机结构参数的高海拔性能恢复装置，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够改善高海拔地区柴油机的进气条件，使之恢复到低海拔地区水平，以改善柴油机在高海拔地区运行性能损失的适用于海拔切换的柴油机性能恢复装置及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于海拔切换的柴油机性能恢复装置，包括柴油机、补气单元以及与补气单元电连接的控制单元，所述的柴油机上设有进气组件及排气组件，所述的补气单元与进气组件相连通。当柴油机在高海拔环境工作出现功率或扭矩不足时，控制单元会检测到柴油机内气压不足，进而调节补气单元向柴油机中补气，实现柴油机在高海拔时的性能恢复。

进一步地，所述的进气组件包括进气管及进气歧管，所述的进气管通过进气歧管与柴油机相连通；所述的排气组件包括排气管及排气歧管，所述的排气管通过排气歧管与柴油机相连通。

进一步地，所述的补气单元包括补气瓶以及设置在补气瓶与进气组件之间的补气管，所述的补气管上设有补气控制阀。补气管和进气组件的连接处可以设置在进气管上、进气歧管上或柴油机的增压器前/后。

进一步地，所述的补气单元还包括电加热片，所述的电加热片设置在补气管上。补气瓶通过补气管依次将补气控制阀和电加热片连接到进气组件上。

进一步地，所述的补气瓶内设有压缩气体，所述的压缩气体包括空气、O₂或N₂O的一种或多种，可在高原地区加油站等地实现加注和替换。压缩气体为高压、高密度气体，通过电加热片加热后进入到进气组件内，进而进入到柴油机中。

进一步地，所述的控制单元包括设置在进气组件上的压力传感器以及分别与压力传感器、补气控制阀电连接的行车电脑(ECU)。

优选地，所述的压力传感器设置在进气组件的进气歧管上，压力传感器的测量点在补气管和进气管的连接处与柴油机之间。