發(fā)動機及其輔助增壓裝置、以及工程機械的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種發(fā)動機及其輔助增壓裝置、以及工程機械，其中，該發(fā)動機輔助增壓裝置包括：轉(zhuǎn)換裝置，與發(fā)動機的變速箱取力器連接，用于通過所述變速箱取力器收集能量并將收集的能量轉(zhuǎn)換為可存儲的能量形式；儲能裝置，與所述轉(zhuǎn)換裝置連接；控制裝置，與所述儲能裝置及所述發(fā)動機的電子控制單元連接；注壓裝置，與所述控制裝置及所述發(fā)動機的進氣管連接，用于將由所述轉(zhuǎn)換裝置收集的能量轉(zhuǎn)換得到的空氣壓力輸入到所述進氣管。因此，本實用新型能夠在發(fā)動機加速時輔助增壓，具有節(jié)能和輔助制動的作用。
【專利說明】發(fā)動機及其輔助增壓裝置、以及工程機械
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工程機械領域，特別涉及一種發(fā)動機及其輔助增壓裝置、以及工程機械。
【背景技術】
[0002]汽車起重機經(jīng)常行駛在工地、郊區(qū)等道路較差的環(huán)境行駛，剎車使用頻率較高，經(jīng)常使用剎車，會加速制動器的磨損。
[0003]目前，汽車起重機一般是采用排氣制動來實現(xiàn)輔助制動。排氣制動對發(fā)動機排量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速有一定的要求，其制動效率較低，而且對發(fā)動機有一定的損傷。由于汽車起重機自重較重，一般采用渦輪增壓發(fā)動機。但在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低的時候，增壓器增壓效果差，影響起重機的加速性能。一般可采用機械增壓的形式，彌補發(fā)動機低轉(zhuǎn)速區(qū)域的進氣增壓問題。但是，這種形式會消耗部分發(fā)動輸出功率，而且結(jié)構復雜。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實用新型提出一種發(fā)動機及其輔助增壓裝置，能夠在發(fā)動機加速時輔助增壓，具有節(jié)能和輔助制動的作用。同時，本實用新型還提出一種設置有該發(fā)動機及其輔助增壓裝置工程機械。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一方面，本實用新型提供了一種發(fā)動機輔助增壓裝置，該發(fā)動機輔助增壓裝置包括:轉(zhuǎn)換裝置，與發(fā)動機的變速箱取力器連接，用于通過所述變速箱取力器收集能量并將收集的能量轉(zhuǎn)換為可存儲的能量形式；儲能裝置，與所述轉(zhuǎn)換裝置連接；控制裝置，與所述儲能裝置及所述發(fā)動機的電子控制單元(ECU)連接；注壓裝置，與所述控制裝置及所述發(fā)動機的進氣管連接，用于將由所述轉(zhuǎn)換裝置收集的能量轉(zhuǎn)換得到的空氣壓力輸入到所述進氣管。
[0007]可選地，上述裝置中，所述可存儲的能量形式為通過壓縮空氣產(chǎn)生的氣體內(nèi)能；所述轉(zhuǎn)換裝置為打氣泵；所述儲能裝置為儲氣筒，所述儲氣筒配置有壓力控制器及干燥器；所述控制裝置為第一電磁閥；所述注壓裝置為由所述第一電磁閥控制的氣體輸入管道，其中，所述氣體輸入管道一端連接所述第一電磁閥，另一端連接所述進氣管。
[0008]可選地，上述裝置中，所述可存儲的能量形式為液壓能；所述轉(zhuǎn)換裝置為液壓泵；所述儲能裝置為蓄能器，所述蓄能器配置有壓力控制器及過濾器；所述控制裝置為第二電磁閥；所述注壓裝置為壓氣機。
[0009]進一步地，上述裝置中，所述壓氣機配置有液壓馬達，所述液壓馬達與所述第二電磁閥連接，由所述蓄能器驅(qū)動。
[0010]可選地，上述裝置中，所述可存儲的能量形式為電能；所述轉(zhuǎn)換裝置為發(fā)電機；所述儲能裝置為蓄電池；所述控制裝置為繼電器；所述注壓裝置為壓氣機。
[0011]進一步地，上述裝置中，所述壓氣機配置有電動機，所述電動機與所述繼電器連接，由所述蓄電池驅(qū)動。
[0012]進一步地，上述裝置中，所述變速箱取力器設置有取力開關。
[0013]進一步地，上述裝置中，所述ECU與所述發(fā)動機的加速控制裝置連接，并配置為在發(fā)動機加速過程中確定發(fā)動機的進氣壓力低于預設值時開啟所述控制裝置。
[0014]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有以下優(yōu)勢:
[0015]本實用新型的發(fā)動機輔助增壓裝置中，采用變速箱取力器獲得制動后的殘余動力驅(qū)動能量，利用回收的能量產(chǎn)生壓縮空氣，用于發(fā)動機加速時輔助增壓，從而改善發(fā)動機低轉(zhuǎn)速區(qū)域加速時的加速特性及燃油經(jīng)濟性，同時實現(xiàn)節(jié)能效果，起到能量回收和輔助制動的作用。
[0016]相應地，本實用新型還提供了一種發(fā)動機，該發(fā)動機設有上述任一種發(fā)動機輔助增壓裝置。由于上述任一種發(fā)動機輔助增壓裝置具有上述技術效果，因此，設有該發(fā)動機輔助增壓裝置的發(fā)動機也應具備相應的技術效果，茲不贅述。
[0017]同時，本實用新型還提供了 一種工程機械，該工程機械設有上述任一種發(fā)動機。由于上述任一種發(fā)動機具有上述技術效果，因此，設有該發(fā)動機的工程機械也應具備相應的技術效果，茲不贅述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1為本實用新型實施例一提供的發(fā)動機輔助增壓裝置的結(jié)構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例二提供的發(fā)動機輔助增壓裝置的結(jié)構示意圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例三提供的發(fā)動機輔助增壓裝置的結(jié)構示意圖。
[0022]附圖標記說明
[0023]Ia打氣泵
[0024]2a儲氣筒
[0025]3a第一電磁閥
[0026]Ib液壓泵
[0027]2b蓄能器
[0028]3b第二電磁閥
[0029]4b壓氣機
[0030]Ic發(fā)電機
[0031]2c蓄電池
[0032]3c繼電器
[0033]4c壓氣機
[0034]10發(fā)動機
[0035]20變速箱
[0036]30增壓器
[0037]40 中冷器[0038]50進氣管
[0039]60排氣管
[0040]70 '驅(qū)動橋
【具體實施方式】
[0041]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0042]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0043]本實用新型的基本思想在于:設計一種發(fā)動機輔助增壓裝置，利用輔助制動回收的能量，產(chǎn)生壓縮空氣，用于發(fā)動機加速時輔助增壓，改善發(fā)動機低轉(zhuǎn)速區(qū)域加速時的加速特性及燃油經(jīng)濟性，同時實現(xiàn)節(jié)能效果。
[0044]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的各優(yōu)選實施例作進一步說明:
[0045]實施例一
[0046]參照圖1，其示出了本實施例提出的發(fā)動機輔助增壓裝置的機構。本實施例從能量回收、能量儲存、能量再利用的角度考慮，設計出的發(fā)動機輔助增壓裝置包括:轉(zhuǎn)換裝置、儲能裝置、控制裝置及注壓裝置。
[0047]其中，轉(zhuǎn)換裝置連接于與發(fā)動機變速箱連接的取力器，轉(zhuǎn)換裝置通過所述取力器收集能量并將收集的能量轉(zhuǎn)換為可存儲的能量形式。儲能裝置與轉(zhuǎn)換裝置連接?？刂蒲b置與儲能裝置及發(fā)動機的電子控制單元(ECU)連接。注壓裝置與控制裝置及發(fā)動機的進氣管連接，用于將由轉(zhuǎn)換裝置收集的能量轉(zhuǎn)換得到的空氣壓力輸入到進氣管。
[0048]上述裝置中，變速箱取力器設置有取力開關，取力開關可由車輛的制動踏板觸發(fā)開啟。ECU可與所述發(fā)動機的加速控制裝置連接，在發(fā)動機加速過程中確定發(fā)動機的進氣壓力低于預設值時開啟所述控制裝置。
[0049]因此，本實施例可利用工程機械的殘余動力驅(qū)動能量產(chǎn)生空氣壓力。在制動開始后，將殘余的動力驅(qū)動能量回收并進行儲存，并通過控制裝置在發(fā)動機增壓器中的壓力低于預設值時，將儲存的能量轉(zhuǎn)換為壓縮空氣，輸入到發(fā)動機進氣管，用于改善發(fā)動機的加速性能。這里，回收能量的儲存可采用氣體內(nèi)能、液壓能或者電能等形式存儲，本實施例對此不作限制，任何便于存儲及轉(zhuǎn)換的能量形式均適用于本實施例。
[0050]例如，上述實施例中的可存儲的能量形式可以是:通過壓縮空氣產(chǎn)生的氣體內(nèi)能。此時:
[0051]轉(zhuǎn)換裝置為打氣泵Ia;
[0052]儲能裝置為儲氣筒2a，儲氣筒2a配置有壓力控制器及干燥器；
[0053]控制裝置為第一電磁閥3a ;
[0054]注壓裝置為由第一電磁閥3a控制的氣體輸入管道，其中，氣體輸入管道一端連接第一電磁閥3a,另一端連接進氣管50。
[0055]需要說明的是，如圖1所示，發(fā)動機10配置有變速箱20、增壓器30及其進氣管50、排氣管60，以及設置在氣體回路上的中冷器40。變速箱20與驅(qū)動橋70、取力器連接，取力器設置有取力開關，取力開關可由車輛的制動踏板觸發(fā)開啟。本實施例中，發(fā)動機的ECU與車輛的加速控制裝置(如加速踏板)連接，并配置為在確定發(fā)動機的進氣壓力低于預設值時開啟控制裝置。
[0056]如圖1所示，當對發(fā)動機10制動時，觸發(fā)取力器的取力開關打開，取力器開始工作，收集發(fā)動機的殘余動力驅(qū)動打氣泵la，產(chǎn)生的高壓氣體儲存于儲氣筒2a中。本實施例中，儲氣筒2a還配設有壓力控制器及干燥器等附屬裝置。其中，當儲氣筒2a的壓力達到預設壓力上限時，壓力控制器進行泄壓，并預警。干燥器用于吸收在氣體壓縮過程中產(chǎn)生的水分。
[0057]當發(fā)動機10在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下突然加速時，ECU判斷發(fā)動機10的進氣壓力是否低于預設值，在確定發(fā)動機10的進氣壓力低于預設值時，將第一電磁閥3a打開，向發(fā)動機10的進氣管補充高壓氣體，從而起到輔助增壓的作用，以提高發(fā)動機的響應速度，改善發(fā)動機的低速區(qū)經(jīng)濟特性。
[0058]需要指出的是，本實施例中，取力開關由制動踏板觸發(fā)，收集的殘余動力驅(qū)動能量驅(qū)動打氣泵la。其中，第一電磁閥3a的開閉由加速踏板和ECU中發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號聯(lián)合觸發(fā)。進一步來講，ECU檢測到加速踏板的加速信號后，判斷發(fā)動機的進氣壓力是否低于預設值，進氣壓力低于預設值時開啟第一電磁閥。在加速過程中，E⑶實時監(jiān)測發(fā)動機的進氣壓力，當發(fā)動機的進氣壓力不低于預設值時，不開啟或關閉第一電磁閥。
[0059]實施例二
[0060]與上述實施例一不同的是，實施例二中，可存儲的能量形式為液壓能。此時，如圖2所示:
[0061]轉(zhuǎn)換裝置為液壓泵Ib;
[0062]儲能裝置包括蓄能器2b，蓄能器2b配置有壓力控制器及過濾器；
[0063]控制裝置為第二電磁閥3b ；
[0064]注壓裝置為壓氣機4b。
[0065]其中，壓氣機4b配置有液壓馬達，液壓馬達與第二電磁閥3b連接，由蓄能器2b內(nèi)存儲的液壓能驅(qū)動。
[0066]如圖2所示，當對發(fā)動機10制動時，觸發(fā)取力器的取力開關打開，取力器開始工作，收集發(fā)動機的殘余動力驅(qū)動液壓泵lb，液壓泵Ib產(chǎn)生的高壓液壓能儲存于蓄能器2b中。本實施例中，蓄能器2b還配設有壓力控制器及過濾器等附屬裝置。其中，當蓄能器2b的壓力達到預設壓力上限時，壓力控制器進行泄壓，并預警。過濾器用于過濾儲能液體。
[0067]當發(fā)動機10在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下突然加速時，ECU判斷發(fā)動機10的進氣壓力是否低于預設值，在確定發(fā)動機10的進氣壓力低于預設值時，將第二電磁閥3b打開，蓄能器中儲存的液壓能驅(qū)動液壓馬達及其驅(qū)動的壓氣機4b產(chǎn)生高壓氣體，向發(fā)動機10的進氣管補充高壓氣體，從而起到輔助增壓的作用，以提高發(fā)動機的響應速度，改善發(fā)動機的低速區(qū)經(jīng)濟特性。
[0068]需要指出的是，本實施例中，取力開關由制動踏板觸發(fā)，收集的殘余動力驅(qū)動能量驅(qū)動液壓泵。其中，第二電磁閥的開閉由加速踏板和ECU中發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號聯(lián)合觸發(fā)。進一步來講，ECU檢測到加速踏板的加速信號后，判斷發(fā)動機的進氣壓力是否低于預設值，進氣壓力低于預設值時開啟第二電磁閥。在加速過程中，E⑶實時監(jiān)測發(fā)動機的進氣壓力，當發(fā)動機的進氣壓力不低于預設值時，不開啟或關閉第二電磁閥。
[0069]實施例三
[0070]與上述實施例一不同的是，實施例三中，可存儲的能量形式為電能。此時，如圖3所示:
[0071]轉(zhuǎn)換裝置為發(fā)電機Ic ；
[0072]儲能裝置為蓄電池2c ；
[0073]控制裝置為繼電器3c;
[0074]注壓裝置為壓氣機4c。
[0075]其中，壓氣機4c配置有電動機，電動機與繼電器3c連接，由蓄電池2c內(nèi)存儲的電能驅(qū)動。
[0076]如圖3所示，當對發(fā)動機10制動時，觸發(fā)取力器的取力開關打開，取力器開始工作，收集發(fā)動機的殘余動力驅(qū)動發(fā)電機lc，產(chǎn)生的電能儲存于蓄電池2c中。
[0077]當發(fā)動機10在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下突然加速時，ECU判斷發(fā)動機10的進氣壓力是否低于預設值，在確定發(fā)動機10的進氣壓力低于預設值時，將繼電器3c打開，蓄電池2c中的電能驅(qū)動電動機及其驅(qū)動的壓氣機4c產(chǎn)生高壓氣體，向發(fā)動機10的進氣管補充高壓氣體，從而起到輔助增壓的作用，以提高發(fā)動機的響應速度，改善發(fā)動機的低速區(qū)經(jīng)濟特性。
[0078]需要指出的是，本實施例中，取力開關由制動踏板觸發(fā)，收集的殘余動力驅(qū)動能量驅(qū)動發(fā)電機。其中，繼電器的開閉由加速踏板和ECU中發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號聯(lián)合觸發(fā)。進一步來講，ECU檢測到加速踏板的加速信號后，判斷發(fā)動機的進氣壓力是否低于預設值，進氣壓力低于預設值時開啟繼電器。在加速過程中，ECU實時監(jiān)測發(fā)動機的進氣壓力，當發(fā)動機的進氣壓力不低于預設值時，不開啟或關閉第二電磁閥。
[0079]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的上述各實施例具有如下的優(yōu)點:
[0080]發(fā)動機輔助增壓裝置，采用變速箱取力器獲得制動后的殘余動力驅(qū)動能量，利用回收的能量產(chǎn)生壓縮空氣，用于發(fā)動機加速時輔助增壓，從而改善發(fā)動機低轉(zhuǎn)速區(qū)域加速時的加速特性及燃油經(jīng)濟性，同時實現(xiàn)節(jié)能效果，起到能量回收和輔助制動的作用。
[0081]相應地，本實用新型實施例還提供了一種發(fā)動機，該發(fā)動機設有上述任一種發(fā)動機輔助增壓裝置，由于上述任一種發(fā)動機輔助增壓裝置具有上述技術效果，因此，設有該發(fā)動機輔助增壓裝置的發(fā)動機也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。
[0082]同時，本實用新型實施例還提供了一種工程機械，例如起重機，該工程機械設有上述任一種發(fā)動機，由于上述任一種發(fā)動機具有上述技術效果，因此，設有該發(fā)動機的工程機械也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。
[0083]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種發(fā)動機輔助增壓裝置，其特征在于，包括: 轉(zhuǎn)換裝置，與發(fā)動機的變速箱取力器連接，用于通過所述變速箱取力器收集能量并將收集的能量轉(zhuǎn)換為可存儲的能量形式； 儲能裝置，與所述轉(zhuǎn)換裝置連接； 控制裝置，與所述儲能裝置及所述發(fā)動機的電子控制單元(ECU)連接； 注壓裝置，與所述控制裝置及所述發(fā)動機的進氣管連接，用于將由所述轉(zhuǎn)換裝置收集的能量轉(zhuǎn)換得到的空氣壓力輸入到所述進氣管。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機輔助增壓裝置，其特征在于， 所述可存儲的能量形式為通過壓縮空氣產(chǎn)生的氣體內(nèi)能； 所述轉(zhuǎn)換裝置為打氣泵(la); 所述儲能裝置為儲氣筒(2a)，所述儲氣筒(2a)配置有壓力控制器及干燥器； 所述控制裝置為第一電磁閥(3a)； 所述注壓裝置為由所述第一電磁閥(3a)控制的氣體輸入管道，其中，所述氣體輸入管道一端連接所述第一電磁閥(3a)，另一端連接所述進氣管(50 )。
3.根據(jù)權利要求1 所述的發(fā)動機輔助增壓裝置，其特征在于， 所述可存儲的能量形式為液壓能； 所述轉(zhuǎn)換裝置為液壓泵(Ib); 所述儲能裝置為蓄能器(2b)，所述蓄能器(2b)配置有壓力控制器及過濾器； 所述控制裝置為第二電磁閥(3b)； 所述注壓裝置為壓氣機(4b)。
4.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)動機輔助增壓裝置，其特征在于， 所述壓氣機(4b)配置有液壓馬達，所述液壓馬達與所述第二電磁閥(3b)連接，由所述蓄能器(2b)驅(qū)動。
5.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機輔助增壓裝置，其特征在于， 所述可存儲的能量形式為電能； 所述轉(zhuǎn)換裝置為發(fā)電機(Ic); 所述儲能裝置為蓄電池(2c); 所述控制裝置為繼電器(3c); 所述注壓裝置為壓氣機(4c)。
6.根據(jù)權利要求5所述的發(fā)動機輔助增壓裝置，其特征在于， 所述壓氣機(4c)配置有電動機，所述電動機與所述繼電器(3c)連接，由所述蓄電池(2c)驅(qū)動。
7.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的發(fā)動機輔助增壓裝置，其特征在于， 所述變速箱取力器設置有取力開關。
8.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的發(fā)動機輔助增壓裝置，其特征在于， 所述電子控制單元與所述發(fā)動機的加速控制裝置連接，并配置為在發(fā)動機加速過程中確定發(fā)動機的進氣壓力低于預設值時開啟所述控制裝置。
9.一種發(fā)動機，其特征在于，設置有權利要求1至8任一項所述的發(fā)動機輔助增壓裝置。
10.一 種工程機械，其特征在于，設置有權利要求9所述的發(fā)動機。
【文檔編號】F02B27/00GK203769926SQ201420073065
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權日:2013年12月9日
【發(fā)明者】沈川, 曹小佳, 譚松濤 申請人:三一汽車起重機械有限公司