一种发动机的辅助启动装置、发动机系统及车辆的制作方法

1.本实用新型属于发动机工程技术领域，并具体涉及一种发动机的辅助启动装置、发动机系统及车辆。


背景技术：

2.目前的柴油发动机都是按照标准环境进行开发的，但是柴油机实际匹配的环境使多变的，部分柴油机会匹配至温度较低的地区，即在环境温度较低的区域运行。如果按照开发的配置和启动数据匹配，在低温条件下由于启动时启动转速较低、油量较少，增压器几乎不起作用，导致压缩压力和压缩温度较低，从而发生启动失败、冒白烟的现象。现有的辅助启动装置大多为单独对进气进行加热而设置的单独加热系统，通过对进气进行加热以提升进气温度，从而提升压缩温度以辅助启动，但是上述结构复杂且成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种发动机的辅助启动装置、发动机系统及车辆，以解决现有技术中发动机低温启动困难的问题。
4.本实用新型第一方面提供了一种发动机的辅助启动装置，所述发动机具有用于供应增压空气的进气系统和具有用于排放排气的排气排放系统，包括：
5.涡轮增压器，包括相互联动的涡轮部与压缩部，所述涡轮部设置在排气排放系统，所述压缩部设置在进气系统中；
6.旁通管路，第一端与所述涡轮增压器连接，第二端与供气装置连接，适于在启动时为所述涡轮增压器提供压缩气体以驱动所述涡轮增压器转动。
7.本实用新型提供的发动机的启动装置还可具有如下附加技术特征：
8.本实用新型的一个具体实施方式中，还包括：
9.温度传感器，设置于所述压缩部的供气管上；
10.电磁阀，设置于所述旁通管路上并用于控制所述旁通管路通断；
11.控制器，分别与所述温度传感器、电磁阀连接。
12.本实用新型的一个具体实施方式中，所述旁通管路的第一端连接于所述温度传感器与所述压缩部之间的供气管上。
13.本实用新型的一个具体实施方式中，所述旁通管路的第一端连接于所述涡轮部的供气管上。
14.本实用新型的一个具体实施方式中，还包括供气装置，所述供气装置为空气压缩器。
15.本实用新型的一个具体实施方式中，还包括故障检测器，所述故障检测器分别与所述温度传感器、所述电磁阀和所述控制器连接。
16.本实用新型的一个具体实施方式中，还包括辅助加热装置，所述辅助加热装置设于所述压缩部的进气管上。
17.本实用新型第二方面还提供了一种发动机系统，包括发动机和上述任意一项所述的发动机的辅助启动装置，所述发动机的进气歧管与所述压缩部的排气端连接，所述发动机的排气歧管与所述涡轮部的进气端连接。
18.本实用新型第三方面还提供了一种车辆，所述车辆包括上述任意一项所述的发动机的辅助启动装置。
19.本实用新型与现有技术相比具有以下的优点：
20.本实用新型提供的发动机辅助启动装置通过设置与涡轮增压器连接的旁通管路，进而可通过供气装置为涡轮增压器提供压缩气体，通过压缩气体驱动增压器，不仅可提升进气压力和进气量，还可提高进气温度，提升了启动的成功率。即本实用新型提供的上述结构在无需设置单独的进气加热系统的条件下，提供了一种结构简单可普遍使用在大多柴油机上以解决低温启动困难的发动机的辅助启动装置。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型中发动机与辅助启动装置的连接示意图；
23.图2为本实用新型中发动机的启动流程示意图。
24.附图标记说明：
25.1-发动机，2-压缩部，3-涡轮部，4-旁通管路，5-供气装置，6-温度传感器，7-电磁阀。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
27.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
28.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或
者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
29.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
30.在进行本实用新型技术方案说明前，先进行下列名词解释，具体的：
31.启动转速：发动机在启动过程中最低稳定运行转速。
32.压缩压力：柴油机在运行过程中，柴油未压燃时的压力。
33.压缩温度：柴油机在运行过程中，柴油未压燃时的温度。
34.如图1所示，本实用新型第一方面提供了一种发动机的启动装置，所述发动机1具有用于供应增压空气的进气系统和具有用于排放排气的排气排放系统，包括涡轮增压器和旁通管路4，涡轮增压器包括相互联动的涡轮部3与压缩部2，所述涡轮部3设置在排气排放系统，所述压缩部2设置在进气系统中；旁通管路4的第一端与所述涡轮增压器连接，第二端与供气装置5连接，适于在启动时为所述涡轮增压器提供压缩气体以驱动所述涡轮增压器转动。
35.涡轮增压器中涡轮部3与发动机1排气排放系统连接，并在排气的驱动下转动，进而带动与其联动的压缩部2，压缩部2转动能够对输入发动机1的气体进行增压和增温，进而辅助发动机1的运行。但处于低温条件下，发动机1转速较低、油量较少，几乎无法驱动增压器工作，导致压缩压力和压缩温度较低，从而发生启动失败、冒白烟的现象。
36.本实施例通过增设一个与涡轮增压器连通的旁通管路4，利用供气装置5为涡轮增压器提供压缩气体，进而通过压缩气体驱动增压器转动，增压器转动可提升发动机1中的进气温度和压力，进而解决发动机1低温启动困难的问题，并且上述结构简单，可普遍使用在大多柴油发动机1上。
37.本实用新型的一个具体实施方式中，还包括：
38.温度传感器6，设置于所述压缩部2的供气管上；
39.电磁阀7，设置于所述旁通管路4上并用于控制所述旁通管路4通断；
40.控制器，分别与所述温度传感器6、电磁阀7连接。
41.本实施例中，温度传感器6用于获取压缩部2输入端的外部气源的温度并将其传递给控制器，控制器将接收到的温度与预设温度进行比较，若外部气源温度低于预设温度，则发动机1存在低温启动困难的情况，此时控制器可控制电磁阀7打开旁通管路4以通过供气装置5向涡轮增压器提供压缩气体，进而使发动机1能够正常启动。若外部气源温度高于预设温度，则发动机1不存在低温启动困难的问题，从而无需打开电磁阀7，正常启动发动机1即可。
42.本实用新型的一个具体实施方式中，所述旁通管路4的第一端连接于所述温度传
感器6与所述压缩部2之间的供气管上。本实施例中，供气装置5的气源来源于外部环境，其提供的压缩气体中含有可供燃烧的氧气，当其通过旁通管路4连接至压缩部2的供气管上时，压缩气体一方面用于驱动压缩部2的叶轮转动以提升发动机1中的进气温度和压力，进而使发动机1正常启动，另一方面可作为发动机1的气源输入到发动机1中以供燃烧。
43.本实用新型的一个具体实施方式中，所述旁通管路4的第一端连接于所述涡轮部3的供气管上。本实施例中，供气装置5的气源来源于设备产生的废气，废气中没有可供燃烧的氧气，被压缩后可通过旁通管路4连接至涡轮部3以驱动涡轮部3转动，进而通过涡轮部3转动以带动压缩部2转动以提升发动机1中的进气温度和压力，进而使发动机1正常启动。
44.本实用新型的一个具体实施方式中，还包括供气装置5，所述供气装置5为空气压缩器。优选的，所述空气压缩器的气源来源于外部环境，并通过旁通管路4与涡轮增压器的增压部连接。
45.本实用新型的一个具体实施方式中，还包括故障检测器，所述故障检测器分别与所述温度传感器6、所述电磁阀7和所述控制器连接。故障检测器可用于检测温度传感器6和电磁阀7的故障状况，并及时上报给控制器，以便于控制器合理安排发动机1的启动方案。
46.本实用新型的一个具体实施方式中，还包括与所述控制器连接的辅助加热装置，所述辅助加热装置设于所述压缩部2的进气管上。具体的，当故障检测器检测到电磁阀7故障时，即无法通过供气装置5提供压缩气体时，可通过辅助加热装置对增压部的供气进行加热，从而使发动机1正常启动。
47.本实用新型第二方面还提供了一种发动机1系统，包括发动机1和上述任意一项所述的发动机1的启动装置，所述发动机1的进气歧管与所述压缩部2的排气端连接，所述发动机1的排气歧管与所述涡轮部3的进气端连接。
48.本实用新型第三方面还提供了一种车辆，所述车辆包括上述任意一项所述的发动机1的启动装置。
49.如图2所示，基于上述装置，本实用新型还提供了上述发动机1的辅助启动装置的使用方法，具体的：
50.首先判断温度传感器6和电磁阀7是否存在固定，若温度传感器6和电磁阀7中任一存在故障，启动失败信号，发动机1进入冷启动模式；若温度传感器6和电磁阀7不存在故障，则读取温度传感器6的进气温度，并将进气温度与预设温度相比；
51.若进气温度小于等于预设温度，则打开电磁阀7以向增压器提供压缩气体以使发动机1正常启动；若进气温度大于预设温度，则无需打开电磁阀7，正常启动发动机1。
52.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种发动机的辅助启动装置，所述发动机具有用于供应增压空气的进气系统和具有用于排放排气的排气排放系统，其特征在于，包括：涡轮增压器，包括相互联动的涡轮部与压缩部，所述涡轮部设置在排气排放系统，所述压缩部设置在进气系统中；旁通管路，第一端与所述涡轮增压器连接，第二端与供气装置连接，适于在启动时为所述涡轮增压器提供压缩气体以驱动所述涡轮增压器转动。2.根据权利要求1所述的发动机的辅助启动装置，其特征在于，还包括：温度传感器，设置于所述压缩部的供气管上；电磁阀，设置于所述旁通管路上并用于控制所述旁通管路通断；控制器，分别与所述温度传感器、电磁阀连接。3.根据权利要求2所述的发动机的辅助启动装置，其特征在于，所述旁通管路的第一端连接于所述温度传感器与所述压缩部之间的供气管上。4.根据权利要求2所述的发动机的辅助启动装置，其特征在于，所述旁通管路的第一端连接于所述涡轮部的供气管上。5.根据权利要求1所述的发动机的辅助启动装置，其特征在于，还包括供气装置，所述供气装置为空气压缩器。6.根据权利要求2所述的发动机的辅助启动装置，其特征在于，还包括故障检测器，所述故障检测器分别与所述温度传感器、所述电磁阀和所述控制器连接。7.根据权利要求6所述的发动机的辅助启动装置，其特征在于，还包括与所述控制器连接的辅助加热装置，所述辅助加热装置设于所述压缩部的进气管上。8.一种发动机系统，其特征在于，包括发动机和权利要求1-7中任意一项所述的发动机的辅助启动装置，所述发动机的进气歧管与所述压缩部的排气端连接，所述发动机的排气歧管与所述涡轮部的进气端连接。9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7中任意一项所述的发动机的辅助启动装置。

技术总结
本实用新型属于发动机工程技术领域，并具体涉及一种发动机的启动装置、发动机系统及车辆，所述发动机的启动装置包括：涡轮增压器和旁通管路，包括相互联动的涡轮部与压缩部，所述涡轮部设置在排气排放系统，所述压缩部设置在进气系统中；旁通管路，第一端与所述涡轮增压器连接，第二端与供气装置连接，适于在启动时为所述涡轮增压器提供压缩气体以驱动所述涡轮增压器转动。本实用新型提供的上述结构在无需设置单独的进气加热系统的条件下，提供了一种结构简单可普遍使用在大多柴油机上以解决低温启动困难的发动机的辅助启动装置。决低温启动困难的发动机的辅助启动装置。决低温启动困难的发动机的辅助启动装置。


技术研发人员：张方方 丁万荞 孙放 颜鲁
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/7/20