[发明专利]一种发动机增压系统及其车辆

说明书

本发明公开了一种发动机增压系统及其车辆，涉及车辆技术领域。本发明的发动机增压系统包括汽缸、喷气装置、涡轮增压器、进气管道和排气管道；涡轮增压器包括压气机和涡轮机；汽缸的进气端通过进气管道与压气机连接，汽缸的排气端通过排气管道与涡轮机连接；喷气装置包括气轨和与气轨连接的天然气喷嘴，气轨内储存有天然气，天然气喷嘴位于压气机端，压气机具有压气机叶轮，天然气喷嘴用于向压气机叶轮喷射天然气。相对于现有技术，本发明通过向压气机叶轮喷射天然气，降低压气机后端的气体温度，从而提高进气充量，提高了涡轮增压器的效率，有利于发动机的高效节能设计，同时能够降低发动机氮氧化物的原始排放量。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种发动机增压系统及其车辆。

背景技术

近年来，为应对能源危机及气候变化，各国发布了更严苛的油耗排放法规，作为车用动力源，汽油机仍将存在相当长时间，汽车厂商需不断提升整车燃油经济性，根据国家2016年发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，乘用车新车平均油耗将分别达到2020年5.0L/100Km，2015年4.0L/100Km，2030年3.2L/100Km，乘用车汽油机2020年热效率将达到40％，2025年热效率将达到44％，2030年热效率将达到48％。

汽车发动机所产生热能的约60％通过废气，缸壁，热辐射等方式消散出去。为了提高发动机热效率，采用稀薄燃烧、高压缩比、绝热技术和精确冷却系统的方法均被广泛应用，其中稀薄燃烧技术作为一种内燃机的引擎工作方式，其空燃比可以达到65:1，这比化学计量法的比值(汽油为14.7:1)高得多，每次燃烧使用的燃料更少，使得发动机效率更高、更经济、环保，是实现45％热效率的关键技术。但是，稀薄燃烧的排气温度较低，而涡轮增压主要是利用发动机废气的能量带动压缩机来实现对进气的增压，这大大影响了涡轮增压器的效率。

现有技术中，提出一种带有喷水装置的增压器涡轮，其利用水蒸发潜热，对涡轮机进行喷水，降低涡轮端的废气温度，有利于改善发动机工作时涡轮的高温超速现象，但是，这种技术降低了涡轮增压器的功率，而且水蒸气会造成涡轮汽蚀，进而损伤涡轮叶片。

因此，有必要提出一种发动机增压系统及其车辆，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机增压系统及其车辆，用以克服现有技术中的发动机由于稀薄燃烧技术导致的涡轮增压器效率低的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种发动机增压系统，包括汽缸、喷气装置、涡轮增压器、进气管道和排气管道；所述涡轮增压器包括压气机和涡轮机；所述汽缸的进气端通过所述进气管道与所述压气机连接，所述汽缸的排气端通过所述排气管道与所述涡轮机连接；所述喷气装置包括气轨和与所述气轨连接的天然气喷嘴，所述气轨内储存有天然气，所述天然气喷嘴位于所述压气机端，所述压气机具有压气机叶轮，所述天然气喷嘴用于向所述压气机叶轮喷射天然气。

进一步地，所述天然气喷嘴具有喷孔，所述喷孔垂直于所述压气机叶轮。

进一步地，所述进气管道包括进气主管和分别连接至发动机的各个所述汽缸的进气岐管；所述进气岐管上设有压力传感器，所述压力传感器用于检测进气压力。

进一步地，所述进气岐管上还设有温度传感器，所述温度传感器用于检测进气温度。

进一步地，所述发动机增压系统还包括控制单元，所述控制单元分别与所述压力传感器和所述温度传感器电连接，所述控制单元用于根据所述进气压力和所述进气温度，控制所述天然气喷嘴的喷射时间，形成基于所述进气压力和所述进气温度的天然气喷射图。

进一步地，当发动机需求压力大于所述进气压力，或者所述进气温度大于25℃时，所述控制器按照所述天然气喷射图控制所述天然气喷嘴的喷射时间；当发动机需求压力不大于所述进气压力，或者所述进气温度小于25℃时，所述控制器控制所述天然气喷嘴不工作。