一種防進水發動機及其控制方法與流程
2023-09-19 21:23:35 1
本發明一種車輛發動機防護技術領域，具體是一種具有防進水進氣管的發動機。
背景技術：
但是汽車在雨雪天氣涉水行進時，很容易造成發動機進氣管進水，進而使水進入發動機燃燒室，使發動機不能正常運轉，嚴重時甚至會導致發動機爆缸甚至汽車報廢。因此，對發動機進行防進水設計，顯得至關重要。目前現有技術中對發動機的防進水計設，要麼結構複雜，增加了設計難度和發動機系統故障率，提高了車輛成本，要麼需要靈敏的傳感器設計，檢測發動機進氣管溼度或潮度，進而進行報警。早在十幾年前，已經有技術人員對發動機防進水技術進行了非常簡單的設計，如授權公告號為CN2743565Y的中國實用新型專利中，將進氣管的進氣口處向下彎折，與進氣管主體形成倒「U」型結構，這樣可以使發動機涉水時防止水從進氣口吸入。但是這種設計只適用於涉水較淺的情況，如果涉水面高於倒「U」型結構進氣管的上部，將使水灌入進氣管，而且水進入後不易排出，更容易損害發動機。此外，授權公告號為CN205013162的中國實用新型專利也提供了一種防進水設計，在發動機進氣管處設計空氣換向閥，並連接一壓縮空氣儲藏罐，當車輛涉水時，利用換向閥將正常進水口封閉，利用壓縮空氣儲藏罐為發動機提供空氣，保持車輛正常行駛。這種設計雖然能夠防止汽車涉水行駛時在水中熄火，但是由於壓縮空氣罐具有一定的容量，需要時常更換，提高了車輛的維護成本。
技術實現要素：
為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供的技術方案為：
一種防進水發動機，包括發動機進氣管，所述進氣管包括上端進氣管和下端進氣管；所述上端進氣管與下端進氣管之間設置有備用進氣管，所述備用進氣管與所述上端進氣管、下端進氣管之間設置有換向閥門，使空氣選擇性地從所述上端進氣管或者所述備用進氣管進入所述下端進氣管；還設置有壓縮空氣儲藏罐，其一方面與所述備用進氣管連通，另一方面連接氣泵；所述氣泵通過離合器與發動機曲軸相連。
進一步地，所述壓縮空氣儲藏罐內設有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述整車ECU通信連接。
進一步地，所述離合器為電磁離合器。
進一步地，所述上端進氣管呈倒「U」型結構。
進一步地，所述上端進氣管設置有空氣濾清器。
進一步地，所述備用進氣管設置有空氣濾清器。
進一步地，所述上端進氣管與所述下端進氣管連接處設置有密封圈。
進一步地，所述換向閥為三通電磁閥。
另外，本發明還提供一種防進水發動機的控制方法，由整車控制器控制完成如下步驟：
步驟1，讀取壓縮空氣罐內氣體壓力；
步驟2，比較當前壓縮空氣罐內氣體壓力與設定壓力值；
步驟3，控制離合器接合或者分開。
進一步，上述步驟2中的設定值包括最低壓力閾值和最高壓力閾值。
本發明的有益效果為：本發明結構簡單、設計合理且使用操作方便。一方面可以有效的防止汽車涉水時積水進入到汽車發動機的缸體內。另一方面，利用備用氣源可以滿足汽車正常行駛所需的空氣，可以有效的防止汽車涉水行駛時熄火。最後，發動機與氣源的平行供給設計，大大提高了發動機的實用性，節約車輛維護成本。
附圖說明
圖1為本發明提供的防進水發動機結構示意圖。
圖2為本發明提供的防進水發動機控制方法流程示意圖。
1.進氣門，2.上端進氣管，3.空氣濾清器，4.上端承接口，5.下端承接口，6.換向閥門，7.壓縮空氣儲藏罐，8.空氣濾清器，9.下端進氣管,10.氣泵，11.離合器，12.發動機
具體實施方式
本發明公開了一種防進水發動機，本領域技術人員可以借鑑本文內容，適當改進工藝參數實現。需要特別指出的是，所有類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發明，並且相關人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和範圍的基礎上對本文所述內容進行改動或適當變更與組合，來實現和應用本發明技術。
在本發明中，除非另有說明，否則本文中使用的科學和技術名詞具有本領域技術人員所通常理解的含義。
本發明提供了一種防進水發動機，包括發動機進氣管，所述進氣管包括上端進氣管和下端進氣管；所述上端進氣管與下端進氣管之間設置有備用進氣管，所述備用進氣管與所述上端進氣管、下端進氣管之間設置有換向閥門，使空氣選擇性地從所述上端進氣管或者所述備用進氣管進入所述下端進氣管；還設置有壓縮空氣儲藏罐，其一方面與所述備用進氣管連通，另一方面連接氣泵；所述氣泵通過離合器與發動機曲軸相連。作為本發明一種優選的方式，所述壓縮空氣儲藏罐內設有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述整車ECU通信連接。當壓縮空氣儲藏罐內壓力不足時，由壓力傳感器將壓力信息傳遞給整車ECU，經ECU向離合器發送接合命令，由發動機帶動氣泵向壓縮空氣儲藏罐充空氣。
為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
如圖1所示，本發明提供的防進水發動機，重點在於進氣管的設計。進氣管包括上端進氣管2和下端進氣管9，其中上端進氣管2具有進氣門1，與外界空氣連通，是空氣進入發動機12的初始通道之一。下端進氣管9與發動機12進氣門連通，外界空氣經由下端進氣管9進入發動機12燃燒室。作為本發明的特徵之一，上端進氣管2和下端進氣管9之間設置備用進氣管，用於在車輛涉水條件下向發動機供應空氣。為了實現上述目的，備用進氣管與上端進氣管2、下端進氣管9之間設置有換向閥門6，換向閥門6的作用是使上端進氣管2與下端進氣管9連通或者使備用進氣管與下端進氣管連通，使空氣能夠選擇性地從上端進氣管2或者備用進氣管進入下端進氣管9。備用進氣管與一壓縮空氣儲藏罐7連通，由壓縮空氣儲藏罐7向備用進氣管提供空氣。
壓縮空氣儲藏罐7另一方面連接一氣泵10，在壓縮空氣儲藏罐7內氣壓不足時，啟動氣泵10向壓縮空氣儲藏罐7充氣。事實上，壓縮空氣儲藏罐7內可以設置壓力傳感器，實時檢測壓縮空氣儲藏罐7內的壓力。在一種實施方式下，壓力傳感器與發動機12的中心處理器ECU通信相連，由整車ECU接收並處理壓縮空氣儲藏罐7內壓力信息。若壓縮空氣儲藏罐7內的壓力低於設定值，則由整車ECU控制與氣泵10相連接的離合器11接合，將發動機曲軸和氣泵10相連，由發動機12帶動氣泵10向壓縮空氣儲藏罐7內充氣。利用發動機向壓縮空氣儲藏罐7的方式，可以利用發動機自身動力，無需外加動力供應壓縮空氣儲藏罐7，尤其是可以利用發動機工作閒時，增強本發明設計的實用性。
其中上端進氣管2呈現倒「U」字型結構，進氣門1向下彎折，以防止水進入進氣管。可以在上端進氣管2內靠近與下端進氣管9連接處安裝有空氣濾清器3，保證發動機工作時吸入清潔氣體。
上端進氣管2設置有上端承接口5，對應的下端進氣管9設置有下端承接口6。在上端承接口5和下端承接口6連接處設有密封圈，且連接處為球頭與喇叭口的連接配合，增強了連接處的密封性，防止水從連接處滲入。
換向閥門6設置於上端承接口5和下端承接口6連接處下端，位於下端進氣管9內。換向閥門6可以設置成三通電磁閥，即滿足條件下可以將上端進氣管2與下端進氣管9連通，此時備用進氣管與上端進氣管2和下端進氣管9不連通；或者，將備用進氣管與下端進氣管9連通，此時上端進氣管2與下端進氣管9不連通。
備用進氣管內也應設置空氣濾清器，保證發動機從備用進氣管吸入空氣工作時吸入清潔氣體。
設置如本發明中的進氣管的防水發動機可有效隔離路面積水，防止積水進入發動機，避免發動機進水造成的車輛損害，同時配備的壓縮空氣罐可保證在涉水條件下的進氣，實現防進水的功能。
本發明還涉及一種發動機的控制方法，通過整車控制ECU實現，包含防進水控制程序。本方法尤其適用於本發明前幾實施例提供的防進水發動機，即發動機進氣管包含備用進氣管，備用進氣管包括壓縮空氣罐，由一空氣泵向離合器壓縮空氣罐補充空氣，空氣泵與發動機通過離合器接合。本發明的控制方法由整車控制ECU完成，包括以下步驟：1.讀取壓縮空氣罐內氣體壓力；2，比較當前壓縮空氣罐內氣體壓力與設定壓力值；3，控制離合器接合或者分開。
具體如圖2所示，首先通過設置於壓縮空氣罐內的壓力傳感器獲取壓縮空氣罐內氣體壓力，通過整車控制ECU讀取當前壓力數值P。
整車控制器ECU內預設有最低壓力閾值Pmin。採集到當前壓力數值P後，將壓力數值P與最低壓力閾值Pmin相比較，若P≤Pmin，則由整車控制器控制離合器接合，將氣泵與發動機曲軸連接，由發動機帶動氣泵向壓縮空氣罐內充氣；若P>Pmin，則返回，繼讀取當前壓力數值P。低於最低壓力閾值Pmin才開始充氣，保證了壓縮空氣罐內持續有可供利用的空氣，又不造成動力能源浪費。
整車控制器ECU內還預設有最高壓力閾值Pmax。採集到當前壓力數值P後，將壓力數值P與最高壓力閾值Pmax相比較，若P≥Pmax，則由整車控制器控制離合器分離，將氣泵與發動機曲軸分開，氣泵停止工作；若P<Pmax，則返回，繼讀取當前壓力數值P。高於最高壓力閾值Pmax後停止向壓縮空氣罐充氣，能夠有效保護充氣罐安全。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。