利用廢氣智能無電啟動技術實現汽車自動起停的方法
2023-04-27 02:48:06 1
專利名稱：利用廢氣智能無電啟動技術實現汽車自動起停的方法
利用廢氣智能無電啟動技術實現汽車自動起停的方法
技術領域：
:汽車(發動機)技術
二、背景技術:按照國務院要求到2015年，節能型內燃機產品佔全社會內燃機產品保有量的60%，與2010年相比，內燃機燃油消耗率降低6% -10%，實現節約商品燃油2000萬噸，減少二氧化碳排放6200萬噸，減少氮氧化物排放10%，採用替代燃料節約商品燃油1500萬噸；培育一批汽車、工程機械用發動機等再製造重點企業；實現高效節能環保型內燃機主機及其零部件生產製造裝備的國產化、大型化；建立內燃機產品節能減排政策法規和標準體系。有消息稱，國家有關部委正在研究一項政策，要求國內新生產的乘用車全部安裝BSG混合動力系統，以達到節油降耗目的。然而，幾年過去了，這項政策依然沒有出臺的消
肩、O新能源汽車的技術還有待完善，產業化還需要繼續推進，幾年內都難以大範圍推廣。在這段時間內，我們為什麼不能採用一些有利於節能減排的好辦法呢？ BSG就是好辦法，它成本低、技術容易實現，是傳統汽車向新能源汽車過渡時期一項非常好的選擇。當前，汽車大量進入家庭，油價高昂、交通擁堵、空氣汙染與日俱增，特別是市區道路更是不堪重負，國家對環境保護問題的要求越來越高。按照香港特區規定停車等候超過3分鐘不熄火要吃罰單。所以，催生了許多節能減排的技術用於交通工具。目前，很多汽車廠家都推出了搭載STT (智能起停)的車型，但是，都存在開發周期長、系統複雜成本高、關鍵部件壽命短的問題。傳統起動機其作用是將電能轉變成機械能，帶動曲軸旋轉，起動發動機。起動機使用時，還應注意每次起動時間不得超過5秒，每次使用間隔不小於10-15秒，連續使用不得超過3次。若連續起動時間過長，將造成蓄電池大量放電和起動機線圈過熱冒煙，極易損壞機件。顯而易見，這不能滿足頻繁啟停的要求。發動機啟停就是在車輛行駛過程中臨時停車(例如等紅燈)的時候，自動熄火。當需要繼續前進的時候，系統自動重啟發動機的一套系統。系統在得知駕駛員意圖後會自動重啟發動機。發動機啟停系統是這幾年來發展最迅猛的汽車環保技術，特別適用於走走停停的城市路況。預計到2012年，歐洲新上市的車中將有50%配備起步停車系統。據介紹，這套系統能在城市工況下有望達到15%的節油能力。以自動擋為例行駛中只要直接踩制動踏板，車輛完全停止大概兩秒鐘後發動機就會自動熄火，一直踩著制動踏板，發動機就會保持關閉。只要一鬆開剎車，或者轉動方向盤，發動機又會馬上自動點火，立即又可以踩油門起步，整個過程都處於D檔狀態。混合動力系統分微、輕、中、全混各種不同的混合方式，都能在一定程度上降低成本和排放。各大汽車廠商在過去的十幾年，通過不斷的研發投入，試驗總結，商業應用，形成了各自的混合動力技術之路，而在市場上的表現也是各具特色。
微混合動力系統。從嚴格意義上來講，這種微混合動力系統的汽車不屬於真正的混合動力汽車，因為它的電機並沒有為汽車行駛提供持續的動力。豐田的混合動力版Vitz和PSA的混合動力版C3。就是這種車型的代表。這種混合動力系統在傳統內燃機上的啟動電機(一般為12V)上加裝了皮帶驅動啟動電機(也就是常說的Belt-alternator Starter Generator,簡稱BSG系統)。該電機為發電啟動(Stop-Start) 一體式電動機,用來控制發動機的啟動和停止,從而取消了發動機的怠速,降低了油耗和排放。馬自達公司推出的智能怠速啟停系統(SISS:Smart iding stop system)就是正反轉無電機啟動。它採用缸內直噴技術，先向壓縮缸噴油點火使曲軸反轉，然後在原做功缸將返回到上止點前噴油點火，使其正傳，啟動發動機。徹底不用起動機，滿足頻繁啟停的需要。這種技術對於活塞停止位置有較高的要求，啟動燃燒技術更是尖端。空氣混合動力系統法國PSA集團於2013年I月提出的新式混合動力系統，這套全新概念的混合動力系統由PSA集團與Bosch共同開發，主要由引擎，壓縮空氣儲存系統與液壓馬達幫助組成(實際上即是將上述的流體動力系統概念重度混合化)。壓縮空氣儲存系統與液壓馬達可取代電池和電動馬達，以空氣來取代電力，稱為空氣混合動力系統(HybridAir)，可望獲得更低的重量和更耐用的零件。空氣混合動力一樣有三種動力模式:空氣驅動(Air Power)、引擎驅動(Gasoline Power)以及混合模式(Combine Power),另外也一樣有動能回收系統(Brake Energy Regeneration)。運作概念和油電混合系統一樣,但由於系統和蓄能介質變了，特性上有大幅變更，主氣瓶的體積和重量遠比電池小，結構更簡單，購買、使用和維護成本更低廉，製造和回收對環境的影響更小，就目前來看，優點確實比油電混合系統多不少，但由於還在開發階段，效益高低和後續問題仍有待觀察。ICAESS系統就是屬於利用壓縮空氣的系統之一。儲存充氣的速度遠比充電速度快得多，多存少存快存慢存就看你需要了，加大氣壓、增減儲氣罐容量，你想怎樣都行，而體積尤其是重量不會變化太大。且可控制，通過添加控制策略由發動機ECU的控制電磁配氣閥，即可實現瞬間將燒油變成壓氣的「氣動馬達起動機」。從下表可以看出ICAESS系統優勢。用簡單的方法較好的解決了貌似複雜技術難點，大大降低了技術門檻。表1、ICAESS系統與主流自動起停系統對比
權利要求
1.一種用於汽車發動機的廢氣智能無電啟動技術，技術方案特徵為:利用儲存/釋放發動機點火爆燃後產生的高壓氣體，在汽車再次需要運行時，在ECU的控制下按照點火順序打開做功缸的電磁配氣閥充入壓縮氣體，使活塞下行曲軸運轉的壓氣式啟動方法。
2.如權利要求1所述的啟動發動機的技術，高壓氣體的獲取方法，技術方案特徵為:在汽缸壁上靠近下止點(也就是做功汽缸活塞下行到即將進入排氣階段時，排氣門打開前)的適當位置開設小的出氣通道，將部分將要排出的高壓廢氣通過該出氣口輸出並儲存利用。
3.如權利要求1所述的啟動發動機的技術方案特徵為:添加控制策略由發動機ECU的控制電磁配氣閥在壓縮缸充入壓縮氣體使活塞下行曲軸反轉，和在做功缸充入壓縮氣體使活塞下行曲軸正轉的相互作用雙向調節中，使曲軸停止角度符合發動機啟動要求的方法。
全文摘要
本發明是汽車發動機利用高壓廢氣，將氣體的內能和勢能轉化為機械能，不用起動機也不消耗蓄電池電能，可頻繁啟停的一種無電啟動方式。汽車發動機啟停系統是這幾年來發展最迅猛的汽車環保技術，特別適用於走走停停的城市路況。預計在近幾年，歐洲新上市的車中將有50％配備起步停車系統。這套系統在城市工況下有望達到15％的節油能力。本發明有以下優點一、運用成熟技術，不需要引進國外技術。搭載ICAESS系統的車輛能有機會獲得政府對新能源車的補貼。二、可頻繁啟停發動機無需考慮蓄電池容量。對於長期停駛蓄電池容量不足或蓄電池自放電嚴重的車輛只要儲氣壓力達標便可完成啟動。三、由於空氣沒有電池重，這個優勢沒有哪個系統能與之抗衡。零部件少、尺寸小容易部署成本非常低。四、啟動瞬間不會造成蓄電池電壓明顯跌落，不會導致處理器時鐘復位，對數碼設備車載電器的使用沒有任何影響。由於點火系統輸出電壓高、能量大、啟動轉速高、很容易建立工作循環，減少了不完全燃燒的有毒有害物質的排放汙染。五、不論大小几乎所有車輛都可搭載ICAESS系統。關鍵詞發動機、ICAESS系統、無電啟動。
文檔編號F02N9/02GK103174533SQ201310080690
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者夏曉晶 申請人:夏曉晶