CN103541786A - 用于曲轴箱通风和产生真空的吸气器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于曲轴箱通风和产生真空的吸气器。提供了用于使曲轴箱气体流动通过布置在PCV管路内的吸气器的方法和系统。吸气器调节PCV流，并且还可取决于穿过吸气器的水平通道可延伸的枢轴的位置产生真空。当调节PCV流并且未产生真空时，吸气器被完全关闭，并且水平通道内的曲轴箱气体被计量通过枢轴内的孔。当产生真空时，吸气器至少部分地打开，并且通过水平通道的PCV流在吸气器的真空口处产生真空。

Description

用于曲轴箱通风和产生真空的吸气器

技术领域

本申请涉及用于调节曲轴箱气体进入发动机进气歧管的流量的吸气器。吸气器执行曲轴箱强制通风阀的功能，同时在一些条件下另外地起真空源的作用。

背景技术

未燃烧的燃料和其它燃烧产物可通过内燃机(例如，车辆的内燃机)的活塞逸出进入曲轴箱。曲轴箱内形成的气体——常常称为“窜缸混合”气——可导致在机油供应源中形成油泥。进一步地，窜缸混合气可能过度地加压于曲轴箱，导致油盘密封片和曲轴箱密封件不期望的泄漏。

为了避免这些问题，发动机可包括联接至进气口的曲轴箱强制通风(PCV)系统，其用来将窜缸混合气从曲轴箱排至进气口。PCV系统可包括在曲轴箱和发动机进气道中间的PCV阀，以调节窜缸混合气从曲轴箱至进气歧管的流量。这种调节可以是需要的，因为进气歧管真空特性可能不匹配用于合适曲轴箱通风的流量要求。例如，尽管窜气产生在高负荷发动机情况期间可以是最大的，并且在空转和轻负荷发动机情况期间可以是非常轻微的，但是进气歧管真空度可以在高负荷情况中是低的，并且在空转和轻负荷发动机情况中可以是高的。因而，进气歧管真空度不可能在高负荷情况期间单独地提供足够的曲轴箱通风，然而由于存在于这些情况中的高进气歧管真空度，过多曲轴箱通风可在空转和低负荷情况下发生。进一步地，可能需要PCV管路内的窜缸混合气流(“PCV流”)的调节，以确保进气歧管中的空燃比能够实现有效的发动机操作。例如，如果PCV流不与吸入进气歧管的规则空燃比成比例地变化，那么PCV流可引起吸入进气歧管的空气-燃料混合物变得对于有效发动机操作太稀。

各种类型的PCV阀可用于发动机PCV系统中，来调节PCV流。当深的进气歧管真空度存在时，典型的曲轴箱通风阀用小孔限制流量，并且当浅的进气歧管真空度存在时，典型的曲轴箱通风阀对流量的限制小得多(大孔)。一个标准的PCV阀构造包括布置在阀体内的大体上圆锥形的元件，其中圆锥体在室内定向为使其锥形端面向与进气歧管连通的阀体的末端。当进气歧管内不存在真空度时，例如在发动机关闭情况期间，弹簧保持圆锥体底部坐靠与曲轴箱连通的阀体末端，以使PCV阀完全关闭。虽然PCV阀被完全关闭，但贯穿圆锥体长度的孔允许固定量的PCV流计量通过PCV阀。相反，当在进气歧管中存在高水平的真空度时，例如在发动机空转或减速情况下，由于进气歧管真空度的稍微增加，圆锥体在阀体内朝向阀体的进气歧管末端向上移动。在这个时候，PCV阀被基本上关闭，并且PCV流移动通过圆锥体和阀体之间的小环形开口。因为仅最小限度的窜缸混合气可在发动机空转或减速情况期间存在，所以小环形开口可适于曲轴箱通风。当进气歧管真空度处于较低水平时，例如在节气门部分开启下运转期间，圆锥体更近地向阀体的曲轴箱末端移动，并且PCV流移动通过圆锥体和阀体之间的更大环形开口。在这个时候，PCV阀部分打开。在节气门部分开启下运转期间，可相对于发动机空转或减速情况存在增加量的窜缸混合气，并且因而更大的环形开口可适于曲轴箱通风。最后，进气歧管真空度的进一步降低(同时进气歧管真空度仍大于零)，例如在高负荷情况期间，将圆锥体甚至更近地向阀体的曲轴箱末端移动，并且PCV流移动通过圆锥体和阀体之间的甚至更大的环形开口。在这个时候，PCV阀被认为是完全打开的，以使通过阀的PCV流被最大化。PCV阀的完全打开状态非常适于高负荷状态，因为在这些情况期间，可存在增加量的窜缸混合气。以此方式，PCV阀的打开状态受到歧管真空度影响，并且PCV阀的流速与歧管真空度成比例。PCV阀的最小流速由圆锥形元件中的孔的尺寸确定，因为，当PCV阀处于完全关闭位置时PCV流计量通过孔。在进气歧管压力超过曲轴箱压力的情况中，PCV流可朝向曲轴箱反向移动通过阀(作为“PCV逆流”)。PCV系统可被配置或可不配置来防止这种操作，因为通过圆锥体中的孔的最小量的PCV逆流可能造成或可能不造成发动机操作的问题。

除了PCV阀以外，吸气器还可包括在PCV管路内，以通过PCV流产生真空。使用曲轴箱气体作为吸气器的原动流(motive flow)可以是有利的，因为其避免了在具有低的前端附件驱动负荷的暖和空转情况期间使发动机节气门控制饱和的问题。用于引导曲轴箱气体的原动流通过吸气器以产生真空的一个实例方法在US2011/0132311中显示。在一个实施方式中，PCV系统经由吸气器与进气歧管连通。吸气器的混入入口(entraining inlet)与真空储器连通。进一步地，无源控制阀被布置在PCV系统和进气歧管中间，以限制从进气歧管至PCV系统的连通。无源控制阀被描述为具有与PCV阀类似的流动特性。排至进气歧管的曲轴箱气体首先流动通过无源控制阀，然后通过吸气器的原动入口(motive inlet)(从混入入口吸入空气)，并且通过出口最终离开吸气器。以此方式，空气和曲轴箱气体可用于在曲轴箱强制通风期间产生真空。

发明内容

本文的发明人已经认识到真空产生和PCV流调节可通过单个组件完成。在一个实例中，本文的发明人已经想到当配置在本文所述PCV系统中时起PCV阀和真空源作用的吸气器。装备有这种吸气器的PCV系统可有利地通过单个组件完成真空产生和PCV流调节。这种多功能吸气器的使用可降低制造和安装成本，并且简化PCV系统的控制，同时还获得与使用窜缸混合气产生真空有关的优势。进一步地，因为在一些实例中该吸气器可以是系统中唯一的PCV阀，穿过PCV阀孔另外地被消耗的PCV流动能量可在一些情况下被利用以产生真空。

装备有这种吸气器的发动机的一个实例方法包括在第一操作模式中至少部分地打开吸气器并且使曲轴箱气体流动通过吸气器。方法进一步包括在第二操作模式中完全关闭吸气器并且使曲轴箱气体计量通过吸气器的枢轴的孔。以此方式，可控制吸气器，以便为当前操作模式提供适当的PCV流调节和真空产生。通过在吸气器的枢轴中新颖的包含孔，吸气器可在一些情况下起完全关闭的PCV阀的作用，而在其它情况下吸气器可起基本上关闭、部分打开或完全打开的PCV阀的作用，而同时地通过曲轴箱气体流过吸气器而产生真空。吸气器产生的真空可有利地用于致动、使车辆能够刹车、净化燃料滤罐(fuel canister)、改进发动机启动、执行泄漏检测等。

在另一实施方式中，发动机系统包括：仅一个吸气器，其包括具有联接至曲轴箱的会聚入口和联接至进气歧管的扩张出口的水平通道、使枢轴在入口和出口之间的间隙内移动的驱动器和连接至间隙、与驱动器相对的真空口，其中枢轴包括垂直的喉管层叠，入口和出口取决于枢轴位置通过每个喉管可连接。

在另一实施方式中，每个喉管具有不同的真空产生特性和不同的流速特性，并且其中相应于发动机操作情况的喉管连接入口和出口。

在另一实施方式中，发动机操作情况包括真空状态、真空需求和PCV流速限制。

在另一实施方式中，枢轴包括节流喉管和会聚-扩张喉管，并且其中仅吸气器调节系统中的PCV流。

在另一实施方式中，当会聚-扩张喉管连接入口和出口时，吸气器是真空源。

在另一实施方式中，真空口通过止回阀将吸气器连接至真空储器。

在另一实施方式中，驱动器是电驱动器。

在另一实施方式中，发动机方法包括调整吸气器的枢轴位置，以调节PCV流和产生可变水平的真空度，吸气器包括具有联接至曲轴箱的会聚入口和联接至进气歧管的扩张出口的水平通道、在入口和出口的接合处延伸通过水平通道的垂直通道、和在垂直通道内的通过具有至少一个孔的枢轴控制接合处水平横截面流动面积的驱动器。

在另一实施方式中，当孔布置于水平通道内时，吸气器调节PCV流，并且其中当孔未布置于水平通道内时，吸气器产生真空。

在另一实施方式中，在接合处的PCV流和真空产生特性取决于枢轴的多个喉管中的哪一个目前被定位跨于(across)接合处。

在另一实施方式中，接合处的水平横截面流动面积取决于穿过水平通道的枢轴的延伸程度。

在另一实施方式中，驱动器控制穿过水平通道的枢轴的延伸程度，以获得期望的真空产生特性和期望的流速特性。

在另一实施方式中，垂直通道在接合处的与驱动器相对的一侧包括真空口，其中当接合处的水平横截面流动面积大于阈值时，通过水平通道的曲轴箱气流在真空口处产生真空，并且其中真空口通过止回阀将吸气器连接至真空储器。

在另一实施方式中，驱动器是电驱动器或气动驱动器。

在另一实施方式中，用于发动机的方法包括：在第一操作模式中，通过使曲轴箱气体流动通过吸气器的通道产生真空；在第二个不同的操作模式中，使曲轴箱气体计量通过比通道更具限制性的固定大小的孔。

应当理解，提供以上发明内容以简化形式介绍在具体实施方式中被进一步描述的概念选择。这不意味着确定了所要求保护的主题的关键或本质特征，主题的范围仅通过所附权利要求限制。而且，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分内指出的任何缺点的实施。

附图说明

图1显示了发动机系统，其包括联接曲轴箱强制通风系统与发动机进气口的吸气器。

图2是图1的吸气器的第一实例实施方式的截面图，其包括螺线管驱动器。

图3A-3C是具有不同枢轴位置的图2吸气器的第一实施方式的细节的截面图。

图3D是沿图3A中指出的平面D的图3A-3C的吸气器实施方式的枢轴的图。

图4A-4B是具有不同枢轴位置的图2吸气器的第二实施方式的细节的截面图。

图4C是沿图4A中指出的平面C的图4A-4B的吸气器实施方式的枢轴的图。

图5是图1吸气器的第二实例实施方式的截面图，其包括真空驱动器。

图6是用于操作图1吸气器的实例方法。

图7A是用于选择连同图6方法一起使用的吸气器操作模式的第一实例方法。

图7B是用于选择连同图6方法一起使用的吸气器操作模式的第二实例方法。

图8是用于选择连同图6方法一起使用的枢轴位置的实例方法。

具体实施方式

下列描述涉及对于曲轴箱通风和真空产生使用吸气器(例如，图2或图5的吸气器)的系统和方法。吸气器可起到PCV阀的作用，并且通过吸气器的PCV流可取决于吸气器的枢轴的位置产生真空，枢轴包括孔，当吸气器被完全关闭时，使PCV流计量通过所述孔。发动机控制器可构造来执行控制程序，如图6-8的方法，从而选择吸气器操作模式和控制驱动器，以将枢轴移入相应于选择的操作模式和当前的真空状态、当前的真空需求以及对吸气器流速的发动机限制的位置。以此方式，联接曲轴箱和发动机的进气口的PCV管路中的吸气器可用作PCV阀，从而减少对于包括在PCV系统中的PCV流调节的任何其它装置的需要，同时在一些情况下还用作用于产生真空的装置。进一步地，吸气器枢轴的位置可通过螺线管驱动器或真空驱动器控制，以达到期望的吸气器状态，其中，在完全关闭状态期间，吸气器使曲轴箱气体计量通过枢轴中的孔，并且其中在各种非完全关闭状态(例如，部分打开、完全打开或基本上关闭)期间，吸气器以可变速率产生可变量的真空度。例如，当吸气器是真空源时，产生的真空的量可随着枢轴穿过吸气器的水平通道的延伸程度变化。可选地，枢轴可包括可变换喉管层叠，每个喉管具有不同的真空产生特性和流速特性。

现在参看图1，其显示通常以10描绘的多缸内燃机的实例系统构造，其可包括在机动车辆的推进系统内。发动机10可至少部分地通过包括控制器12的控制系统并且通过来自车辆操作者132经由输入装置130的输入控制。在该实例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生相称的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机10可包括通常以26表示的汽缸体的下部，其可包括装入曲轴30的曲轴箱28，储油器32位于曲轴下方。加油口29可布置于曲轴箱28内，以使油可被供应至储油器32。加油口29可包括油盖33，以当发动机处于操作中时密封油口29。量油尺管37还可被布置于曲轴箱28内，并且可包括用于测量储油器32中的油的液位的量油尺35。此外，曲轴箱28可包括用于维修曲轴箱28中的组件的多个其它孔。曲轴箱28中的这些孔可在发动机操作期间保持关闭，以使(以下所述的)曲轴箱通风系统可在发动机操作期间起作用。

汽缸体26的上部可包括燃烧室(即，汽缸)34。燃烧室34可包括燃烧室壁36，活塞38置于其中。活塞38可联接至曲轴30，以使活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。燃烧室34可接收来自燃料喷射器45(本文被配置为直接燃料喷射器)的燃料和来自位于节气门44下游的进气歧管42的进入空气。汽缸体26还可包括输入至发动机控制器12(本文以下更详细描述的)的发动机冷却剂温度(ECT)传感器46。

节气门44可位于发动机进气口内，以控制进入进气歧管42的气流，并且在上游其前面可以是例如压缩机50紧跟增压空气冷却器52。空气滤清器54可位于压缩机50上游，并且可过滤进入进气道56的新鲜空气。进入空气可通过凸轮驱动的进气门系统40进入燃烧室34。同样地，燃烧的排气可通过凸轮驱动的排气门系统41离开燃烧室34。在可选的实施方式中，进气门系统和排气门系统的一个或多个可被电驱动。

燃烧排气通过位于涡轮62上游的排气道60离开燃烧室34。排气传感器64可沿着涡轮62上游的排气道60布置。涡轮62可装备有绕过其的废气门。传感器64可以是用于提供排气空燃比的指示的适合传感器，如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排气传感器64可与控制器12连接。

在图1的实例中，曲轴箱强制通风(PCV)系统16联接至发动机进气口，以使曲轴箱中的气体以控制的方式从曲轴箱中排放。在非增压情况中(当歧管压力(MAP)小于大气压力(BP)时)，曲轴箱通风系统16通过通气器或通风管74将空气吸入曲轴箱28。曲轴箱通风管74可联接至压缩机50上游的新鲜空气进气道13。在一些实例中，曲轴箱通风管可在空气净化器54的下游被联接(如显示的)。在其它实例中，曲轴箱通风管可联接至空气净化器54上游的进气道13。

PCV系统16也从曲轴箱中排出空气并通过管道76(本文还称为PCV管路76)排入进气歧管42。将理解，如本文使用，PCV流指从曲轴箱通过管道76至进气歧管的气体流动。类似地，如本文使用，PCV逆流指从进气歧管通过管道76至曲轴箱的气体流动。当进气歧管压力高于曲轴箱压力时PCV逆流可发生。在一些实例中，PCV系统16装备有用于防止PCV逆流的装置。在其它实例中，PCV逆流的发生可能是不合理的或甚至是期望的；在这些实例中，例如，PCV系统16可不包括用于防止PCV逆流的装置，或可有利地使用PCV逆流以例如产生真空。

曲轴箱28中的气体可由未燃燃料、未燃烧空气和全部或部分未燃烧的气体组成。进一步地，还可存在润滑剂雾。因此，各种油分离器可并入曲轴箱通风系统16中，以减少油雾通过PCV系统离开曲轴箱。例如，PCV管路76可包括单向油分离器80，其从离开曲轴箱28的蒸气中过滤油，然后它们再次进入进气歧管42。另一油分离器81可置于管道74中，以在增压操作期间从离开曲轴箱的气体流中去除油。另外，PCV管路76还可包括联接至PCV系统的真空度传感器82。

曲轴箱通风系统16可包括一个或多个真空发生装置，如一个或多个吸气器、喷射器和/或文氏管，以利用曲轴箱通风蒸气的流动并使用它产生真空。例如，PCV系统16可在管道76中包括吸气器24。吸气器24的实例实施方式关于图2-5进一步详细描述。

吸气器24调节PCV流。更具体地，吸气器24起到PCV阀的作用，从而减少对于包括于PCV管路76中的任何实际PCV阀的需要。如上所述，可需要PCV流调节，以确保实现适合曲轴箱通风的流动需要，并且确保进气歧管中的空燃比能够实现有效的发动机操作。尽管吸气器24可以是PCV管路76中唯一的PCV阀，并且仅吸气器可调节系统中的PCV流，但是将理解一个或多个实际的PCV阀还可连同吸气器24包括在PCV管路76中，而不脱离本公开的范围。

在一些情况下，除了调节PCV流以外，吸气器24还产生真空。吸气器24的真空口可联接至用于存储产生的真空的真空储器94。然后，存储的真空可被用于驱动各种发动机真空驱动器。这些可包括例如车辆制动助力器、燃料蒸气净化控制系统等。在可选实施方式中，在吸气器产生的真空可直接应用至真空驱动器。进一步地，存储的真空可用于各种其它目的，如发动机启动、曲轴箱泄漏检测等。

如图1中显示的，真空储器94还可通过管道通路92与进气歧管42联接。管道通路92包括止回阀96，其防止从真空储器至进气歧管的逆流。在系统中包括管道通路92使得真空储器94(或真空用户)能够使用最易获得的真空源：由吸气器24产生的真空或进气歧管真空。

吸气器24的操作模式可通过控制器12选择。控制器12在图1中显示为微型计算机，包括微处理器单元108、输入/输出口110、用于可执行程序和校准值的电子储存介质——在该具体实例中显示为只读存储芯片112、随机存取存储器114、保活存储器116和数据总线。控制器12可接收来自联接至发动机10的传感器的各种信号，包括来自质量空气流量传感器58的进气质量空气流量(MAF)；来自温度传感器46的发动机冷却剂温度(ECT)；来自真空度传感器82的PCV压力；来自排气传感器64的排气空燃比等的测量。而且，控制器12可基于接收自各种传感器的输入监控和调整各个驱动器的位置。这些驱动器可包括例如节气门44、进气和排气门系统40、41和螺线管212，其将在下面参看图2描述。存储介质只读存储器112可以计算机可读数据以及被预期但未具体列出的其它变量编程，所述计算机可读数据表示通过执行下述方法的处理器108可执行的指令。实例方法和程序在本文参看图6-8描述。例如，图7A-7B描述了用于选择吸气器操作模式的实例方法。

以此方式，图1的系统能够实现使用布置在连接发动机曲轴箱与发动机进气口的管道内的吸气器作为包括在系统中的唯一的PCV阀，并且在一些情况下进一步作为真空源。特别地，取决于发动机操作情况如真空状态、真空需求和PCV流速限制，可选择吸气器操作模式(例如，在吸气器调节PCV流但未产生真空的模式和吸气器调节PCV流同时也产生真空的模式之间)。

图2是吸气器200的截面图，其是图1的吸气器24的第一实例实施方式。吸气器200包括水平通道206，其具有通过管道76联接至曲轴箱28的会聚入口202和通过管道76联接至进气歧管42的扩张出口204。出口204可以是逐渐扩张的锥形截面。在一个实例中，出口204可以8°±2°的角度扩张。吸气器200进一步包括垂直通道208，其在入口和出口的接合处210(其可选地可被称为入口和出口之间的间隙)延伸通过水平通道。在接合处210的入口202直径可稍微小于在接合处210的出口204直径。在一个实例中，接合处的入口直径可以是4.0mm，并且接合处的出口直径可以是4.5mm±1mm。联接至垂直通道208的驱动器212控制在垂直通道内可垂直地延伸/收回的枢轴214的位置。垂直通道208通过止回阀216联接至真空储器94。邻近水平通道206的真空储器侧上的接合处210的垂直通道208区域将被称为真空口218。尽管未描绘，密封件可包括在紧接在接合处210的上方和下方的垂直通道208内，以当吸气器完全关闭时防止PCV流泄漏至真空储器94，并且防止PCV流泄漏至接合处上方的垂直通道。

在图2的实施方式中，驱动器212是螺线管。但是，将理解，除了螺线管，可使用其它类型的驱动器。例如，在图5中描绘的吸气器24的第二实例实施方式中，真空驱动器控制枢轴。

流动特性和由吸气器200产生的真空的量可随着枢轴214穿过水平通道206的接合处210的延伸程度变化。例如，在接合处210的水平通道206的横截面流动面积可确定通过吸气器的PCV流速以及通过吸气器的真空产生速度。吸气器/喷射器“抽吸”即吸引真空流的能力取决于几个因素。气体的速度和下游压力决定了最大真空水平。气体的流速影响在给定真空度下支持流速的能力。当然，会聚圆锥体、间隙和扩张圆锥体的几何形状影响吸气器的效力。通常地，设计几何形状，以使当孔完全打开时吸气器产生有用的真空度-流速曲线。当孔被部分地关闭时，“真空泵”效力降低，但是流动被限制。在该位置，进气歧管本身具有充分的真空，并且不需要吸气器的真空增强作用。因而，吸气器在进气歧管真空度低时增强真空度，并且当进气歧管真空度高时限制流量。该特性符合曲轴箱通风系统的需要。

如以下将描述的，由于文丘里效应，接合处的较小流动面积将增加接合处的PCV流的速度，并且减小通过接合处的PCV流的压力，从而最大化真空产生。但是，流动面积的变窄将减小通过吸气器的PCV气体的总流速。因此，在接合处210的较窄流动面积在最大化真空产生比最小化PCV流速更加重要的情况中可以是适当的。另一方面，接合处的较大流动面积将减小接合处的PCV流的速度，并且因此更小真空产生将发生。但是，较大流动面积将导致增加的通过吸气器的PCV气体的总流速，其在最大化PCV流速比最大化真空产生更重要的情况中是适当的。除了旨在最大化真空产生或PCV流速以外，将理解控制器也可确定接合处的适合流动面积，例如以获得真空产生和PCV流速之间的折衷，和/或获得相应于期望的进气口空燃比的PCV流速。

图2描述了处于完全打开构造中的吸气器200，枢轴214被完全缩回(即，根本未延伸)，以使它不会碰到水平通道206。在该构造中，在接合处210的横截面流动面积处于最大。在流速比真空产生占优先的情况中，例如在增加量的窜缸混合气在PCV管路中流动的高负荷情况中，可控制吸气器以此方式完全被打开。但是，即使当吸气器被完全打开时，由于水平通道206的会聚-扩张形状，一些真空度可在真空口218处产生。

尽管枢轴214被描绘为图2中的实线矩形，但是图3A-3D中的吸气器200的详细视图图解了吸气器200的详图3的第一实例实施方式，其包括具有孔的枢轴314，并且图4A-4C中的吸气器200的详细截面图图解了吸气器200的详图4的第二实例实施方式，其包括枢轴414，枢轴414包括包含节流喉管的喉管层叠。将理解，除了枢轴314和414外的枢轴214的实施方式——其通过控制枢轴的延伸程度能够改变PCV流特性和真空产生特性——仍然在本公开的范围内；枢轴314和414仅是枢轴214的例证性实施方式。可选地，除了枢轴或代替枢轴，吸气器可具有可调整以改变流速和真空产生速度的另一方面。

在图3A-3D中所描绘的第一实例实施方式中，枢轴314包括孔302。如图3D的实例中显示的——其描绘了相应于图3A中指示的视图线3D的枢轴314的一部分，固定大小的孔302可在枢轴314上水平居中。取决于垂直通道208内枢轴314的延伸程度，孔302可以或可以不置于接合处210的水平通道206内。进一步地，在接合处210的水平通道206的横截面流动面积可取决于垂直通道208内的枢轴314的延伸程度而变化。以此方式，接合处的横截面流动面积可以以连续方式变化。

图3A描绘了在部分延伸位置中的枢轴314，其中枢轴延伸穿过在接合处210的水平通道206的高度的大约三分之一。在该构造中，吸气器200可被认为是基本上打开的。相对于完全打开的构造，吸气器200可产生更多的真空，但是通过吸气器的PCV气体的流速可更低。当相对于发动机空转或减速情况更多的窜缸混合气存在，但是相对于高负荷情况更少的窜缸混合气存在时，该构造可在节气门部分开启下运转期间是适合的。

图3B描绘了在显著延伸位置中的枢轴314，其中枢轴延伸穿过在接合处210的水平通道206的高度的大约三分之二。在该构造中，吸气器200可被认为是部分打开的。相对于基本上打开的构造，吸气器200可产生更多的真空，但是通过吸气器的PCV气体的流速可更低。当仅最小限度的窜缸混合气存在时，该构造可以在发动机空转或减速情况中是适合的。进一步地，例如，在需要充足真空的发动机操作情况中，或当存储的或可用于需要真空的各个发动机组件和系统的真空的量降至阈值以下时，该构造可以是适合的。

图3C描绘在完全延伸位置中的枢轴314，其中枢轴延伸穿过在接合处210的水平通道206的整个高度。在这个时候，孔302可置于水平通道内，并且吸气器可被认为处于完全关闭的构造中。当吸气器处于完全关闭的构造时，枢轴延伸穿过接合处210，使得枢轴的一部分与紧接接合处210下方的垂直通道的周边紧靠。密封件(未显示)可布置在接合处210的顶部和底部处的垂直通道208内，以防止枢轴周围的PCV流的泄漏并且进入接合处上方和下方的垂直通道。在PCV流动通过孔302期间，吸气器200相对于在其它枢轴位置中的PCV流产生更小的真空，或不产生真空(例如，当包括密封件以防止PCV流泄漏时)。

孔302的直径可显著小于接合处的水平通道的直径。以此方式，即使当吸气器关闭时，经由孔，一些流可计量通过吸气器，使得吸气器如同完全关闭的PCV阀起作用。通过孔的PCV流的流量/流速可以是孔直径的函数。因此，将理解，在一些实施方式中，枢轴314可包括具有不同直径的多个孔，为PCV流调节提供更多灵活性。在其中不需要真空产生的情况中，和/或在其中必须最小化PCV流对进气口空燃比的稀薄化的情况中，完全关闭的吸气器构造可以是适合的。

可选地，枢轴214可包括包含具有孔的喉管的喉管层叠。这种枢轴在图4A-4C中的吸气器200的详细截面图中被描绘为枢轴414。在该实例中，枢轴414可以以不连续的增量延伸，以便在接合处的水平通道中定位多个喉管中的一个。因而，接合处的水平通道206的PCV流和真空产生特性取决于垂直通道208内枢轴414的延伸程度而变化，因为枢轴的延伸程度决定了喉管中的哪个当前被布置跨于接合处在水平通道中。

图4C描绘了相应于图4A中指示的视图线4C的枢轴414的一部分。在该实例中，枢轴414包括具有固定大小的孔406的节流喉管402以及具有会聚-扩张开口408和真空管410的会聚-扩张喉管404。会聚-扩张喉管404布置在枢轴414的真空口侧末端，并且节流喉管402邻近会聚-扩张喉管404，并且与枢轴414的驱动器侧末端更近，使得两个喉管“层叠”，节流喉管在会聚-扩张喉管的上面。将理解，图4A-4C描绘了许多可能的层叠喉管构造中的仅仅一个。例如，枢轴可包括不止两个具有不同流动特性的层叠的喉管。进一步地，层叠的喉管可在枢轴上被间隔开而不是邻接。

图4A描绘了这样的构造，其中节流喉管402被定位跨于接合处210，以使通过吸气器的PCV流被计量通过孔。在这个时候，吸气器可被认为处于完全关闭构造中。密封件(未显示)可布置在接合处210的顶部和底部处的垂直通道208内，以防止枢轴周围的PCV流泄漏并进入接合处上方和下方的垂直通道。

孔406的直径可显著小于接合处的水平通道的直径(例如，对于通过其中的PCV流，孔可比接合处的水平通道更具限制性)。以此方式，甚至当吸气器关闭时，经由孔，一些流可被计量通过吸气器，以使吸气器类似完全关闭的PCV阀起作用。通过孔的PCV流的流量/流速可以是孔的直径的函数。因此，将理解，在一些实施方式中，枢轴414可包括多个具有不同直径的孔的节流喉管，为PCV流调节提供灵活性。如以上关于图3C讨论的，在其中不需要真空产生的情况中，和/或在其中必须最小化PCV流对进气口空燃比的稀薄化的情况中，完全关闭的吸气器构造可以是适合的。

图4B描绘了其中会聚-扩张喉管404跨于接合处210布置的构造。密封件(未显示)可布置在接合处210的顶部和底部处的垂直通道208中，以防止枢轴周围PCV流泄漏并进入接合处上方和下方的垂直通道。当会聚-扩张喉管404跨于接合处210布置时，会聚-扩张开口408通过真空管410在真空口218处与垂直通道208连通。

在该构造中，吸气器200可被认为是部分或基本上打开的，这取决于会聚-扩张开口408的几何形状。相对于图2中显示的完全打开的构造，吸气器200可产生更多的真空，但是通过吸气器的PCV气体的流速可更低。当小量至中量的窜缸混合气存在于曲轴箱中时，在节气门部分开启下运转、发动机空转或减速情况期间，该构造是适合的。进一步地，在需要一些程度的真空加强的发动机操作情况中，该构造可以是适合的。会聚-扩张开口408的几何形状可以被设计为基于各种发动机参数提供真空加强和PCV流速之间的折衷。可选地，枢轴414可包括其层叠中的多个会聚-扩张喉管，每个具有相应于具体PCV流速和真空产生速度的不同会聚-扩张开口。

图5是吸气器500的第二实例实施方式的截面图。该实施方式与吸气器24(即，图2中显示的吸气器200)的第一实例实施方式相同，除了真空驱动器512联接至垂直通道208以控制枢轴214的位置，而不是螺线管。吸气器500可代替在图3A-3D和图4A-4C中显示的枢轴实施方式的任一个中的吸气器200。

进一步地，图5的吸气器包括三个真空口。如图5中显示的，口A被布置在驱动器的顶端，并且口B被布置在驱动器的曲轴箱侧。口C被布置在垂直通道208、在止回阀和真空口中间。可控制这些口以与各个发动机系统/组件连通，使得通过这些口之间的压差引起枢轴运动。以此方式，控制器12可为将实现期望的枢轴行为的孔选择连接方案。例如，连接方案可基于枢轴的构造选择。

在一个实例连接方案中，口A与大气连通，口B与真空源(例如，真空储器或制动助力器)连通，并且口C被塞住。根据该连接方案，当在真空源处的真空度高时，枢轴被缩回。可设计枢轴以使此时PCV流计量通过孔。相反，当真空源处的真空度低时枢轴被延伸。可设计枢轴以使当枢轴被延伸时，PCV流移动通过会聚-扩张开口，以产生真空。例如，枢轴可包括层叠在节流喉管上的会聚-扩张喉管，并且在接合处下方的垂直通道的周围密封件可被省去，以便当会聚-扩张喉管被布置在水平通道内时，PCV流可运行进入接合处下方的垂直通道。这形成气动-机械控制系统，其产生真空使用者要求的真空度。

在另一实例连接方案中，口A与大气连通，口B与进气歧管连通，并且口C被塞住。根据该连接方案，当进气歧管处的真空度高时，枢轴被缩回。可设计枢轴，以使PCV流此时计量通过孔。相反，当进气歧管处的真空度低时，枢轴被延伸。可设计枢轴，以使当枢轴被延伸时，PCV流移动通过会聚-扩张开口，以产生真空。该布置产生气动-机械控制系统，其非常像传统的PCV阀工作，但具有更加可预期的并且可调的行为。

在仍另一实例连接方案中，口A与进气歧管连通，口B与真空源(例如，制动助力器)连通，并且口C被塞住。根据该连接方案，当进气歧管处的真空度小于真空源处的真空度时，枢轴被缩回。可设计枢轴，以使PCV流此时计量通过孔。相反，当进气歧管处的真空度大于真空源处的真空度时，枢轴被延伸。可设计枢轴，以使当枢轴被延伸时，PCV流移动通过会聚-扩张开口，以产生真空。

现在转向图6，显示了用于操作吸气器的实例方法600。吸气器可以被电驱动，如图2中描绘的吸气器200，或可以被真空驱动，如图5中描绘的吸气器500。吸气器可包括具有孔的枢轴，如图3A-3D中描绘的枢轴。可选地，枢轴可包括喉管层叠，其包括具有孔的喉管，如图4A-4C中描绘的枢轴。除了调节PCV流以外，枢轴的位置还可决定吸气器是否产生真空。如果吸气器正在产生真空，则枢轴的位置可进一步确定由PCV阀产生的真空的量和通过吸气器的PCV流速。

在602，可选择吸气器操作模式。如以下详述，用于选择吸气器操作模式的实例方法在图7A和7B中提供。例如，如图7A中显示的，吸气器操作模式可根据方法700基于进气歧管压力是否小于阈值进行选择。在另一实例中，如图7B中显示的，吸气器操作模式可根据方法708基于进入吸气器的气体流速是否是恒定流速进行选择。可选地，可使用用于选择吸气器应当产生真空同时调节PCV流(称为“真空源模式”)或仅调节PCV流(称为“PCV阀模式”)的任何适合方法。

如果在602选择真空源模式，方法600继续至604。在604，方法600包括选择枢轴位置。如以下详述，图8显示了基于当前真空状态、当前真空需求和对吸气器流速的发动机限制选择枢轴位置的实例方法。取决于枢轴的实施方式，选择的位置的特征可在于穿过吸气器的水平通道的枢轴延伸程度，或可对应于枢轴的具体喉管。

在选择枢轴位置后，方法600继续至606。在606，方法600包括控制驱动器来移动枢轴，以使其采取所选择的枢轴位置。驱动器可以是螺线管，如图2中描绘的驱动器212。可选地，驱动器可以是真空驱动器，如图5中描绘的驱动器512。

在枢轴已经移入所选择的枢轴位置后，方法600继续至608。在608，方法600包括使曲轴箱气体流动通过吸气器并且将产生的真空存储在真空储器中。将理解，步骤608作为步骤606的结果发生；即，枢轴移动进入所选择的枢轴位置实现了曲轴箱气体通过吸气器的流动。例如，如果在执行方法600之前，吸气器操作模式是PCV阀模式，则枢轴移动进入所选择的枢轴位置将引起从使曲轴箱气体计量通过孔至曲轴箱气体流动通过水平通道的接合处(横截面流动面积由枢轴的延伸程度或由位于接合处的喉管的流动特性决定)的转变。可选地，如果在执行方法600之前，吸气器操作模式是真空源模式，则枢轴移动进入所选择的枢轴位置将导致曲轴箱气体以不同速度连续流动通过水平通道——如果在执行方法600之前，枢轴已经处于真空源模式但是处于不同位置(并且因此具有不同的流速/真空产生特性)。

在608之后，方法600继续至610。在610，方法600包括确定使吸气器操作模式的改变或枢轴位置的改变成为必要的操作情况的改变是否已经发生。在一个实例中，方法700、708和/或800(如以下关于图7A、7B和8描述的)可在执行步骤608期间周期性地执行，并且当发生发动机操作情况的预定改变时这些方法可产生中断。在该情况，当中断发生时，方法600可从608继续至610，以评估是否由于使吸气器操作模式或枢轴位置的改变成为必要的操作情况的改变而发生中断。可选地，在预定的时期已经过去后，方法600可从608前进至610，并且步骤610可包括执行方法700、708和/或800，同时步骤608继续被执行(即，步骤608和610的动作可同时执行)。

如果在610的答案是“否”，则方法600返回至608并且继续使曲轴箱气体流动通过吸气器并且使产生的真空存储在真空储器中。但是，如果在610的答案是“是”，方法600返回602。以此方式，方法600可被重复地执行，以使发动机操作情况的改变适当时以适时的方式引起吸气器操作模式或枢轴位置的改变。

返回602，如果所选择的吸气器操作模式是PCV阀模式，方法600继续至612，以控制驱动器移动枢轴，以使曲轴箱气体计量通过枢轴的孔。即，驱动器移动枢轴，以使吸气器调节PCV流，但是未产生真空。取决于枢轴的实施方式，这可包括延伸或缩回枢轴，以使孔定位在水平通道内，或延伸或缩回枢轴，以使节流喉管被定位在水平通道中。

在612之后，方法600继续至614。在614，方法600包括使曲轴箱气体计量通过枢轴的孔。将理解，步骤614作为步骤612的结果发生；即，移动枢轴以使曲轴箱气体计量通过枢轴的孔实现了使曲轴箱气体计量通过孔。例如，如果在执行方法600之前，吸气器操作模式是真空源模式，移动枢轴以使曲轴箱气体计量通过孔将引起从曲轴箱气体流动通过水平通道的接合处(横截面流动面积由枢轴的延伸程度或由位于接合处的喉管中的开口的几何形状/流动特性决定)至使曲轴箱气体计量通过孔的转变。

在614之后，方法600继续至616。在616，方法600包括确定使吸气器操作模式的改变成为必要的操作情况的改变是否已经发生。在一个实例中，方法700、708和/或800可在执行步骤614期间周期性地执行，并且当发生发动机操作情况的各种预定改变时，这些方法可产生中断。在该情况，当中断发生时，方法600可从614继续至616，以评估是否由于使吸气器操作模式的改变成为必要的操作情况的改变而发生中断。可选地，在预定时期已经过去后，方法600可从614前进至616，并且步骤616可包括执行方法700、708和/或800，同时步骤614继续被执行(即，步骤614和616的动作可被同时执行)。

如果在614的答案是“否”，方法600返回至614并且继续使曲轴箱气体计量通过孔。但是，如果在616的答案是“是”，方法600返回至602。以此方式，方法600可被重复执行，以使发动机操作情况的改变适当时以适时的方式引起吸气器操作模式的改变。

图7A显示了选择吸气器操作模式的第一实例方法700。如关于图6描述的，方法700可在方法600的步骤602处被执行。另外地，方法700可在执行方法600的步骤608和614期间和/或在方法600的步骤610和616处被周期性地执行。

在702，方法700包括确定进气歧管压力是否小于阈值。例如，传感器可布置于进气歧管中，以感测进气歧管压力。控制器12可将感测的压力与阈值比较。阈值可以是预定的阈值，或可基于大气压力、当前感测的曲轴箱压力和/或由真空度传感器82感测的PCV压力。以此方式，可确定发动机操作情况是否能够在吸气器24实现真空产生。例如，尽管发动机在轻负荷和中度节气门打开下运行，但进气歧管压力可小于阈值。阈值可以是当前感测的曲轴箱压力。曲轴箱和进气歧管之间的该压差可引起PCV流移动通过吸气器，以使真空可取决于枢轴的位置而产生。

如果在702的答案是“是”，方法700从702继续至704，以选择真空源模式。在704后，方法700结束。

否则，如果在702的答案是“否”，方法700从702继续至706，以选择PCV阀模式。例如，如果进气歧管压力不小于阈值，则通过吸气器产生真空可能是不可能的，因为通过吸气器的PCV气体的原动流可能是不充足的。因此，在这些情况下使PCV流计量通过吸气器枢轴的孔而不是使PCV流移动通过水平通道内的真空发生喉管或开口是适当的。在706后，方法700结束。

图7B显示了选择吸气器操作模式的第二实例方法708。如关于图6描述的，方法708可在方法600的步骤602处执行。另外，方法708可在执行方法600的步骤608和614期间和/或在方法600的步骤610和616处被周期地执行。

在710，方法708包括确定进入吸气器的气体的流速是否恒定。例如，进入吸气器的曲轴箱气体的流速可周期性地通过传感器感测。控制器可比较感测的流速以确定流速是否恒定(例如，流速随着时间的变化是否超过了预定阈值)。

如果在710的答案是“是”，方法708从710继续至712，以选择PCV阀模式。例如，枢轴孔可被制成一定大小，以相应于在某些情况中期望的PCV流速，并且同时该流速保持恒定，PCV流可被计量通过孔。在712后，方法708结束。

另外地，如果在710的答案是“否”，方法708从710继续至714，以选择真空源模式。例如，当窜缸混合气的量增加时，进入吸气器的PCV流的流速可增加，以致需要增加的横截面流动面积以适当地使曲轴箱通风(即，相对于用于PCV阀模式中的计量用孔)。因此，切换到真空源模式是适当的，以便当更多窜缸混合气在PCV管路中流动时适当地使曲轴箱通风，同时有利地产生真空。在714后，方法708结束。

图8显示了选择枢轴位置的实例方法800。如关于图6描述的，方法800可在方法600的步骤604处执行。另外，方法800可在执行方法600的步骤608和/或步骤610期间周期性地被执行。

在802，方法800包括确定当前真空状态。例如，控制器12可接收来自一个或多个传感器的信息，以确定在发动机内的期望位置处存在的真空水平。例如，传感器可位于真空储器94内，以感测可用于经由制动助力器、FEAD等使用的存储的真空水平。

在802后，方法800继续至804以确定当前真空需求。例如，该确定可基于制动是否通过车辆操作者驱动、燃料蒸气净化是否必须被执行、真空储器94内存储的真空的量是否在预定阈值以下等等。

在804之后，方法800继续至806以确定对吸气器流速的发动机限制。该确定可基于例如期望的进气口空燃比和/或曲轴箱内测量的窜缸混合气的体积。

在806之后，方法800继续至808，以基于当前真空状态、当前真空需求和对吸气器流速的发动机限制选择枢轴位置。例如，步骤808可包括在810处选择穿过吸气器的水平通道的枢轴的延伸程度。另外地或可选地，步骤808可包括在812处选择喉管以将吸气器入口与吸气器出口连接。以此方式，枢轴的延伸程度或喉管可被选择以满足对吸气器流速的发动机限制，同时为当前发动机情况提供适当量的真空。例如，如果存储的真空在阈值以下，并且进气口空燃比的过度稀贫化必须被避免，可延伸枢轴，以便产生一些真空，而不使PCV流的速度增加至进气口空燃比变得太稀贫的程度。在808后，方法800结束。

注意，本文包括的实例控制和评估程序可与各种系统构造一起使用。本文所描述的具体程序可以代表许多处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务处理、多线程处理等等。因此，所阐述的各种动作、操作或功能可以以所示顺序、并行地执行或者在一些情况下被省略。同样地，处理的顺序不一定需要以实现本文所述的实例实施方式的特征和优势，而是为了便于图释和说明而提供。取决于所使用的具体策略，所阐述的动作、功能或操作中的一个或多个可被重复执行。进一步地，所述的操作、功能和/或动作可以图形地表示待被编入控制系统中的计算机可读存储介质的代码。

仍进一步，应当理解，本文所述的系统和方法本质上是例证性的，并且这些具体实施方式或实例不以限制性意义考虑，因为考虑许多变化。因此，本公开包括本文公开的各种系统和方法的所有新颖和非显而易见的组合，及其任何和所有的等价形式。

Claims (10)

1.一种用于发动机的方法，其包括：

在第一操作模式中，至少部分地打开吸气器并且使曲轴箱气体流动通过所述吸气器；

在第二操作模式中，完全关闭所述吸气器并且使曲轴箱气体计量通过所述吸气器的枢轴的孔。

2.权利要求1所述的方法，进一步包括基于真空状态、真空需求和PCV流速限制选择操作模式。

3.权利要求2所述的方法，其中打开和关闭所述吸气器包括相对于所述吸气器的水平流动通道控制枢轴位置。

4.权利要求3所述的方法，进一步包括在所述第一操作模式期间在所述吸气器的真空口处产生真空。

5.权利要求4所述的方法，其中所述吸气器调节PCV流，并且在所述第二操作模式期间在所述真空口处产生较小真空至不产生真空。

6.权利要求5所述的方法，进一步包括基于发动机操作情况用驱动器控制所述枢轴位置。

7.发动机系统，包括：

仅一个吸气器，其包括具有联接至曲轴箱的会聚入口和联接至进气歧管的扩张出口的水平通道、使枢轴在所述入口和出口之间的间隙内移动的驱动器和连接至所述间隙、与所述驱动器相对的真空口，

其中所述枢轴包括垂直的喉管层叠，取决于枢轴位置，所述入口和出口通过每个喉管可连接。

8.权利要求7所述的系统，其中每个喉管具有不同的真空产生特性和不同的流速特性，并且其中相应于发动机操作情况的喉管连接所述入口和出口。

9.权利要求8所述的系统，其中所述发动机操作情况包括真空状态、真空需求和PCV流速限制。

10.权利要求9所述的系统，其中所述枢轴包括节流喉管和会聚-扩张喉管，并且其中仅所述吸气器调节所述系统中的PCV流。

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