CN106640350B - 自动分支连通阀 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了自动分支连通阀。具体地,提供了用于自动分支连通阀的方法和系统。在一个示例中,一种方法包括响应于阀的非电致动而将该阀旋转至第二位置。

Description

自动分支连通阀
技术领域
本发明通常涉及用于发动机的阀的方法和系统。
背景技术
双涡带涡轮增压器布置或成对涡带涡轮增压器布置可以被使用在涡轮增压的发动机中。双涡带涡轮增压器布置可以将至涡轮机的入口分成连接到排气歧管流道的两个分离通道。以这种方式,来自于发动机气缸的排气是流体分离的,排气的排气脉冲可以相互干扰。
例如,在具有排气歧管流道1-3-4-2的气缸点火顺序的I4发动机上,排气歧管流道1和4可以连接到双涡带涡轮机的第一入口,并且排气歧管流道2 和3可以连接到所述双涡带涡轮机的第二入口,其中第二入口与第一入口不同并且与第一入口流体地分离。以这种方式,分离的排气脉冲可以在一些情况下导致输送到涡轮机的排气的效率增加。
然而,在一些发动机操作条件下,如上所述的分离的排气脉冲可以降低输送到涡轮机的排气输送的效率。例如,在某些发动机操作条件(例如,高速度和高负荷条件)下,分离的排气脉冲可以导致背压和泵气功的增大。此种背压和泵气功的增大可以是由于与未在单个涡带涡轮机中分离的通道相比较,在排气和双涡带涡轮机中的涡轮机之间的更受限的较低体积通道。因此,气缸中的排气的量可以增大在与相对较大体积的未分离通道相比较的较低体积通道中的压力。所增大的背压也可以导致气缸中的较高水平的热残余气体,并且可以减小发动机的输出功率。
用于减小双涡带涡轮增压器中的背压和泵气功的一个示例方法已经由 Styles等人在编号为2014/0219849的美国专利中示出。在这里,提供了将分支连通阀定位在双涡带涡轮增压器系统(例如,成对涡带涡轮增压器系统) 中的第一涡带和第二涡带之间的系统。在示例中,分支连通阀可以与分离双涡轮增压器的第一涡带和第二涡带的分隔墙邻近定位。在打开位置上,分支连通阀可以增加在第一涡带和第二涡带之间的流体连通,并且在关闭位置上,分支连通阀可以减少在第一涡带和第二涡带之间的流体连通。在一些示例中,每个涡带可以包括对应的排气门和对应的排气门阀,以控制通过涡轮机的排气的量。
发明内容
本文的发明者已经认识到与Styles等人的示例方法的潜在问题。例如,可以有与电致动分支连通阀相关联的成本、重量和包装的害处。此外,当两个或更多个阀由前述系统基于发动机操作条件实施和调整时,也可以有对发动机控制和监视系统的附加负担。
在一个示例中,上面描述的问题可以由涡轮增压器系统解决,涡轮增压器系统包括第一涡带、经由分隔墙与第一涡带流体分离的第二涡带和联接到排气歧管的出口、第一涡带的入口和第二涡带的入口的适配器、和在适配器内联接以响应于弹簧的非电致动而旋转的扭曲阀(twisted valve)。以这种方式,扭曲阀可以响应于发动机条件而致动。
作为一个示例,扭曲阀可以响应于减小的排气压力而被旋转到第一位置,其中扭曲阀可以维持来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气的分离。可替代地,扭曲阀可以响应于排气压力大于致动扭曲阀的弹簧的力而被旋转到第二位置,以便将来自于第一组的排气和来自于第二组的排气相混合并减小排气背压。
应该理解的是,提供上述总结来以简化的形式引入在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并非意在识别所声明保护的主题的关键或主要特征,所述主题的范围由详细描述随附的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的具体实施方式。
附图说明
图1示出包括成对(双)涡带涡轮增压器和分支连通阀的示例发动机的示意图。
图2示出自动分支连通阀的结构。
图3示出在第一位置的自动分支连通阀。
图4示出在第二位置的自动分支连通阀。
图2-4大致地按比例示出,但是可以使用其他相对尺寸。
图5示出用于操作分支连通阀的方法。
具体实施方式
下列描述涉及用于操作阀的系统和方法,具体涉及用于操作分支连通阀 (BCV)的系统和方法。该BCV可以连接到图1中所示的发动机的排气歧管和双涡流涡轮机。BCV可以是适配器(adapter),该适配器包括具有可旋转地联接到图2中所示的BCV的架支撑件的扭曲阀板的管。BCV可以是自动 BCV,其中BCV基于联接到扭曲阀的弹簧的非电致动来分离来自于发动机的第一气缸组(cyclinder bank)和第二气缸组的排气流或者将来自于发动机的第一气缸组和第二气缸组的排气流混合。弹簧朝向第一位置偏置,以便如图3 中所示维持在第一气缸组和第二气缸组之间的排气分离。随着排气压力增大,弹簧可以被压缩,从而将BCV顺时针转向至第二位置,以便允许来自于第一气缸组和第二气缸组的排气如图4中所示混合。图5中示出一种用于操作BCV 的方法。
扭曲阀可以包括扭曲分隔平面,扭曲分隔平面由恒定厚度的薄壁形成但沿排气流的方向和/或通道的中心轴线扭曲。扭曲分隔平面可以完全地将通道仅分成两个并行通道并且准确地分为两个并行通道,扭曲平面的旋转改变在仅两个入口和仅两个出口之间的连通。改变入口/出口之间的通道连通的总旋转度可以等于平面本身从入口到出口的全静态扭曲度。扭曲平面的入口端和出口端可以各自交替地与通向扭曲平面的入口通道和出口通道并且来自于扭曲平面的入口通道和出口通道的分隔壁分别对准。
现在转向图1,示出了可以包括在车辆的推进系统中的发动机10的示意图。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统并且由经由输入装置16的来自于车辆操作员14的输入控制。控制器12可以是微计算机,其包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。如图所示,控制器12可以接收来自于可以包括用户输入端和/或传感器(如传动齿轮位置、加速器输入、排气歧管温度、空燃比、车辆速度、发动机转速、穿过发动机的气团空气流、增压压力、环境温度、环境湿度、进气温度、冷却系统传感器和其他传感器) 的多个传感器(未示出)的输入。控制器12也可以发送多个控制信号至各种发动机致动器(未示出),以便基于从传感器(未示出)接收的信号调整发动机操作。在此示例中,输入装置16包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器18。发动机10可以包括在诸如道路车辆等其他类型的车辆中。虽然发动机10的示例应用将参照车辆被描述,但是应该理解的是可以使用包括客车、卡车等各种类型的发动机和车辆推进系统。
发动机10可以包括多个燃烧室(即气缸)。发动机10可以包括布置在内联四配置中的燃烧室20、22、24和26。然而应该理解的是,虽然图1示出四个气缸,但是发动机10可以包括任何数量的气缸。例如,发动机10可以包括任何合适数量的气缸,例如在例如V-6、I-6、V-12、对置4等任何配置中的 2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。虽然图1中未示出,但是发动机10的每个燃烧室(即气缸)可以包括具有定位在其中的活塞的燃烧室壁。活塞可以联接到曲轴,使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴可以例如经由中间变速系统联接到车辆的至少一个驱动轮。此外,起动机马达可以经由飞轮联接到曲轴,以启用发动机10的起动操作。
每个燃烧室可以经由进气通道30从进气歧管28接收进气。进气歧管28 可以经由进气道联接到燃烧室。例如,在图1中,进气歧管28被示出分别经由进气道32、34、36和38联接到气缸20、22、24和26。每个相应进气道可以供给空气和/或燃料至相应气缸用于燃烧。
每个燃烧室可以经由与其联接的排气端口排放燃烧气体。例如,排气端口40、42、44和46在图1中示出分别联接到气缸20、22、24、26。每个相应排气端口可以将排气燃烧气体从相应气缸引导至排气歧管或排气通道。
每个气缸进气道可以选择性地经由进气阀与气缸连通。例如,气缸20、 22、24和26在图1中示出分别与进气阀48、50、52和54连通。同样地,每个气缸排气道(exhaust port)可以选择性地经由排气阀与气缸连通。例如,气缸20、22、24和26在图1中示出分别与排气阀56、58、60和62连通。在一些示例中,每个燃烧室可以包括两个或更多个进气阀和/或两个或更多个排气阀。
虽然图1中未示出,但是在一些示例中,每个进气阀和排气阀可以分别由进气凸轮和排气凸轮操作。可替代地,进气阀和排气阀中的一个或多个可以由机电控制(electromechanically controlled)的阀线圈和电枢组件(未示出) 来操作。进气凸轮的位置可以由进气凸轮传感器(未示出)确定。排气凸轮的位置可以由排气凸轮传感器(未示出)来确定。
进气通道30可以包括具有节流板66的节气门64。在一个示例中,节流板66的位置可以由控制器12经由提供给包括有节气门64的电动机或致动器的信号而改变,这是一种通常称为电子节气门控制(ETC)的配置。以这种方式,节气门64可以经被操作用于改变提供给燃烧室的进入空气。节流板66 的位置可以由来自于节气门位置传感器68的节气门位置信号TP提供给控制器12。进气通道30可以包括空气质量流量传感器70和用于提供相应的信号MAF和MAP给控制器12的歧管空气压力传感器72。MAP和MAF不可以都存在,并且仅可以使用一个传感器。
在图1中,燃料喷射器被示出直接地联接到燃烧室,用于与经由例如电子驱动器从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例直接地在其中喷射燃料。例如,燃料喷射器74、76、78和80在图1中被示出分别联接到气缸 20、22、24和26。以这种方式,燃料喷射器提供所谓的燃料到燃烧室中的直接喷射。每个相应的燃料喷射器可以例如被安装在相应的燃烧室的一侧中或者被安装在相应的燃烧室的顶部上。在其他示例中,一个或多个燃料喷射器可以布置在处于提供所谓的燃料到燃烧室上游的进气道(例如,进气道32、 34、36和38)中的进气道喷射的配置中的进气歧管28中。虽然图1中未示出,但是燃料喷射器可以经配置输送经由高压燃料泵(未示出)和燃料轨(未示出)接收的燃料。可替代地,燃料可以由单级燃料泵在较低压力下输送,在这种情况下,与如果使用高压燃料系统相比直接燃料喷射的正时可以在压缩冲程期间更多受限制。此外,燃料箱可以具有提供信号给控制器12的压力传感器。在一些示例中,燃料可以被直接地喷射到每个相应的燃烧室中。此可以称为直接喷射。间接喷射可以在其他示例中使用。
发动机10的燃烧室可以在有或者没有点火火花的压缩点火模式下操作。在一些示例中,无配电器点火系统(未示出)可以响应于控制器12提供点火火花给联接到燃烧室的火花塞。例如,火花塞82、84、86和88在图1中被示出分别联接到气缸20、22、24和26。
如上所述,进气通道30可以与发动机10的一个或多个气缸连通。在一些实施例中,进气通道中的一个或多个可以包括诸如涡轮增压器90等增压装置。涡轮增压器90可以包括在共同轴96上联接的涡轮机92和压缩机94。随着从发动机10排放的排气流或流动的一部分在涡轮机的叶片上撞击,可以使涡轮机92的叶片围绕共同轴96旋转。压缩机94可以联接到涡轮机92,使得当涡轮机92的叶片被引起旋转时可以致动压缩机94。当致动时,压缩机94可以随后引导增压的新鲜气体至进气通道28,在进气通道28中这些新鲜空气可以随后被引导至发动机10。涡轮机92的速度可以根据一个或多个发动机操作条件推断。在一些示例中,涡轮机92的旋转速度可以用传感器测量。例如,速度传感器97可以与共同轴96联接。指示速度的信号可以例如输送至控制器12。
涡轮机92可以包括至少一个排气门,以控制由涡轮机提供的增压量。在双涡带系统中,两个涡带可以共享排气门或者具有个别排气门来控制穿过涡轮机92的排气的量。例如,在图1中,第一涡带(scroll)100和第二涡带102 分别包括排气门通道104和108。穿过排气门通道104的排气流可以由阀(诸如以下讨论的第一阀140)控制,以调节穿过涡轮机92的排气的量。同样地,排气门通道108可以由第二阀142控制。在一个实施例中,排气门通道104的开口的区域可以相等地定位对每个涡带敞开,使得基本类似的排气流的量可以在一些条件期间离开每个涡带到排气门通道104中。
发动机10可以采用双涡带(或双涡带或两脉冲)涡轮增压器系统98,其中至少两个分离的排气进入路径流动到涡轮机92并穿过涡轮机92。双涡带涡轮增压器系统可以经配置当供给至涡轮机92时分离来自于其排气脉冲相互干扰的气缸的排气。例如,图1示出第一涡带100和第二涡带102,其中第一涡带和第二涡带每个可以用于供给分离的排气流至涡轮机92。第一涡带100和第二涡带102的横截面形状可以是各种形成,包括圆形、正方形、长方形、D 形状等。
例如,如果四气缸发动机(例如,如图1中所示的I4发动机)具有1-3-4-2 的点火顺序(例如,气缸20在气缸24之后,气缸24在气缸26之后,气缸 26在气缸22之后),则气缸20可以结束其膨胀冲程并打开其排气阀,而气缸 22仍然具有其敞开的排气阀。在单个涡带或未分隔的排气歧管中,来自于气缸20的排气压力脉冲可以干扰气缸22排出其排气的能力。然而,通过使用双涡带涡轮增压器系统,其中来自于气缸20和26的排气端口40和46连接到第一涡带100的一个入口并且来自于气缸22和24的排气端口42和44连接到第二涡带102,排气脉冲或气体流可以是分离的并且驱动涡轮机的脉冲能量可以增加。在这里,气缸20和26可以称为第一气缸组并且气缸22和24 可以称为第二气缸组。第一气缸组可以包括第一气缸组出口通道162并且第二气缸组可以包括第二气缸组出口通道164,其中两个出口通道由壁166分离。来自于第一气缸组的气体不与在适配器150上游的第二气缸组的气体混合。
经由排气门通道104离开涡轮机92和/或排气门的排气可以穿过排放控制装置112。在一个示例中,排放控制装置112可以包括多个催化剂砖状物。在另一个示例中,可以使用多个排放控制装置,其中每个排放控制装置具有多个砖状物。在一些示例中,排放控制装置112可以是三元型催化剂。在其他示例中,排放控制装置112可以包括一个或多个柴油氧化催化剂(DOC)、选择性催化还原催化剂(SCR)和柴油微粒过滤器(DPF)。在穿过排放控制装置112之后,排气可以引导至排气管114。
发动机10可以包括排气再循环(EGR)系统116。EGR系统116可以将离开发动机10的排气的一部分传送至发动机进气通道30中。EGR系统包括联接到导管或排气通道122、在涡轮机92的下游和联接到进气通道30的EGR 导管118。在一些示例中,EGR导管118可以包括经配置控制再循环排气量的EGR阀120。如图1中所示,EGR系统116是低压EGR系统,将排气从涡轮机92的下游路线发送到压缩机94的上游。在一些示例中,EGR冷却器 (未示出)可以沿EGR导管118放置,EGR导管118可以用于降低再循环的排气的温度。在另一示例中,除了或替代低压EGR系统,可以使用高压EGR 系统。因此,高压EGR系统可以将排气从在涡轮机92上游的第一涡带100 和第二涡带102中的一个或多个路线发送(route)至在压缩机34下游的进气通道30。第一涡带100和第二涡带102由分隔墙101分离并且不与彼此流体连通。第一涡带100中的气体不与第二涡带102中的气体混合。此外,第一气缸组可以在一些条件下提供气体至仅第一涡带100。同样地,第二气缸组可以在一些条件下提供气体至仅第二涡带102。可替代地,在不同的条件下,第一气缸组和第二气缸组可以同时提供气体至第一涡带100和第二涡带102。
在一些条件下,EGR系统116可以用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度和/或稀释,从而提供一种在一些燃烧模式下控制点火正时的方法。此外,在一些条件下,燃烧气体的一部分可以通过控制排气阀正时保留或捕获在燃烧室中。
在一些示例中,控制器12可以是微计算机,包括微处理器单元、输入/ 输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、不失效存储器和数据总线。如图所示,控制器12可以从多个传感器接收输入,多个传感器可以包括用户输入端和/或传感器(如传动齿轮位置、加速器输入、排气歧管温度、空燃比、车辆速度、发动机转速、穿过发动机的气团空气流、环境温度、环境湿度、进气温度、冷却系统传感器和其他传感器)。控制器也可以发送多个控制信号至各种发动机致动器(未示出),以便基于从传感器(未示出)接收的信号调整发动机操作。在此示例中,输入装置16包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器18。此外,控制器 12在图1中示出从联接到发动机10的传感器接收各种信号,除了前面讨论的那些信号以外,信号包括:来自于温度传感器128的发动机冷却液温度(ECT);发动机位置传感器130,例如感测曲轴位置的霍尔效应传感器。大气压力也可以被感测(传感器未被示出)用于由控制器12处理。在一些示例中,发动机位置传感器130对于其中可以确定发动机转速(RPM)的曲轴的每个旋转产生预定数量的等距间隔开的脉冲。此外,可以采用各种传感器,以确定涡轮增压器增压压力。例如,压力传感器132可以设置在压缩机94下游的进气通道30中,以确定增压压力。此外,双涡带系统98的每个涡带可以包括用于监视双涡带系统的操作条件的各种传感器。例如,第一涡带100可以包括排气传感器134并且第二涡带102可以包括排气传感器136。排气传感器134和 136可以是用于提供排气空气/燃料比的指示的任何合适传感器,如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热的 EGO)、NOx、HC或CO传感器。在一些情况下,单个传感器可以用于例如感测空气/燃料比。单个传感器可以替代使用传感器134和136使用,并且可以定位在例如导管或排气通道122中的涡轮机的下游。
每个涡带可以经由具体排气歧管分段和不同的入口从具体的气缸集(例如,第一气缸组或第二气缸组)接收排气。从第一组和第二组流动至第一涡带100和第二涡带102的排气可以在一些发动机条件下由适配器150(例如,分支连通阀)分离。如上面讨论,分离在第一涡带和第二涡带中的排气流(即排气脉冲)可以增大低档发动机转矩并减小实现转矩所期望的持续时间。因此,在诸如低发动机负荷等某些条件下,分离排气脉冲(例如,第一组提供气体仅至第一涡带100并且第二组提供气体仅至第二涡带102)可以导致输送至涡轮机的排气流的效率的增加。然而,在一些发动机操作条件下,如上所述分离的排气脉冲可以降低输送至涡轮机的排气流的效率。例如,在高发动机转速和/或负荷期间,与组合的未分离的单个涡轮机入口涡带相比,部分地由于排气阀和涡轮机之间的更小、更多受限制的较低涡带体积,如上所述分离排气脉冲可以增大背压和泵气功。换句话说,离开(多个)气缸的排气的体积可以将前述双涡带配置中的压力升高地更多,因为与其中涡带或通道未分离的涡带配置相比较,分离的第一涡带和第二涡带可以具有相对较小的体积。相应地,可以减少发动机功率输出。
在诸如高速度和/或高负荷等某些发动机操作条件下,增加在分离的排气通道之间的流体连通和输送可以允许增加的发动机效率和功率输出。因此, BCV 150可以混合在第一涡带100和第二涡带102上游的从第一组和第二组提供的气体,使得提供给第一涡带100的气体是来自于第一组和第二组,并且提供给第二涡带102的气体也是来自于第一组和第二组。以这种方式,BCV 150可以经调整,以便混合来自于第一组的排气和来自于第二组的排气。BCV 150在上游端联接到排气歧管41并且在下游端联接到涡轮机92。排气可以基于排气压力致动BCV 150,其中排气压力增大,BCV 150朝向非偏置位置移动,以便允许来自于第一气缸组和第二气缸组的排气在流动到涡轮机92之前混合。
如图1中所示的示例实施例中所示,BCV 150可以被定位使得阀桥接第一涡带100和第二涡带102。因此,在一个示例中,朝向第二位置转动BCV 150 可以提供通道,以增加在排气歧管41和双涡带涡轮机92之间的流体输送。此外,BCV 150可以打开一计量的量(例如,在第一位置和第二位置之间) 至第一涡带和第二涡带中的每个,使得在BCV中的气体混合可以限于期望的量。在另一示例中,BCV 150可以在单个方向上朝向第二位置完全地或充分地转动,使得与BCV 150的较少完全(例如,计量的)转动相比较,可以有在BCV 150中与来自于第二气缸组的气体混合的来自于第一气缸组的较大量的气体。
在另一示例中,朝向第一位置转动BCV 150可以减少在BCV 150中的混合。在一些情况下,阀可以完全地或充分地转动到第一位置,使得相当地无排气可以混合来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气。换句话说,基本上第一涡带内的所有排气流和第二涡带内的所有排气流组成分别来自于第一气缸组和第二气缸组的气体。
控制器12从图1的各种传感器接收信号并采用图1的各种致动器,以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令调整发动机操作。
现在转向图2,示出了适配器200的侧面向上(side-on)图示。适配器 200可以类似于在图1的实施例中适配器150被使用。因此,适配器200可以在上游面202处联接到发动机(例如,发动机10)的排气歧管(例如,排气歧管41)并且在下游面204联接到双涡带涡轮机(例如,涡轮机92)。因此,为了方便将前面介绍的组件类似地标号。
外管206与排气歧管和涡轮机的排气导管壁面共享地(face-sharing)接触,使得外管206的直径基本上等于排气导管的直径。外管206将排气歧管流体地联接至涡轮机,使得排气从歧管流动经过外管206的内部通道并流入涡轮机中。在排气流动到下游面204并且流入涡轮机中之前,起初通过上游端208接收排气。外管206固定并且不旋转。
支撑架212位于外管206内并且包括前支撑架214、后支撑架216和中央支撑架218。前支撑架214接近排气歧管,而后支撑架216接近涡轮机。前支撑架214垂直于后支撑架216。前支撑架214和后支撑架216两者分别延伸穿过外管206的整个直径并且物理地联接到外管206的内表面。以这种方式,前支撑架214和后支撑架216也是静止的。
中央支撑架218可旋转地装配到前支撑架214和后支撑架216的中央接收孔。中央支撑架218可以在接收孔内枢转并且延伸通过前支撑架214和后支撑架216的至少一部分。中央支撑架218沿外管206的整个长度延伸。
阀板220物理地联接到中央支撑架218并与中央支撑架218的旋转一致地旋转。阀板220在长度上基本等于中央支撑架218。阀板220可以在外管 206内旋转,以便分离或混合从排气歧管接收的排气流。
阀板220可以在外管206内产生两个通路。第一通路208可以与阀板220 的顶部侧面(top side)209流体连通,第二通路210可以与阀板220的底部侧面(bottom side)211流体连通。第一通路208与第一组排气出口162对准并且当阀板220是在第一位置时仅从第一组(bank)接收排气。第二通路210 与第二组排气出口164对准并当阀板220是在第一位置时仅从第二组接收排气。因此,阀板220与壁166对准并且两个组件分离其相应的流体通道,使得在第一通道中的气体不可以在分隔器(例如,阀板220或壁166)的相对侧上流入第二通道。第一通路208和第二通路210不流体连通,而不管阀板220 的位置。因此,与顶部侧面209接触的排气不可以在流过适配器200的同时与底部侧面211接触。
此外,虽然阀板220是在第一位置时,第一通路208与第一涡带100对准,第二通路210与第二涡带102对准,并且阀板与分隔器101对准。以这种方式,由第一涡带100接收的气体是来自于第一通路208并且由第二涡带 102接收的气体是来自于第二通路210,如在下面将更详细地描述。
阀板220的外周221的整体与外管206的内表面可旋转地接触。阀板220 基于弹簧230的压缩和/或膨胀在外管206内旋转,同时允许基本上无气体在阀板220和外管206的内表面之间(例如,从第一通路208至第二通路210) 流动。作为一个示例,外管206的内表面可以润滑,以便允许阀板220旋转,同时减轻在阀板220和外管206的内表面之间的气体流。
阀体220包括前部222、后部224和中央部分226。阀板220的中央部分 226由于在阀板220的前部222和后部224之间的垂直关系而扭曲。中央部分226连接到前部222和后部224,同时维持沿外周221到外管206的内表面的可旋转接触。因此,中央部分226在阀200的上游面202附近平行于前部222 (例如,垂直于后部224),并且在阀200的下游面204附近平行于后部224 (例如,垂直于前部222)。
在第一位置,阀板220的前部222垂直于前支撑架214(例如,与后支撑架216平行)。此外,阀板220的前部222与障碍物对准,该障碍物将排气流从排气歧管中的发动机气缸的第一组和第二组分离,如以上针对于图1所述。阀板220的后部224垂直于后支撑架216和前部222(例如,平行于前支撑架 214)。后部224与分离涡轮机中的第一涡带100和第二涡带102的分隔器101 对准,以便当阀板220在第一位置时维持排气的分离。第一通路208和第二通路210遵循阀板220朝向双涡带涡轮机的转动。对于在第一位置的阀板220,排气从第一组出口通道162排出,通过第一通路208并且进入涡轮机的第一涡带100内,而不与来自于第二组的排气混合。同样地,排气从第二组出口通道164排出,通过第二通路210并且进入涡轮机的第二涡带102中,而不与来自于第一组的排气混合。以这种方式,第一组通道162、第一通路208和第一涡带100流体连通,同时保持与第二组通道164、第二通路210和第二涡带102流体地分离。
阀板220可以由从发动机排出的排气致动。在包括低排气压力(例如,低负荷)的发动机条件下,前部222与制动器228物理接触并且弹簧230被充分地延伸。制动器228在上游面202附近物理联接到外管206的内部。弹簧230联接到前支撑架214和阀板220的前部222。
弹簧230经偏置使得在不存在排气压力大于阈值压力的情况下,弹簧230 推动阀板220至第一位置,其中前部222由于阀板220的逆时针方向的旋转抵靠制动器228按压。阈值压力可以是基于能够克服弹簧230的力(例如,偏置)的排气压力。当在第一位置时,阀板220引导排气通过阀200,使得来自于第一组和第二组的排气随着它们分别经由第一通路208和第二通路210 流入双涡带涡轮机而保持分离。因此,在当前示例中,阀200被示出在第一位置。
在包括排气压力大于阈值压力的较高发动机负荷期间,阀板220可以开始在顺时针方向朝向第二位置围绕中心轴线232旋转。随着阀板220开始旋转,它不再触摸制动器228并且弹簧230被越来越多地压缩。此外,由于阀板220的旋转破坏上面描述的对准,来自于第一排气出口162和第二排气出口164的排气可以在第一通路208或第二通路210中的一个或多个中混合。例如,随着阀朝向第二位置旋转,第一通路208不再与第一组排气出口162 对准,第二通路210不再与第二组排气出口164对准,并且阀板220不与壁 166对准。第一通路208可以基于朝向第二位置的旋转度从第一组排气出口 162和第二组排气出口164接收排气。随着旋转度增加,从第二组排气出口接收增加的气体量并且从第一组排气出口接收减少的气体量。第二通路210可以基于朝向第二位置的旋转度从第一组排气出口和第二组排气出口接收排气。随着旋转度增加(例如,更多地朝向第二位置),第二通路210可以从第一组排气出口接收增加的排气量并且从第二组排气出口接收减少的排气量。以这种方式,来自于第一组的排气和来自于第二组的排气可以在第一通路208 和第二通路210内混合,同时维持第一通路208中的排气保持与第二通路210 中的排气分离。
此外,随着阀板220旋转到第二位置,第一涡带100和第二涡带102分别从第一通路208和第二通路210接收排气混合物,其中排气混合物包括来自于第一组的排气和来自于第二组的排气。此外,随着排气流入第一涡带或第二涡带,来自于第一通路208和第二通路210的排气不再保持分离。然而,甚至当阀板220朝向第二位置旋转时,排气不穿过壁166、阀板220和分隔器 101中的任何一个。
图2示出联接到排气歧管和双涡带涡轮机的阀(例如,BCV)的等距视图。BCV可以维持从排气歧管至双涡带涡轮机的第一气缸组和第二气缸组之间的排气分离。来自于第一气缸组的排气可以进入双涡带涡轮机的第一入口,如由在第一位置的BCV引导。同样地,来自于第二气缸组的排气可以进入双涡带涡轮机的第二入口,如由在第一位置的BCV引导。图3示出在第一位置的BCV的面朝上的视图。
现在转向图3,示出了在第一位置的阀302的面朝上的等距视图300。阀302 可以类似于图2实施例中的适配器200或者在图1实施例中的阀150而被使用。阀302可以是自动BCV,其中阀经由排气压力致动并且未被电致动。以这种方式,发动机(例如,发动机10)的操作自动地调整阀302,而不使用任何电子致动器。
箭头322示出右部方向并且箭头324示出顶部方向。箭头322和324可被用于描述阀302内的组件的相对位置和方向。
外管304经由支撑架安放阀板305。支撑架可以包括前支撑架306、中央支撑架308和后支撑架(未示出)。如图所示,当阀302在第一位置时,后支撑架由阀板305的前部310掩盖(eclipse)。如上所述,前支撑架306是固定的并且不随阀板305的旋转而旋转。位于第一组排气出口和第二组排气出口之间的分隔器与前支撑架306垂直,而不依赖于阀板305的位置。中央支撑架308是可旋转的并与阀板305一致地旋转。因此,中央支撑架308可旋转地插入前支撑架306和后支撑架中。
阀板305包括前部310和后部312。当阀板305在第一位置时,前部310 垂直于前支撑架306,并且后部312平行于前支撑架306。因此,前部310垂直于后部312,使得阀板305的主体扭曲。由于其扭曲本质,阀板305包括上部侧面(upper side)314和下部侧面(lowerside)316。当阀板305在第一位置时,上部侧面314与第一组排气出口流体连通,并且下部侧面316与第二组排气出口流体连通。因此,由上部侧面314形成的通路(例如,图2的第一通路208)与第一组排气出口对准并扭曲,以便将排气从第一气缸组引导至双涡带涡轮机的对应入口(例如,第一涡带)。同样地,由下部侧面316形成的通路(例如,第二通路210)与第二组排气出口对准并扭曲,以便将排气从第二气缸组引导至双涡带涡轮机的对应入口(例如,第二涡带),而不将来自于第二气缸组的排气与来自于第一气缸组的排气混合。
弹簧318在第一端处物理联接到前支撑架306,并且在第二端处物理联接到前部310。弹簧318充分地延伸并将阀板305转动至第一位置,如图所示。制动器320位于前部310的顶部附近,以便将前部310与位于第一组排气出口和第二组排气出口之间的障碍物对准。在不存在排气压力大于弹簧318的力的情况下,弹簧318在逆时针方向上朝向制动器320致动阀板305的前部 310。弹簧318的力可以被层叠,使得随着弹簧318越来越多地被压缩,弹簧 318的力增大。
前部310可以将阀302的前部成右半球体和左半球体,其中来自于第一气缸组的排气流入右半球体(hemisphere)(例如,第一通路),并且来自于第二气缸组的排气流入左半球体(例如,第二通路)。右半球体中的排气由阀板 305的上部侧面314引导,其中排气在阀板305的后部312附近朝向顶半球体引导。当阀板305在第一位置时,基本上传送至顶半球体的所有排气来自于右半球体,并且基本上没有排气从左半球体传送至顶半球体。左半球体中的排气由阀板305的下部侧面316引导,其中排气在阀板305的后部312附近朝向底半球体引导。当阀板305在第一位置时,基本上传送至底部的所有排气是来自于左半球体,并且基本上没有排气从右半球体传送至底半球体。顶半球体中的排气可以进入双涡带涡轮机的第一入口并且底半球体中的排气可以进入双涡带涡轮机的第二入口。以这种方式,来自于第一组和第二组的排气可以保持分离并且不在流经阀302之后与在第一位置的阀板305对准。
图3示出在第一位置的阀,阀可以响应于包括低排气压力(例如,低负荷)的发动机条件。阀与发动机的第一气缸组和第二气缸组的排气通道对准,使得来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气不混合。因此,第一组排气流流过阀的第一通路并且流入涡轮机的第一涡带,而不与第二组排气流混合。第二组排气流流动通过阀的第二通路并且进入涡轮机的第二涡带,而不与第一组排气流混合。图4示出在第二位置的阀,其中阀不再与第一气缸组的排气通道和第二气缸组的排气通道对准并允许气缸组的排气相混合。
现在转向图4,示出了在第二位置的阀302的面朝上等距视图400。相比于图3的实施例中的后支撑架326的位置,由于阀体305的旋转,后支撑架 326在图4的实施例中是可见的。在涡轮机的第一涡带和第二涡带之间的分隔墙垂直于后支撑架326,而不依赖于阀体305的位置。随着阀体305朝向第二位置移动,阀板320和前支撑件306和后支撑件326未对准,从而导致在阀 302中的第一气缸组和第二气缸组之间的气体的更充分地混合。
当在第二位置时,阀体305旋转离开制动器320,并且弹簧318充分地盘绕。前部310在制动器320和前支撑架306之间。前部310不再与后支撑架 326对准。同样地,后部312不再与前支撑架306对准。以这种方式,前部 310和后部312倾斜于前支撑架306和后支撑架326。
由于阀体305向第二位置的旋转,来自于第一组的排气和第二组的排气可以至少部分地在阀302中混合。例如,上部侧面314可以从第一气缸组和第二气缸组接收气体。同样地,下部侧面316可以从第一气缸组和第二气缸组接收气体。以这种方式,涡轮机的第一涡带和第二涡带均可以接收包括来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气的混合物。
进入第一涡带的排气可以来自于上部侧面314(例如,第一通路)和下部侧面316(例如,第二通路)。上部侧面314中的排气维持与下部侧面316中的排气分离,然而来自于上部侧面314的排气和来自于下部侧面316的排气可以在第一涡带和第二涡带中的一个或多个中混合。
当阀体305在第二位置时,上部侧面314可以引导气体混合物至底半球体和顶半球体,并且因此引导气体混合物至第一涡带和第二涡带两者。同样地,当阀体305在第二位置时,下部侧面316可以引导气体至底半球体和顶半球体以及至第一涡带和第二涡带。然而,与阀体305的上部侧面314接触的排气可以在阀302中流动时不与阀体305的下部侧面316接触的排气相互作用。
阀体305可以响应于增加的排气压力旋转到第二位置。排气压力可以响应于发动机条件(例如,增大的发动机负荷)而增加。通过旋转阀体305至第二位置,涡轮机内的压力损耗可以连同发动机泵送损耗一起被减小。此外,排气背压可以被减小和/或阻止。此外,来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气可以在流动至双涡带涡轮机之前在阀302内混合。
图1-4示出具有各种组件的相对定位的示例配置。如果经示出直接地彼此接触或直接地联接,则至少在一个示例中,此类元件可以分别称为直接地接触或直接地联接。类似地,至少在一个示例中,彼此邻近或相邻的所示元件可以分别与彼此邻近或相邻。作为示例,组件与彼此面共享接触放置可以称为面共享接触。作为另一示例,彼此分隔开定位的元件仅具有一间隔在其中,并且在至少一个示例中可以不由此指代其他组件。
现在转向图5,示出了用于操作阀的方法500。阀可以类似于在图3和/ 或图4的实施例中的阀302被使用。如上,阀是自动阀并响应于变化的发动机操作基于变化的排气压力而被致动。因此,阀未被电子致动。
可以参照上述组件描述方法500,具体地,图1和图2的发动机10、涡轮机92、适配器200、阀体220、第一通路208、第二通路210、顶部侧面209、底部侧面211、弹簧230和制动器228。
方法500在502处开始,其中方法500确定、估计和/或测量当前发动机运转参数。当前发动机运转参数可以包括发动机负荷、发动机转速、排气压力、歧管真空、车辆速度、EGR和/或空气/燃料比中的一个或多个。
在504处,方法500确定发动机负荷是否大于第一阈值。第一阈值可以基于低发动机负荷,其中排气压力不足够大以克服联接到阀(例如,阀体220) 的弹簧(例如,弹簧230)的力。
如果发动机负荷不大于第一阈值,则发动机可以处于低负荷并且方法500 前进到506,以维持当前发动机运转参数并且用于将阀转动至第一位置。低负荷中的排气不能够克服弹簧的力。阀体抵靠阀中的制动器(stopper)(例如,制动器228)被压制并且弹簧被充分地延伸。
在508处,方法500不将来自于第一组的排气和来自于第二组的排气相混合。如上所述,第一位置维持来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气分离,由此,来自于第一组的排气经由适配器的第一通路流入双涡带涡轮机的第一涡带,并且来自于第二组的排气经由适配器的第二通路流入双涡带涡轮机的第二涡带。以这种方式,第一通路在上游端处与第一组排气出口对准。并且在下游端处与涡轮机的第一涡带对准。第二通路在上游端处与第二组排气出口对准并且在下游端处与涡轮机的第二涡带对准。
返回504,如果发动机负荷大于第一阈值,则方法500前进到510,以确定发动机负荷是否大于第二阈值,其中第二阈值大于第一阈值。第二阈值可以基于高发动机负荷,其中排气压力足够大以充分地压缩阀的弹簧。
如果发动机负荷不大于第二阈值,则方法500前进到512,以在顺时针方向上转动阀,以便将阀定位在第一位置和第二位置之间。以这种方式,发动机负荷可以是中等负荷,其中排气足够强大以部分地压缩联接到阀的弹簧。以这种方式,弹簧的力可以增加使得随着弹簧被压缩,弹簧的力逐渐地增大。
在514处,方法500包括至少部分地混合来自于阀内的第一组的排气和来自于第二组的排气。阀不与来自于第一组和第二组的排气通道对准,因此阀的第一通路和第二通路可以从第一组和第二组两者接收排气。因此,涡轮机两端的压力下降被减小并且发动机泵送损耗可以被减小。
第一通路可以将来自第一组和第二组的气体的排气混合物输送至第一涡带和第二涡带两者。第二通路可以将来自第一组和第二组的气体的排气混合物输送至第一涡带和第二涡带两者。随着阀进一步旋转至第二位置,第一通路可以提供增加的排气量至第二涡带并且提供减少的排气量至第一涡带。第二通路可以提供增加的排气量至第一涡带并且提供减少的排气量至第二涡带。此外或可替代地,随着阀体被旋转到第二位置,在第一通路和第二通路中的来自于第一组的排气和来自于第二组的排气的混合物可以变得越来越均匀。
返回到510,如果发动机负荷大于第二阈值,则方法500前进到516以响应于增大的排气压力以顺时针转动阀至第二位置。发动机负荷可以是高负荷,其中排气压力足够大以克服弹簧的整个力,并且因此,排气充分地压缩弹簧,并且阀移动到第二位置。
在518处,方法500在排气流动至涡轮机之前混合来自于阀中的第一组的排气和来自于第二组的排气。在第二位置混合的排气大于用于在第一位置和第二位置之间的阀混合的排气。这可以是由于在阀和第一组和第二组的排气通道之间的较大未对准度。
以这种方式,具有位于其中的阀的适配器可以响应于变化的排气压力自动地致动。在较高的排气压力下,阀旋转到第二位置并允许来自于第一气缸组和第二气缸组的排气相混合,以便减少涡轮机两端的压力损耗并减少发动机泵送损耗。在较小的排气压力下,阀旋转到第一位置并维持来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气的分离,以便在较低发动机负荷下增大增压压力和转矩。使用自动阀的技术效果在于用于降低制造成本并增加发动机性能。
在第一示例中,一种涡轮增压器系统包括第一涡带、经由分隔墙与第一涡带流体地分离的第二涡带、联接到排气歧管的出口的适配器、第一涡带的入口和第二涡带的入口以及在适配器内联接以响应于弹簧的非电致动旋转的扭曲阀。
在第一示例的第一实施例中,第一示例可以额外地或可替代地包括其中非电致动是排气压力。
在可以可选地包括第一实施例的第一示例的第二实施例中,第一示例可以额外地或可替代地包括其中扭曲阀响应于排气压力小于弹簧的力旋转到第一位置,以及其中扭曲阀维持来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气的流体分离。
在可以可选地包括第一实施例和第二实施例的第一示例的第三实施例中,第一示例可以另外地或可替代地包括其中扭曲阀响应于排气压力克服弹簧的力而旋转到第二位置,以及其中扭曲阀允许来自于第一气缸组的排气与来自于第二气缸组的排气流体地连通。
在可以可选地包括第一实施例至第三实施例的第一示例的第四实施例中,第一示例可以另外地或可替代地包括其中适配器还包括支撑架,支撑架具有物理联接到扭曲阀的中央可旋转部分和联接到中央部分的前部支撑件和后部支撑件,其中前部支撑件和后部支撑件是固定的。
在可以可选地包括第一实施例至第四实施例的第一示例的第五实施例中,第一示例可以另外地或可替代地包括其中扭曲阀将适配器分成第一通路和第二通路,以及其中当扭曲阀在第一位置时第一通路与第一涡带对准并且第二通路与第二涡带对准。
在可以可选地包括第一实施例至第五实施例的第一示例的第六实施例,第一示例可以另外地或可替代地包括其中当扭曲阀旋转到第二位置时,第一通路和第二通路与涡轮机的第一涡带和第二涡带未对准。
在可以可选地包括第一实施例至第六实施例的第一示例的第七实施例中,第一示例可以另外地或可替代地包括其中遍及适配器的长度,维持第一通路中的排气与第二通路中的排气分离。
在第二示例中,一种方法,其包括通过旋转扭曲阀至第一位置维持来自于第一组的气体和来自于第二组的气体分离和通过旋转扭曲阀值第二位置混合来自于第一组的排气和来自于第二组的排气。
在第二示例的第一实施例中,第二示例可以另外地或可替代地包括其中使气体流动经过封装阀的适配器,其中适配器包括与第二通路气密密封 (hermitically sealed)的第一通路。
在可以可选地包括第一实施例的第二示例的第二实施例中,第二示例可以另外地或可替代地包括其中阀在第一位置包括排气从第一气缸组流动、到第一通路、并进入排气至涡轮机的第一涡带中,而不将来自于第一气缸组的排气与来自于第二气缸组的排气混合,以及其中阀在第一位置还包括排气从第二气缸组流动、到第二通路、并进入涡轮机的第二涡带中,而不将来自于第二气缸组的排气与来自于第一气缸组的排气混合。
在可以可选地包括第一实施例和/或第二实施例的第二示例的第三实施例,第二示例可以另外地或可替代地包括其中阀在第二位置包括从第一气缸组和第二气缸组流动排气至第一通路和第二通路,和其中第一通路和第二通路将来自于第一气缸组的排气和来自于第二气缸组的排气的混合物传送至涡轮机的第一涡带和第二涡带。
在第三示例中,一种发动机系统,其包括具有第一气缸组和第二气缸组、包括双涡带涡轮机的涡轮增压器、适配器、适配器的扭曲阀板和能够响应于非电致动旋转阀的弹簧,其中第一气缸组包括至少一个气缸并且第二气缸组包括不同的气缸,双涡带涡轮机的第一涡带和第二涡带经由障碍物维持分离,适配器在上游端处联接到发动机的排气歧管并在下游端处联接到涡轮机,适配器的扭曲阀板沿适配器的整个长度延伸并将适配器分成第一通路和第二通路。
在第三示例的第一实施例中,第三示例可以另外地或可替代地包括其中排气歧管分成两支,以适配第一气缸组的排气出口和第二气缸组的排气出口。
在可以可选地包括第一实施例的第三示例的第二实施例中,第三示例可以另外地或可替代地包括其中第一通路中的排气在适配器中不与第二通路中的排气。
在可以可选地包括第一和/或第二实施例的第三示例的第三实施例中,第三示例可以另外地或可替代地包括其中弹簧片朝向位于适配器内的制动器偏置并旋转扭曲阀板。
在可以可选地包括第一实施例至第三实施例的第三示例的第四实施例中,第三示例可以另外地或可替代地包括其中弹簧响应于增加的排气压力压缩并旋转扭曲阀板远离制动器。
在可以可选地包括第一实施例至第四实施例的第三示例的第五实施例中,第三示例可以另外地或可替代地包括其中阀板还包括前部和后部,并且其中前部垂直于后部。
在可以可选地包括第一实施例至第五实施例的第三示例的第六实施例中,第三示例可以另外地或可替代地包括其中适配器还包括具有前部支撑件、中央支撑件和后部支撑件的支撑架。
在可以可选地包括第一实施例至第六实施例的第三示例的第七实施例中,第三示例可以另外地或可替代地包括其中前部支撑件和后部支撑件是固定的并且中央支撑件是可旋转的并物理联接到阀板。
注意本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中,并且可以与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合由包括控制器的控制系统执行。本文的具体例程可以表示任何数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等处理策略中的一个或多个。因此,所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序、并行地或在省略的一些情况下执行。同样地,不是必要地要求处理顺序实现本文的示例实施例的特征和有点,但是为了便于说明和描述,提供了处理顺序。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据正在使用的特定策略重复地执行。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以以图表形式表示要编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码,其中所描述的动作通过与电子控制器结合在包括各种发动机硬件组件的系统中执行指令来实行。
将理解的是,本文公开的配置和例程在本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应该以限制意义进行考虑,因为许多变化都是可能的。例如,上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置和其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别地指出视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或它们的等同物。此类权利要求应该理解为包括一个或多个此类元件的并入,既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过对本权利要求的修改或通过新权利要求在此或相关申请中的呈现而要求保护。此类权利要求无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相等或不同也视为包括在本公开的主题内。

Claims (19)

1.一种涡轮增压器系统,其包括:
第一涡带;
第二涡带,其流体地经由分隔墙与所述第一涡带分离;
适配器,其联接到排气歧管的出口、所述第一涡带的入口和所述第二涡带的入口;以及
扭曲阀,其联接在所述适配器内并且响应于排气压力致动以旋转,其中所述扭曲阀的扭曲阀板包括前部和后部,并且其中所述前部垂直于所述后部。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器系统,其中所述排气压力包括相对于连接到所述扭曲阀的弹簧的力作用在所述扭曲阀上的排气压力。
3.根据权利要求2所述的涡轮增压器系统,其中所述扭曲阀响应于排气压力小于所述弹簧的力而旋转到第一位置,并且其中所述扭曲阀维持排气与第一气缸组和第二气缸组的流体分离。
4.根据权利要求2所述的涡轮增压器系统,其中所述扭曲阀响应于排气压力克服所述弹簧的力而旋转到第二位置,并且其中所述扭曲阀允许来自第一气缸组的排气与来自于第二气缸组的排气流体连通。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器系统,其中所述适配器还包括支撑架,所述支撑架具有物理地联接到所述扭曲阀的中央可旋转部分和联接到所述中央可旋转部分的前支撑件和后支撑件,其中所述前支撑件和后支撑件是固定的。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器系统,其中所述扭曲阀将所述适配器分成第一通路和第二通路,并且其中当所述扭曲阀在第一位置时,所述第一通路与所述第一涡带对准并且所述第二通路与所述第二涡带对准。
7.根据权利要求6所述的涡轮增压器系统,其中当所述扭曲阀被旋转到第二位置时,所述第一通路和所述第二通路与所述第一涡带和第二涡带未对准。
8.根据权利要求6所述的涡轮增压器系统,其中维持所述第一通路中的排气贯穿所述适配器的长度与所述第二通路中的排气分离。
9.一种方法,其包括:
通过旋转扭曲阀至第一位置维持来自第一组和第二组的气体分离,并且通过排气引起的旋转所述扭曲阀至第二位置混合来自所述第一组和所述第二组的排气,其中所述扭曲阀容纳在适配器的内部,并且所述扭曲阀的扭曲阀板包括前部和后部,其中所述前部垂直于所述后部。
10.根据权利要求9所述的方法,所述方法还包括将气体流动通过容纳所述阀的适配器,其中所述适配器包括与第二通路气密密封的第一通路。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述阀在所述第一位置包括将排气从第一组流动至所述第一通路并且进入涡轮机的第一涡带,而不将来自于所述第一组的排气与来自所述第二组的排气相混合,并且其中所述阀在所述第一位置还包括将排气从所述第二组流动至所述第二通路并且进入所述涡轮机的第二涡带,而不将来自所述第二组的排气与来自所述第一组的排气相混合。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述阀在所述第二位置包括将排气从所述第一组和所述第二组流动至所述第一通路和所述第二通路两者,并且其中所述第一通路和所述第二通路两者将来自于所述第一组和所述第二组的排气的混合物传送到所述涡轮机的所述第一涡带和第二涡带两者。
13.一种系统,其包括:
具有第一气缸组和第二气缸组的发动机,其中所述第一气缸组至少包括第一气缸,并且所述第二气缸组至少包括不同于所述第一气缸的第二气缸;
涡轮增压器,其包括双涡带涡轮机;
经由障碍物维持所述双涡带涡轮机的第一涡带和第二涡带分离;
适配器,其在上游端部处联接到所述发动机的排气歧管并在下游端部处联接到所述涡轮机;
所述适配器的扭曲阀板,所述扭曲阀板包括前部和后部,其中所述前部垂直于所述后部,所述扭曲阀板沿所述适配器的整个长度延伸并将所述适配器分成第一通路和第二通路;以及
弹簧,其能够响应于非电致动而旋转所述阀。
14.根据权利要求13所述的系统,其中所述排气歧管被分叉以适配所述第一气缸组的排气出口和所述第二气缸组的排气出口。
15.根据权利要求13所述的系统,其中所述第一通路中的排气在所述适配器中不与所述第二通路中的排气混合。
16.根据权利要求13所述的系统,其中所述弹簧偏置并朝向位于所述适配器内的制动器旋转所述扭曲阀板。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述弹簧响应于增大的排气压力压缩并旋转所述扭曲阀板远离所述制动器。
18.根据权利要求13所述的系统,其中所述适配器还包括具有前部支撑件、中央支撑件和后部支撑件的支撑架。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述前部支撑件和后部支撑件是固定的,并且所述中央支撑件是可旋转的并且物理地联接到所述阀板。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016200812A1 (de) * 2016-01-21 2017-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Turbolader mit Schieber zur Flutenverbindung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3423926A (en) * 1966-08-31 1969-01-28 Garrett Corp Turbocharger control arrangement
US5867987A (en) * 1997-02-25 1999-02-09 Turbodyne Systems, Inc. Method and apparatus for combined improved engine operation, warm-up and braking
CN204024804U (zh) * 2013-02-01 2014-12-17 福特环球技术公司 一种双重蜗管涡轮增压器系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT279275B (de) * 1968-08-07 1970-02-25 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Abgasdrossel für Auspuffbremsen an aufgeladenen Verbrennungsmotoren
US3557549A (en) * 1969-03-21 1971-01-26 Caterpillar Tractor Co Turbocharger system for internal combustion engine
JPS5031216A (zh) * 1973-07-18 1975-03-27
US5355673A (en) * 1992-11-18 1994-10-18 Sterling Robert E Exhaust valve
DE19618160C2 (de) * 1996-05-07 1999-10-21 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE102004055571A1 (de) 2004-11-18 2006-06-08 Daimlerchrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
US8567189B2 (en) * 2010-06-14 2013-10-29 Ford Global Technologies, Llc Twin scroll turbocharger with EGR takeoffs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3423926A (en) * 1966-08-31 1969-01-28 Garrett Corp Turbocharger control arrangement
US5867987A (en) * 1997-02-25 1999-02-09 Turbodyne Systems, Inc. Method and apparatus for combined improved engine operation, warm-up and braking
CN204024804U (zh) * 2013-02-01 2014-12-17 福特环球技术公司 一种双重蜗管涡轮增压器系统

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