CN106795821A - 用于压缩机的旁路阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种供发动机使用的产品和方法，其包含提供助燃空气到发动机的进气通道。排气通道可引导从发动机排出的燃烧气体。第一压缩机可设置在进气通道中，以及涡轮机可设置在排气通道中且可联接到第一压缩机。涡轮机可经布置而由于排出气体的流量经过排气通道而旋转，从而驱动第一压缩机。流量控制装置可设置在第一压缩机上游的进气通道中。可提供替代通道，其具有对流量控制装置上游的进气通道开放的第一端部，以及具有对流量控制装置下游的进气通道开放的第二端部。第二压缩机可设置在替代通道中，具有适于驱动第二压缩机的驱动单元。流量控制装置可经调适以关闭以便在实质上防止流量经过进气通道，且经调适以打开以便将漩涡施加到进气通道中的气流。

Description

用于压缩机的旁路阀

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月7日申请的美国临时申请62/060,728号的权益。

技术领域

本发明大体上涉及的领域包含用于内燃机的加料系统，且更具体地涉及包含多个增压装置的加料系统。

背景技术

用于汽车应用的内燃机可包含具有例如涡轮增压器或增压器的增压装置的加料系统。即使在低发动机输出下对高增压的需求可驱使使用两个或两个以上加料单元用于一个发动机的不同操作条件。

发明内容

根据多个变型，可提供一种控制用于内燃机的加料系统中的压缩机旁路的方法。本方法可包含提供第一压缩机，并将第一压缩机连接在内燃机的进气通道中。还可包含提供第二压缩机，并将第二压缩机连接在内燃机的进气通道中。可在进气通道中第二压缩机周围包含旁路通道，使得气体可流经旁路通道而无需被迫经过第二压缩机。可将具有多个叶片的流量控制装置连接在旁路通道中。可将流量控制装置中的叶片选择性定位到关闭位置，以迫使流量经过第二压缩机。

多个其他变型可包含供发动机使用的产品，该产品包含提供助燃空气到发动机的进气通道。排气通道可引导从发动机排出的燃烧气体。第一压缩机可设置在进气通道中，且涡轮机可设置在排气通道中并可联接到第一压缩机。涡轮机可配置成由于排出气体流量经过排气通道而旋转，从而驱动第一压缩机。流量控制装置可设置在第一压缩机上游的进气通道中。可提供替代通道，其具有对流量控制装置上游的进气通道开放的第一端部以及具有对流量控制装置下游的进气通道开放的第二端部。第二压缩机可设置在该替代通道中，具有适于驱动第二压缩机的驱动单元。流量控制装置可经调适为关闭以便在实质上防止流量经过该流量控制装置并迫使流量经过替代通道。

根据本文提供的详细描述，本发明的范围内的其他示例性变型将变得显而易见。应理解，虽然详细描述和具体示例公开了本发明的范围内的变型，但仅旨在用于说明的目的且并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

将根据详细描述和附图说明而更充分理解本发明的范围内的变型的选择示例，其中：

图1是根据多个变型的双加料系统布置的示意说明。

图2是根据多个变型的展示流量控制装置的横跨进气通道的示意图。

图3是根据多个变型的展示流量控制装置的横跨进气通道的示意图。

具体实施方式

变型的以下描述本质上仅是示例性的，且决不旨在限制本发明的范围、其应用或用途。

用于内燃机的加料系统可包含用于压缩助燃空气进入发动机的至少一个装置。参看图1，示出了根据多个变型的加料系统10。加料系统10可包含发动机12，发动机12包含将助燃空气提供到发动机12的汽缸中的一个或多个的进气通道14。排气通道16可引导从发动机12的汽缸排出的燃烧气体。第一压缩机18可设置在进气通道14中，且可经由轴22连接到涡轮机20。涡轮机20可设置在排气通道16中，使得所排出的排出气体使涡轮机旋转，从而驱动所连接的压缩机18。

流量控制装置24可设置在第一压缩机18上游的进气通道14中。用于施加漩涡或涡旋来使进气通道中的气流自旋的流量控制装置是众所周知的。一个此类装置描述于美国专利6,994,518(用于径向压缩机的预旋产生器)中，该美国专利被转让给本发明的受让人。本文通过参考的方式特定并入美国专利6,994,518。施加漩涡的益处可包含提高了压缩机18的效率、增加了再循环排出气体的混合，以及改进了发动机12中的燃烧。

可提供替代通道26用于进气通道14中进气的流动。第一端部30可使替代通道26对流量控制装置24上游的进气通道14开放。第二端部32可使替代通道26对流量控制装置24下游的进气通道14开放。结果，进气流动可经由进气通道14的通道段34和替代通道26中的任一者或两者而从端部30前进到端部32。第二压缩机36可设置在替代通道26中，具有适于驱动第二压缩机36的驱动单元38。驱动单元38可包含用以施加旋转的装置，例如电动机、发动机动力输出装置、涡轮机、或另一驱动系统。流量控制装置24可允许流量绕过替代通道26和第二压缩机36而经过段34。

流量控制装置24经调适为关闭以在实质上防止流量经过进气通道14的段34，以及经调适为打开以将漩涡施加到气流。当流量控制装置24打开时，在进气通道段40进入加料系统10的进入气体可流经段34和流量控制装置24而到达第一压缩机18。当流量控制装置24打开、部分打开或关闭时，在进气通道段40进入加料系统10的进入气体也可流经替代通道26、第二压缩机36且经过端部32而到达第一压缩机18。当流量控制装置24打开、部分打开或关闭时，驱动单元38可经驱动而使压缩机36旋转，从而将进气通道14中的气流加料到发动机12。例如，当发动机12最初在低负载下启动或操作且排气通道16中的排气流量较低时，流量控制装置24可关闭且驱动单元38可经驱动而使第二压缩机36旋转并对进气通道14加料。由于流量控制装置24关闭，所以回流经过流量控制装置24并防止段34将加料的气体引导流向发动机12。另外，当流量控制装置24打开且涡轮机20正驱动第一压缩机18对进气通道14加料时，驱动单元38可驱动压缩机36辅助对进气通道14加料。在增压器作为第二压缩机36的情况下，当未由驱动单元38驱动时，可阻挡经过替代通道26的流量。在电动升压器作为第二压缩机36的情况下，气体流动可使压缩机自旋且经过替代通道26的一些气体流动可以是可能的。流量控制装置24可经定位而允许自由流经段34而不会被迫经过第二压缩机。关闭流量控制装置34可防止从第二压缩机回流到其入口。

参看图2，流量控制装置24的示意说明示出设置在经过流量控制装置的流量通道46中的多个叶片44，所述叶片可在图2中所示的打开位置与图3中所示的关闭位置之间旋转。可选择叶片44的数目和形状，以在旋转到如图3所示的垂直于流量通道46的定向时关闭流量通道46。当叶片旋转到如图2中所示的打开位置具有开口48时，所述叶片可经定向而对流量流施加漩涡。以此方式，可防止流量经过流量控制装置24或流量可选择性影响经过流量控制装置24，不需要进气通道14中用以防止流量经过段34的单独截流阀。

变型的以下描述仅仅说明被认为在本发明的范围内的部件、元件、动作、产品和方法，且决不旨在通过具体公开或未明确陈述的内容来限制此类范围。除了本文明确描述的以外，部件、元件、动作、产品和方法可进行组合和重新布置，且仍被认为在本发明的范围之内。

变型1可包含用于控制内燃机的加料系统中的压缩机旁路的方法。本方法可包含提供第一压缩机，并将第一压缩机连接在内燃机的进气通道中。还可包含提供第二压缩机，并将第二压缩机连接在内燃机的进气通道中。可在进气通道中第二压缩机周围包含旁路通道，使得气体可流经旁路通道而不会被迫经过第二压缩机。可将具有多个叶片的流量控制装置连接在旁路通道中。可将流量控制装置中的叶片选择性定位到关闭位置，以迫使流量经过第二压缩机。

变型2可包含根据变型1的方法，其包含打开叶片以将漩涡施加到进气通道中并到第一压缩机中的步骤。

变型3可包含根据变型1或2的方法，其包含同时操作第一压缩机和第二压缩机的步骤。

变型4可包含根据变型2的方法，其包含当最初启动发动机且叶片定位在关闭位置时操作第二压缩机的步骤。

变型5可包含供发动机使用的产品，该产品包含提供助燃空气到发动机的进气通道。排气通道可引导从发动机排出的燃烧气体。第一压缩机可设置在进气通道中，且涡轮机可设置在排气通道中且可联接到第一压缩机。涡轮机可配置成由于排出气体流量经过排气通道而旋转，从而驱动第一压缩机。流量控制装置可设置在第一压缩机上游的进气通道中。可提供替代通道，其具有对流量控制装置上游的进气通道开放的第一端部，以及具有对流量控制装置下游的进气通道开放的第二端部。第二压缩机可设置在替代通道中，具有适于驱动第二压缩机的驱动单元。流量控制装置可经调适为关闭以在实质上防止流量经过流量控制装置并迫使流量经过替代通道。

变型6可包含根据变型5的产品，其中流量控制装置包含多个叶片，所述叶片经定形以在垂直于流量定位时实质上关闭经过流量控制装置的流量。

变型7可包含根据变型6的产品，其中叶片配置成关闭流量，且第二压缩机经调适以在最初启动发动机时对进气通道加料。

变型8可包含根据变型5至7中任一项的产品，其中可在无需包含与流量控制装置分离的截流阀的情况下关闭流量。

变型9可包含根据变型6至8中任一项的产品，其中叶片在第二压缩机被驱动时防止逆流经过流量控制装置。

变型10可包含根据变型6至9中任一项的产品，其中叶片配置成打开以将漩涡施加到进气通道中的气流。

本发明范围内的选择变型的以上描述仅仅在本质上为说明性的，且因此，本发明的变化或变型并不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种控制用于内燃机的加料系统中的压缩机旁路的方法，其包含以下步骤：

a.提供第一压缩机；

b.将所述第一压缩机连接在所述内燃机的进气通道中；

c.提供第二压缩机；

d.将所述第二压缩机连接在所述内燃机的所述进气通道中；

e.在所述进气通道中所述第二压缩机周围提供旁路通道，使得气体可流经所述旁路通道而无需被迫经过所述第二压缩机；

f.将具有多个叶片的流量控制装置连接在所述旁路通道中；

g.将所述流量控制装置中的所述叶片选择性定位到关闭位置，以迫使流量经过所述第二压缩机。

2.如权利要求1所述的控制压缩机旁路的方法，其包含打开所述叶片以将漩涡施加到所述进气通道中以及到所述第一压缩机中的步骤。

3.如权利要求2所述的控制压缩机旁路的方法，其包含同时操作所述第一压缩机和第二压缩机的步骤。

4.如权利要求2所述的控制压缩机旁路的方法，其包含在最初启动所述发动机且所述叶片定位在所述关闭位置时操作所述第二压缩机的步骤。

5.一种供发动机使用的产品，其包括：进气通道，其提供助燃空气到所述发动机；排气通道，其引导从所述发动机排出的燃烧气体；第一压缩机，其设置在所述进气通道中；涡轮机，其设置在所述排气通道中并联接到所述第一压缩机，且经布置而由于排出气体的流量经过所述排气通道而旋转，从而驱动所述第一压缩机；流量控制装置，其设置在所述第一压缩机上游的所述进气通道中；替代通道，其具有对所述流量控制装置上游的所述进气通道开放的第一端部，以及具有对所述流量控制装置下游的所述进气通道开放的第二端部；第二压缩机，其设置在所述替代通道中；以及驱动单元，其适于驱动所述第二压缩机；其中所述流量控制装置配置成关闭，以在实质上防止流量经过所述流量控制装置且迫使流量经过所述替代通道。

6.如权利要求5所述的产品，其中所述流量控制装置包含多个叶片，所述叶片经定形以在垂直于流量定位时在实质上关闭经过所述流量控制装置的流量。

7.如权利要求6所述的产品，其中所述叶片配置成关闭流量，且所述第二压缩机经调适以在最初启动所述发动机时对所述进气通道加料。

8.如权利要求7所述的产品，其中关闭流量而无需包含与所述流量控制装置分离的截流阀。

9.如权利要求8所述的产品，其中所述叶片在所述第二压缩机经驱动时防止逆流经过所述流量控制装置。

10.如权利要求9所述的产品，其中所述叶片配置成打开以将漩涡施加到所述进气通道中的气流。