CN108291481A - 分隔式排气增压涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

多个变型可以包括一种产品，该产品可以包括阀系统，该阀系统具有构造且布置成选择性地打开和关闭泄放通道的第一阀板以及构造且布置成选择性地打开和关闭清除通道的第二阀板，并且其中第一板和第二板具有公共的旋转轴线。

Description

分隔式排气增压涡轮增压器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月2日提交的美国临时申请第62/262,141号的权益。

技术领域

本公开总体上涉及的领域包括具有涡轮增压器的系统。

背景技术

涡轮增压器可以用于迫使空气进入到发动机中。

发明内容

多个变型可以包括一种产品，该产品可以包括阀系统，该阀系统具有构造且布置成选择性地打开和关闭泄放通道的第一阀板以及构造且布置成选择性地打开和关闭清除通道的第二阀板，并且其中第一板和第二板具有公共的旋转轴线。

根据下文提供的详细描述，本发明范围内的其他说明性变型将变得明显。应该理解的是，虽然公开了本发明范围内的变型，但是详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不意图限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图，将更全面地理解本发明范围内的变型的优选示例，在附图中：

图1是根据多个变型的包括阀系统的产品的示意图。

图2是根据多个变型的包括阀系统的产品的示意图。

图3是根据多个变型的包括三个阀板的阀系统的示意性截面图，其中这三个阀板构造且布置成选择性地允许清除排气和泄放排气均流过三个板。

图4是根据多个变型的包括三个板的阀系统的示意性截面图，其中第一板定位成允许清除排气从其流过，第二板构造且布置成允许泄放排气从其流过，而第三板构造且布置成打开泄放导管与清除导管之间的废气门跨越通道。

图5是根据多个变型的阀系统的示意性截面图，其中第一阀板定位成限制清除排气流过清除导管中的通道，第二板定位成允许泄放排气从其流过，而第三板定位成关闭泄放导管与清除导管之间的废气门跨越通道。

图6是根据多个变型的阀系统的示意性截面图，其中第一板定位成允许清除排气从其通过，第二板定位成限制泄放排气在泄放导管中的流动，而第三板定位成关闭泄放导管与清除导管之间的废气门跨越通道。

图7是根据多个变型的部分被去除的示意性侧视图，其示出了阀系统或组件是涡轮机壳体的整体部分或者直接连接到涡轮机壳体。

图8是根据多个变型的部分被去除的示意性端视图，其示出了阀系统或组件是涡轮机壳体的整体部分或者直接连接到涡轮机壳体。

图9是根据多个变型的连接到凸缘以安装在发动机上的清除歧管和泄放歧管的立体图。

具体实施方式

以下对变型的描述在本质上仅仅是说明性的，并且决不旨在限制本发明的范围、其应用或用途。

图1中示出了多个变型，并且这些变型可以包括产品或系统10，该产品和系统10可以包括阀系统100，阀系统100包括具有公共的旋转轴线的第一阀48和第二阀50。系统10可以包括发动机12，发动机12具有形成在其中的多个汽缸，并且在发动机中，活塞通常在相应的汽缸中从下止点行进到上止点位置。可以提供多个泄放阀16和清除阀18并将其可操作地连接到发动机12。清除歧管20可以构造且布置成收集来自多个汽缸14的清除排气。泄放歧管22可以构造且布置成收集来自多个汽缸14的泄放排气。泄放导管或管道24可以可操作地连接到泄放歧管22，并且可以连接到涡轮增压器28的涡轮机30。涡轮增压器28可以包括压缩机32，压缩机32可以通过轴34或通过其他装置连接到涡轮机30，例如但不限于当涡轮增压器是电子涡轮增压器时。清除导管或管道26可以直接地或者通过连接到催化器46的涡轮机出口导管或管道44来连接到清除歧管20和污染控制装置46(例如但不限于催化器)。阀系统100可以包括构造且布置成控制泄放排气通过涡轮机30的流动的第一阀48。第二阀50可以构造且布置成控制排气通过清除导管或管道26的流动。一个或多个致动器102可以可操作地连接到第一阀48和第二阀50。在多个变型中，第一阀48和第二阀50具有公共的旋转轴线，并且可以通过单个致动器进行移动或旋转。新鲜空气可以通过进气导管或管道36流到压缩机32，流过进气冷却器38，流经进气节流阀40，流入进气歧管42以及流入发动机12的各汽缸14。在多个变型中，发动机可以配备有同心凸轮/相位器，以便对泄放阀16和清除阀18加以控制。

图2中示出了可以包括产品10的多个变型。布置与图1所示的布置相似，但是其中发动机12配备有非同心凸轮/相位器21’。废气门导管54提供了废气门跨越通道，由此使得泄放导管24中的排气发生跨越并流入清除导管26中。废气门阀65可以设置在废气门导管54中，以控制从其中通过的排气流。

多个变型在图3中进行了示出并且可以包括定位在清除导管26与泄放导管24之间的阀系统100，并且还可以包括第一阀板106、第二阀板108和第三阀板110。第一阀板106、第二阀板108和第三阀板110可以共用公共的旋转轴线。在多个变型中，一个或多个轴104可以连接到第一阀板106、第二阀板108和/或第三阀板110中的一个或多个。同心轴104可以设置成独立地移动第一阀板106、第二阀板108或第三阀板110中的每一个。在多个其他变型中，可以设置单个轴，并且可以利用多个空动机构来控制第一阀板106、第二阀板108和第三阀板110的移动。第一阀板106可以构造且布置成从第一位置移动，在该第一位置处，第一阀板106与公共壁27相邻，而清除导管26、51与泄放导管24、49之间共用此公共壁27。在第一位置，第一阀板106使得清除导管26完全打开、打开至少95％、打开至少90％或打开至少85％。第一阀板106可以移动到限制排气通过清除导管26、51的流动的第二位置，或者例如移动到如下的位置：其中第一板106垂直于公共壁27，并且第一阀板106完全关闭清除导管26、关闭至少90％的清除导管26或关闭至少80％的清除导管26。

第二阀板108可以定位在邻近公共壁27的第一位置，从而使得泄放导管24、49(或通道117)完全打开、打开至少95％、打开至少90％或打开至少85％。第二阀板108可以移动到垂直于公共壁27的第二位置，在该第二位置，泄放导管24、49完全关闭，或关闭90％，或关闭80％。

第三阀板110可以从平行于公共壁27的第一位置移动，以使得废气门跨越通道118被第三阀板110阻挡。在多个变型中，第三阀板110可以移动到远离平行于公共壁27的线条的第二位置，以在清除导管26与泄放导管24之间提供开口或废气门跨越通道118，由此允许泄放气体跨越进入到清除导管26、51中。

图3示出处于中间位置的阀系统100，其中第一阀板106和第二阀板108邻近清除导管26、51与泄放导管24、49之间的公共壁27，并且其中第三阀板110阻挡泄放导管24与清除导管26之间的废气门跨越通道118。在这种布置中，采用涡轮增压器的发动机增压可以通过调节排气凸轮相位器来加以控制。

现参考图4，在多个变型中，在没有包括同心凸轮/相位器的系统中，第三阀板110可以用于提供废气门，从而控制在适度负载至高负载下的增压。第三阀板110可以从与公共壁27平行的第一位置移开，以提供废气门跨越通道118，这样便允许泄放排气跨越进入到清除导管26、51中，进而绕过涡轮增压器涡轮机30。在多个变型中，当第三板110移动到第二位置以提供废气门跨越通道118时，第一阀板106以及可选的第二阀板108可以移动来定位在清除导管26、51与泄放导管24、49之间的公共壁27附近。

图5示出了多个变型，其中例如在需要低速增压增强的情况下，第一阀板106可以从邻近公共壁27的第一位置移动到至少部分地限制了排气通过清除导管26、51的流动的位置，从而导致更多来自发动机的排气通过泄放导管24、29流到涡轮增压器涡轮机30，由此增加涡轮增压器的增压。在多个变型中，第一阀板106可以移动到完全阻挡排气通过清除导管26、51的流动的第二位置，或者移动到阻挡了95％的清除通道119、90％的清除通道119、90％的清除通道119或85％的清除通道119的位置。第二阀板108可以定位在公共壁27附近，这样使得泄放导管完全打开。

多个变型在图6中进行了示出，并且可以包括在例如冷启动期间对阀系统100进行控制，从而限制或消除排气通过泄放导管24、49并通过涡轮增压器涡轮机30的流动。在冷启动期间的多个变型中，第二阀板108可以移动到限制或完全关闭泄放通道117的位置。第一阀板106可以定位在公共壁27附近，这样使得清除通道完全打开，允许排气流动通过清除通道119，由此绕过涡轮增压器30。为了阻挡泄放导管24与清除导管26之间的跨越通道，第三阀板可以处于平行于公共壁27的位置。阻挡或限制通过泄放导管24的流动并让清除通道完全打开，这样做使得所有的排气绕过涡轮机并直接流向污染控制装置46(例如催化器)，以便例如在冷启动期间快速地启动催化器。在多个其他变型中，可以采用这样的阀布置来使最多的排气流过清除导管26，并流入颗粒捕集器中，以烧尽其中的颗粒物质。

图7是根据多个变型的部分被去除的示意性侧视图，其示出了阀系统或组件100是涡轮机壳体126的整体部分或者直接连接到涡轮机壳体126。

图8是部分被去除的示意性侧视图，其示出了阀系统或组件100是涡轮机壳体126的整体部分或者直接连接到其中具有涡轮机叶轮的涡轮机壳体126。根据多个变型，涡轮机出口管道44和清除导管的一部分51可以通过凸缘129附接到连接到污染控制装置46的组合式泄放和清除导管130。

图9是根据多个变型的连接到凸缘以安装在发动机上的清除歧管和泄放歧管的立体图。

阀系统100可以包括容纳第一阀版106、第二阀扳108和第三阀板110的阀壳体。阀壳体101可以在入口侧以凸缘方式连接到清除导管26和泄放导管24，这样使得通道119和117连接到壳体101的进入口，并且还可以以凸缘方式连接到清除导管的另一部分51和泄放导管的另一部分49，这样使得通道120和122连接到壳体101的出口部分。在多个变型中，壳体101的出口可以直接流入涡轮机壳体126。

以下对变型的描述仅仅是用于说明被认为落在本发明范围内的部件、元件、动作、产品和方法，这些部件、元件、动作、产品和方法并不旨在以任何方式通过具体公开的内容或未明确阐述的内容来限制此范围。本文所述的部件、元件、动作、产品和方法可以按照本文明确描述的方式之外的方式进行组合和重新排列，并且仍然被认为是落在本发明的范围内。

变型1可以包括一种产品，该产品包括：阀壳体，该阀壳体包括具有通道的泄放导管、具有通道的清除导管；构造且布置成控制通过泄放通道的流动的第一阀板；构造且布置成控制通过清除通道的流动的第二阀板，第一阀板和第二阀板构造且布置成具有公共的旋转轴线。

变型2可以包括如变型1所述的产品，该产品还包括连接到第一阀板和第二阀板以使第一阀板和第二阀板旋转的单个致动器。

变型3可以包括一种产品，该产品包括阀系统，该阀系统包括具有泄放排气通道的泄放导管、具有清除排气通道的清除导管以及形成在泄放导管与清除导管之间的废气门通道、构造且布置成控制泄放排气通过泄放排气通道的流动的第一阀板、构造且布置成控制清除排气通过清除排气通道的流动的第二阀板、以及构造且布置成控制来自泄放排气通道的排气通过废气门通道并进入清除排气通道的流动的第三阀板。

变型4可以包括如变型3所述的产品，其中第一阀板、第二阀板和第三阀板构造且布置成具有公共的旋转轴线。

变型5可以包括如变型3至变型4所述的产品，该产品还包括连接到第一阀板、第二阀板和第三阀板以控制其旋转的单个致动器。

变型6可以包括如变型3至变型5所述的产品，其中泄放导管和清除导管具有公共壁。

变型7可以包括如变型6所述的产品，其中废气门跨越通道形成在公共壁中。

变型8可以包括如变型1至变型2所述的产品，该产品还包括具有非同心凸轮/相位器的车辆发动机。

变型9可以包括如变型3至变型7所述的产品，该产品还包括不具有同心凸轮/相位器的车辆发动机。

变型10可以包括一种方法，该方法包括：提供产品，该产品包括清除导管和泄放导管、容纳在清除导管与泄放导管之间的阀系统以及形成在清除导管与泄放导管之间的废气门跨越通道，其中清除导管和泄放导管具有公共壁，阀系统包括构造且布置成控制排气通过清除导管的流动的第一阀板、构造且布置成控制排气通过泄放导管的流动的第二阀板、以及构造且布置成控制废气门跨越排气从泄放导管进入到清除导管中的流动的第三阀板，第一阀板、第二阀板和第三阀板具有公共的旋转轴线，并且控制阀系统包括以下中的至少一项：

(a)将第一阀板移动到邻近公共壁的位置以使得清除导管通道完全打开，将第二阀板移动到邻近公共壁的位置以使得泄放通道完全打开，并且移动第三板以完全关闭泄放导管与清除导管之间的废气门跨越通道；

(b)将第一阀板移动到邻近公共壁的位置以使得清除通道完全打开，将第二阀板移动到邻近公共壁的位置，并且将第三阀板移动到不再平行于公共壁的位置，以至少部分地打开废气门跨越通道；

(c)移动第一阀板以至少部分地阻挡清除导管通道，将第二阀板移动到邻近公共壁的位置以使得泄放通道完全打开，并且移动第三阀板以阻挡泄放导管与清除导管之间的跨越废气门通道；或者

(d)将第一阀板移动到邻近公共壁的位置以使得清除导管通道完全打开，移动第二阀板以至少部分地限制排气通过泄放导管通道的流动，并且移动第三阀板以关闭泄放导管与清除导管之间的废气门跨越通道。

变型11可以包括如变型10所述的方法，还包括车辆发动机，该车辆发动机包括多个汽缸、多个清除阀和多个泄放阀，其中多个清除阀中的一个和多个泄放阀中的一个连接到多个汽缸中的一个，连接到多个泄放阀的泄放歧管和连接到泄放歧管的泄放导管，连接到多个清除阀的清除歧管和连接到清除歧管的清除导管，泄放导管连接到涡轮增压器的涡轮机，清除歧管绕过涡轮机并且连接到位于涡轮机下游的泄放导管或连接到污染控制装置，连接到涡轮增压器的压缩机的进气导管，并且进气导管从压缩机连接到可操作地连接到多个汽缸的进气歧管，发动机包括非同心凸轮/相位器.以及

当第一阀板处于邻近公共壁的位置、第二阀板处于邻近公共壁的位置并且第三阀板关闭泄放导管与清除导管之间的废气门跨越通道时，通过调节非同心/凸轮相位器来控制来自涡轮机的进气增压量。

变型12可以包括如变型10至变型11所述的方法，其中控制阀系统包括将第一阀板移动到邻近公共壁的位置以使得清理导管通道完全打开，将第二阀板移动到邻近公共壁的位置以使得泄放通道完全打开，并且移动第三板以完全关闭泄放导管与清除导管之间的废气门跨越通道。

变型13可以包括如变型10至变型11所述的方法，其中控制阀系统包括将第一阀板移动到邻近公共壁的位置以使得清除通道完全打开，将第二阀板移动到邻近公共壁的位置，并且将第三阀板移动到不再平行于公共壁的位置，以至少部分地打开废气门跨越通道。

变型14可以包括如变型10至变型11所述的方法，其中控制阀系统包括移动第一阀板以至少部分地阻挡清除导管通道，将第二阀板移动到邻近公共壁的位置以使得泄放通道完全打开，并且移动第三阀板以阻挡泄放导管与清除导管之间的跨越废气门通道。

变型15可以包括如变型10至变型11所述的方法，其中控制阀系统包括将第一阀板移动到邻近公共壁的位置以使得清除导管通道完全打开，移动第二阀板以至少部分地限制排气通过泄放导管通道的流动，并且移动第三阀板以关闭泄放导管与清除导管之间的废气门跨越通道。

以上对本发明范围内的优选变型的描述在本质上仅仅是说明性的，因此，其变化或变体并不被视作是脱离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种产品，包括：

阀壳体，所述阀壳体包括具有通道的泄放导管、具有通道的清除导管；

构造且布置成控制通过所述泄放通道的流动的第一阀板、构造且布置成控制通过所述清除通道的流动的第二阀板，所述第一阀板和所述第二阀板构造且布置成具有公共的旋转轴线。

2.根据权利要求1所述的产品，还包括连接到所述第一阀板和第二阀板以使所述第一阀板和第二阀板旋转的单个致动器。

3.一种产品，包括：

阀系统，所述阀系统包括具有泄放排气通道的泄放导管、具有清除排气通道的清除导管以及形成在所述泄放导管与所述清除导管之间的废气门通道、构造且布置成控制泄放排气通过所述泄放排气通道的流动的第一阀板、构造且布置成控制清除排气通过所述清除排气通道的流动的第二阀板、以及构造且布置成控制来自所述泄放排气通道的排气通过所述废气门通道并进入所述清除排气通道的流动的第三阀板。

4.根据权利要求3所述的产品，其中所述第一阀板、第二阀板和第三阀板构造且布置成具有公共的旋转轴线。

5.根据权利要求4所述的产品，还包括连接到所述第一阀板、第二阀板和第三阀板以控制其旋转的单个致动器。

6.根据权利要求4所述的产品，其中所述泄放导管和清除导管具有公共壁。

7.根据权利要求6所述的产品，其中所述废气门跨越通道形成在所述公共壁中。

8.根据权利要求1所述的产品，还包括具有同心凸轮/相位器的车辆发动机。

9.根据权利要求3所述的产品，还包括不具有同心凸轮/相位器的车辆发动机。

10.一种方法，包括：

提供产品，所述产品包括清除导管和泄放导管、容纳在所述清除导管与所述泄放导管之间的阀系统以及形成在所述清除导管与泄放导管之间的废气门跨越通道，其中所述清除导管和泄放导管具有公共壁，所述阀系统包括构造且布置成控制排气通过所述清除导管的流动的第一阀板、构造且布置成控制排气通过所述泄放导管的流动的第二阀板、以及构造且布置成控制废气门跨越排气从所述泄放导管进入到所述清除导管中的流动的第三阀板，所述第一阀板、第二阀板和第三阀板具有公共的旋转轴线，并且控制所述阀系统包括以下中的至少一项：

(a)将所述第一阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述清除导管通道完全打开，将所述第二阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述泄放通道完全打开，并且移动所述第三板以完全关闭所述泄放导管与清除导管之间的所述废气门跨越通道；

(b)将所述第一阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述清除通道完全打开，将所述第二阀板移动到邻近所述公共壁的位置，并且将所述第三阀板移动到不再平行于所述公共壁的位置，以至少部分地打开所述废气门跨越通道；

(c)移动所述第一阀板以至少部分地阻挡所述清除导管通道，将所述第二阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述泄放通道完全打开，并且移动所述第三阀板以阻挡所述泄放导管与所述清除导管之间的所述跨越废气门通道；或者

(d)将所述第一阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述清除导管通道完全打开，移动所述第二阀板以至少部分地限制排气通过所述泄放导管通道的流动，并且移动所述第三阀板以关闭所述泄放导管与所述清除导管之间的所述废气门跨越通道。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括车辆发动机，所述车辆发动机包括多个汽缸、多个清除阀和多个泄放阀，其中所述多个清除阀中的一个和所述多个泄放阀中的一个连接到所述多个汽缸中的一个，连接到所述多个泄放阀的泄放歧管和连接到所述泄放歧管的所述泄放导管，连接到所述多个清除阀的清除歧管和连接到所述清除歧管的所述清除导管，所述泄放导管连接到涡轮增压器的涡轮机，所述清除歧管绕过所述涡轮机并且连接到位于所述涡轮机下游的所述泄放导管或连接到污染控制装置，连接到所述涡轮增压器的压缩机的进气导管，并且所述进气导管从所述压缩机连接到可操作地连接到所述多个汽缸的进气歧管，所述发动机包括非同心凸轮/相位器，以及

当所述第一阀板处于邻近所述公共壁的位置、所述第二阀板处于邻近所述公共壁的位置并且其中所述第三阀板关闭所述泄放导管与所述清除导管之间的所述废气门跨越通道时，通过调节所述非同心/凸轮相位器来控制来自所述涡轮机的进气增压量。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述控制所述阀系统包括：

将所述第一阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述清除导管通道完全打开，将所述第二阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述泄放通道完全打开，并且移动所述第三板以完全关闭所述泄放导管与清除导管之间的所述废气门跨越通道。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述控制所述阀系统包括：

将所述第一阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述清除通道完全打开，将所述第二阀板移动到邻近所述公共壁的位置，并且将所述第三阀板移动到不再平行于所述公共壁的位置，以至少部分地打开所述废气门跨越通道。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述控制所述阀系统包括：

移动所述第一阀板以至少部分地阻挡所述清除导管通道，将所述第二阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述泄放通道完全打开，并且移动所述第三阀板以阻挡所述泄放导管与所述清除导管之间的所述跨越废气门通道。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述控制所述阀系统包括：

将所述第一阀板移动到邻近所述公共壁的位置以使得所述清除导管通道完全打开，移动所述第二阀板以至少部分地限制排气通过所述泄放导管通道的流动，并且移动所述第三阀板以关闭所述泄放导管与所述清除导管之间的所述废气门跨越通道。