CN108367670A - 用于卡车、牵引车或公交车辆的主动式燃烧空气进气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于公路使用的卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气设备，该燃烧空气进气设备包括空气偏转元件，该空气偏转元件可选择性地展开，以在适当的条件下引起由车辆运动产生的动态空气压力，从而增加进气设备内的静空气压力。该空气偏转元件的展开或收起响应于车辆的前进速度、空气入口开口下游的空气压力或节气门位置中的至少一个，且可进一步响应于检测到降水和/或颗粒物。空气偏转元件可包括可移动的板或翻板、可移动的百叶窗或可移动的管道。

Description

用于卡车、牵引车或公交车辆的主动式燃烧空气进气系统
技术领域
本公开总体上涉及一种用于公路使用的卡车或牵引车(例如可用于牵引半挂车)车辆的或用于公路使用的公交车辆的燃烧空气进气设备，并且涉及一种将燃烧空气供应到这种车辆的发动机的方法。
背景技术
燃料的成本通常是与牵引车挂车运行相关的最大成本。牵引车挂车通常每年全时地可使用20000加仑或更多的柴油燃料。对于公交车辆，燃料成本也类似地高。即使燃料效率的小的提高也能对卡车、牵引车或公交车辆的操作者的累计燃料成本有显著影响。燃料消耗的降低也导致排放中的污染物(例如NOx、SOx、颗粒物和未燃烧的碳氢化合物)的减少。
燃烧空气经由进气系统被供应到卡车、牵引车或公交车辆的发动机。图1中示出了用于卡车或牵引车车辆的常规进气设备10的部件。由外围框架14限定的空气入口开口12布置在颈部16和过滤器壳体18的上游，该过滤器壳体18布置成包含空气过滤器22，该气过滤器22具有上游(脏)表面24和下游(洁净)表面26。可移除的过滤器壳体盖(未示出)可定位成覆盖过滤器壳体18的一端。靠近空气过滤器22的下游表面26布置的接收器28从空气过滤器22接收被过滤的空气，并将被过滤的空气传送到下游的管30。管30的出口32可将被过滤的空气供应到下游部件(未示出)，例如涡轮增压器的空气压缩机级。图2是图1的部件的组装图。图3示出了卡车或牵引车车辆34的一部分，该卡车或牵引车车辆34包括图1和图2的燃烧空气进气系统部件，其中，空气入口开口12布置在前轮后方，且大致在车辆34的驾驶室36的后方和下方。靠近过滤器壳体18的空心箭头示出了当车辆34在前进方向上行驶时流过该卡车或牵引车车辆34的空气的大致方向。
通过燃烧空气进气系统的空气流固有地经历了由摩擦力导致的压降，因此降低了被供应到涡轮增压器压缩机和下游燃烧室的空气的静压力。压降与通过进气系统的流速的平方成比例。当进气系统的过滤器元件脏时，压降会加大(且进气系统内的静压力降低了)。供应到内燃机的空气的静压力的降低限制了发动机的容积效率，因此降低了动力输出并降低了燃料经济性。在极端情况下，通过进气系统传输的空气的静压力不足可能导致涡轮增压器的损坏。
常规的卡车和牵引车车辆的燃烧空气进气系统常常包括空气入口开口，所述入口开口大致平行于车辆前进行驶的方向。相对于由某些高性能汽车所采用的罩盖(hoodscoops)提供的面向前的冲压空气构造(带有与前进行驶方向垂直的入口开口)，这种构造在车辆处于前进运动中时有利地降低了颗粒物和降水(例如雨和雪)被摄入到进气系统中。由于维持卡车和牵引车车辆在几乎恒定的运行中的经济性需要，摄入过量的颗粒物和/或降水的风险通常被卡车或牵引车车辆的操作者认为是不可接受的。对于公交车辆，也存在类似的考虑。
在现有技术中，存在着对用于公路卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气设备进行改进的需求，以克服常规装置的限制。
发明内容
本公开涉及一种用于公路使用的卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气设备，其中，所述设备包括可选择性地展开的空气偏转元件，该空气偏转元件在适当的条件下利用由车辆运动产生的动态空气压力来增加进气设备内的静空气压力，而不消除空气入口开口到环境空气的暴露，优选地，同时避免过度摄入颗粒物和/或降水。
在一个方面，本公开涉及一种燃烧空气进气设备，该燃烧空气进气设备包括：框架，该框架限定与燃烧空气进气设备流体连通的空气入口开口；靠近该框架的至少一个空气偏转元件；以及控制器，该控制器与至少一个致动器运行地联接，以选择性地展开或收起所述至少一个空气偏转元件。所述至少一个空气偏转元件具有收起位置并具有展开位置，在该展开位置，所述至少一个空气偏转元件被布置成在卡车、牵引车或公交车辆在前进方向上行驶的同时将空气偏转到空气入口开口内。该控制器被配置成响应于指示所感测到的一个或多个参数的至少一个信号来控制所述至少一个空气偏转元件的展开或收起。例如，可使用所感测到的以下参数中的一个(或可选地，多个)：(i)卡车、牵引车或公交车辆的前进速度，(ii)空气入口开口下游的空气压力，或(iii)卡车、牵引车或公交车辆的节气门位置。在特定实施例中，所述至少一个空气偏转元件的展开或收起响应于指示以下参数中的至少一个参数的一个或多个信号而被控制(或进一步被控制)：(A)存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的降水；或(B)存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的颗粒物。当所述至少一个空气偏转元件处于展开位置和所述至少一个空气偏转元件处于收起位置时，空气入口开口被打开，以允许环境空气进入进气设备内。在特定实施例中，空气入口开口被布置成不垂直于卡车、牵引车或公交车辆的前进行驶方向，且可布置成大致处于车辆的驾驶室后方或上方。在特定实施例中，所述至少一个空气偏转元件包括靠近空气入口开口的至少一个可移动的偏转器板或翻板。当至少一个可移动的偏转器板或翻板处于不展开状态或收起状态时，所述可移动的偏转器板或翻板可布置成相对于卡车、牵引车或公交车辆的前进行驶方向大致处于空气入口开口后方。在特定实施例中，所述至少一个空气偏转元件包括靠近空气入口开口布置的多个可移动的百叶窗。在特定实施例中，所述至少一个空气偏转元件包括可移动的管道部分，所述可移动的管道部分被构造成改变空气入口开口的角位置。
在另一方面，本公开涉及一种将燃烧空气供应到用于公路使用的卡车、牵引车或公交车辆的方法。该方法包括利用与至少一个致动器运行地联接的控制器来选择性地展开或收起至少一个空气偏转元件，所述至少一个空气偏转元件靠近限定空气入口开口的框架。所述至少一个空气偏转元件具有收起位置并具有展开位置，在该展开位置，所述至少一个空气偏转元件被布置成在卡车、牵引车或公交车辆在前进方向上行驶的同时将空气偏转到空气入口开口内。当所述至少一个空气偏转元件处于展开位置和所述至少一个空气偏转元件处于收起位置时，空气入口开口被打开，以允许环境空气进入燃烧空气进气设备内。所述至少一个空气偏转元件的选择性的展开或收起响应于指示所感测到的一个或多个参数的至少一个信号。例如，可使用所感测到的以下参数中的一个(或可选地，多个)：(i)卡车、牵引车或公交车辆的前进速度，(ii)空气入口开口下游的空气压力，或(iii)卡车、牵引车或公交车辆的节气门位置。在一些实施例中，所述至少一个空气偏转元件的展开或收起响应于(或另外地响应于)指示以下参数中的至少一个参数的一个或多个信号：(A)存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的降水；或(B)存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的颗粒物。在特定实施例中，空气入口开口被布置成不垂直于卡车、牵引车或公交车辆的前进行驶方向，且可布置成大致处于车辆的驾驶室后方或上方。在特定实施例中，所述至少一个空气偏转元件包括靠近空气入口开口的至少一个可移动的偏转器板或翻板。在特定实施例中，所述至少一个空气偏转元件包括靠近空气入口开口布置的多个可移动的百叶窗。在特定实施例中，所述至少一个空气偏转元件包括可移动的管道部分，所述可移动的管道部分被构造成改变空气入口开口的角位置。
在另一方面，前述方面中的任一方面和/或本文所述的多种分开的方面和特征可相互组合，以实现另外的优点。除非在此相反地指示，否则，本文所公开的各种特征和元件中的任一个可以与一个或多个其他公开的特征和元件相组合。
在结合附图研读对优选实施例的以下详细描述后，本领域技术人员将理解本公开的范围并意识到其另外的方面。
附图说明
图1是用于卡车或牵引车车辆且适合于大致安装在驾驶室下方和后方的常规燃烧空气进气系统的部件的分解透视图。
图2是图1的燃烧空气进气系统部件的组装后的透视图。
图3是包括图2的组装后的燃烧空气进气系统部件的卡车或牵引车车辆的一部分的透视图。
图4A是根据本公开的一个实施例的用于卡车或牵引车车辆的燃烧空气进气系统的部件的透视图，该燃烧空气进气系统包括处于收起位置的可选择性地展开的偏转器元件，该偏转器元件被实现为偏转器板或翻板。
图4B是图4A的燃烧空气进气系统部件的透视图，其中，偏转器元件处于展开位置。
图5是图示了根据本公开的一个实施例的用于卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气系统的示意图，该燃烧空气进气系统包括可选择性地展开的偏转器元件、致动器、控制器、以及感测元件。
图6是描绘了根据本公开的一个实施例的用于确定展开还是收起用于卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气系统的可选择性地展开的偏转器元件的方法的步骤的流程图。
图7A至图7C是根据本公开的一个实施例的靠近燃烧空气进气系统的空气入口开口的、可选择性地展开的偏转器板或翻板和致动器的顶视图，其中该偏转器元件分别处于三个不同位置。
图8A和图8B是根据本公开的一个实施例的靠近燃烧空气进气系统的空气入口开口的可选择性地展开的偏转器元件的透视示意图，该偏转器元件被实现为多个百叶窗(louvers)，其中所述百叶窗分别处于收起位置和展开位置。
图9A是根据本公开的一个实施例的靠近燃烧空气进气系统的空气入口开口布置的多个百叶窗和致动器的正视图，其中所述百叶窗处于收起位置。
图9B是图9A的百叶窗、致动器和空气入口开口的顶视平面图，其中所述百叶窗处于收起位置。
图9C是图9A和图9B的百叶窗、致动器和空气入口开口的顶视平面图，其中所述百叶窗处于展开位置。
图10是根据本公开的一个实施例的燃烧空气进气系统的部件的透视图，该燃烧空气进气系统包括可选择性地展开的偏转器元件，该偏转器元件被实现为可移动的管道部分。
图11A和图11B是根据本公开的一个实施例的燃烧空气进气系统的可选择性地展开的偏转器元件的示意性顶视平面图，该偏转器元件被实现为可移动的管道部分，其中所述可移动的管道部分分别处于收起位置和展开位置。
图12A和图12B分别提供了包括大致位于驾驶室后方的空气进气口的卡车或牵引车车辆的前部分的侧视图和前视图。
图13A和图13B分别提供了包括位于驾驶室上方的空气进气口的卡车或牵引车车辆的前部分的侧视图和前视图。
具体实施方式
本公开涉及用于公路使用的卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气设备，其中，该进气设备包括可选择性地展开的空气偏转元件，该空气偏转元件在适当的条件下利用由车辆运动产生的动态空气压力来增加进气设备内的静空气压力，而不消除空气入口开口到环境空气的暴露，优选地，同时避免过度摄入颗粒物和/或降水。控制器与至少一个致动器运行地联接，以选择性地展开或收起靠近框架的至少一个空气偏转元件。所述至少一个空气偏转元件具有收起位置并具有展开位置，在该展开位置，所述至少一个空气偏转元件被布置成在卡车、牵引车或公交车辆在前进方向上行驶时将空气偏转到所述空气入口开口内。响应于指示一个或多个感测到的参数的至少一个信号来控制所述至少一个空气偏转元件的展开或收起。例如，可使用所感测到的以下参数中的一个(或可选地，多个)：(i)卡车、牵引车或公交车辆的前进速度，(ii)空气入口开口下游的空气压力，或(iii)卡车、牵引车或公交车辆的节气门位置。在一些实施例中，响应于指示以下参数中的至少一个参数的一个或多个信号来控制或另外地控制所述至少一个空气偏转元件的展开或收起(包括不展开)：(A)存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的降水；或(B)存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的颗粒物。通过提供与所述至少一个空气偏转元件的展开状态无关地(即，当所述至少一个空气偏转元件处于展开位置时和所述至少一个空气偏转元件处于收起位置时)打开以允许环境空气进入燃烧空气进气设备内的空气入口开口，确保了即使在控制器、致动器或空气偏转元件意外故障的情况下也可向卡车、牵引车或公交车辆提供恒定的燃烧空气流。
通过响应于卡车、牵引车或公交车辆的前进速度、空气入口开口下游的空气压力、和/或卡车、牵引车或公交车辆的节气门位置来控制空气偏转元件的展开，可在附加的容积效率可有益于提高车辆发动机的容积效率时的条件下采用空气偏转元件。当车辆以低速行驶时，通过燃烧空气进气系统的压降可能低，且燃烧空气需求可能相对低。即使当车辆以相对高的速度行驶时，如果车辆下坡行驶且发动机节气门位置接近于零，则可能存在相同的条件(即，低的进气系统压降和低的燃烧空气需求)。另外或替代地，指示所述空气入口开口下游的位置处(例如，优选也在空气过滤器下游的位置处)的空气压力的至少一个信号可用于确定空气偏转元件是否应被展开。如果条件表明不需要额外的容积效率，那么，阻止空气偏转元件的展开可有益地减小空气动力学阻力，因此有助于提高燃料经济性。
通过响应于存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的降水或存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的颗粒物来控制所述至少一个空气偏转元件的展开或收起(包括不展开)，可以避免将降水和颗粒物过度地摄入到进气系统中。减少颗粒物(例如灰尘)的摄入可以延长空气过滤器的多次更换之间的间隔，且可以减少迅速的过滤器阻塞，这种过滤器阻塞可能不利地影响燃料经济性和/或导致涡轮增压器损坏。希望减少降水(包括降雪)的摄入，以防止可能堵塞进气系统的迅速累积。
图4A至图4B示出了用于卡车或牵引车车辆(类似于图3中示出的车辆)的燃烧空气进气系统的部件，其中增加了被实施为可移动的偏转器板或翻板40的、可选择性地展开的偏转器元件。偏转器板或翻板40靠近由外围框架14限定的空气入口开口12的后边缘定位，该空气入口开口12处于通向过滤器壳体18的颈部16的上游，该过滤器壳体18被可移除的过滤器壳体盖20覆盖。
如图4A中所示，可移动的偏转器板或翻板40被布置在不展开状态或收起状态，其大致定位在空气入口开口12、框架14和颈部16的后方。通过将可移动的偏转器板或翻板40大致定位在这些部件后方(相对于卡车或牵引车的前进行驶方向而言)，当可移动的偏转器板或翻板40处于不展开状态或收起状态时，可减小空气动力学阻力。当可移动的偏转器板或翻板40处于不展开状态或收起状态时，与车辆的前进行驶方向相反的经过的空气流(由图4A中的平行箭头指示)未被可移动的偏转器板或翻板40偏转。
图4B示出了可移动的偏转器板或翻板40，其处于展开位置，从而导致经过的空气流(由实线箭头指示)被偏转到空气入口开口12内。在展开状态下，可移动的偏转器板或翻板40利用由车辆运动产生的动态空气压力来增加空气入口开口12下游的进气部件内的静空气压力。如图4A至图4B中所示，在特定实施例中，可移动的偏转器板或翻板40可在大致凹入的方向上朝着空气入口开口12弯曲，以促进被偏转到空气入口开口12内的空气的方向的平滑改变。如图4A至图4B中所示，框架14可支撑蒙在空气入口开口12上的可透空气的网或栅格，以防止或减少异物被引入进气系统中。
在描述可选择性地展开的偏转器元件的进一步的实施方式(可包括可移动的偏转器板或翻板、可移动的百叶窗、和/或被构造成改变空气入口开口的角位置的可移动的管道部分)之前，将描述可与本文中所述的燃烧空气进气系统一起使用的控制元件和感测元件。
图5是示出了用于卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气系统60的示意图，该燃烧空气进气系统60包括可选择性地展开的偏转器元件80(例如，被实现为百叶窗)、致动器42、控制器50和各种感测元件。可选择性地展开的偏转器元件80布置成靠近由框架14限定的空气入口开口12。致动器42可包括任何适当的类型，例如气动、液压或机电致动器。在特定实施例中，可选择性地展开的偏转器元件80和致动器42布置在空气入口开口12、框架14以及与进气系统60相关的任何空气输送管道或管的外部。空气入口开口12被布置成将环境空气输送到包括颈部16、空气过滤器22(被包含在过滤器壳体18内)和下游的管30在内的导管。在这些导管内设有颗粒物传感器44、第一压力传感器46(例如，布置在空气过滤器22上游)、第二压力传感器48(例如，布置在空气过滤器22下游)、以及空气质量流量(MAF)传感器52。前述传感器的信号被提供给控制器50，在特定实施例中，该控制器50可包括微处理器或微控制器。控制器50进一步布置成接收来自雨水或湿气传感器54、车辆速度传感器56和节气门位置传感器58的信号。在特定实施例中，来源于上述传感器中的一个或多个传感器的信号可被整合或组合，和/或经由通信总线被提供。在特定实施例中，可通过简单地检测车辆挡风玻璃雨刷器的操作来获得雨水或湿气信号。在燃烧空气进气系统60的运行中，环境空气流过空气入口开口12、颈部16、过滤器壳体18、空气过滤器22和MAF传感器52。当控制器50检测到表明可能希望增加燃烧空气进气系统60内的静空气压力的状况时(例如，检测到车辆速度高于预定阈值，进气压力处于特定范围内和/或节气门位置高于预定阈值，而所存在的颗粒物低于预定阈值且所存在的雨水或湿气低于预定阈值)，可通过由控制器50向致动器42发出适当信号来展开所述可选择性地展开的偏转器元件80。相反，如果可选择性地展开的偏转器元件80已经展开且控制器50检测到表明收起可能是合适的状况，则控制器50可向致动器42发出适当信号，以收起可选择性地展开的偏转器元件80。
图6是描绘了根据本公开的一个实施例的用于确定展开还是收起用于卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气系统的可选择性地展开的偏转器元件的方法的步骤的流程图。该方法开始于框100处。在框102处，将车辆速度与预定阈值进行比较。如果车辆速度过低，则展开空气偏转元件只有很小的益处。在一个实施例中，大约50千米/小时(km/hr)的车辆速度阈值可用于确定展开空气偏转元件是否是有益的。在框104处，将进气系统内的一个或多个点处的压力与预定范围进行比较。在特定实施例中，考虑了空气过滤器下游的进气压力。在特定实施例中，如果空气过滤器下游的进气压力非常低而燃烧空气需求低(这例如可通过节气门位置来确定)，则展开空气偏转元件可能是无益的，从而，可使用最小压力阈值来确定展开是否可能是有益的。例如，在一个实施例中，当空气过滤器下游的压力高于2kPa时，可以展开空气偏转元件，这可对应于相对高的空气流动速度且因此对应于相对高的车辆速度。相反，如果空气过滤器下游的进气压力过低而燃烧空气需求高(这可从节气门位置来确定)且车辆速度高于特定阈值，则这可能暗示着展开空气偏转元件有益于增加进气系统内的静压力、提高容积效率并避免涡轮增压器损坏。在特定实施例中，另外或替代地，可以考虑空气过滤器两端的差压。在框106处，将节气门位置与预定阈值进行比较，因为大的节气门需求信号表明空气偏转元件的展开可能是有益的。在特定实施例中，空气压力、车辆速度和/或节气门位置中的至少两个或全部三个可用于确定是否展开空气偏转器元件。在框108和110处，将颗粒物水平和/或雨水/湿气水平与预定阈值进行比较，因为存在过量的颗粒物或降水可能意味着应阻止空气偏转元件的展开。框112表示如果满足适当条件则展开空气偏转元件，而框114表示如果存在相反的情况则阻止空气偏转元件的展开或收起空气偏转元件。虽然图6中未示出，但可以应用合适的延滞定时器，以防止空气偏转器元件的展开状态的迟滞或任何其他不必要的快速变化。
图7A至图7C是根据本公开的一个实施例的靠近由燃烧空气进气系统的框架14限定的空气入口开口12的、可移动的偏转器板或翻板40和致动器42的示意性顶视图，其中所述可移动的偏转器板或翻板40分别处于三个不同位置。致动器42安装到支撑结构62且与可移动的偏转器板或翻板40通过连结件64联接，该连结件64可包括具有枢转点的多杆机构。如图7A中所示，支撑结构62可包括腔66，该腔66被布置成容纳处于不展开或收起状态的可移动的偏转器板或翻板40。在此状态下，与车辆前进行驶方向相反地流动的经过的空气(由水平箭头指示)未被可移动的偏转器板或翻板40偏转。图7B示出了处于不展开状态和展开状态之间的中间位置上的可移动的偏转器板或翻板40。图7C示出了处于展开状态的可移动的偏转器板或翻板40，其中所述可移动的偏转器板或翻板40的一个边缘靠近框架14的后边缘。在展开状态下，可移动的偏转器板或翻板40被定位成将与车辆前进行驶方向相反的经过的空气流偏转到空气入口开口12内，因此增加空气入口开口12下游的进气系统内的空气流速和静压力。与可移动的偏转器板或翻板40的展开状态无关，空气入口开口12被暴露于环境空气，且与车辆前进行驶方向保持不垂直。如图7C中所示，在特定实施例中，可移动的偏转器板或翻板40可包括在大致凹入的方向上朝着空气入口开口12弯曲的表面41，以促进被偏转到空气入口开口12内的空气的方向的平滑改变。虽然图7A至图7C示出了可移动的偏转器板或翻板40经历了旋转运动，但应理解，可移动的偏转器板或翻板可以在展开状态和不展开状态之间移动时经历平移和/或旋转。
图8A和图8B是燃烧空气进气系统的可选择性地展开的偏转器元件的示意图，该偏转器元件被实现为多个百叶窗80，其靠近由框架14限定的空气入口开口12。图8A描绘了处于不展开(或收起)状态的百叶窗80，其中百叶窗80大致平行于与车辆前进行驶方向相反的经过的空气流方向(由大箭头指示)定位。如图8A中所示，百叶窗80包括处在百叶窗80之间的间隙，以在百叶窗80处于不展开状态时允许空气穿过空气入口开口12进入。图8B描绘了处于展开状态的百叶窗80，所述百叶窗被定位成大致垂直于经过的空气流方向(由大箭头指示)，且因此将经过的空气流(即与车辆前进行驶方向相反地流动的空气)的至少一部分偏转到空气入口开口12内，如三个小箭头所指示的。空气入口开口12优选不垂直于车辆前进行驶方向定位。
图9A至图9C示出了根据本公开的一个实施例的靠近由燃烧空气进气系统的框架14限定的空气入口开口12布置的多个百叶窗80和致动器42。在图9A至图9B中，百叶窗80处于不展开状态或收起状态，而在图9C中，百叶窗80处于展开状态。百叶窗80包括处在它们之间的间隙，以在百叶窗80处于不展开状态时允许空气穿过空气入口开口12进入，使得空气入口开口12暴露于环境空气而与百叶窗80的展开状态无关。致动器42安装到支撑结构62且与百叶窗80通过连结件64联接，所述连结件64可包括带有枢轴的多杆机构。百叶窗80也通过由支撑结构62保持的静止杆82支撑。如图9B中所示，当百叶窗80处于展开或收起状态时，与车辆前进行驶方向相反地流动的经过的空气(由水平箭头指示)不被百叶窗80偏转；然而，一些空气仍被允许在百叶窗80之间穿过空气入口开口12进入(如竖直箭头所指示的)。参考图9C，当百叶窗80由致动器42移动到展开状态时，每个百叶窗80的前边缘升起到经过的空气流中，以使所述经过的空气的至少一部分被偏转(例如在百叶窗80之间)到空气入口开口12内。这种偏转利用由车辆运动产生的动态压力以增加进气设备内的静压力，且增加通过空气入口开口12的空气流。如图9B至图9C中所示，每个百叶窗80可在面向空气入口开口12的大致凹入方向上弯曲，以在百叶窗80处于展开状态时促进被偏转到空气入口开口12内的空气的方向的平滑改变，且每个百叶窗80可在背离空气入口开口12的大致凸出方向上弯曲，以在百叶窗80处于不展开或收起状态时减小空气动力学阻力。
图10示出了包括被实现为可移动的管道部分84的可选择性地展开的偏转器元件的燃烧空气进气系统的部件，所述可移动的管道部分84被构造成改变由框架14限定的空气入口开口12的角位置。空气入口开口12布置在颈部16和具有可移除的过滤器壳体盖20的过滤器壳体18的上游。可移动的管道部分84包括柔性波纹管式壁结构，它允许空气入口开口12从不展开位置或收起位置(其优选大致平行于车辆前进行驶方向)移动到展开位置，在该展开位置，空气入口开口12的角位置被改变，以增加空气到进气系统内的偏转。图10中示出的实心箭头描绘了可移动的管道部分84在不展开位置和展开位置之间的移动方向，而空心箭头描绘了大致与带有该进气系统的车辆的前进行驶方向相反的经过的空气的移动。通过在可移动的管道部分84处于展开位置时使框架14的后边缘大致向外且向前移动，被布置成“捕获”所经过的空气的空气入口开口12的迎面面积增加了，因此使经过的空气的至少一部分被偏转到空气入口开口12内，且增加了空气入口开口12下游的进气系统内的静压力。
图11A至图11B是根据本公开的一个实施例的包括可移动的管道部分84和致动器42的燃烧空气进气系统的部分的顶视图。可移动的管道部分84被构造成改变由框架14限定的空气入口开口12的角位置。在图11A中，可移动的管道部分84处于不展开位置或收起位置，其中空气入口开口12大致平行于经过的空气流(由水平箭头表示)。图11B示出了处于展开位置的可移动的管道部分84，所述可移动的管道部分84通过枢转地连结到支撑结构62的致动器42的延伸而运动。当可移动的管道部分84展开时，框架14的后边缘大致向外且向前移动，以增大接收所经过的空气的空气入口开口12的迎面面积，并且使空气入口开口12的角位置移动角度θ。这种位置导致经过的空气的至少一部分被偏转到空气入口开口12内，且因此增加空气入口开口12下游的进气系统内的静压力。在特定实施例中，表示空气入口开口12在不展开状态时和展开状态时之间的角位置之差的角度θ可以在15度至90度的范围内，在30度到85度的范围内，在35度到75度的范围内，或者在40度到60度的范围内。在特定实施例中，当可移动的管道部分84处于不展开位置时，空气入口开口12可大致平行于卡车、牵引车或公交车辆的前进行驶方向。优选地，空气入口开口12与可移动的管道部分84的展开状态无关地暴露于环境空气。
在特定实施例中，本文所公开的燃烧空气进气系统的空气入口开口可布置成不垂直于卡车、牵引车或公交车辆的前进行驶方向，且可大致布置在车辆的驾驶室后方或上方。
图12A是卡车或牵引车车辆34的前部分的侧视图，该卡车或牵引车车辆34包括大致位于驾驶室36后方的空气入口开口12和下游颈部16。这种空气入口开口12可以被改造以包括本文所公开的至少一个可选择性地展开的空气偏转元件。图12B是图12A中的卡车或牵引车车辆34的前视图，表明从车辆34的前面看不到空气入口开口12的任何部分。
图13A是包括大致位于驾驶室36上方的空气入口开口12的卡车或牵引车车辆34的前部分的侧视图，其中下游颈部16位于驾驶室36后方。空气入口开口12可以被改造以包括本文所公开的至少一个可选择性地展开的空气偏转元件。图13B是图13A的卡车或牵引车车辆34的前视图，表明与空气入口开口12相关的管道从车辆34的前面可以是可见的，但空气入口开口12可大致平行于车辆的前进行驶方向，使得空气入口开口12的开口从车辆34的前面不可见。
在另一方面，本公开涉及一种为公路使用的卡车、牵引车或公交车辆供应燃烧空气的方法。该方法包括利用与至少一个致动器运行地联接的控制器来选择性地展开或收起靠近限定空气入口开口的框架的至少一个空气偏转元件。所述至少一个空气偏转元件具有收起位置且具有展开位置，在该展开位置，所述至少一个空气偏转元件被布置成在卡车、牵引车或公交车辆在前进方向上行驶时将空气偏转到空气入口开口内。所述至少一个空气偏转元件的选择性的展开或收起响应于指示所感测到的一个或多个(可选地，多个)参数的至少一个信号。可使用的参数的示例包括以下参数：(i)卡车、牵引车或公交车辆的前进速度，(ii)空气入口开口下游的空气压力，或(iii)卡车、牵引车或公交车辆的节气门位置。在特定实施例中，所述至少一个空气偏转元件的展开或收起响应于或进一步响应于指示以下参数中的至少一个参数的一个或多个信号：(A)存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的降水；或(B)存在靠近卡车、牵引车或公交车辆的颗粒物。这种方法可使用本文所公开的进气系统部件。
本文所公开的实施例可提供以下有益技术效果中的一个或多个：提高卡车、牵引车或公交车辆发动机的容积效率(因此增强动力输出和/或改善燃料经济性和发动机排放特性)，同时避免过度摄入颗粒物和/或降水；在不需要增加静空气压力的条件下，减小与使用罩型静态冲压空气系统相关的空气动力学阻力；以及，即使在一个或多个主动式进气系统元件意外故障的情况下，也确保可向卡车、牵引车或公交车辆发动机提供恒定的燃烧空气流。
虽然已在此参考具体的方面、特征和本发明的说明性实施例描述了本发明，但应认识到的是，本发明的使用不限于此，而是扩展到并且包含多种其他变体、变型和替代实施例，本发明的领域中的普通技术人员基于本文的公开内容将会想到这些变体、变型和替代实施例。本领域普通技术人员可构思出本文所述的结构的各种组合和子组合，且它们对于已了解本公开的技术人员来说将是明显的。除非在此相反地指示，否则，本文所公开的各种特征和元件中的任一个可以与一个或多个其他所公开的特征和元件组合。相应地，如后文中所要求保护的本发明旨在被广义地理解和解释为包括处于其范围内的所有这种变体、变型和替代实施例且包括权利要求的等价物。

Claims (20)

1.一种用于公路使用的卡车、牵引车或公交车辆的燃烧空气进气设备，所述燃烧空气进气设备包括：
框架，所述框架限定与所述燃烧空气进气设备流体连通的空气入口开口；
靠近所述框架的至少一个空气偏转元件，其中，所述至少一个空气偏转元件具有收起位置并具有展开位置，在所述展开位置，所述至少一个空气偏转元件被布置成在所述卡车、牵引车或公交车辆在前进方向上行驶的同时将空气偏转到所述空气入口开口内；以及
控制器，所述控制器与至少一个致动器运行地联接，以选择性地展开或收起所述至少一个空气偏转元件，其中，所述控制器被配置成响应于指示所感测到的一个或多个参数的至少一个信号来控制所述至少一个空气偏转元件的展开或收起；并且
其中，当所述至少一个空气偏转元件处于所述展开位置和所述至少一个空气偏转元件处于所述收起位置时，所述空气入口开口被打开，以允许环境空气进入所述燃烧空气进气设备内。
2.根据权利要求1所述的燃烧空气进气设备，其中，所述控制器被配置成响应于指示以下参数(i)至(iii)中的至少一个参数的至少一个信号来控制所述至少一个空气偏转元件的展开或收起：(i)所述卡车、牵引车或公交车辆的前进速度，(ii)所述空气入口开口下游的空气压力，或(iii)所述卡车、牵引车或公交车辆的节气门位置。
3.根据权利要求2所述的燃烧空气进气设备，其中，所述控制器被配置成响应于指示所述参数(i)至(iii)中的至少两个参数的一个或多个信号来控制所述至少一个空气偏转元件的展开或收起。
4.根据权利要求1所述的燃烧空气进气设备，其中，所述控制器被配置成响应于指示以下参数中的至少一个参数的一个或多个信号来控制所述至少一个空气偏转元件的展开或收起：(A)存在靠近所述卡车、牵引车或公交车辆的降水；或(B)存在靠近所述卡车、牵引车或公交车辆的颗粒物。
5.根据权利要求1所述的燃烧空气进气设备，其中，所述空气入口开口被布置成不垂直于所述卡车、牵引车或公交车辆的前进行驶方向。
6.根据权利要求1所述的燃烧空气进气设备，其中，所述空气入口开口被布置成大致处于所述卡车、牵引车或公交车辆的驾驶室后方或上方。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的燃烧空气进气设备，其中，所述至少一个空气偏转元件包括靠近所述空气入口开口布置的至少一个可移动的偏转器板或翻板。
8.根据权利要求7所述的燃烧空气进气设备，其中，当所述至少一个可移动的偏转器板或翻板处于不展开状态或收起状态时，所述至少一个可移动的偏转器板或翻板被布置成相对于所述卡车、牵引车或公交车辆的前进行驶方向大致处于所述空气入口开口后方。
9.根据权利要求1至6中的任一项所述的燃烧空气进气设备，其中，所述至少一个空气偏转元件包括靠近所述空气入口开口布置的多个百叶窗。
10.根据权利要求1至6中的任一项所述的燃烧空气进气设备，其中，所述至少一个空气偏转元件包括可移动的管道部分，所述可移动的管道部分被构造成改变所述空气入口开口的角位置。
11.一种用于将燃烧空气供应到用于公路使用的卡车、牵引车或公交车辆的方法，所述方法包括：
利用与至少一个致动器运行地联接的控制器来选择性地展开或收起至少一个空气偏转元件，所述至少一个空气偏转元件靠近限定空气入口开口的框架，其中，所述至少一个空气偏转元件具有收起位置并具有展开位置，在所述展开位置，所述至少一个空气偏转元件被布置成在所述卡车、牵引车或公交车辆在前进方向上行驶的同时将空气偏转到所述空气入口开口内；
其中，所述至少一个空气偏转元件的选择性的展开或收起响应于指示所感测到的一个或多个参数的至少一个信号；并且
其中，当所述至少一个空气偏转元件处于所述展开位置和所述至少一个空气偏转元件处于所述收起位置时，所述空气入口开口被打开，以允许环境空气进入燃烧空气进气设备内。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个空气偏转元件的所述选择性的展开或收起响应于指示以下参数(i)至(iii)中的至少一个参数的一个或多个信号：(i)所述卡车、牵引车或公交车辆的前进速度，(ii)所述空气入口开口下游的空气压力，或(iii)所述卡车、牵引车或公交车辆的节气门位置。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述至少一个空气偏转元件的所述选择性的展开或收起响应于指示所述参数(i)至(iii)中中的至少两个参数的一个或多个信号。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括监测所述参数(i)至(iii)中的至少一个。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个空气偏转元件的所述展开或收起响应于指示以下参数中的至少一个参数的一个或多个信号：(A)存在靠近所述卡车、牵引车或公交车辆的降水；或(B)存在靠近所述卡车、牵引车或公交车辆的颗粒物。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述空气入口开口被布置成不垂直于所述卡车、牵引车或公交车辆的前进行驶方向。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述空气入口开口被布置成大致处于所述卡车、牵引车或公交车辆的驾驶室后方或上方。
18.根据权利要求11至17中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个空气偏转元件包括靠近所述空气入口开口布置的至少一个可移动的偏转器板或翻板。
19.根据权利要求11至17中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个空气偏转元件包括靠近所述空气入口开口布置的多个百叶窗。
20.根据权利要求11至17中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个空气偏转元件包括可移动的管道部分，所述可移动的管道部分被构造成改变所述空气入口开口的角位置。
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