CN110043359A - 空气冷却电子涡轮致动器 - Google Patents

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B·E·翰隆
J·R·扎高恩
T·R·加勒德
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Abstract

多种变型可包括产品，该产品包括：发动机，具有进气歧管和排气歧管；涡轮增压器，具有可操作地连接到涡轮的压缩机，其中压缩机经第一管道与进气歧管流体连通，涡轮经第二管道与排气歧管流体连通；致动器，与叶片组或废气阀中的一个可操作地连通；增压空气冷却器，设置在第一管道内；第一空气过滤器，经第三管道与压缩机流体连通；空气质量流量传感器，设置在第三管道内；致动器冷却系统，可操作地连接到致动器的内部，将气流输送至致动器的内部以冷却致动器。

Description

空气冷却电子涡轮致动器
技术领域
本公开总体上涉及的领域包括涡轮增压器。
背景技术
涡轮增压器可包括致动器，该致动器可致动废气旁通阀或叶片组的叶 片。
发明内容
多种变型可包括一种产品，其包括：具有进气歧管和排气歧管的发动 机；涡轮增压器，具有可操作地连接到涡轮的压缩机，其中压缩机经第一 管道与进气歧管流体连通，涡轮经第二管道与排气歧管流体连通；致动器， 与叶片组或废气阀中的一个可操作地连通；增压空气冷却器，设置在第一 管道内；第一空气过滤器，经第三管道与压缩机流体连通；空气质量流量 传感器，设置在第三管道内；致动器冷却系统，可操作地连接到致动器的内部，将气流输送至致动器的内部以冷却致动器。
多种变型可包括用于冷却涡轮增压器致动器的方法，包括：提供包括 进气歧管和排气歧管的发动机；涡轮增压器，包括可操作地连接到涡轮的 压缩机，其中压缩机经第一管道与进气歧管流体连通，涡轮经第二管道与 排气歧管流体连通；致动器，与叶片组或废气阀中的一个可操作地连通； 增压空气冷却器，设置在第一管道内；第一空气过滤器，经第三管道与压 缩机流体连通；空气质量流量传感器，设置在第三管道内。该方法还包括 致动器冷却系统，可操作地连接到致动器的内部。该方法还包括将气流从 致动器冷却系统引导到致动器的内部以冷却致动器。
多种变型可包括一种用于冷却可变几何涡轮涡轮增压器致动器的方 法，该方法包括使发动机进气系统的气流过可变几何涡轮涡轮增压器致动 器内的至少一个内腔。
根据下文的详细描述，属于本发明范围内的其他详述变型将变得显而 易见。应当理解，详细的描述和具体实施例虽然公开了本发明范围内的变 型，但是仅用于说明的目的，而非限制本发明的范围。
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选取实 例，其中：
图1示出了根据多个变型具有涡轮增压器致动器冷却系统的内燃机。
图2示出了根据多个变型具有涡轮增压器致动器冷却系统的内燃机。
图3示出了根据多个变型具有涡轮增压器致动器冷却系统的内燃机。
图4示出了根据多个变型具有涡轮增压器致动器冷却系统的内燃机。
图5示出了根据多个变型具有涡轮增压器致动器冷却系统的内燃机。
图6示出了根据多个变型具有涡轮增压器致动器冷却系统的内燃机。
图7示出了根据多个变型具有涡轮增压器致动器冷却系统的内燃机。
图8示出了根据多个变型具有涡轮增压器致动器冷却系统的内燃机。
具体实施方式
以下关于变型的描述本质上仅是说明性的，决不旨在限制本发明、其 应用或用途的范围。
参照图1-8，在多种变型中，发动机系统10可包括发动机12，发动机 12可包括一个或多个汽缸14，汽缸14可经进气歧管16接收进气并且可 经排气歧管18排出气。发动机系统10还可包括涡轮增压器20。涡轮增压 器20可包括涡轮22，涡轮22经轴(未示出)可操作地连接到压缩机24。 压缩机24可经第一管道28与进气歧管16流体连通，涡轮22可经第二管 道34与排气歧管18流体连通。增压空气冷却器26可位于第一管道28内 并可与进气歧管16和压缩机24流体连通。空气过滤器30可经第三管道 36与压缩机24流体连通，并可从车辆外部接收环境空气，输送至压缩机 24。空气质量流量传感器32可定位在第三管道36中、空气过滤器30和 压缩机24之间的流动路径内。
在多种变型中，涡轮增压器20可包括致动器38，致动器38可以可操 作地连接到涡轮增压器20，致动可邻近涡轮22的入口位置的废气阀或叶 片组(未示出)。可以使用任何数量的致动器38，包括但不限于电动、机 电或气动致动器。在多种变型中，致动器38可具有高温限制，发动机环 境可能超过该限制。在多种变型中，致动器冷却系统40可用于通过致动器38内的闭合或半闭环输送空气，来冷却致动器38的内部部件。闭合或 半闭合流动路径可包括致动器38内的一个或多个冷却管道，可从致动器 冷却系统40接收空气。在多种变型中，涡轮增压器致动器冷却系统40可 延长致动器38的寿命并且可降低冷却致动器38的成本。
参照图1，在多种变型中，用于可变几何涡轮(VTG)涡轮增压器致 动器冷却系统40的流动路径可包括第二空气过滤器44，其可经第四管道 46与致动器38的内部流体连通。第二空气过滤器44可从车辆外部接收环 境空气，并可经第四管道46将空气输送至致动器38的内部。然后，从致 动器38内流出的气流可以经第五管道48输送至第一空气过滤器30和空气质量流量传感器32之间的第三管道36内的气流。
参照图2，在多种变型中，用于VTG涡轮增压器致动器冷却系统40 的流动路径可包括经第六管道50将从空气质量流量传感器32和压缩机24 之间的第三管道36流出的气流转移到致动器38的内部。然后，从致动器 38内流出气流可经第七管道52再循环回到压缩机24。在多种变型中，方 向止回阀54可定位在第七管道52内并且可用于允许从致动器38内部流 出的气流再循环回到压缩机24。
参照图3，在多种变型中，用于VTG涡轮增压器致动器冷却系统40 的流动路径可包括泵或风扇56，该泵或风扇可以经第八管道57将从空气 过滤器30和空气质量流量传感器32之间的第三管道36流出的气流转移， 并且可以经第九管道58将气流输送至致动器38的内部。然后，从致动器 38内部流出的气流可以被输送出发动机系统10。
参照图4，在多种变型中，用于VTG涡轮增压器冷却系统或废气阀涡 轮增压器冷却系统40的流动路径可包括泵或风扇60，该泵或风扇可从车 辆外部接收环境空气并可经第十管道62将其输送至致动器38的内部。然 后，从致动器38内部流出的气流可以被输送出发动机系统10。
参照图5，在多种变型中，用于VTG涡轮增压器冷却系统或废气阀涡 轮增压器冷却系统40的流动路径可包括经第十一管道64将从压缩机24 和增压空气冷却器26之间的第一管道28流出的气流转移到致动器38的 内部。然后，从致动器38内部流出的气流可以经第十二管道70再循环回 通过空气质量流量传感器32和压缩机24之间的第三管道36的流动路径中。在多种变型中，阀66可以定位在第十一管道64内。在多种变型中， 阀66可以构造和布置成打开和关闭，选择性地将气流送至致动器38。在 多种变型中可以控制阀66，包括但不限于基于压力或温度的电子控制单元。 在多种变型中，节流阀68可定位在增压空气冷却器26和进气歧管16之 间的第一管道28内，并且可控制进入进气歧管16的气流量。
参照图6，在多种变型中，用于VTG涡轮增压器冷却系统40的流动 路径可包括经第十三管道72将从空气质量流量传感器32和压缩机24之 间的第三管道36流出的气流转移到致动器38的内部。然后，从致动器38 内部流出的气流可以经第十四管道74再循环回到空气质量流量传感器32 和压缩机24之间的第三管道36内的流动路径中。在多种变型中，止回阀76可定位在第十四管道74内，控制来自致动器38的气流再循环回到第三 管道36。在另一个变型中，止回阀76可以定位在第十三管道72(未示出) 内。在多种变型中，节流阀78可位于空气质量流量传感器32和压缩机24 之间的第三管道36内，并且可控制流入压缩机24的气流量。
参照图7，在多种变型中，用于VTG涡轮增压器冷却系统或废气阀涡 轮增压器冷却系统40的流动路径可包括将从压缩机24和增压空气冷却器26之间的第一管道28流出的气流经第十五管道80转移到致动器38的内 部。然后，从致动器38内流出的气流可以经第十六管道82再循环回到增 压空气冷却器26和进气歧管16之间的第一管道28内的气流中。在多种 变型中，阀84可定位在压缩机24和增压空气冷却器26之间的第十五管 道80内。在多种变型中可控制阀84，包括但不限于基于压力或基于温度 的电子控制单元。在多种变型中，节流阀86可定位在增压空气冷却器26 和进气歧管16之间的第一管道28内，并且可用于控制进入进气歧管16 的气流量。
参照图8，在多种变型中，用于VTG涡轮增压器冷却系统40的流动 路径可包括泵或风扇88，该泵或风扇可以将从空气过滤器30和空气质量 流量传感器32之间的第三管道36流出的气流经第十七管道89转移，使 其经第十八管道90进入致动器38的内部。然后，从致动器38内流出的 气流可以经第十九管道92被引导到增压空气冷却器26和进气歧管16之间的第一管道28。在多种变型中，节流阀94可定位在增压空气冷却器26 和进气歧管16之间的第一管道28内，并且可用于控制进入进气歧管16 的气流量。
以下对变型的描述仅阐释落在本发明范围内的组件、元件、动作、产 品和方法，并不以任何方式旨在通过具体公开内容或未明确阐述的内容来 限制该范围。本文所述的组件、元件、动作、产品和方法可以组合，也可 以除在此明确描述之外另行布置，并且仍被认为落在本发明的范围内。
变型1可包括产品，该产品包括：发动机，具有进气歧管和排气歧管； 涡轮增压器，具有可操作地连接到涡轮的压缩机，其中压缩机经第一管道 与进气歧管流体连通，涡轮经第二管道与排气歧管流体连通；致动器，与 叶片组或废气阀中的一个可操作地连通；增压空气冷却器，设置在第一管 道内；第一空气过滤器，经第三管道与压缩机流体连通；空气质量流量传 感器，设置在第三管道内；致动器冷却系统，可操作地连接到致动器的内 部，将气流输送至致动器的内部以冷却致动器。
变型2可包括如变型1所述的产品，其中致动器冷却系统包括第四管 道，其与第二空气过滤器和致动器可操作地连通，并且包括第五管道，其 与致动器以及空气质量流量传感器和第一空气过滤器之间的第三管道可 操作地连通。
变型3可包括如变型1所述的产品，其中致动器冷却系统包括第四管 道，其与致动器以及压缩机与空气质量流量传感器之间的第三管道可操作 地连通，并且包括第五管道，其与致动器和压缩机可操作地连通。
变型4可包括如变型1所述的产品，其中致动器冷却系统包括第四管 道，其与风扇或泵中的至少一个以及空气质量流量传感器和第一空气过滤 器之间的第三管道可操作地连通，并且包括第五管道，其与泵或风扇中的 一个以及致动器可操作地连通。
变型5可包括如变型1所述的产品，其中致动器冷却系统包括第四管 道，其与泵或风扇中的至少一个以及致动器可操作地连通。
变型6可包括如变型1所述的产品，其中致动器冷却系统包括第四管 道，其与致动器以及压缩机与增压空气冷却器之间的第一管道可操作地连 通，并且包括第五管道，其与致动器以及压缩机与空气质量流量传感器之 间的第三管道可操作地连通。
变型7可包括如变型1所述的产品，其中致动器冷却系统包括第四管 道，其与致动器以及压缩机与空气质量流量传感器之间的第三管道可操作 地连通，并且包括第五管道，其与致动器以及压缩机与空气质量流量传感 器之间的第三管道可操作地连通。
变型8可包括如变型1所述的产品，其中致动器冷却系统包括第四管 道，其与致动器以及压缩机与增压空气冷却器之间的第一管道可操作地连 通，并且包括第五管道，其与致动器以及增压空气冷却器与进气歧管之间 的第一管道可操作地连通。
变型9可包括如变型1所述的产品，其中致动器冷却系统包括第四管 道，其与泵或风扇中的一个以及第三管道可操作地连通，第三管道在空气 质量流量传感器和第一空气过滤器之间，并且包括第五管道，其与泵或风 扇中的一个以及致动器可操作地连通，并且包括第六管道，其与致动器以 及增压空气冷却器与进气歧管之间的第一管道可操作地连通。
变型10可包括用于冷却涡轮增压器致动器的方法，包括：提供包括 进气歧管和排气歧管的发动机；涡轮增压器，包括可操作地连接到涡轮的 压缩机，其中压缩机经第一管道与进气歧管流体连通，涡轮经第二管道与 排气歧管流体连通；致动器，与叶片组或废气阀中的一个可操作地连通； 增压空气冷却器，设置在第一管道内；第一空气过滤器，经第三管道与压 缩机流体连通；空气质量流量传感器，设置在第三管道内。该方法还包括 致动器冷却系统，可操作地连接到致动器的内部。该方法还包括将气流从 致动器冷却系统引导到致动器的内部以冷却致动器。
变型11可包括如变型10所述的方法，其中将气流从致动器冷却系统 引导至致动器的内部包括：将气流从第二空气过滤器输送至致动器，还包 括将气流从致动器输送至空气质量流量传感器和第一空气过滤器之间的 第三管道。
变型12可包括如变型10所述的方法，其中将从致动器冷却系统流出 的气流引导至致动器的内部包括：转移从压缩机和空气质量流量传感器之 间的第三管道流出的气流，将气流再循环回到压缩机。
变型13可包括如变型10所述的方法，将从致动器冷却系统流出的气 流引导至致动器的内部包括：转移从空气质量流量传感器和第一空气过滤 器之间的第三管道流出的气流，送至风扇或泵中的一个并送至致动器。
变型14可包括如变型10所述的方法，将从致动器冷却系统流出的气 流引导至致动器的内部包括：将气流从泵或风扇中的一个输送至致动器。
变型15可包括如变型10所述的方法，其中将从致动器冷却系统流出 的气流引导至致动器的内部包括：转移从压缩机和增压空气冷却器之间的 第一管道流出的气流，将气流再循环回到空气质量流量传感器和压缩机之 间的第三管道。
变型16可包括如变型10所述的方法，其中将从致动器冷却系统流出 的气流引导至致动器的内部包括：将从空气质量流量传感器和压缩机之间 的第三管道流出的气流转移到致动器，将气流再循环回到压缩机和空气质 量流量传感器之间的第三管道。
变型17可包括如变型10所述的方法，其中将从致动器冷却系统流出 的气流引导至致动器的内部包括：将从压缩机和增压空气冷却器之间的第 一管道流出的气流转移到致动器，将气流再循环回到增压空气冷却器和进 气歧管之间的第一管道。
变型18可包括如变型10所述的方法，其中将从致动器冷却系统流出 的气流引导至致动器的内部包括：将从第一空气过滤器和空气质量流量传 感器之间的第三管道流出的气流转移到泵或风扇中的一个以及致动器，将 从致动器流出的气流输送至增压空气冷却器和进气歧管之间的第一管道。
变型19可包括用于冷却可变几何涡轮涡轮增压器致动器的方法，该 方法包括使空气从发动机进气系统流过可变几何涡轮涡轮增压器致动器 内的至少一个内腔。
以上对本发明范围内的选取变型的描述本质上仅是说明性的，因此， 其变型或变化不应视为脱离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种产品，包括：
发动机，具有进气歧管和排气歧管；
涡轮增压器，具有可操作地连接到涡轮的压缩机，其中所述压缩机经第一管道与所述进气歧管流体连通，所述涡轮经第二管道与所述排气歧管流体连通；
致动器，与叶片组或废气阀中的一个可操作地连通；
增压空气冷却器，设置在所述第一管道内；
第一空气过滤器，经第三管道与所述压缩机流体连通；
空气质量流量传感器，设置在所述第三管道内；和
致动器冷却系统，可操作地连接到所述致动器的内部，将气流输送至所述致动器的内部以冷却所述致动器。
2.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器冷却系统包括第四管道，其与第二空气过滤器和所述致动器可操作地连通，并且包括第五管道，其与所述致动器以及所述空气质量流量传感器与所述第一空气过滤器之间的所述第三管道可操作地连通。
3.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器冷却系统包括第四管道，其与所述致动器以及所述压缩机与所述空气质量流量传感器之间的所述第三管道可操作地连通，并且包括第五管道，其与所述致动器和所述压缩机可操作地连通。
4.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器冷却系统包括第四管道，其与风扇或泵中的至少一个以及所述空气质量流量传感器和所述第一空气过滤器之间的所述第三管道可操作地连通，并且包括第五管道，其与所述泵或所述风扇中的一个以及致动器可操作地连通。
5.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器冷却系统包括第四管道，其与泵或风扇中的至少一个以及所述致动器可操作地连通。
6.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器冷却系统包括第四管道，其与所述致动器以及所述压缩机与所述增压空气冷却器之间的所述第一管道可操作地连通，并且包括第五管道，其与所述致动器以及所述压缩机和所述空气质量流量传感器之间的所述第三管道可操作地连通。
7.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器冷却系统包括第四管道，其与所述致动器以及所述压缩机与所述空气质量流量传感器之间的所述第三管道可操作地连通，并且包括第五管道，其与所述致动器以及所述压缩机和所述空气质量流量传感器之间的所述第三管道可操作地连通。
8.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器冷却系统包括第四管道，其与所述致动器以及所述压缩机与所述增压空气冷却器之间的所述第一管道可操作地连通，并且包括第五管道，其与所述致动器以及所述增压空气冷却器和所述进气歧管之间的所述第一管道可操作地连通。
9.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器冷却系统包括第四管道，其与泵或风扇中的一个以及所述空气质量流量传感器和所述第一空气过滤器之间的所述第三管道可操作地连通，并且包括第五管道，其与所述泵或所述风扇中的一个以及所述致动器可操作地连通，并且包括第六管道，其与所述致动器以及所述增压空气冷却器和所述进气歧管之间的所述第一管道可操作地连通。
10.一种用于冷却涡轮增压器致动器的方法，包括：
提供包括进气歧管和排气歧管的发动机；涡轮增压器，包括可操作地连接到涡轮的压缩机，其中所述压缩机经第一管道与所述进气歧管流体连通，所述涡轮经第二管道与所述排气歧管流体连通；致动器，与叶片组或废气阀中的一个可操作地连通；增压空气冷却器，设置在所述第一管道内；第一空气过滤器，经第三管道与所述压缩机流体连通；空气质量流量传感器，设置在所述第三管道内；致动器冷却系统，可操作地连接到所述致动器的内部；以及
将气流从所述致动器冷却系统引导到所述致动器的内部以冷却所述致动器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述气流从所述致动器冷却系统引导至所述致动器的内部包括：将所述气流从第二空气过滤器输送至所述致动器，还包括将所述气流从所述致动器输送至所述空气质量流量传感器和所述第一空气过滤器之间的所述第三管道。
12.根据权利要求10所述的方法，其中将所述气流从所述致动器冷却系统引导至所述致动器的内部包括：将所述气流从所述压缩机和所述空气质量流量传感器之间的所述第三管道转移，并将所述气流再循环回到所述压缩机。
13.根据权利要求10所述的方法，其中将所述气流从所述致动器冷却系统引导至所述致动器的内部包括：将所述气流从所述空气质量流量传感器和所述第一空气过滤器之间的所述第三管道转移，并将所述气流发送至风扇或泵中的一个，并发送至所述致动器。
14.根据权利要求10所述的方法，其中将所述气流从所述致动器冷却系统引导至所述致动器的内部包括：将所述气流从泵或风扇中的一个输送至所述致动器。
15.根据权利要求10所述的方法，其中将所述气流从所述致动器冷却系统引导至所述致动器的内部包括：将所述气流从所述压缩机和所述增压空气冷却器之间的所述第一管道转移到所述致动器，并将所述气流再循环回到所述空气质量流量传感器和所述压缩机之间的所述第三管道。
16.根据权利要求10所述的方法，其中将所述气流从所述致动器冷却系统引导至所述致动器的内部包括：将所述气流从所述空气质量流量传感器和所述压缩机之间的所述第三管道转移到所述致动器，并将所述气流再循环回到所述压缩机和所述空气质量流量传感器之间的所述第三管道。
17.根据权利要求10所述的方法，其中将所述气流从所述致动器冷却系统引导至所述致动器的内部包括：将所述气流从所述压缩机和所述增压空气冷却器之间的所述第一管道转移到所述致动器，并将所述气流再循环回到所述增压空气冷却器和所述进气歧管之间的所述第一管道。
18.根据权利要求10所述的方法，其中将所述气流从所述致动器冷却系统引导至所述致动器的内部包括：将所述气流从所述第一空气过滤器和所述空气质量流量传感器之间的所述第三管道转移到泵或风扇中的一个以及所述致动器，并将所述气流从所述致动器输送至所述增压空气冷却器和所述进气歧管之间的所述第一管道。
19.一种用于冷却可变几何涡轮涡轮增压器致动器的方法，包括使空气从发动机进气系统流过所述可变几何涡轮涡轮增压器致动器内的至少一个内腔。
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