CN1253334C - 负压供给装置 - Google Patents

Abstract

一种负压供给装置，其利用喷射器，能够实现稳定的负压供给，同时减少对发动机的吸气控制的影响。喷射器的入口通过控制阀连接到吸气管的涡轮增压器的下流部，出口连接到节流阀的下流部，吸引口通过止回阀与气压式增力装置相连。此外，吸气管的节流阀的下流部通过止回阀与气压式增力装置相连。通过气压式增力装置的负压与大气压之间的压力差使控制阀开闭，只有在负压不足时，才使喷射器工作。通过喷射器降低绕过节流阀的次数，以降低对发动机的吸气控制的影响。通过将控制阀设置在喷射器的入口侧，可以减少因控制阀造成的压力损失。

Description

负压供给装置

技术领域

本发明涉及以发动机的吸气管的压力作为压力源，利用喷射器向气压式增力装置等负压动作装置提供负压的负压供给装置。

背景技术

一般情况下，在汽车的制动装置中均设有用以提高制动力的气压式增力装置。该气压式增力装置的负压源利用了发动机的吸气负压，将吸气负压导入定压室(负压室)，通过其与大气压之间的压力差对动力活塞产生推力，辅助制动装置的操作力。

此外，利用喷射器来提高向气压式增力装置供给的负压的真空度的技术也是已知的。喷射器的喷嘴的下流设有扩散器，在它们之间设有负压输出口，当气体从喷嘴侧流入扩散器侧时，生成高速气流，由此可以在负压输出口产生高真空度的负压。

作为利用喷射器向气压式增力装置提供负压的负压供给装置，可采用：例如在特公昭37-18907号公报中所披露的，加设与节流阀并列设置的喷射器，通过发动机排气压力与大气压之间的压力差驱动喷射器以产生负压的装置；在特开昭54-13814号公报中所披露的，喷射器与节流阀并列设置，可以调整向无负荷运转时的喷射器的供风量的装置；在特开昭59-50849号公报中所披露的，从大气流向吸气管流动的喷射器的动作风装置；此外还有在特开昭60-29366号公报中所披露的，使与节流阀并列设置的喷射器和气压式增力装置为构成一体的装置。

以往，为了从小型发动机获得高功率输出，广泛采用的是涡轮增压器等增压器。在装载了增压器的发动机中存在这样的情况，即由于通过增压器加压吸入空气，因此降低了吸气管负压的真空度，以致不能获得足够的负压。

此外，在为解决所述课题而采用了喷射器的负压供给装置中，还存在以下问题：由于喷射

器在旁路设置节流阀，因此当喷射器工作时，除了流过节流阀的空气，再加上流经喷射器的空气，从而使导入发动机燃烧室中的空气量增加，以致发动机的吸气控制不稳定。特别是在吸入空气量小的空载运行时，由喷射器产生的旁路流量的影响较大。

对此，美国专利US-4554786A公开的负压供给装置中，装有通过使流体从入口流通出口以便从吸引口向真空助力器提供负压的喷射器，所述喷射器的出口连接在所述吸气管中的所述流通阻力体与所述发动机的吸气孔之间，所述喷射器的吸引口通过仅允许流体从所述真空助力器向所述喷射器的吸引口侧的流通的止回阀与所述真空助力器连接，所述吸气孔的上流部通过仅允许流体从所述真空助力器向所述吸气孔的上流部侧流通的止回阀与所述真空助力器连接。US-4485782A公开的负压供给装置中，喷射器的入口连接在设有增压器的发动机的吸气管中的所述增压器与设置在该增压器下流侧的流体阻力体之间。但是，这样仍存在发动机的吸气控制影响大的问题。

发明内容

本发明鉴于以上几点问题，对于安装了增压器的发动机也可获得足够的负压。另外，本发明的目的在于提供一种负压供给装置，该装置在提供稳定负压的同时，能够降低对发动机的吸气控制的影响。

为了解决所述课题，本发明提供了一种负压供给装置，其装有通过使流体从入口流通出口以便从吸引口向负压动作装置提供负压的喷射器，喷射器的入口连接在设有增压器的发动机的吸气管中的所述增压器与设置在该增压器下流侧的流体阻力体之间，所述喷射器的出口连接在所述吸气管中的所述流通阻力体与所述发动机的吸气孔之间，所述喷射器的吸引口通过仅允许流体从所述负压差动装置向所述喷射器的吸引口侧的流通的止回阀与所述负压动作装置连接，所述吸气孔的上流部通过仅允许流体从所述负压差动装置向所述吸气孔的上流部侧流通的止回阀与所述负压动作装置连接，其特征在于，设有通过所述负压动作装置的负压与大气压之间的压力差控制来自所述喷射器的吸引口的负压供给的控制阀，该控制阀在所述负压动作装置的储存负压超过规定值时关闭，在所述负压动作装置的储存负压低于规定值时打开。

通过这种结构，即使吸入的空气被增压器加压，由于喷射器通过增压器的下流部与吸气孔的上流部之间的压力差而动作，因此可以产生足够的负压。当负压动作装置的负压超过规定值达到足够大时，控制阀关闭，喷射器停止工作，吸气管的负压通过止回阀直接提供给负压动作装置；当负压小于规定值而不足时，打开控制阀，喷射器工作，喷射器的吸引口的负压通过止回阀提供至负压动作装置。另外，此时所述流通阻力体也可以是节流阀的结构。

此外，所述控制阀也可以通过打开、关闭所述喷射器的入口侧对来自所述喷射器吸引口的负压供给进行控制。通过将控制阀设置在喷射器的入口侧处，可以降低由控制阀的压力损失造成的喷射器的负压生成力。

此外，本发明的负压供给装置的特征在于，所述控制阀使从所述增压器的下流部侧向所述喷射器的入口侧的流动作用于关闭阀的方向。

采用这种结构，通过作用于控制阀的阀体的压力，在控制阀在打开阀开始时及关闭阀结束时，阀体急速移动。

附图说明

图1为本发明第1实施例的适用于负压供给装置的发动机以及气压式增力装置的框图；

图2为涉及本发明第1实施例的负压供给装置的纵向剖面图；

图3为沿图2中A-A线的横剖面图；

图4为涉及本发明第2实施例的负压供给装置的纵向剖面图；

图5为沿图4中B-B线的横剖面图；

图6表示了用于本发明的负压供给装置的喷射器的大致结构说明图；

图7显示喷射器的吸引口压力和动作压力差之间的关系的曲线图；

图8表示了图2中装置的控制阀阀体的动作压力差与提升量的关系的曲线图。

图9为负压供给装置的发动机以及气压式增力装置的框图；

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1表示了涉及本发明第一实施例的连接负压供给装置1的发动机的吸排气装置2以及气压式增力装置3(负压动作装置)的线路图。

如图1所示，在发动机主体4的吸气管5中，从发动机主体4依次设有节流阀6(流通阻力体)、中间冷却器7、涡轮增压器8(增压器)的压缩机C以及滤清器9，滤清器9向大气开放。此外，在发动机主体2的排气管10中，从发动机主体4依次配置有涡轮增压器8的涡轮机T、催化剂转化器11以及消音器12，消音器12向大气开放。负压供给装置1带有进口孔13、出口孔14以及吸引孔15，进口孔13连接至吸气管5的涡轮增压器8的下流部，即压缩机C与中间冷却器7之间，出口孔14与吸气管5的节流阀6下流部，即发动机主体4的吸气孔的上流部相连，此外，吸引孔15与气压式增力装置3的定压室(负压室)相连。

此处省略了气压式增力装置3的图示，其设有由动力活塞划分成的负压室(定压室)和变压室，一般情况下，通过与制动器踏板等相连的输入推杆的推力(驾驶员踩刹车的操作力)，将空气导入变压室，由在负压室与变压室之间的压力差对动力活塞产生推力，从而对刹车操作力赋予伺服助动力。

负压供给装置1设有喷射器16、控制阀17以及两个止回阀18、19。如图6所示，在喷射器16的喷嘴20的下流部设有扩散器21，在它们之间开有负压输出口22，当气体从喷嘴20侧向扩散器21侧流动时，在喷嘴20的喉管部23产生高速气射流，由此可以在负压输出口22产生高真空度的负压。喷射器16的喷嘴20的入口24与后述控制阀17的孔25相连，扩散器21的出口26与出口孔14相连，此外，负压输出口22的吸引口27通过止回阀19与吸引孔15相连。止回阀19只允许从吸引孔15侧向吸引口27侧的流通。

控制阀17由在与入口孔13连通的孔28和与喷射器16的入口24连通的孔25之间打开、关闭的开闭阀29，以及控制该开闭阀29的调节器30构成。调节器30通过从吸引孔15、通过通道31导入的气压式增力装置3的定压室(负压室)的压力与大气压之间的压力差动作，当定压室的真空度足够高时(所述负压动作装置的储存负压超过规定值时)，关闭开闭阀29，当定压室的真空度不够而低于规定值时(所述负压动作装置的储存负压低于规定值时)，打开开闭阀29。

此外，所述开闭阀29的开阀和闭阀的规定值，也可以是因为打开阀与关闭阀所具有的滞后作用而不同。

出口孔14通过止回阀18绕过喷射器16，通过止回阀19与吸引孔15相连。止回阀18只允许从吸引孔15侧向出口孔14侧的流通。

下面，参照图2及图3对负压供给装置1的具体结构进行说明。与图1各部位对应的部分采用了相同符号。

如图2及图3所示，负压供给装置1在壳体32内一体设有喷射器16、控制阀17以及止回阀18、19。平板状的喷射器16形成在壳体32的上部，该喷射器16由喷嘴20、扩散器21以及在它们之间两侧开口的负压输出口22构成。喷嘴20与扩散器21由带有顺滑缩小的入口和缓慢扩大角度(5°～10°左右)的扩大出口的单一橡胶喷嘴构成。负压输出口22以距喷嘴20的喉管部23仅仅约为喉管部23宽度大约2～3倍的距离设置在下流处。

喷嘴20的入口24在其下方与水平方向延伸的入口孔13连通，扩散器21的出口26在其下方与水平方向延伸的出口孔14连通。在喷射器16的入口24侧的下方设置控制阀17，在出口26的下方串联设置止回阀18、19。喷射器16的吸引口27与延伸到出口26下方的通道33连通。出口26通过止回阀18与通道33连通，通道33通过止回阀19与向下延伸的吸引孔15连通。止回阀18只允许从通道33侧向出口26侧的流通，止回阀19只允许从吸引孔15侧向通道33侧的流通。

控制阀17由在入口24与入口孔13之间打开、关闭的开闭阀29、和控制该开闭阀29打开、关闭的调节器30构成。开闭阀29为提升阀，阀体34支承在形成于下流侧的入口24侧的阀座35上，上流侧的入口孔13与下流侧的入口24之间的压力差沿关闭阀的方向作用。调节器30在压力室36内由隔板37及活塞38划分成负压室39与大气室40，负压室39通过通道31与吸引孔15连通，大气室40通过通气孔42向大气开放。阀体34与活塞38通过连接杆43互相连接，连接杆43由密封垫44导引，入口孔13与压力室36之间通过密封垫44密封。活塞38以沿轴向仅以规定定距离相对移动的方式与连接杆43相连。通过弹簧45沿关闭阀的方向靠压阀体34，通过弹簧46沿阀体34的打开阀的方向靠压活塞38。

调节器30通过负压室39与大气室40之间的压力差动作，在负压室39的真空度足够高时，通过连接杆43使开闭阀29关闭，在负压室39的真空度不足而低于规定值时，打开开闭阀29。

下面对具有以上结构的本实施例的作用进行说明。

从滤清器9吸入的空气通过涡轮增压器8的压缩机C加压，由中间冷却器7冷却后，通过节流阀6控制流量，并被供给至发动机主体4的吸气歧管。从发动机主体4的排气歧管排出的废气在驱动涡轮增压器8的涡轮机T之后，由催化计转化器11净化，并通过消音器12排放到空气中。在涡轮增压器8中，通过排出废气驱动的涡轮机T驱动压缩机C，对吸入空气进行加压，可提高向吸入空气燃烧室的充气效率，从而获得高输出功率。

在负压供给装置1中，当气压式增力装置3中定压室的真空度足够高时，依照定压室的负压与大气压之间的压力差，调节器30使开闭阀29关闭，封闭喷射器16的入口24。在这种状态下，吸气管5的节流阀6下流侧的负压通过止回阀18、19直接提供至气压式增力装置3的定压室。

当气压式增力装置3的定压室的真空度降低时，调节器30的负压室39与大气室40之间的压力差减少，打开开闭阀29，使入口孔13与喷射器16的入口24连通。在此状态下，通过吸气管5的涡轮增压器8的下流侧与节流阀6的下流侧之间的压力差使喷嘴16工作，通过止回阀19，从喷射器16的吸引口27向气压式增力装置3的定压室提供负压。这时，即使由于增压使涡轮增压器8的下流侧的压力上升，由于是通过该压力与节流阀6下流侧之间的压力差使喷射器16工作，因此可以产生足够的负压。

这样，通常，从吸气管5向气压式增力装置3直接提供负压，由于当气压式增力装置3的负压不足时，使喷射器16工作，向气压式增力装置3提供高真空度的负压，因此，平时可以使气压式增力装置3保持足够的负压。此外，由于可通过喷射器16充分减小绕过节流阀6的吸气流量，因此可以将其对发动机的吸气控制的影响抑制在最小限度。

通过使控制阀17设置于喷射器16的入口24侧，与其设置于出口26侧相比，可减小对控制阀17的闭阀位置附近的压力损失的影响，从而供给稳定的负压。例如，当入口24的压力为大气压，出口26的压力为-200mmHg时，在吸引口27处可获得约-400mmHg的负压。此处，在控制阀17设置于出口26侧时，若控制阀17的压力损失为20mmHg，那么入口24处的压力a仍为大气压，出口26侧处的压力b为-180mmHg，在吸引口27处可获得约-360mmHg的负压(c-a)。以此相比，在控制阀17设置在入口24侧时，入口24处的压力a为-20mmHg，出口26处的压力b为-200mmHg，在吸引口27处可获得的负压(c-a)约为-380mmHg，因此，获得的负压比设置在出口侧时要大。喷射器16的动作压力差与吸引口压力之间的关系如图7所示。

此外，喷射器16的入口24处比出口26处的压力高，体积流量小，流速也小。因为由控制阀17造成的压力损失与流速的平方成正比，因此可以通过将控制阀17设置于入口24处，与其设置于出口26处相比，可减小压力损失。

由于控制阀17的上流处的入口孔13与下流处的入口24之间的压力差沿阀体34的闭阀方向作用，因此，在打开阀开始时及关闭阀结束时，阀体34会急速移动，此外，由于活塞38与连接杆43之间可沿轴向相对移动，因此，密封垫44与连接杆43之间具有滑动摩擦，从而打开阀时的动作压力差(气压式增力装置的定压室的压力与大气压之间的压力差)与闭阀时的动作压力差之间产生滞后现象。控制阀17的阀体34的动作压力差与提升量之间的关系如图8所示。这样，阀体34可以迅速开闭，可防止控制阀17在设定压力附近振荡。通过连接杆43与活塞38之间的相对移动，可以吸收它们的侧倾，从而使阀体34可靠地落座在阀座35中。

通过串联设置止回阀18、19，可以减少这些止回阀18、19的泄漏，从而提高发动机停止运转时气压式增力装置3的负压保持性。另外，与此相比，也可以通过使止回阀18直接与气压式增力装置3连接，以降低负压供给时由止回阀18、19造成的压力损失。

如图2所示，由于喷射器16为平板状，因此，形成喷射器16的部分与容纳控制阀17及止回阀18、19的部分是分别设置的，它们的接合面可以是平面形状，通过焊接等方法可以容易地将它们结合在一起。这样，从吸气管5及气压式增力装置3通过入口孔13、出口孔14及吸引孔15作用于壳体32上的外力不容易传递至喷射器16上，因此可以提高喷射器16的设计自由度，还可防止焊接处的泄漏，提高耐久性。

下面，参照图4及图5，对本发明的负压供给装置的第2实施例进行说明。与所述第1实施例相同的部分采用了相同的符号，仅对不同的部分进行详细说明。

在第2实施例的负压供给装置47中，平板状的喷射器16形成在壳体48内，入口孔13及出口孔14分别从喷射器16的入口24及出口26向垂直方向延伸，在与它们相反侧的面，开有通过止回阀19与两个吸引口27连通的吸引孔15。壳体48直接安装在气压式增力装置3的定压室的外壳49(图中只示出一部分)的外侧，吸引孔15通过形成于外壳49上的吸引开口50与定压室内直接连通。

控制阀17的阀体34设置于入口孔13中，隔板37由壳体48与外壳49夹持，通过外壳49的开口51调节器30的负压室与气压式增力装置的定压室形成一体。省略了靠压阀体34及活塞38的弹簧，阀体34及活塞38由隔板37的弹性力推动。

此外，连通出口孔14与吸引孔15的通道及设置在该通道中的止回阀18未设置在壳体48内，而是另外设置在外部。

通过这样的结构，在所述第1实施例的作用效果的基础上，缩小了壳体48的高度，通过与气压式增力装置3的外壳形成一体，可以节省空间。

此外，在所述第1及第2实施例中，由于负压供给装置1、47的出口孔14连接到吸气管5的节流阀6的下流部，在没有设置节流阀6(例如，通过阀的提升量、开闭定时进行吸气控制的情况)的情况下，可以将代替节流阀6的流通阻力体设置于涡轮增压器8与发动机主体4的吸气孔之间，通过在该流通阻力体的下流部连接相当于发动机主体4的吸气孔的上流部的地方即可。这时，虽然可以使用设置在吸气管内的节流部等作为流通阻力体，但是不应局限于此，也可以使用能够对吸气管中流动的流体产生流通阻力的其它部件。此外，虽然控制阀17是通过大气压与气压式增力装置的负压室之间的压力差使隔板37和活塞38移动的机械装置，但并不局限于此，也可以使用通过压力传感器检测大气压和气压式增力装置的负压室，根据该检测值进行开闭控制的电磁阀。

此外，在所述第1及第2实施例中，虽然入口孔13连接在压缩机C和中间冷却器7之间，但是只要是连接在吸气管5的涡轮增压器8的下流部与节流阀6(流通阻力体)的上流部之间即可，例如也可以连接到中间冷却器7与节流阀6之间。这样，当连接到中间冷却器7与节流阀6之间时，由于流入喷射器的空气是经过冷却的，因此喷射器的耐热温度可以设定的较低，从而提高了选材的自由度。

此外，在所述第1及第2实施例中，气压式增力装置3与喷射器16的扩散器21的出口26均通过出口孔14连接到吸气管5的节流阀6的下流处，但并不局限于此，气压式增力装置3可以连接到发动机主体4的吸气孔的上流部的任意位置。

此外，在设有增压器的汽车中，虽然加速时涡轮增压器8的下流部与节流阀6之间，即喷射器16的入口侧，以及节流阀6与发动机主体4的吸气孔之间，即喷射器16的出口侧，均会产生较高的正压，以致喷射器16处于不工作的状态，但在这种情况下，如图9所示，可通过在喷射器16的出口侧设置使该正压的流体向大气释放的止回阀61，以使喷射器16工作，使其能够向气压式增力装置3供给负压。这时，为了防止从节流阀6送入发动机主体4的吸气孔中的流体从出口孔14反向流动并从止回阀61排出，最好在出口孔14中设置限制流体从节流阀6向止回阀61流通的止回阀62。

如上所述，采用涉及本发明的负压供给装置，由于通过增压器的下流部与吸气孔的上流部之间的压力差使喷射器工作，可以产生足够的负压。此外，在设有控制阀的情况下，当负压动作装置的负压足够时，关闭控制阀，喷射器停止工作，吸气管的负压通过止回阀直接提供给负压动作装置，当负压不足时，开启控制阀，喷射器工作，喷射器的吸引口的负压通过止回阀提供至负压动作装置。这时，由于控制阀设置于喷射器的入口侧，因此，可以抑制由于控制阀的压力损失造成的喷射器的负压生成力的降低。结果，可以使负压动作装置始终保持足够的负压，而且，可以将因喷射器的工作对发动机的吸气控制的影响抑制在最小限度。

另外，采用涉及本发明的负压供给装置，由于通过作用在控制阀的阀体的压力，在控制阀在打开阀开始时及关闭阀结束时，阀体会急速移动，因此，能够迅速进行控制阀的开闭。

Claims (7)

1.一种负压供给装置，其设有通过使流体从入口流通出口以便从吸引口向负压动作装置提供负压的喷射器，所述喷射器的入口连接在设有增压器的发动机的吸气管中的所述增压器与设置在该增压器下流侧的流通阻力体之间，所述喷射器的出口连接在所述吸气管中的所述流通阻力体与所述发动机的吸气孔之间，所述喷射器的吸引口通过仅允许流体从所述负压动作装置侧向所述喷射器的吸引口侧流通的止回阀与所述负压动作装置连接，所述吸气孔的上流部通过仅允许流体从所述负压动作装置侧向所述吸气孔的上流部侧流通的止回阀与所述负压动作装置连接，其特征在于，设有控制来自所述喷射器吸引口的负压供给控制阀，该控制阀在所述负压动作装置的储存负压超过规定值时关闭，在所述负压动作装置的储存负压低于规定值时打开。

2.如权利要求1所述的负压供给装置，其特征在于：所述流通阻力体为节流阀。

3.如权利要求1所述的负压供给装置，其特征在于：所述控制阀由所述负压动作装置的负压和大气压的压力差驱动。

4.如权利要求1所述的负压供给装置，其特征在于：所述控制阀通过打开、关闭所述喷射器的入口侧对来自所述喷射器吸引口的负压供给进行控制。

5.如权利要求1所述的负压供给装置，其特征在于：所述控制阀使从所述增压器的下流部侧向所述喷射器的入口侧的流动作用于关闭阀的方向。

6.如权利要求1至5任一项所述的负压供给装置，其特征在于：在所述增压器的下流设有中间冷却器，所述喷射器的入口连接在所述中间冷却器和所述流通阻力体之间。

7.如权利要求1至5任一项所述的负压供给装置，其特征在于：设置将所述喷射器的出口侧的压力释放到大气的止回阀。

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