專利名稱：在具有內(nèi)燃機的機動車輛的真空室內(nèi)產(chǎn)生真空的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在具有內(nèi)燃機的機動車輛的真空室內(nèi)產(chǎn)生真空的方法和裝置，該內(nèi)燃機包括渦輪增壓器。
背景技術：
制動助力器通常需要真空，在具有內(nèi)燃機的機動車輛中，所需真空通常由機械或電力驅動的泵產(chǎn)生。電力驅動的真空泵與機械驅動的真空泵相比在燃料消耗量上更有優(yōu)勢，但是它們的使用壽命有限并且它們需要高昂的生產(chǎn)成本。US 6557403號專利文獻公布了通過單向閥將真空制動助力器連接到直噴內(nèi)燃機的進氣歧管，真空由用于助力制動的發(fā)動機泵產(chǎn)生。DE 102007059956A1號專利文獻提出了相似的用于內(nèi)燃機的方法，所述內(nèi)燃機包
含渦輪增壓器。發(fā)明者已認識到，如果內(nèi)燃機通過渦輪增壓器增壓，則公知的通過電動泵產(chǎn)生真空的方法在操作過程中會造成相當多的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，如果內(nèi)燃機具有渦輪增壓器，當發(fā)動機節(jié)流時，能夠憑借進氣歧管或者其它進氣室中的真空，在機動車輛的真空室內(nèi)產(chǎn)生或輔助產(chǎn)生真空。通過以下技術方案達到這個目的。本發(fā)明基于下述的認識如果需要節(jié)流裝置，如節(jié)流閥，突然關閉進氣歧管的上游，以便在超速或者制動階段在進氣歧管中產(chǎn)生足夠的真空，則渦輪增壓器的壓縮機內(nèi)可發(fā)生局部的壓縮機失速。所述局部的壓縮機失速可導致壓縮機在壓縮過程中部分或者全部癱瘓(壓縮機波動或壓縮機失速)并且因此造成壓縮機不穩(wěn)定運轉。所述的壓縮機失速通過本發(fā)明的壓縮機上的分流通道避免，所述的分流通道包含平壓閥，其與節(jié)流閥相反地打開和關閉，節(jié)流閥突然關閉時，穿過壓縮機流向壓縮機進口的氣流不會被中斷，而是能夠流回壓縮機進口。通過本發(fā)明，即使在具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機中，進氣歧管也能夠在短暫的超限或制動階段用作制動助力器或諸如此類的真空源，其結果與機械驅動的真空泵相比，改善了燃料經(jīng)濟性，且與電力驅動的真空泵相比，延長了使用壽命、降低了成本。這種情況的出現(xiàn)未削弱渦輪增壓器的操作。本發(fā)明的實施不一定意味著完全不需要傳統(tǒng)的用于制動助力器的真空泵。因為安全性和容量，或者由于機動車輛包括其他需要真空來操作的組件，另外再插入機械的，最好還有電力的真空泵可能是必要的。然而，所述真空泵可以設計得更加小巧并且保持相當節(jié)省燃料，因為該額外的真空泵只有在特別需要時才被激活。本發(fā)明的有利的改進在從屬權利要求中闡述。


本發(fā)明的進一步特征和優(yōu)勢在以下參考附圖對實施例的說明中揭示，其中圖1表示用于在機動車輛的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機中產(chǎn)生真空的裝置的基本視圖；圖2表示用于解釋圖1所示裝置產(chǎn)生的問題的圖表；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的用于在機動車輛的具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機中產(chǎn)生真空的裝置的基本視圖；及圖4表示用于解釋圖3所示裝置如何實現(xiàn)本發(fā)明目的的圖表；
具體實施例方式圖1示意地表示具有渦輪增壓器的四缸內(nèi)燃機1，其包括排氣渦輪2和通過軸與其連接的壓縮機3。壓縮機3壓縮新鮮空氣并且將所述空氣經(jīng)過中冷器4和進氣管5傳輸至內(nèi)燃機1的進氣歧管6中?？烧{(diào)節(jié)的節(jié)流閥7設置于進氣管5中并且進氣管5在節(jié)流閥 7的下游分支出管線8，所述管線導向制動助力器的真空室9，所述制動助力器未示出，其安裝于內(nèi)燃機1所屬的機動車輛中。管線8中設置有單向閥10，內(nèi)燃機節(jié)流時，當進氣室中的壓力處在真空室9中的壓力時，所述單向閥10朝向節(jié)流閥7下游的空氣進氣室5、6打開， 以便在真空室9中產(chǎn)生真空并且/或者重復產(chǎn)生并且/或者重新填滿。圖2表示圖1所示裝置在數(shù)秒的水平時間軸內(nèi)的一系列的特征值，其中產(chǎn)生了機動車輛的短暫的超限模式和/或制動模式。所示的特征值涉及具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機1， 所述渦輪增壓器具有固定形狀并在廢氣流中設置有分流閥(也可作為“排泄閥”)。所述分流閥在預設增壓壓力下通過壓縮機側的傳感器打開，然后將廢氣經(jīng)過渦輪直接傳輸?shù)脚艢夤苤校@防止了渦輪速度過度升高，內(nèi)燃機1以每分鐘1500轉的速度及6巴的BMEP (Break Mean Effective Pressure，突變平均有效壓力，表示汽缸中的有效壓力)運行，并且真空室 9中所需的真空設置為0. 4巴絕對壓力。所示時間軸的起點(在4. OS處)表示駕駛者突然釋放機動車輛的油門踏板的瞬間。所以，內(nèi)燃機1的電子控制單元(EOT)關閉EGR閥門，藉此調(diào)整內(nèi)燃機1的廢氣再循環(huán) (EGR)，以便進氣歧管6不被廢氣填充，并且停止燃料噴射，以便空氣/燃料的比例上升到數(shù)值一。大約0. 6秒后節(jié)流閥7關閉，保持關閉0. 6秒的時間T后重新打開，如圖2上1/3所示。在圖2的中間1/3部分中，壓縮機3后面的壓力、進氣歧管6中的壓力、廢氣再循環(huán)率和真空室9中的壓力如何表現(xiàn)，都繪制在同一時間軸上。當進氣歧管6中的壓力降低到低于真空室9中的壓力時，單向閥10打開并且真空室9中的壓力同樣降低到最大0. 4巴的絕對壓力。在圖2的下1/3部分中，通過壓縮機3的氣流和汽缸中的有效平均壓力(BMEP 突變平均有效壓力)如何表現(xiàn)，都繪制在同一時間軸上。觀察可知汽缸中的平均有效壓力在關閉燃料噴射后為負，其表示超限模式。此外，觀察可知當節(jié)流閥7在時間段T的起點關閉時通過壓縮機3的氣流迅速降低，而壓縮機3后面的壓力實質(zhì)上保持不變。這就造成壓縮機失速，即壓縮機3的不穩(wěn)定運轉。
如圖3所示，這可以通過分流通道11克服，分流通道11用于為壓縮機3分流，作為圖1所示組件的補充。分流通道11包含可電力打開和關閉的平壓閥12，如圖所示。在時間段T的起點，內(nèi)燃機1的電子控制單元(ECU)打開平壓閥12并且在時間段T的結尾再關閉所述閥門。圖4與圖2 —樣，包含了在同樣的時間軸上的同樣的特征值，但是其是對于圖3中的裝配，在圖中下1/3部分可看到，由于平壓閥12，即使在時間段T中，通過壓縮機3的氣流也實質(zhì)上得以保持，壓縮機3藉此能夠持續(xù)穩(wěn)定地運轉。圖4的上1/3部分進一步地表示了平壓閥12的打開范圍。觀察可知平壓閥12與節(jié)流閥7實質(zhì)上在相同時間被打開和/或關閉，但是方向相反。已經(jīng)確定，可選擇地，壓縮機失速的趨勢可通過略微降低真空室9所中需要的真空來降低，具體說，降低到0.5巴的絕對壓力，而不是0.4巴的絕對壓力。所述的措施還可以通過平壓閥與更多或更少的有效回流管線組合使用。還已經(jīng)確定，壓縮機失速的趨勢不能通過緩慢關閉節(jié)流閥或者打開渦輪增壓器的廢氣流中的分流閥(排泄閥)而降低。
權利要求
1.一種在具有內(nèi)燃機(1)的機動車輛的真空室(9)中產(chǎn)生真空的方法，內(nèi)燃機的真空室和進氣室(5，6)通過單向閥(10)連接，節(jié)流內(nèi)燃機時，當進氣室中的壓力降低到低于真空室的壓力時，單向閥(10)朝向進氣室打開，其特征在于，所述內(nèi)燃機包含渦輪增壓器 0，3)，并且渦輪增壓器中的壓縮機(3)經(jīng)分流通道(11)分流，分流通道(11)包含平壓閥 (12)，當節(jié)流內(nèi)燃機時，驅動平壓閥(12)打開。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，驅動平壓閥(1 以在內(nèi)燃機(1)的節(jié)流裝置(7)快速關閉時平壓閥(1 打開，在節(jié)流裝置再次打開時平壓閥(1 再次關閉。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，平壓閥(1 設計成在節(jié)流裝置(7) 關閉和/或打開時，通過壓縮機(3)的氣流實質(zhì)上保持不變。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，真空室(9)內(nèi)所需的真空大約為0.4的絕對壓力。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，真空室(9)內(nèi)所需的真空大約為0.5的絕對壓力。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，內(nèi)燃機(1)具有廢氣再循環(huán)并且內(nèi)燃機在關閉廢氣再循環(huán)后節(jié)流。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，內(nèi)燃機(1)具有燃料噴射并且內(nèi)燃機在關閉燃料噴射后節(jié)流。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法在機動車輛的超限模式或制動模式中實施。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，真空室(9)屬于機動車輛的制動助力器。
10.一種在具有內(nèi)燃機(1)的機動車輛的真空室(9)中產(chǎn)生真空的裝置，內(nèi)燃機的真空室和進氣室(5，6)通過單向閥(10)連接，其特征在于，所述裝置用于實施如權利要求1至 9中任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在具有內(nèi)燃機(1)的機動車輛的真空室(9)中產(chǎn)生真空的方法和裝置，內(nèi)燃機的真空室和進氣室(5，6)通過單向閥(10)連接，節(jié)流內(nèi)燃機時，當進氣室中的壓力降低到低于真空室的壓力時，單向閥(10)朝向進氣室打開，根據(jù)本發(fā)明，所述內(nèi)燃機包含渦輪增壓器(2，3)，并且渦輪增壓器中的壓縮機(3)經(jīng)分流通道(11)分流，分流通道(11)包含平壓閥(12)，當節(jié)流內(nèi)燃機時，驅動平壓閥(12)打開。
文檔編號F02B37/12GK102297013SQ20111016949
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權日2010年6月25日
發(fā)明者克勞斯·馬爾奇安科, 托拜厄斯·埃米格, 羅布·斯塔爾曼, 路德維格·費恩, 里昂納德·巴奇 申請人:福特全球技術公司