湍振升壓下氣動壓縮機(jī)再循環(huán)閥系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】湍振升壓下氣動壓縮機(jī)再循環(huán)閥系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求遞交于2013年6月13日的美國臨時申請N0.61/834，750的權(quán)益，該申請的全文通過引用方式合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請涉及壓縮機(jī)再循環(huán)閥(“CRV”)，尤其涉及在控制渦輪增壓器壓縮機(jī)出口空氣圍繞壓縮機(jī)再循環(huán)且返回壓縮機(jī)入口從而最小化湍振的系統(tǒng)中的這種閥。
【背景技術(shù)】
[0004]普及型天然氣的出現(xiàn)已經(jīng)為路上車輛發(fā)動機(jī)的制造者采納，他們正在使之前的柴油燃料發(fā)動機(jī)適于用天然氣來運(yùn)轉(zhuǎn)。這需要一些改變，包括在進(jìn)氣流中添加節(jié)流閥。當(dāng)節(jié)流閥快速閉合時，會引起一種稱為湍振的狀態(tài)。當(dāng)渦輪增壓器處于湍振狀態(tài)時，它不再能夠有效地壓縮進(jìn)氣，但是仍從排氣流中吸收動力。在節(jié)流閥閉合瞬間，這種壓縮損耗導(dǎo)致渦輪增壓器加速，同時降低了進(jìn)入發(fā)動機(jī)的氣流速度。在極短的時間內(nèi)，可供渦輪增壓器使用的排氣動力急劇減少，使得渦輪增壓器回降放緩，依次使得增加壓縮壓力。
[0005]這種不穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)會多次振蕩發(fā)生，導(dǎo)致車輛振動，并且導(dǎo)致發(fā)動機(jī)輸出的扭矩變化。因此，對于在天然氣動力式發(fā)動機(jī)中控制暫態(tài)節(jié)流閥閉合期間內(nèi)渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)的改進(jìn)的設(shè)計(jì)存在需求。
[0006]發(fā)明概述
[0007]在一個方面中，公開了一種發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其不通過外部控制系統(tǒng)來監(jiān)控和啟動如圖4所示的CRV和/或如圖1所示的CRV和閘閥就能夠使得升壓期間的湍振最小化。在公開的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，CRV和/或閘閥純粹地根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的壓力變化來運(yùn)轉(zhuǎn)，從而形成自復(fù)位的環(huán)。
[0008]在一個方面中，公開了一種發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其具有與CRV的氣動控制室直接連接的節(jié)流閥抽吸裝置。該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括:壓縮機(jī)，其與發(fā)動機(jī)耦合且向進(jìn)氣歧管供給空氣；節(jié)流閥，其控制從壓縮機(jī)向進(jìn)氣歧管供給空氣；壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)，其具有氣動控制室；以及節(jié)流閥抽吸裝置，其原動段與節(jié)流閥入口流體連通且其排放段與節(jié)流閥出口流體連通，其吸入口與CRV的氣動控制室流體連通。發(fā)動機(jī)可以是天然氣式發(fā)動機(jī)。
[0009]在操作中，在節(jié)流閥閉合時的升壓下，通過節(jié)流閥抽吸裝置產(chǎn)生增加的流，從而比不具有升壓的穩(wěn)態(tài)期間產(chǎn)生更大的吸入真空，這將壓縮機(jī)再循環(huán)閥的氣動控制室排空，從而打開壓縮機(jī)再循環(huán)閥以允許壓縮空氣流經(jīng)旁路。然后，當(dāng)節(jié)流閥打開到預(yù)定的部分打開位置且通過節(jié)流閥抽吸裝置的流減小到閾值時，壓縮機(jī)再循環(huán)閥在其中的彈簧的力作用下而閉合。在具有升壓的穩(wěn)態(tài)下，空氣流經(jīng)節(jié)流閥，產(chǎn)生了壓降，但幾乎不產(chǎn)生吸入真空，這使CRV能夠保持其閥部分處于閉合位置。
[0010]在另一方面中，公開了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其可以包括:壓縮機(jī)，其與發(fā)動機(jī)耦合且向進(jìn)氣歧管供給空氣；節(jié)流閥，其控制從壓縮機(jī)向進(jìn)氣歧管供給空氣；真空儲器；第一抽吸裝置，其原動段與壓縮機(jī)下游流體連通且其排放段與壓縮機(jī)上游流體連通，吸入口與真空儲器流體連通；壓縮機(jī)再循環(huán)閥，其具有氣動控制室；閘閥，其控制壓縮機(jī)再循環(huán)閥的氣動控制室與下游空氣和真空儲器的流體連通；以及第二抽吸裝置，其原動段與節(jié)流閥入口流體連通，其排放段與節(jié)流閥出口流體連通。第二抽吸裝置的吸入口與閘閥的氣動控制室流體連通。
[0011]在節(jié)流閥打開時的升壓下，第一抽吸裝置將真空儲器排空，通過第二抽吸裝置的流最少，從而允許來自壓縮機(jī)的壓縮空氣流經(jīng)吸入口而進(jìn)入閘閥的氣動控制室，這將閘閥移動或保持在第一打開位置，將壓縮機(jī)再循環(huán)旁通閥的氣動控制室置于與來自壓縮機(jī)的壓縮空氣流體連通，由此閉合壓縮機(jī)再循環(huán)閥或者保持壓縮機(jī)再循環(huán)閥的閉合位置。然后，當(dāng)節(jié)流閥在升壓下閉合時，第二抽吸裝置排空閘閥的氣動控制室，這將閘閥從第一打開位置切換到第二打開位置，將壓縮機(jī)再循環(huán)旁通閥的氣動控制室置于與真空儲器流體連通，從而響應(yīng)于真空儲器壓力而打開壓縮機(jī)再循環(huán)閥。
【附圖說明】
[0012]圖1是包括升壓感測的壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)的系統(tǒng)配置示意圖。
[0013]圖2是橫向于通過閘構(gòu)件的導(dǎo)管縱軸線截取的彈扣式執(zhí)行器閘閥的剖視圖，閥處于與第一導(dǎo)管對準(zhǔn)的第一打開位置。
[0014]圖3是圖2的彈扣式執(zhí)行器閘閥的剖視圖，閥處于與第二導(dǎo)管對準(zhǔn)的第二打開位置。
[0015]圖4是包括升壓感測CRV的系統(tǒng)配置的另一實(shí)施例的示意圖。
[0016]發(fā)明詳述
[0017]下面的詳細(xì)描述將圖示說明本發(fā)明的一般原理，其示例另外在附圖中進(jìn)行了圖示。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同或功能上相似的元件。
[0018]如本文所使用的，“流體”表示任何液體、懸浮液、膠體、氣體、等離子體或其組合。
[0019]圖1圖示出發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的至少一部分，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)整體指示為附圖標(biāo)記10，例如，天然氣發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，具有由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的獨(dú)特的部件組件來控制的CRV 12。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10包括與發(fā)動機(jī)歧管22流體連通的壓縮機(jī)20，壓縮機(jī)20具有節(jié)流閥控件24，節(jié)流閥控件24布置在歧管22與壓縮機(jī)20之間的流體流中。在升壓裝置為渦輪增壓器的實(shí)施例中，壓縮機(jī)20可以與發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的發(fā)動機(jī)排氣裝置中的渦輪機(jī)(未示出)耦合且由該渦輪機(jī)來驅(qū)動。操作CRV 12的組件包括第一抽吸裝置14、真空儲器16、真空限制閥18、閘閥19以及第二抽吸裝置74，其中閘閥19控制壓縮機(jī)20與CRV 12之間的流體連通以及真空儲器16與CRV 12之間的流體連通。系統(tǒng)10包括導(dǎo)管76，導(dǎo)管76將閘閥19內(nèi)的控制室與靠近第二抽吸裝置74的吸入口 75的流體流連接。任選地，系統(tǒng)10還可以包括與閘閥19的執(zhí)行器部分流體連通的流體線路52。系統(tǒng)10還可以包括一個或多個閥，諸如但不限于止回閥30。導(dǎo)管不應(yīng)解釋為是指任何特定類型的材料或連接，而是應(yīng)當(dāng)理解成包含管道、軟管、管子等，無論是剛性的還是柔性的。
[0020]CRV可以為但不限于在通過引用方式以其全文合并于此、遞交于2013年6月19日、共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請N0.13/921,473中公開的構(gòu)造，但是可能不需要位置感測或螺線管，僅能夠操作以便打開或閉合。在一個實(shí)施例中，CRV 12可以具有氣動控制室以及構(gòu)造類似于圖2和圖3中的彈簧(未示出)，但是可以包括閘閥、提升閥、蝶形閥或用來打開和關(guān)閉旁路66的其他已知的閥構(gòu)造。在圖1中，CRV 12包括入口 62和出口 64，當(dāng)CRV 12的閥部分處于打開位置時，入口 62和出口 64彼此流體連通，這允許壓縮空氣流經(jīng)旁路66返回壓縮機(jī)20的上游側(cè)。通過彈簧和從氣動控制室引入或去除的壓力來控制CRV 12的閥部分的移動。氣動控制室的控制口 13與來自壓縮機(jī)的下游空氣流體連通且與真空儲器16流體連通。然而，這兩個流體連通由閘閥19來控制。
[0021]閘閥19包括氣動控制室103 (參見圖2和圖3)，其具有通過導(dǎo)管76連接到第二抽吸裝置74的吸入口 75以便實(shí)現(xiàn)它們之間的流體連通的控制口 42(圖1)。第二抽吸裝置74連接到該系統(tǒng)中，使得其原動口(M)與通到節(jié)流閥控件24的入口上游的流體流流體連通、且其排氣口(D)與節(jié)流閥控件24的通往歧管22的出口下游的流體流流體連通。導(dǎo)管76可以稱為節(jié)流閥位置“感測”線路，因?yàn)橛傻诙槲b置74產(chǎn)生的真空隨著流體流經(jīng)節(jié)流閥24，尤其是當(dāng)節(jié)流閥閉合且流體通過第二抽吸裝置74轉(zhuǎn)向時，響應(yīng)于壓降而變化。壓降和節(jié)流閥閉合由第二抽吸裝置來“感測”且自動地作用于閘閥19，使其從第一打開位置140 (圖2)切換到第二打開位置142 (圖3)。當(dāng)通過第二抽吸裝置的氣流充足時，真空壓力通過吸入口抽入流體。此處，所產(chǎn)生的真空壓力取決于節(jié)流閥的壓降。
[0022]再次參考圖1，閘閥19的閘部分19’包括從其延伸出的第一入口 46以及從其延伸出的第一出口 48，第一入口 46和第一出口 48沿相反的方向且對準(zhǔn)以便彼此流體連通。它們之間的流體連通是通過閘閥19來控制的。閘閥19包括能夠移動以允許流體從第一入口46流到第二出口 48的閘機(jī)構(gòu)。這可以包括:將閘機(jī)構(gòu)中的圖2所示的通道129與第一入口 46對準(zhǔn)，或者移動閘機(jī)構(gòu)，使得其不阻擋或阻礙第一入口 46。閘部分19’還包括從其延伸出的第二入口 40和從其延伸出的第二出口 50，第