排气控制阀制造技术

本申请提供用于调整双涡旋涡轮增压器系统中的分支连通阀的方法和系统。在一个示例中，方法可包含在某些发动机工况期间调整布置在第一适配器与第二适配器之间的阀的位置，以使得能够混合从排气歧管接收的排气，所述排气被递送到涡轮增压器的第一涡旋和第二涡旋以驱动涡轮。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机的涡轮增压器。
技术介绍
双级涡旋(或双涡旋)涡轮增压器配置可用于涡轮增压发动机中。双涡旋涡轮增压器配置可将涡轮的入口分离成连接到排气歧管流道的两个单独通道。以此方式，流体地分离来自发动机汽缸的排气，所述发动机汽缸的排气脉冲可彼此干扰。举例来说，在具有排气歧管流道1-3-4-2的汽缸点火次序的I4发动机上，排气歧管流道1和4可连接到双涡旋涡轮的第一入口，且排气歧管流道2和3可连接到所述双涡旋涡轮的第二入口，其中第二入口不同于第一入口，且与第一入口流体地分离。以此方式，使排气脉冲分离可导致在一些状况下排气到涡轮的递送效率增加。然而，在一些发动机工况下，如上文所描述使排气脉冲分离可减小排气到涡轮的递送效率。举例来说，在某些发动机工况(例如高速和高负荷条件)下，使排气脉冲分离可导致背压和泵送功的增加。与单一涡旋涡轮中并未分离的通道相比较，背压和泵送功的这种增加可归因于排气与双涡旋涡轮中的涡轮之间的更受限的、更小容积的通道。因此，与容积相对较大的未分离通道相比较，汽缸中的排气的量可使容积较小的通道中的压力升高。背压的增加也可导致汽缸中较高含量的具有过度温度的残余气体，由此减小发动机的输出功率和发动机效率。Styles等人在美国2014/0219849中显示了用于减少双涡旋涡轮增压器中的背压和泵送功的一个示例方法。其中提供了一种系统，所述系统定位双级涡旋(例如，双涡旋)涡轮增压器系统中的第一涡旋与第二涡旋之间的分支连通阀。在示例中，分支连通阀可定位于壁内的通道中，所述壁将双级涡轮增压器的第一涡旋和第二涡旋分离。在打开位置中，分支连通阀可增加第一和第二涡旋之间的流体连通，且在关闭位置中，分支连通阀可减少第一和第二涡旋之间的流体连通。Styles等人的分支连通阀包括可围绕铰链旋转的阀板，铰链被定位在第二涡旋的凹口内。阀板可在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置阀板覆盖分隔壁内的开口，在第二位置阀板处于凹口内。本文中，本专利技术者已认识到Styles等人的示例方法的潜在问题。举例来说，可存在与在涡轮增压器和发动机系统中具有可围绕铰链旋转的阀板的分支连通阀的以上配置相关联的成本、重量和封装缺陷。举例来说，在第二涡旋的凹口中显示所示的铰链，其增加了涡轮增压器系统的制造尺寸和复杂度。此外，分支连通阀包括阀板和阀杆，阀板可滑动以覆盖开口。因此，例如阀板和阀杆等这些组件暴露于高温，且因此可随时间而磨损。在发动机工况上调整前述系统时，该组件也可能成为发动机控制和监视系统的额外负担。
技术实现思路
本文中，本专利技术者提出一种方法来至少部分地解决以上问题。在示例中，提供用于发动机的方法，包括响应于发动机负荷和发动机速度而调整布置在第一适配器与第二适配器之间的阀的位置，以使得能够混合从排气歧管接收的排气，排气被递送到涡轮增压器的第一涡旋和第二涡旋，其中第一适配器包含第一分隔物，第二适配器包含第二分隔物，且阀包含第三分隔物。以此方式，在某些发动机工况(例如高发动机速度及/或高发动机负荷)期间，可以降低流动限制。在一个示例中，方法可调整阀以提供排气的分离和排气的混合中的一者，其中阀可改变从排气歧管接收的排气的混合度。因此，第一适配器和第二适配器中的每一者可为静止的，而阀可围绕中心轴旋转以选择性地改变阀的第三分隔物相对于第一适配器的第一分隔物和第二适配器的第二分隔物的对准度。以此方式，方法可提供简单明了且不复杂的控制和系统以便基于各种发动机工况调节到涡轮增压器的脉动流。应理解，上述概述的提供是为了以简化形式引入在详细描述中进一步描述的概念的选择。它并非意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所述所要求保护的主题的范围唯一地由所附权利要求书来限定。此外，期望求保护的主题并不限于解决了上文所提到的或在本专利技术的任何部分中的任何缺点的实施方式。附图说明图1显显示包含双涡旋(双级涡旋)涡轮增压器和分支连通阀的示例发动机的示意图。图2A到2D说明在第一和第二位置中的示例分支连通阀的示意图。图3A到3B显显示在第一和第二位置中的示例分支连通阀和来自排气歧管，穿过阀组装件且到第一及第二涡旋中的排出气流的示意图。图4显示用于调整示例分支连通阀的示例方法。图5显示用于调整示例分支连通阀和废气门的示例方法。图6显示用于调整示例分支连通阀以用于检测汽缸不平衡的示例方法。图7显示用于响应于发动机工况来调整示例分支连通阀的示例操作曲线图。具体实施方式以下描述涉及用于控制双(即双级)涡旋涡轮增压器系统中的第一及第二涡旋之间的流体连通的系统和方法，所述双涡旋涡轮增压器系统具有例如图1中的发动机系统的发动机系统中的分支连通阀和废气门阀。如图2A和2B中所示，在一些实施例中，可提供分支连通阀，其中分支连通阀可在分支连通阀的第二端耦合到第一适配器，且在分支连通阀的第一端耦合到第二适配器。具有分支连通阀、第一适配器和第二适配器的前述系统可控制第一和第二涡旋之间的流体连通和穿过涡轮的排气流的增加和/或下降。可在各种发动机工况期间相对于第一和第二适配器的位置和/或定向来调整分支连通阀的位置和/或定向。举例来说，将分支连通阀调整到第二位置可允许增加第一和第二涡旋之间的流体连通，而将分支连通阀调整到第一位置可减少第一和第二涡旋之间的流体连通，如图3A和3B中所示。因此，第一涡旋与第二涡旋之间的流体连通和输送的量可基于发动机工况来调整，如下文参考图4所示。图5中显示了基于发动机工况的示例阀调整。现在转向图1，显示发动机10的示意图，所述发动机可包含于车辆的推进系统中。发动机10可至少部分由包含控制器12的控制系统及由从车辆驾驶员14经由输入装置16的输入控制。控制器12可为微型计算机，包含微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子介质存储介质、随机存取存储器、不失效存储器和数据总线。如所描绘，控制器12可从多个传感器(未图示)接收输入，所述输入可包含用户输入和/或传感器(例如传动齿轮位置、油门输入、排气歧管温度、空气燃料比、车辆速度、发动机速度、穿过发动机的质量空气流量、升压压力、环境温度、环境湿度、进气温度、冷却系统传感器和其它输入)。控制器还可将多个控制信号发送到各种发动机致动器(未图示)，以便基于从传感器(未图示)接收的信号来调整发动机操作。在此示例中，输入装置16包含加速踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器18。发动机10可包含于例如道路车辆等车辆以及其它类型的车辆中。虽然将参考车辆描述发动机10的示例应用，但应了解可使用各种类型的发动机和车辆推进系统，包含客车、卡车等。发动机10可包含多个燃烧室(即，汽缸)。在图1中所示的示例中，发动机10可包含布置成直列式四缸配置的燃烧室20、22、24和26。然而，应理解尽管图1显示四个汽缸，但发动机10可包含任何数目的汽缸。举例来说，发动机10可包含呈任何配置(例如V-6、I-6、V-12、对置4缸等)的任何合适数目个汽缸，例如2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个汽缸。尽管图1中未图示，但发动机10的每一燃烧室(即汽缸)可包含燃烧室壁，其中活塞被定位在燃烧室壁内。活塞可耦合到曲轴，以使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴可例如经由中间传动系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：响应于发动机负荷和发动机速度而调整布置在第一适配器与第二适配器之间的阀的位置，以使得能够混合从排气歧管接收的排气，所述排气被递送到涡轮增压器的第一涡旋和第二涡旋，其中所述第一适配器包含第一分隔物，所述第二适配器包含第二分隔物，且所述阀包含第三分隔物。

【技术特征摘要】
2015.07.22 US 14/806,3241.一种用于发动机的方法，其包括：响应于发动机负荷和发动机速度而调整布置在第一适配器与第二适配器之间的阀的位置，以使得能够混合从排气歧管接收的排气，所述排气被递送到涡轮增压器的第一涡旋和第二涡旋，其中所述第一适配器包含第一分隔物，所述第二适配器包含第二分隔物，且所述阀包含第三分隔物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一适配器和第二适配器中的每一者为固定的，且其中所述第一适配器的所述第一分隔物将所述第一适配器的内部容积二等分，所述第二适配器的所述第二分隔物将所述第二适配器的内部容积二等分，且所述阀的所述第三分隔物将所述阀的内部容积二等分，且所述方法进一步包括调整所述阀以提供排气的分离和排气的混合中的一者，其中所述阀改变从所述排气歧管接收的排气的混合度。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述阀、所述第一适配器和所述第二适配器中的每一者共享中心轴，且其中所述阀围绕所述中心轴旋转，从而选择性地改变所述阀的所述第三分隔物相对于所述第一适配器的所述第一分隔物和所述第二适配器的所述第二分隔物的对准度，所述中心轴平行于穿过所述第一涡旋和所述第二涡旋中的每一者的排气流的方向。4.根据权利要求3所述的方法，其中调整所述阀的所述位置以使得能够混合从所述排气歧管接收的排气包含降低所述阀的所述第三分隔物相对于所述第一适配器的所述第一分隔物和所述第二适配器的所述第二分隔物的所述对准度，且其中调整所述阀以使得能够混合从排气歧管接收的排气包含增加所述阀的所述第三分隔物相对于所述第一适配器的所述第一分隔物和所述第二适配器的所述第二分隔物的所述对准度。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括在发动机速度大于速度阈值时且在发动机负荷大于负荷阈值时调整所述阀的所述位置以使得能够混合从所述排气歧管接收的排气，且在发动机速度小于所述速度阈值时且在发动机负荷小于负荷阈值时调整所述阀的所述位置以停用从排气歧管接收的排气的混合。6.根据权利要求5所述的方法，其中调整所述阀的所述位置以使得能够混合从所述排气歧管接收的排气包含将所述阀调整到第一位置，所述第一位置包含所述阀的所述第三分隔物与所述第一适配器的所述第一分隔物和所述第二适配器的所述第二分隔物中的每一者基本上对准。7.根据权利要求5所述的方法，其中调整所述阀的所述位置以使得能够混合从所述排气歧管接收的排气包含将所述阀调整到第二位置，所述第二位置包含所述阀的所述第三分隔物与所述第一适配器的所述第一分隔物和所述第二适配器的所述第二分隔物中的每一者基本上垂直。8.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括调整所述阀的所述位置以使得能够部分混合从所述排气歧管接收的排气，其中所述调整所述阀以使得能够部分混合从所述排气歧管接收的排气包含将所述阀的所述位置调整到第三位置，所述第三位置包含所述阀的所述第三分隔物被以相对于所述第一适配器的所述第一分隔物和所述第二适配器的所述第二分隔物中的每一者的15到75度之间的角度定位。9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括随着发动机速度和发动机负荷的增加而增加所述第三分隔物与所述第一适配器的所述第一分隔物和所述第二适配器的所述第二分隔物中的每一者之间的所述角度，以及随着发动机速度和发动机负荷的降低而降低所述第三分隔物与所述第一适配器的所述第一分隔物和所述第二适配器的所述第二分隔物中的每一者之间的所述角度。10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于检测汽缸不平衡的请求，将所述阀从所述第二位置或第三位置调整到所述第一位置，测量所述第一涡旋和第二涡旋中的每一者中的空气燃料比，以及基于所述第一涡旋和第二涡旋中的每一者中的所述空气燃料比来调整燃料喷射量和节流阀中的一者。11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于阀的所述位置和发动机工况来调整废气门的打开度。12.一种具有双涡旋涡轮增压器的系统，其包括：第一涡旋；第二涡旋，其经由分隔壁与所述第一涡旋流体地分离；第一适配器，其耦合到排气歧管的出口，所述第一适配器包括第一空心圆柱物...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小钢，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US