分流阀系统以及具有其的汽车发动机和汽车技术方案

本实用新型专利技术涉及一种分流阀系统以及具有其的汽车发动机和汽车。分流阀系统在使用中部署在节气门上游，包括用于所述进气管(3)中将所述进气管(3)内的加压气体排放至旁通路径或大气的分流孔(4.1)的关闭装置(10)；所述关闭装置具有转移孔(12)，所述转移孔(12)因所述关闭装置(10)的相对侧存在压力差而有助于形成净力以便关闭所述分流孔(4.1)或使其保持关闭。当所述关闭装置的相对侧的气体压力相等，且当所述关闭装置(10)的上游侧(10.1)的压力大于下游侧(5.1)的压力时，所述关闭装置将会打开所述分流孔(4.1)。致动装置打开控制孔(6)以在所述关闭装置(10)上形成所需的压力差，从而使所述关闭装置打开所述分流孔(4.1)。

Shunt valve system and automobile engine and vehicle having the same

The utility model relates to a shunt valve system and an automobile engine and a vehicle with the same. Shunt valve system in use in the deployment of solar term door upstream, including for the intake pipe (3), the air inlet pipe (3) shunt hole pressurized gas discharge to the bypass path or the atmosphere (4.1) closure device (10); the closure device has a transfer hole (12), the the transfer hole (12) for the closing device (10) to the opposite side of the pressure difference and contribute to the formation of the net force to close the diversion hole (4.1) or to keep it off. When the gas pressure is equal to the opposite side of the closing device, and when the closure device (10) on the upstream side (10.1) of the pressure is greater than the downstream side (5.1) of the pressure, the closing device will open the diversion hole (4.1). The actuating device opens the control hole (6) to form a desired pressure difference on the closing means (10) so that the closing device opens the shunt hole (4.1).

【技术实现步骤摘要】
本申请为国际申请号为PCT/AU2014/050123、国际申请日为2014年7月15日，技术名称为“改进的机动车辆涡轮增压器或机械增压器分流阀系统”的PCT申请于2016年2月17日进入中国国家阶段后申请号为201490000966.9的中国国家阶段专利申请的分案申请。
本技术涉及用于涡轮增压或机械增压机动车辆的分流阀系统。
技术介绍
大多数现代涡轮增压车辆发动机的进气管内包括某些形式的工厂装配放气阀或旁通阀，其目的是在节气门关闭期间打开，以从用于分流加压空气的分流孔提供释放路径，否则加压空气将引起严重的压力尖峰，导致涡轮增压器损坏或寿命缩短，此外还导致不愉快的颤动噪音，这对于道路客车而言是不可接受的。此外还存在潜在的性能改进，这是因为在没有释放路径的情况下，节气门迅速关闭以及由此产生的压力尖峰可迅速使涡轮压缩机变缓，从而导致当节气门重新打开时，返回峰值增压的延迟较长(即，涡轮迟滞增加)。类似地，允许旁通阀释放过多压力也会对涡轮迟滞产生不利影响，即排空进气管的整个容积意味着尽管在短时间内使压缩机保持较高的速度，但是当节气门重新打开时，必须重新对进气管进行加压，这会导致迟滞增加。许多工厂装配的旁通阀会执行额外任务，例如如果检测到增压压力高于正常情况，则限制增压压力以保护发动机，以及当需要进行牵引控制时或在自动变速器的换挡期间减小瞬时功率。工厂或OEM装配的旁通阀。直到最近才将大多数工厂装配的旁通阀定位在发动机进气管的处于涡轮压缩机下游的某个位置处，通常通过软管或法兰连接安装。从旁通阀排放的空气然后经由另一个软管或管道被引导回涡轮压缩机，从而在压缩机周围形成旁通回路。新的实施例包括直接构造入涡轮的压缩机盖中的安装法兰，该安装法兰包括分别用于进入压力和排放的以在一个法兰内再循环的空气的分离路径。工厂旁通阀可装配至该类型的法兰，且为受来自汽车发动机控制单元(ECU)的信号控制的直接致动式螺线管类型。该类型阀门的特征在于具有电螺线管线圈，电螺线管线圈具有插棒式铁心，插棒式铁心上安装有打开或关闭进气管中的分流孔的阀门构件。插棒式铁心和阀门构件被弹簧偏压至关闭位置。当对螺线管通电时，会克服弹簧的偏压将插棒式铁心拉入螺线管线圈内，且阀门构件将因此打开分流孔。当断电时，弹簧使插棒式铁心和阀门构件返回至关闭状态。在该系统中，插棒式铁心直接连接至打开和关闭分流孔从而打开和关闭旁通路径的阀门构件。OEM系统的操作如下：ECU监控加速踏板的位置，且如果检测到加速踏板的位置迅速下降，则ECU使螺线管线圈通电以打开阀门构件从而打开旁通路径。ECU通常使旁通阀保持打开大约2秒，除非其检测到加速踏板的位置升高，此时其将立即使螺线管线圈断电，从而关闭分流孔和旁通路径。使用的工厂分流阀已知有三种：第一种类型的分流阀使用连接至螺线管插棒式铁心的隔膜和提升式阀。活塞正面上具有孔，该孔将压力转移至隔膜背面以平衡由作用于隔膜前面和后面的区域的压力造成的相反的力，以便力的总和在理论上为零。这就意味着当通电时，螺线管线圈能够克服回位弹簧拉动插棒式铁心、隔膜和提升阀，从而打开分流孔和旁通路径。当螺线管断电时，回位弹簧使插棒式铁心、隔膜和提升阀返回至关闭位置。第二种类型的分流阀使用连接至螺线管插棒式铁心的塑料活塞式阀。同样，活塞的正面上设置有用于使前面和后面的压力相等的孔，从而在理论上不会产生合力。其工作方式与以上描述的隔膜类型的阀相同。除了具有遮蔽活塞的带槽“篮状物”之外，第三种类型的分流阀与第二种相同。其目的可仅仅假定为当活塞打开时帮助活塞关闭，然后螺线管被断电。工厂装配的旁通阀的缺陷。这些工厂装配的旁通阀类型的均具有共用的工作原理，该原理主要设计成消除压力尖峰及相关噪音。ECU可仅使螺线管在两种状态下操作，即接通或断开。因此，由于阀门在所有情况下均直接连接至螺线管插棒式铁心，因此阀门可仅打开或关闭。未提供响应于进气管内的压力而改变开口大小的方法，结果是这些汽车的涡轮迟滞未达到最优化。此外，工厂装配的旁通阀的发展表明阀本身的设计存在固有缺陷。第一种类型的旁通阀的固有缺陷在于，众所周知其即便在正常工作状态下也会因隔膜断裂或活塞上的面密封件撕裂而发生故障。第二种类型和第三种类型的旁通阀试图解决隔膜撕裂的问题，然而活塞由塑料制成这一事实意味着活塞与套筒之间无法实现紧密公差配合。由于无隔膜密封该间隙，因此大量空气能够从活塞的后腔泄漏，经过间隙并进入再循环路径。由于加压空气丢失，因此该情况对于性能而言并不理想。其次，活塞类型的阀门会出现无法关闭的情况，导致显著的功率损耗。一旦节气门打开且当大量空气被旁路时，如果节气门非常快地重新打开且螺线管断电，则由于回位弹簧弱且由快速流经活塞正面的空气的动压力在活塞上引起的力不平衡，活塞无法关闭，在这些情况下，作用于活塞正面的力大于作用于活塞背面的力，从而使活塞保持打开。一旦发生这种情况，使活塞再次关闭的唯一方式是再次关闭节气门，直至旁通空气压力下降至足以使活塞关闭。第三种类型是第二类型的进一步的发展，其中排放的“篮状物”的用意明显，即使旁通空气扩散以减小其速度，以便其可进入活塞正面上的转移孔以使力平衡并允许其关闭。遗憾的是，该解决方案仅适度有效，且一些情况仍可造成该阀门类型保持打开。当已对汽车进行改装以通过更高的增压压力提高性能时，所有上述三种类型的工厂装配旁通阀的缺陷便特别明显，这是因为这常常与更高的进气温度相关，更高的进气温度可加速隔膜类型的旁通阀断裂，并加剧活塞类型的旁通阀的不关闭问题及泄漏。售后市场阀：售后市场旁通阀制造商通常采取两种方法来解决工厂装配的旁通阀的问题。两种方法均包括以气动操作阀完全更换整个工厂装配的螺线管线圈和阀。然而，两种方法的不同之处在于如何控制气动阀。一种方法提供了3端口螺线管阀，其交替地将真空源和压力源连接至气动旁通阀，真空使得旁通阀打开，而压力使其关闭。被供以该成套配件的3端口螺线管阀连接至发动机舱内的工厂线束，因此其利用来自ECU的相同信号来确定何时打开旁通阀。第二种方法完全不使用ECU信号。而是，其仅仅将旁通阀直接连接至进气歧管，从而使阀在节气门关闭且进气歧管处于真空状态时打开，而当节气门打开时，进气歧管被加压，因此旁通阀关闭。这是大多数售后市场旁通阀常用的方法。售后市场阀的缺陷：尽管售后市场阀使用的两种方法确保了可克服工厂装配旁通阀的缺陷(即，坚固、防止增压压力泄漏以及在需要时关闭的能力)，但是这些方法自身具有无论硬件设计如何均无法克服的一系列缺陷。第一种方法保留了ECU控制，这对于旁通阀打开的迅速响应是理想的，然而为了实现此，所提供的用于执行该方法的设备庞大、昂贵且安装耗时。执行第一种方法所需的设备必须包括：使软管连接至进气歧管的装置；3端口螺线管阀；将3端口螺线管阀电连接至工厂线束的装置；将3端口螺线管阀保持在适当位置的安装支架；连接3端口螺线管阀的足够长的真空软管；和气动操作的旁通阀。有经验的车辆技工安装该设备需要很长时间，通常需要至少一个小时。即便已安装了上述设备，反应时间方面仍存在关键性能缺陷。增加3端口螺线管阀以及将螺线管阀连接至旁通阀的真空软管的相关长度意味着ECU使3端口螺线管阀通电与旁通阀打开之间存在延时。该设备在旁通阀可开始打开之前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压或机械增压进气管分流阀系统，其具有适于密封地安装至与所述进气管关联的节气门上游的所述进气管的阀体，所述阀体包括关闭装置，以可操作地关闭所述进气管中的分流孔以便在预定时间将所述进气管中的加压气体排放至旁通路径或大气；所述系统包括致动装置，以允许所述关闭装置打开，借此所述进气管中的加压气体将穿过所述分流孔进入所述旁通路径或大气，所述系统的特征在于所述关闭装置包括与所述阀体关联的腔和与所述腔配合以关闭所述分流孔的阀构件，所述阀构件包括至少一个贯穿其的转移孔，所述阀构件被构造成使得借助所述加压气体，所述阀构件便具有由所述阀构件的相对侧的表面面积差提供的净力以便关闭所述分流孔或使其保持关闭，当所述阀构件的相对侧的气体压力相等，且当形成压力差以便所述阀构件的上游侧的压力大于下游侧的压力时，所述阀构件将会移动以打开所述分流孔，所述系统包括与所述腔或所述阀构件关联的所述致动装置，借此当受控这样做时，所述致动装置将打开与所述腔或所述阀关联的控制孔，以在所述阀构件上形成所述压力差，从而使所述阀构件打开所述分流孔。

【技术特征摘要】
2013.07.15 AU 20139026041.一种涡轮增压或机械增压进气管分流阀系统，其具有适于密封地安装至与所述进气管关联的节气门上游的所述进气管的阀体，所述阀体包括关闭装置，以可操作地关闭所述进气管中的分流孔以便在预定时间将所述进气管中的加压气体排放至旁通路径或大气；所述系统包括致动装置，以允许所述关闭装置打开，借此所述进气管中的加压气体将穿过所述分流孔进入所述旁通路径或大气，所述系统的特征在于所述关闭装置包括与所述阀体关联的腔和与所述腔配合以关闭所述分流孔的阀构件，所述阀构件包括至少一个贯穿其的转移孔，所述阀构件被构造成使得借助所述加压气体，所述阀构件便具有由所述阀构件的相对侧的表面面积差提供的净力以便关闭所述分流孔或使其保持关闭，当所述阀构件的相对侧的气体压力相等，且当形成压力差以便所述阀构件的上游侧的压力大于下游侧的压力时，所述阀构件将会移动以打开所述分流孔，所述系统包括与所述腔或所述阀构件关联的所述致动装置，借此当受控这样做时，所述致动装置将打开与所述腔或所述阀关联的控制孔，以在所述阀构件上形成所述压力差，从而使所述阀构件打开所述分流孔。2.根据权利要求1所述的分流阀系统，其中所述阀构件为基本中空的活塞，其中所述转移孔贯穿所述活塞的否则将封闭的端部或面。3.根据权利要求2所述的分流阀系统，其中所述腔由附接至所述阀体的侧壁和所述活塞形成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的分流阀系统，其中所述阀构件和所述腔具有大体为圆柱形的构造。5.根据权利要求1至3中任一项所述的分流阀系统，其中所述转移孔的截面面积与所述控制孔的截面面积之比小于或等于1:2；或所述控制孔的截面面积是至少所述阀构件中的所述转移孔的截面面积的大小的两倍。6.根据权利要求1至3中任一项所述的分流阀系统，其中所述阀构件上游侧的直接暴露于所述加压气体的表面面积小于所述阀构件下游侧的经由所述转移孔暴露于所述加压气体的表面面积。7.根据权利要求6所述的分流阀系统，其中所述阀构件距离所述转移孔的下游侧的所述表面面积为以下的一个或多个：至少比上游侧的表面面积大10％；至少比所述上游...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·特纳，
申请(专利权)人：阿奎利特瑞匹帝申公司，
类型：新型
国别省市：澳大利亚;AU