真空系统和真空系统的操作方法技术方案

本申请提供一种真空系统和该真空系统的操作方法。所述真空系统包括耦合到进气歧管的壳体的真空吸气器，所述真空吸气器包括空气进气端口、真空端口和歧管端口。所述真空系统还包括穿过进气歧管的壳体的歧管真空通道和真空储存器通道，所述歧管真空通道耦合到歧管端口，并且所述真空储存器通道耦合到真空端口。

【技术实现步骤摘要】
真空系统和真空系统的操作方法
技术介绍
车辆已利用进气系统中所产生的真空来协助各种发动机系统的操作，诸如制动系统、巡航控制系统、排气再循环(EGR)系统等。例如，真空可用于制动增压以放大驾驶员的制动踏板输入，使驾驶员能够减少制动工作量。然而，燃料效率标准、涡轮增压器等已导致一些车辆发动机的小型化，结果造成从进气歧管向辅助车辆系统提供真空的能力降低。为了应对真空度的下降，在发动机中已使用吸气器来填充真空储存器，其提供真空储备，辅助车辆系统可从真空储存器中抽取。之前的吸气器设计经由外部软管将气流传送至吸气器或从吸气器传送气流。专利技术人已认识到这种类型的吸气器设计和其他现有的吸气器设计的数个缺点。吸气软管的外部传送增加了真空系统的笨重。同样地，发动机可能无法满足某些车辆(诸如空间短缺的车辆)的封装限制。此外，在发动机制造和维护期间，外部软管可能容易受到损坏。在某些情况下，软管的损坏可能会导致泄漏，该泄露减小吸气器产生真空的能力或使吸气器无法操作。由于软管的长度和轮廓，外部传送的软管也可能经历显著的流动损失，从而降低了系统的效率。
技术实现思路
专利技术人已认识到上述缺点并且面对这些挑战开发了真空系统。在一个示例中，真空系统包括耦合到进气歧管的壳体的真空吸气器，所述真空吸气器包括进气端口、真空端口和歧管端口。真空系统还包括歧管真空通道和穿过(traversing)进气歧管的壳体的真空储存器通道，所述歧管真空通道耦合到歧管端口并且所述真空储存器通道耦合到真空端口。设计真空储存器通道和歧管真空通道路线通过进气歧管壳体使系统能够通过减小真空系统的轮廓来实现节省空间的增益。附加地，与之前的发动机系统相比，真空储存器通道和歧管真空通道的内部路线设计有助于提高真空系统的耐久性，并且减少在制造、修理和维护期间部件损坏的可能性。与具有在进气歧管和吸气器之间提供流体连通的外部路线设计软管的系统相比，真空系统中的流动损失也可通过减小歧管真空导管的长度来减小。当单独或接合附图时，本专利技术的上述优点和其它优点以及特征将在以下详细描述中变得显而易见。应当理解，本说明书提供上述概述以便以简化的形式介绍在详细描绘中进一步描绘的概念的选择。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上提及或在本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。附图说明图1是包括发动机和真空系统的车辆的示意描绘；图2是示例性发动机和真空系统的描绘；图3、图4和图5示出了图2中所示的发动机和真空系统的横截面图；图6示出了图2中所示的真空吸气器的详细横截面图；以及图7示出了一种用于操作真空系统的方法。图2至图6是按比例绘制的。但是，可使用其他相关尺寸。具体实施方式本文描绘了一种紧凑、耐久且高效的真空系统及其操作方法。在一个示例中，真空系统可包括将真空吸气器流体连通到进气歧管的歧管真空通道和将真空吸气器流体连通到真空储存器的真空储存器通道。真空吸气器经配置以使用被传送通过吸气器的进气空气的动力学来填充真空储存器。真空吸气器可安装到进气歧管的壳体，并且歧管真空通道和真空储存器通道两者都可以被在内部设计路线通过进气歧管壳体。此外，真空吸气器可包括真空端口和歧管端口，每个端口耦合到它们各自的通道。提供通过进气歧管壳体的歧管真空通道和真空储存器通道的内部路线设计使系统的紧凑性能够增加。与使用外部软管的系统相比，由真空储存器通道和歧管真空通道的内部路线设计实现的附加收益包括由于内部路线设计通道的受保护特性而引起的耐久性增加。此外，与使用外部歧管软管的系统相比时由于通道的长度减小，所以当使用歧管真空通道的内部路线设计时可减少通过真空系统的流动损失。在附加的示例中，真空储存器可定位在进气流道与进气歧管之间的位置，以实现进一步的节省空间的益处。图1示出了包括真空系统的车辆的图解描绘。图2示出了示例性的发动机和真空系统。图3至图5示出了图2中所示的发动机和真空系统的不同横截面图。图6示出了图2中所示的真空系统中真空吸气器的详细横截面图。图7示出了一种用于真空系统的操作的方法。图1示出了包括发动机12和真空系统14的车辆10的图解描绘。虽然图1提供了各种发动机和真空系统部件的图解描绘，但应当理解，一些部件(诸如真空系统部件)具有与图1中所示的部件不同的空间位置和更大的结构复杂性。参考图2至图6本文将更详细地讨论部件的结构细节。车辆10包括向汽缸18提供进气空气的进气系统16。进气系统16包括进气导管20和节气门22。虽然图1描绘了具有四个汽缸的发动机12。但是，在其他示例中，发动机12可具有替换数量的汽缸。例如，在其他示例中，发动机12可包括单缸、双缸、六缸等。进气系统16还包括经配置以向汽缸18提供增压以增加发动机的效率和/或功率输出的压缩机24。进气系统16进一步包括定位在节气门22下游的进气歧管26。进气歧管26将进气空气供给到进气流道28。依次地，每个进气流道28耦合到进气门30(其与相应的汽缸18中的一个耦合)中的一个。因此，进气流道28与进气歧管26流体连通。在发动机操作期间，每个汽缸通常经历四冲程循环，其包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常在进气冲程期间，排气门关闭并且进气门打开。空气经由相应的进气通道被引入汽缸中，并且汽缸活塞移动到汽缸的底部以便增加汽缸内的容积。活塞接近汽缸底部并且处于其冲程末端时(例如，当燃烧室处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门和排气门关闭。活塞朝向汽缸盖移动以便压缩燃烧室内的空气。活塞处于其冲程末端并且最靠近汽缸盖时(例如，当燃烧室处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在本文被称为喷射的过程中，燃料通过直接喷射器和/或进气道喷射器被引入燃烧室中。在本文被称为点火的过程中，所喷射的燃料由已知的点火装置(诸如火花塞或压缩装置)点火，导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞推回BDC。曲轴将该活塞移动转换为旋转轴的旋转扭矩。在排气冲程期间，在传统设计中，打开排气门以将残余的燃烧空燃混合物释放到相应的排气通道，并且活塞返回到TDC。真空系统14包括真空吸气器32，其经配置以从被传送通过真空吸气器的进气空气产生真空。真空吸气器32可以是引射器、喷射器、排放管(educator)、文丘里泵、喷射泵或其他合适的无源装置。由真空吸气器32产生的真空可被引导并存储在真空储存器34中。所示的真空吸气器32耦合到进气歧管26。附加地，真空吸气器32包括用于将空气按设计路线传送到吸气器和传送出吸气器的端口。所述端口包括空气进气端口36、真空端口38和歧管端口40。止回阀42可定位在真空端口38中。止回阀42可经配置以基于真空端口中的真空压力和真空储存器34中的真空压力允许并抑制气流通过真空端口。真空系统14进一步包括耦合到真空端口38和真空储存器34的真空储存器通道44以及耦合到歧管端口40和进气歧管26的歧管真空通道46。在真空吸气器32中，空气从空气进气端口36行进到歧管端口40以在真空端口38中产生真空。应当理解，真空吸气器的内部轮廓能够使用内部气流产生真空。此外，应当理解，当止回阀42打开时，真空储存器34可与真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空系统包括：真空吸气器，其耦合到进气歧管的壳体，所述真空吸气器包括空气进气端口、真空端口和歧管端口；和穿过所述进气歧管的所述壳体的歧管真空通道和真空储存器通道，所述歧管真空通道耦合到所述歧管端口并且所述真空储存器通道耦合到所述真空端口。

【技术特征摘要】
2017.05.22 US 15/601,8471.一种真空系统包括：真空吸气器，其耦合到进气歧管的壳体，所述真空吸气器包括空气进气端口、真空端口和歧管端口；和穿过所述进气歧管的所述壳体的歧管真空通道和真空储存器通道，所述歧管真空通道耦合到所述歧管端口并且所述真空储存器通道耦合到所述真空端口。2.根据权利要求1所述的真空系统，进一步包括定位在所述真空端口中的止回阀。3.根据权利要求2所述的真空系统，其中当所述真空端口中的真空压力大于真空储存器中的真空压力时所述止回阀打开，所述真空储存器与所述真空储存器通道流体连通。4.根据权利要求1所述的真空系统，其中所述空气进气端口经由外部空气入口导管耦合到节气门上游的进气导管。5.根据权利要求1所述的真空系统，进一步包括与所述真空储存器通道流体连通的真空储存器。6.根据权利要求5所述的真空系统，其中所述真空储存器定位在进气流道与所述进气歧管之间，所述进气流道与所述进气歧管流体连通。7.根据权利要求5所述的真空系统，其中所述真空储存器定位在所述进气歧管竖直上方并且邻近所述进气流道的区段。8.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·洛尔，M·C·格里芬，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US