專利名稱：增壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的增壓系統(tǒng)，尤其涉及用于與具有較長進(jìn) 氣閥開啟時(shí)間的類型的高性能發(fā)動機(jī)一起使用的增壓系統(tǒng)c
背景技術(shù)：
為內(nèi)燃機(jī)提供增壓設(shè)備是公知的，該增壓設(shè)備的作用是提高用于 發(fā)動機(jī)汽缸中燃燒的空氣的密度，并進(jìn)而提高燃料的燃燒效率和發(fā)動 機(jī)功率。
在圖1中顯示了一種公知的增壓裝置10。增壓裝置IO與一個(gè)或多 個(gè)汽缸12相連接，每一個(gè)汽缸12容置有在工作期間可移動趨向和離 開汽缸12的首部16的活塞14。所包括的進(jìn)氣閥18和排氣閥20用于 控制進(jìn)入和離開汽缸12的氣體的流動，進(jìn)氣閥與進(jìn)氣導(dǎo)管22相連接， 而排氣閥20與排氣導(dǎo)管24相連接。
增壓裝置10還包括常規(guī)的節(jié)流閥26，節(jié)流閥26配置以控制進(jìn)入 汽缸12內(nèi)的空氣的流動，并進(jìn)而控制由汽缸12產(chǎn)生功率。
在節(jié)流閥26和汽缸12之間在進(jìn)氣導(dǎo)管22路線上設(shè)置增壓設(shè)備 28，增壓設(shè)備28可以是任何類型，例如帶有一副相互嚙合的螺旋構(gòu)件 的螺旋式增壓器。
在使用期間，可用于增壓設(shè)備28的空氣的數(shù)量由節(jié)流閥26所控 制，增壓設(shè)備28可控制地增加進(jìn)入汽缸12內(nèi)的空氣的流量，并以此 方式提高汽缸12中的空氣的密度和由汽缸12所提供的功率。
雖然對于常規(guī)性能的車輛和對于高性能的車輛，這種裝置在較高 的rpm時(shí)工作良好，但是對于高性能的車輛，這種裝置在相對較低的 rpm時(shí)一般工作的不是很好。
不希望受到理論的束縛，本發(fā)明的發(fā)明者認(rèn)為顯示在圖1中的類 型的增壓裝置對于高性能的車輛在相對較低的rpm時(shí)的不良性能的原 因是因?yàn)楦咝阅艿能囕v一般具有相對較長的進(jìn)氣閥開啟時(shí)間，這使得
進(jìn)氣閥18和排氣閥20兩者在某些時(shí)間同時(shí)被開啟，并且進(jìn)氣闊18在 壓縮沖程開始時(shí)被開啟。在相對較低的發(fā)動機(jī)rpm時(shí)，穿過進(jìn)氣導(dǎo)管 22并沿箭頭A的方向上的空氣的壓力足夠低，使得汽缸12中的氣體 能夠沿箭頭B的方向流回進(jìn)氣導(dǎo)管22內(nèi)。這使得可用于汽缸12中的 燃燒的氧氣的數(shù)量大量減少，并且使得由汽缸12所產(chǎn)生的功率減小。 它還妨礙了發(fā)動機(jī)的平穩(wěn)空轉(zhuǎn)。在較高rpm時(shí)，行進(jìn)在箭頭A的方向 上的空氣的壓力足夠高，使得即使進(jìn)氣閥18和排氣闊20兩者都是開 啟的，汽缸12中的氣體也不會流回進(jìn)氣導(dǎo)管22內(nèi)。
在本申請的權(quán)利要求中和在本發(fā)明的說明書中，除了由于陳述語 言或必要的含義而上下文另外要求的地方，詞語"包括"或者諸如"包 括了"或"包括的"的變體都被使用為包含的意思，即，確定所申明 的特征的存在但不排除在本發(fā)明的變化實(shí)施例中存在或附加進(jìn)一步的 特征。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種增壓系統(tǒng)，包括 增壓設(shè)備，帶有至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口；以及 至少一個(gè)與增壓設(shè)備流體相通的怠速閥，該怠速閥毗鄰排氣口而
設(shè)置，并被配置以在使用期間選擇性地限制流體在經(jīng)過怠速閥而趨向
增壓設(shè)備的方向上的流動。
在一種配置中，怠速閥與增壓設(shè)備整體地形成。在一種可選的配
置中，怠速閥從增壓設(shè)備分離并能夠連接到增壓設(shè)備。
在一個(gè)實(shí)施例中，怠速闊為單向閥(onewayvalve)，其配置以容
許流體從增壓設(shè)備經(jīng)過怠速閥的流動，而限制流體經(jīng)過怠速閥向增壓
設(shè)備的流動。
在一個(gè)實(shí)施例中，怠速閥為蝶閥。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，怠速 闊為簧片閥(reed valve)。
怠速閥可以包括至少一個(gè)狹縫，其配置以允許在怠速閥處于閉合 狀態(tài)時(shí)足以使發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)的一定量的空氣穿過怠速閥。怠速閥可以包 括在閉合位置和開啟位置之間可移動的怠速閥構(gòu)件，并且每一個(gè)狹縫 可以毗鄰怠速閥構(gòu)件的一個(gè)端部而設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，提供有兩
個(gè)狹縫。
該系統(tǒng)還可以包括流體旁通機(jī)構(gòu)，其配置以選擇性地容許或限制 流體從增壓設(shè)備的進(jìn)氣口到增壓設(shè)備的排氣口的流動，以便從而允許 在發(fā)動機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)或在發(fā)動機(jī)處于負(fù)載相對較低的狀態(tài)期間流體 從增壓設(shè)備的旁路通過。
旁通裝置可以包括旁通導(dǎo)管和可以是蝶閥的旁通閥。
該系統(tǒng)可以進(jìn)一歩被配置以控制怠速閥和/或旁通閥的定位，以響 應(yīng)來自使用者的輸入和/或來自至少一個(gè)傳感器的輸入。
在一種配置中，控制怠速閥構(gòu)件的定位以響應(yīng)使用者對發(fā)動機(jī)節(jié) 流的啟動、響應(yīng)加速度傳感器或響應(yīng)壓力傳感器。
在一種配置中，控制旁通閥構(gòu)件的定位以響應(yīng)使用者對發(fā)動機(jī)節(jié) 流的啟動、響應(yīng)加速度傳感器或響應(yīng)壓力傳感器。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的增壓套件，該套 件包括
增壓設(shè)備，帶有至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口；以及 至少一個(gè)怠速閥，該怠速閥與增壓設(shè)備是整體的或能夠連接到增 壓設(shè)備，使得怠速閥與增壓設(shè)備流體相通，并且怠速閥被毗鄰排氣口 設(shè)置，怠速閥被配置以選擇性地在使用期間限制流體在經(jīng)過怠速閥而 趨向增壓設(shè)備的方向上的流動。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)，包括 增壓設(shè)備，帶有至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口；以及 至少一個(gè)怠速閥，該怠速閥與增壓設(shè)備的排氣口流體相通地連接 并位于增壓設(shè)備和至少一個(gè)發(fā)動機(jī)汽缸之間，怠速閥被配置以選擇性 地在使用期間限制流體在從至少一個(gè)汽缸經(jīng)過怠速閥而趨向增壓設(shè)備 的方向上的流動。


下面將通過僅為實(shí)例的方式并參照附圖來描述本發(fā)明，在附圖中 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的增壓裝置的示意圖2為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的增壓系統(tǒng)的示意圖，且所顯示 的增壓系統(tǒng)處于使用在空轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程中；圖3為顯示在圖2中的增壓系統(tǒng)的示意圖，且所顯示的系統(tǒng)處于
使用在較小負(fù)載狀態(tài)的過程中；
圖4為顯示在圖2和3中的增壓系統(tǒng)的示意圖，且所顯示的系統(tǒng) 處于使用在較高負(fù)載狀態(tài)的過程中；并且
圖5為一種可選的怠速閥的概略性表示，該怠速閥用于與顯示在 圖2至4中的增壓系統(tǒng)一起使用。
具體實(shí)施例方式
參照附圖的圖2至4，其中顯示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的增壓 系統(tǒng)40，且所顯示的增壓系統(tǒng)40被納入常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)。系統(tǒng)40包 括一些相似于顯示在圖1中所顯示的現(xiàn)有技術(shù)的增壓系統(tǒng)10中的特 征，因而用同樣的附圖標(biāo)記指示相同的特征。
增壓系統(tǒng)40包括怠速閥30，怠速閥30在進(jìn)氣導(dǎo)管22的路線上被 設(shè)置在增壓設(shè)備28和汽缸12之間。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)汽缸 12具有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的怠速閥30，盡管應(yīng)當(dāng)了解，其它配置是可能的。 例如，可以為所有汽缸12提供一個(gè)怠速閥30。
在本實(shí)例中，包括本增壓系統(tǒng)40的內(nèi)燃機(jī)為高性能的V形雙發(fā)動 機(jī)(V-twin)的摩托車發(fā)動機(jī)，其配置以相對較高的rpm運(yùn)行，并且 該發(fā)動機(jī)包括相對較長的進(jìn)氣閥開啟時(shí)間。因而，在某些場合，進(jìn)氣 閥18和排氣閥20兩者均開啟，進(jìn)氣閥在壓縮沖程開始時(shí)開啟，并且 這種發(fā)動機(jī)易于使空氣從汽缸12逆流到進(jìn)氣導(dǎo)管22。
在此實(shí)例中的怠速閥30是蝶閥型的并包括怠速閥構(gòu)件32，怠速閥 構(gòu)件32在如圖2所示的閉合位置和如圖3與4所示的完全開啟位置之 間是可旋轉(zhuǎn)的。在此實(shí)例中，怠速閥構(gòu)件32包括至少一個(gè)狹縫，使得 即使在怠速閥30處于閉合狀態(tài)，相對少量的空氣也能夠穿過怠速閥30 而到達(dá)汽室12。在本實(shí)例中，提供有兩個(gè)狹縫，每一個(gè)狹縫毗鄰怠速 閥構(gòu)件32的一個(gè)端部而設(shè)置。
為了確保怠速閥30實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，在此實(shí)例中，通過適當(dāng)?shù)膱?zhí) 行器來控制閥構(gòu)件32的定位，并且設(shè)置發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)以控 制該執(zhí)行器并從而控制怠速閥構(gòu)件32的定位，以響應(yīng)與車輛相連接的 一個(gè)或多個(gè)傳感器。例如，可以控制怠速控制閥的定位以響應(yīng)使用者
對發(fā)動機(jī)節(jié)流的啟動、響應(yīng)加速度傳感器、響應(yīng)設(shè)置在進(jìn)氣導(dǎo)管22中 的壓力傳感器等。
應(yīng)當(dāng)了解，怠速閥30的功能是限制在相對較低的rpm時(shí)氣體從汽 缸到進(jìn)氣導(dǎo)管22的流動，而不限制在相對較高的rpm時(shí)氣體在進(jìn)氣導(dǎo) 管22和汽缸12之間的流動。加此，能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能的任何適合的 怠速閥都是可以預(yù)期的。例如，如圖5所示， 一種可選的怠速閥48可 以采用簧片閥的形式，怠速閥48包括閥構(gòu)件50，閥構(gòu)件50可旋轉(zhuǎn)地 相對樞軸連接51而移動趨向和離開限位構(gòu)件52。應(yīng)當(dāng)了解，對于該可 選的怠速閥48，是自動工作的，因?yàn)榈∷匍y48作為單向閥工作，并且 怠速閥48的開啟程度將取決于流經(jīng)怠速閥48的空氣的壓力。如此， 不需要用于怠速閥48的控制機(jī)構(gòu)。
如同常規(guī)的發(fā)動機(jī)一樣，節(jié)流閥26被設(shè)置在增壓器28的上游， 節(jié)流閥26帶有節(jié)流閥構(gòu)件36，節(jié)流閥構(gòu)件36可在如圖2至4所示的 閉合位置和完全開啟位置之間移動，從而調(diào)節(jié)提供到汽室12用于燃燒 的空氣的量，并進(jìn)而調(diào)節(jié)由發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的功率的量。應(yīng)當(dāng)理解，可 以控制節(jié)流閥構(gòu)件36的定位以響應(yīng)使用者的輸入，例如響應(yīng)使用者對 節(jié)流的啟動。
本實(shí)例還包括旁通閥38，該旁通閥在此實(shí)例中為蝶閥型，旁通閥 38設(shè)置在旁通導(dǎo)管40的路線上，旁通導(dǎo)管40在分別為增壓設(shè)備28 的進(jìn)氣和排氣口的42和44之間延伸。旁通閥38包括旁通閥構(gòu)件46， 旁通閥構(gòu)件46可在如圖4所示的閉合位置和如圖2與3所示的開啟位 置之間移動。
旁通閥38和旁通導(dǎo)管40用于在發(fā)動機(jī)工作在空轉(zhuǎn)狀態(tài)或經(jīng)受較 小的負(fù)載時(shí)，使穿過節(jié)流閥26的空氣從增壓設(shè)備28的旁路通過。這 有助于在不需要額外的發(fā)動機(jī)功率時(shí)，使由增壓設(shè)備28在相對較低的 rpm時(shí)所做的不必要的功最小化。
應(yīng)當(dāng)理解，可以控制旁通閥的定位以響應(yīng)從車輛傳感器所接收到 的信息，這些車輛傳感器可以與用于啟動怠速閥30的車輛傳感器相同 或不同。
在使用期間，當(dāng)包括增壓設(shè)備40的發(fā)動機(jī)正工作在如圖2所示的 空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，節(jié)流閥26被設(shè)置在略微開啟的位置，以允許相對少量的
空氣穿過節(jié)流閥26，并且旁通閥38被設(shè)置在完全開啟的位置，以容許 穿過節(jié)流閥26的空氣從增壓設(shè)備28的旁路通過。同樣，怠速閥30也 被設(shè)置在完全關(guān)閉的位置，怠速閥30只允許相對少量的空氣經(jīng)由狹縫 34穿過怠速閥30。
應(yīng)當(dāng)了解，在增壓設(shè)備28和汽缸12之間的閉合的怠速閥30的存 在將基本避免在使用期間氣體從汽缸12到進(jìn)氣導(dǎo)管22的逆流，即使 進(jìn)氣闊18和排氣閥20兩者都開啟并且進(jìn)氣閥18在壓縮沖程的初始階 段被開啟，因?yàn)榈∷匍y構(gòu)件32對于空氣流動表現(xiàn)出很大的阻力。因而， 足夠的氧氣密度將在空轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程中被保持在汽缸12中，發(fā)動機(jī)功 率將被保持，并且發(fā)動機(jī)在相對較低的rpm下將平穩(wěn)地空轉(zhuǎn)。
在如圖3所示的相對較小的負(fù)載狀態(tài)的過程中，節(jié)流閥26被設(shè)置 在比處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)稍稍打開的開啟位置，旁通閥28被設(shè)置在完全開 啟位置以允許來自進(jìn)氣閥26的空氣從增壓設(shè)備28的旁路通過，并且 怠速閥30被設(shè)置在完全開啟位置。因?yàn)橛闪鹘?jīng)進(jìn)氣導(dǎo)管22的空氣產(chǎn) 生了足夠的壓力，從而克服了汽缸12中的背壓，不需要使怠速閥30 處于完全閉合位置而對逆流提供阻力。
當(dāng)包括增壓系統(tǒng)40的發(fā)動機(jī)工作在相對較高的負(fù)載狀態(tài)時(shí)，情況 是相似的，因?yàn)橛闪鹘?jīng)進(jìn)氣導(dǎo)管22的空氣所產(chǎn)生的壓力足夠高，從而 克服了汽缸12中的背壓。如同顯示在圖2中的較小負(fù)載的狀態(tài)一樣， 怠速閥30被設(shè)置在完全開啟位置。節(jié)流閥26也被設(shè)置在完全開啟位 置以使穿過節(jié)流閥26的氧氣的數(shù)量最大化，并且旁通閥38被設(shè)置在 完全閉合位置，使得空氣不穿過旁通閥38和旁通導(dǎo)管40，而是穿過增 壓設(shè)備28。增壓設(shè)備28提高到汽缸12的空氣的流量，并從而提高汽 缸12中的氧氣的密度和燃燒效率以及功率。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的修改和變型被認(rèn)為在本發(fā)明的范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種增壓系統(tǒng)，包括增壓設(shè)備，帶有至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口；以及至少一個(gè)與增壓設(shè)備流體相通的怠速閥，該怠速閥毗鄰排氣口而設(shè)置，并被配置以在使用期間選擇性地限制流體在經(jīng)過怠速閥而趨向增壓設(shè)備的方向上的流動。
2、 如權(quán)利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中，怠速閥與增壓設(shè)備整體 地形成。
3、 如權(quán)利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中，怠速閥從增壓設(shè)備分離 并能夠連接到增壓設(shè)備。
4、 如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的增壓系統(tǒng)，其中，怠速閥 為單向閥，其配置以容許流體從增壓設(shè)備經(jīng)過怠速閥的流動，而限制 流體經(jīng)過怠速閥向增壓設(shè)備的流動。
5、 如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的增壓系統(tǒng)，其中，怠速閥為 蝶閥。
6、 如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的增壓系統(tǒng)，其中，怠速閥為簧片閥。
7、 如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的增壓系統(tǒng)，其中，怠速閥包 括在閉合位置和開啟位置之間可移動的怠速閥構(gòu)件。
8、 如權(quán)利要求7所述的增壓系統(tǒng)，其中，怠速閥包括至少一個(gè)狹 縫，其配置以允許在怠速閥處于閉合狀態(tài)時(shí)足以使發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)的一定 量的空氣穿過怠速閥。
9、 如權(quán)利要求8所述的增壓系統(tǒng)，其中，每一個(gè)狹縫毗鄰怠速閥 構(gòu)件的一個(gè)端部而設(shè)置。
10、 如權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的增壓系統(tǒng)，其中，系統(tǒng) 被配置以控制怠速閥構(gòu)件的定位，以響應(yīng)來自使用者的輸入和/或來自 至少一個(gè)傳感器的輸入。
11、 如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的增壓系統(tǒng)，還包括流體旁 通機(jī)構(gòu)，其配置以選擇性地容許或限制流體從增壓設(shè)備的進(jìn)氣口到增 壓設(shè)備的排氣口的流動，以便選擇性地允許在使用期間流體從增壓設(shè) 備的旁路通過。
12、 如權(quán)利要求ll所述的增壓系統(tǒng)，其中，旁通機(jī)構(gòu)包括旁通導(dǎo)管和帶有旁通閥構(gòu)件的旁通閥，該旁通閥構(gòu)件能夠在開啟位置和閉合 位置之間移動。
13、 如權(quán)利要求12所述的增壓系統(tǒng)，其中，控制旁通閥構(gòu)件的定 位以響應(yīng)來自使用者的輸入和/或來自至少一個(gè)傳感器的輸入。
14、 一種用于內(nèi)燃機(jī)的增壓套件，該套件包括 增壓設(shè)備，帶有至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口；以及 至少一個(gè)怠速閥，該怠速閥與增壓設(shè)備是整體的或能夠連接到增壓設(shè)備，使得怠速閥與增壓設(shè)備流體相通，并且怠速閥毗鄰排氣口而 設(shè)置，怠速閥被配置以選擇性地在使用期間限制流體在經(jīng)過怠速閥而 趨向增壓設(shè)備的方向上的流動。
15、 一種內(nèi)燃機(jī)，包括增壓設(shè)備，帶有至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口；以及 至少一個(gè)怠速閥，該怠速閥與增壓設(shè)備的排氣口流體相通地連接 并位于增壓設(shè)備和至少一個(gè)發(fā)動機(jī)汽缸之間，怠速閥被配置以選擇性 地在使用期間限制流體在從至少一個(gè)汽缸經(jīng)過怠速閥而趨向增壓設(shè)備 的方向上的流動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增壓系統(tǒng)(40)，包括帶有至少一個(gè)進(jìn)氣口(42)和至少一個(gè)排氣口(44)的增壓設(shè)備(28)，以及至少一個(gè)與增壓設(shè)備(28)流體相通的怠速閥(30)。怠速閥(30)毗鄰排氣口(44)而設(shè)置，并被配置以選擇性地在使用期間限制流體在經(jīng)過怠速閥(30)而趨向增壓設(shè)備(28)的方向上的流動。本發(fā)明還公開了包括增壓系統(tǒng)的一種對應(yīng)的增壓套件和一種內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號F02B33/44GK101395356SQ200680053663
公開日2009年3月25日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者C·C·亨利, D·A·戈比, J·B·厄普頓, T·J·瓦爾姆斯列 申請人:斯普林泰克澳大拉西亞私人有限公司