具有泄漏通道的多抽頭吸氣器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及包括多抽頭(tap)吸氣器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述多抽頭吸氣器可以產(chǎn)生真空和/或提供壓縮機(jī)再循環(huán)流，其中吸氣器的擴(kuò)散器抽頭處的流動(dòng)分離經(jīng)由進(jìn)入泄漏通道中的回流而被最小化，所述泄漏通道耦接吸氣器的擴(kuò)散器抽頭與其喉部抽頭。
【背景技術(shù)】
[0002]車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以包括使用真空致動(dòng)的各種真空消耗裝置。這些可以包括例如制動(dòng)助力器。由這些裝置使用的真空可以由諸如電驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)用真空泵或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空泵等專(zhuān)用真空泵來(lái)提供。作為此類(lèi)資源消耗型真空泵的替換物，一個(gè)或多個(gè)吸氣器可以耦接在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，以利用發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流產(chǎn)生真空。吸氣器(其可以替代地被稱(chēng)為噴射器、文丘里泵、噴射泵和引射器(eductor))是當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中使用時(shí)提供低成本真空產(chǎn)生的無(wú)源裝置。在吸氣器處產(chǎn)生的真空量可以通過(guò)控制穿過(guò)吸氣器的動(dòng)力空氣流速來(lái)控制。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中包括吸氣器時(shí)，吸氣器可以使用否則將不再為節(jié)氣所占有的能量產(chǎn)生真空，并且所產(chǎn)生的真空可以在諸如制動(dòng)助力器等真空動(dòng)力裝置(vacuum-powereddevice)中使用。
[0003]通常，吸氣器被設(shè)計(jì)成使得真空產(chǎn)生或吸入流最大化，但并不同時(shí)最大化兩者。可以使用包括多個(gè)吸入端口或抽頭的分級(jí)吸氣器，但此類(lèi)吸氣器趨向于因各種缺點(diǎn)而蒙受損害。例如，分級(jí)吸氣器可能依賴(lài)于壓縮空氣的動(dòng)力流，并且不可用于其中動(dòng)力流是間歇性的(例如，在一些示例中，間歇性動(dòng)力流可能導(dǎo)致真空儲(chǔ)蓄器的真空損失)的構(gòu)造中。此外，具有多個(gè)吸入抽頭的吸氣器可能包括一個(gè)或多個(gè)抽頭，所述一個(gè)或多個(gè)抽頭被布置在吸氣器的擴(kuò)散器/排放錐體中，例如在吸氣器喉部下游的吸氣器的發(fā)散部分中。布置在吸氣器的擴(kuò)散器中的吸入抽頭可以充當(dāng)流動(dòng)分離的初始位置，這可能導(dǎo)致擴(kuò)散器的其余部分無(wú)效。因?yàn)樵谖鼩馄鞯暮聿课氤轭^處獲得深度真空是高度依賴(lài)于擴(kuò)散器的有效性的，所以由吸氣器的擴(kuò)散器中的任何額外吸入抽頭引起的流動(dòng)分離都可能顯著地降低吸氣器產(chǎn)生真空的能力。此外，更有效的吸氣器可以被設(shè)計(jì)成允許吸入流的受控引入以及用于在擴(kuò)散器上游的動(dòng)力流和吸入流之間進(jìn)行動(dòng)量傳遞的足夠長(zhǎng)度。這些特征可能難以用于布置在吸氣器的擴(kuò)散器中的吸入抽頭，且因此可能經(jīng)常不利地在分級(jí)吸氣器中被忽略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決這些問(wèn)題中的至少部分問(wèn)題，發(fā)明人在此已確定了一種多抽頭吸氣器，其具有減少由擴(kuò)散器中的吸入抽頭引起的流動(dòng)中斷并且還使擴(kuò)散器吸入抽頭的正向流最大化的設(shè)計(jì)。在一個(gè)示例中，一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括:吸氣器，其繞開(kāi)壓縮機(jī)；真空源，其經(jīng)由在所述真空源下游合并到共同通道中的相應(yīng)第一通道和第二通道與所述吸氣器的喉部抽頭和擴(kuò)散器抽頭耦接，所述第一通道和所述第二通道由具有流動(dòng)限制件的泄漏通道耦接；第一止回閥，其布置在所述共同通道中；以及第二止回閥，其布置在所述泄漏通道上游的所述第二通道中。擴(kuò)散器抽頭的出口隨著其接近擴(kuò)散器而變窄，并且吸氣器的喉部抽頭和噴嘴一起形成進(jìn)入吸氣器的喉部中的會(huì)聚環(huán)形吸入流路徑。在真空源處的壓力高于擴(kuò)散器抽頭和喉部抽頭處的壓力時(shí)的條件下，存在從真空源到擴(kuò)散器抽頭和喉部抽頭中的正向流(假設(shè)存在穿過(guò)吸氣器的動(dòng)力流)。雖然壓力趨向于在喉部抽頭處更低，但是由于存在進(jìn)入由喉部抽頭和噴嘴形成的喉部中的會(huì)聚環(huán)形吸入流路徑，所述流在那里受到限制，因此與單抽頭吸氣器相比，大部分吸入流可以有利地進(jìn)入擴(kuò)散器抽頭以提供額外吸入流。此外，在一些示例中，擴(kuò)散器抽頭的出口可以大體上平行于擴(kuò)散器的軸線(xiàn)，使得進(jìn)入擴(kuò)散器抽頭的吸入流已經(jīng)在與穿過(guò)擴(kuò)散器的動(dòng)力流相同的方向上行進(jìn)，由此減少擴(kuò)散器抽頭處的流動(dòng)中斷。
[0005]相比之下，在上述示例中當(dāng)真空源處的壓力低于擴(kuò)散器抽頭處的壓力時(shí)，止回閥關(guān)閉并且可能出現(xiàn)進(jìn)入擴(kuò)散器抽頭中的反向流(“回流”)。所實(shí)現(xiàn)的特殊技術(shù)效果是該回流從擴(kuò)散器抽頭行進(jìn)到喉部抽頭中，這可以有利地產(chǎn)生與泄放間隙(bleed-gap)擴(kuò)散器或混合擴(kuò)散器類(lèi)似的效果，其中低速邊界層被從擴(kuò)散器抽頭吸出，從而拉動(dòng)高速流靠近壁并且減小流動(dòng)分離的可能性。
[0006]應(yīng)該理解提供以上概述來(lái)以簡(jiǎn)化的形式介紹在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的概念的選擇。其并不旨在識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或主要特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由隨附于【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求書(shū)唯一限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不限于解決上述或本公開(kāi)的任何部分中所述的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1示出包括吸氣器裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖。
[0008]圖2A示出可以包含在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))中的吸氣器裝置的詳細(xì)視圖。
[0009]圖2B示出可以包含在圖2A的吸氣器裝置中的吸氣器的擴(kuò)散器的詳細(xì)視圖。
[0010]圖2C示出可以包含在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))中的吸氣器裝置的另一詳細(xì)視圖。
[0011]圖2D示出可以包含在圖2C的吸氣器裝置中的吸氣器的擴(kuò)散器的詳細(xì)視圖。
[0012]圖3示出包括吸氣器裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖。
[0013]圖4示出可以包含在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))中的吸氣器裝置的詳細(xì)視圖。
[0014]圖5示出用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))的示例方法。
[0015]圖6示出可結(jié)合圖5的方法執(zhí)行的用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))的ASOV和CPV的示例方法。
[0016]圖7示出用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如第二實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))的示例方法。
[0017]圖8示出可結(jié)合圖8的方法執(zhí)行的用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如第二實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))的ASOV、CBV和AIS節(jié)氣門(mén)的示例方法。
[0018]圖9A示出在第一條件下穿過(guò)可對(duì)應(yīng)于圖1-2A的吸氣器裝置的吸氣器裝置的動(dòng)力流和吸入流。
[0019]圖9B示出在第二條件下穿過(guò)可對(duì)應(yīng)于圖1-2A的吸氣器裝置的吸氣器裝置的動(dòng)力流和吸入流。
[0020]圖1OA示出在第一條件下穿過(guò)可對(duì)應(yīng)于圖3-4的吸氣器裝置的吸氣器裝置的動(dòng)力流和吸入流。
[0021]圖1OB示出在第二條件下穿過(guò)可對(duì)應(yīng)于圖3-4的吸氣器裝置的吸氣器裝置的動(dòng)力流和吸入流。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1示出包括發(fā)動(dòng)機(jī)12的示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10。在本示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)12是車(chē)輛的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸(未示出)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，每個(gè)汽缸中的燃燒事件驅(qū)動(dòng)活塞，該活塞進(jìn)而旋轉(zhuǎn)曲軸。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)12可以包括用于控制多個(gè)汽缸中的氣體的進(jìn)氣和排氣的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)。
[0023]發(fā)動(dòng)機(jī)12包括控制系統(tǒng)46。控制系統(tǒng)46包括控制器50，其可以是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的任何電子控制系統(tǒng)或者是其中安裝了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的車(chē)輛的任何電子控制系統(tǒng)。控制器50可以被配置成至少部分基于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)傳感器51的輸入做出控制決策，并且可以基于所述控制決策來(lái)控制執(zhí)行器52。例如，控制器50可以在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀指令，并且可以經(jīng)由指令的執(zhí)行來(lái)控制執(zhí)行器52。
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)12具有包括進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)22的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)23，所述進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)22沿著進(jìn)氣通道18流體耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管24?？諝饪梢詮陌ㄅc車(chē)輛的環(huán)境連通的空氣凈化器33連通的進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入進(jìn)氣通道18。節(jié)氣門(mén)22的位置可以由控制器50通過(guò)提供給節(jié)氣門(mén)22內(nèi)包括的電動(dòng)馬達(dá)或執(zhí)行器(通常被稱(chēng)為電子節(jié)氣門(mén)控制的構(gòu)造)的信號(hào)來(lái)改變。以這種方式，可以操作節(jié)氣門(mén)22來(lái)改變提供給進(jìn)氣歧管和多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣。
[0025]氣壓(BP)傳感器44可以耦接在例如在空氣濾清器上游的進(jìn)氣通道18的入口處，用于將關(guān)于氣壓(例如大氣壓)的信號(hào)提供給控制器50。另外，空氣質(zhì)量流量(MAF)傳感器58可以耦接在正好在空氣凈化器33下游的進(jìn)氣通道18中，用于將關(guān)于進(jìn)氣通道中的空氣質(zhì)量流量的信號(hào)提供給控制器50。在其他示例中，MAF傳感器58可以耦接在進(jìn)氣系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的其他地方，并且還可以具有布置在進(jìn)氣系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)附加MAF傳感器。此外，傳感器60可以耦接到進(jìn)氣歧管24，用于將關(guān)于歧管空氣壓力(MAP)和/或歧管真空(MANVAC)的信號(hào)提供給控制器50。例如，傳感器60可以是讀取真空的壓力傳感器或壓力計(jì)傳感器，并且可以將作為負(fù)真空(例如，壓力)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破?0。在一些示例中，附加壓力/真空傳感器可以耦接在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的其他地方，以將關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的其他區(qū)域中的壓力/真空的信號(hào)提供給控制器50。
[0026]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10可以是升壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)還包括升壓裝置。在本示例中，進(jìn)氣通道18包括用于對(duì)沿著進(jìn)氣通道18接收的進(jìn)氣充氣進(jìn)行升壓的壓縮機(jī)90。增壓空氣冷卻器(或中間冷卻器)26被耦接在壓縮機(jī)90的下游以用于在輸送到進(jìn)氣歧管之前冷卻升壓空氣充氣。在升壓裝置是渦輪增壓器的實(shí)施例中，壓縮機(jī)90可以耦接到排氣渦輪(未示出)并由排氣渦輪驅(qū)動(dòng)。此外，壓縮機(jī)90可以至少部分由電動(dòng)馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)。
[0027]可選擇的旁通通道28可以耦接在壓縮機(jī)90兩端，以便將由壓縮機(jī)90壓縮的進(jìn)氣的至少一部分轉(zhuǎn)移回到壓縮機(jī)上游。通過(guò)打開(kāi)位于旁通通道28中的壓縮機(jī)旁通閥(CBV) 30可以控制穿過(guò)旁通通道28轉(zhuǎn)移的空氣量。通過(guò)控制CBV 30和改變穿過(guò)旁通通道28轉(zhuǎn)移的空氣量，可以調(diào)節(jié)在壓縮機(jī)下游提供的升壓。此構(gòu)造使升壓控制和喘振控制可用。
[0028]在圖1的實(shí)施例中，壓縮機(jī)入口壓力(CIP)傳感器41被布置在進(jìn)氣通道18和旁通通道28的接合點(diǎn)的下游和壓縮機(jī)的上游。CIP傳感器41可以將關(guān)于CIP的信號(hào)提供給控制器50。
[0029]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10還包括燃料蒸汽抽送(purge)系統(tǒng)71。燃料蒸汽抽送系統(tǒng)71包括存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)12中燃燒的揮發(fā)性液體燃料的燃料箱61。為了避免從燃料箱排放燃料蒸汽到大氣中，燃料箱通過(guò)吸附劑濾罐63向大氣放氣。吸附劑濾罐可以具有用于在吸附狀態(tài)下存儲(chǔ)烴基燃料、醇基燃料和/或酯基燃料的顯著容量；吸附劑濾罐可以填充有例如活性碳顆粒和/或另一種高表面積材料。盡管如此，燃料蒸汽的長(zhǎng)時(shí)間吸附將最終減少吸附劑濾罐的用于進(jìn)一步存儲(chǔ)的容量。因此，可以周期性地抽送吸附劑濾罐上吸附的燃料，這將在本文進(jìn)一步描述。在圖1所示的構(gòu)造中，濾罐抽送閥65控制燃料蒸汽沿著吸入通道84從濾罐到進(jìn)氣歧管中的抽送，該吸入通道84耦接到布置在多抽頭吸氣器的擴(kuò)散器中的吸入抽頭，這將在下面描述。在使穿過(guò)吸氣器的動(dòng)力流可用的條件下并且當(dāng)希望抽送蒸汽濾罐時(shí)，例如當(dāng)濾罐飽和時(shí)，可以通過(guò)打開(kāi)濾罐抽送閥65將存儲(chǔ)在燃料蒸汽濾罐63中的蒸汽清除到進(jìn)氣歧管24中，這將在本文中詳述。
[0030]雖然燃料蒸汽抽送系統(tǒng)71中示出單個(gè)濾罐63，但應(yīng)該理解的是可以包括任何數(shù)量的濾罐。在一個(gè)示例中，濾罐抽送閥65可以是電磁閥，其中經(jīng)由濾罐抽送螺線(xiàn)管的致動(dòng)來(lái)執(zhí)行該閥的打開(kāi)或關(guān)閉。濾罐63還包括通氣口 67，用于在存儲(chǔ)或捕集來(lái)自燃料箱61的燃料蒸汽時(shí)將氣體從濾罐63引出至大氣。當(dāng)經(jīng)由通道84將所存儲(chǔ)的燃料蒸汽清除到進(jìn)氣歧管24時(shí)，通氣口 67也可以允許將新鮮空氣吸入燃料蒸汽濾罐63中。雖然此示例示出通氣口 67與新鮮的未加熱空氣連通，但是也可以使用各種修改方案。通氣口 67可以包括濾罐通氣閥69，以調(diào)整空氣和蒸汽在濾罐63與大氣之間的流動(dòng)。如圖所示，壓力傳感器49可以布置在濾罐63中以將關(guān)于濾罐中壓力的信號(hào)提供給控制器50。在其他示例中，壓力傳感器49可以