本申請涉及通過節(jié)氣門閥在進氣口中的真空生成。
背景技術:
車輛系統(tǒng)可包括使用真空致動的各種真空消耗裝置。這些設備可包括,例如制動助力器和凈化濾罐。這些設備使用的真空可由專用真空泵提供。在其它實施例中,一個或多個吸氣器(或者稱為噴射器,文丘里泵,噴射泵,以及噴射器)可耦接在發(fā)動機系統(tǒng)中,該發(fā)動機系統(tǒng)可利用發(fā)動機氣流,并且使用其產(chǎn)生真空。
在Bergbauer等人在US 8,261,716中所示的另一個示例實施例中,控制鏜孔位于進氣口的壁中,使得當節(jié)氣門閥處于怠速位置時,在節(jié)氣門的周邊處產(chǎn)生的真空用于真空消耗裝置。其中,節(jié)氣門閥在怠速位置中的定位在節(jié)氣門閥的周邊處提供收縮。通過收縮增加的進氣流導致產(chǎn)生部分真空的文丘里效應??刂歧M孔被設置,以便利用用于真空消耗裝置的局部真空。
然而,如本文的發(fā)明人所認識到的,在上述方法中,可限制節(jié)氣門的真空產(chǎn)生潛能。例如,如US 8,261,716中所示,在進氣口中的一個位置處的單個控制鏜孔被真空消耗裝置利用,即使真空可在節(jié)氣門的整個周邊處產(chǎn)生。為了使用在節(jié)氣門的整個周邊處產(chǎn)生的真空,在進氣通道中可需要更多的控制鏜孔。然而,制造這些控制鏜孔可導致進氣通道的設計的顯著改變,這可增加相關費用。
在使用一個或多個吸氣器以產(chǎn)生真空的方法中,由于形成吸氣器的各個部件,包括噴嘴、混合和擴散區(qū)段以及止回閥,因此可發(fā)生額外的費用。此外,在怠速或低負載條件下,可能難以控制進入進氣歧管的總的空氣流速,因為流速是來自節(jié)氣門的泄漏流和來自吸氣器的氣流的組合。通常,吸氣器關閉閥(ASOV)可與吸氣器一起被包括以控制氣流,但是增加了成本。此外,在進氣口中安裝吸氣器可導致對空間可用性以及包裝問題的限制。
因此,解決上述問題的一些方法包括在中空進氣節(jié)氣門閥的圓周的周圍提供多個穿孔。節(jié)氣門閥可以被調整到更關閉的位置,以通過經(jīng)過節(jié)氣門閥的圓周上的穿孔的進氣流產(chǎn)生真空。然后將所產(chǎn)生的真空施加到經(jīng)由中空軸 流體地耦接到節(jié)氣門閥的真空消耗裝置。
本文發(fā)明人也已經(jīng)確認了上述方法的潛在問題。作為示例,節(jié)氣門的真空產(chǎn)生潛能受到限制。作為示例,由于節(jié)氣門閥的寬度,穿孔的尺寸可受到限制,并且因此節(jié)氣門的真空產(chǎn)生潛能受到限制。因此,為了增加在節(jié)氣門的周邊處產(chǎn)生的真空,可能需要增加穿孔的尺寸。然而,增加穿孔的尺寸可導致尺寸和節(jié)氣門的增加,這可導致對進氣通道的設計的顯著修改,這可增加相關費用。
技術實現(xiàn)要素:
本文發(fā)明人已經(jīng)確認了一種方法,從而至少部分地解決上面的問題。在一個示例方法中,耦接在發(fā)動機進氣口的進氣管道中的節(jié)氣門可包括節(jié)氣門體;包括在節(jié)氣門體內的可滑動節(jié)氣門閥,節(jié)氣門閥包括將真空消耗裝置耦接到節(jié)氣門體的內部的中空通道;以及耦接在節(jié)氣門體內的向內突出的凸緣。作為示例,節(jié)氣門可相對于凸緣沿著節(jié)氣門體的縱向軸線在打開的第一位置和關閉的第二位置之間移動。在節(jié)氣門閥和凸緣之間形成的節(jié)氣門體中的開口可隨著節(jié)氣門閥朝向打開的第一位置,遠離關閉的第二位置的偏轉的增加而增大。此外,節(jié)氣門閥可包括通過中空通道在節(jié)氣門閥的頂點處形成的孔。文丘里效應可在節(jié)氣門閥的頂點處產(chǎn)生,并且文丘里效應的幅度可因為節(jié)氣門閥和凸緣之間的距離的減小而增大。以這種方式,通過將節(jié)氣門閥移動到更接近凸緣的更關閉的位置,真空可在節(jié)氣門閥的頂點處產(chǎn)生,并且用來從真空消耗裝置抽吸空氣。以這種方式,吸氣器功能可集成到節(jié)氣門中。
作為另一個示例,系統(tǒng)可包括:包括進氣管道的發(fā)動機;包括在發(fā)動機進氣口中的節(jié)氣門體,所述節(jié)氣門體包括:節(jié)氣門閥,其可沿著基本/實質上平行于節(jié)氣門體中的進氣流的方向的軸線在打開的第一位置和關閉的第二位置之間滑動,所述節(jié)氣門閥包括將真空消耗裝置流體耦接到節(jié)氣門體的內部的中空通道,耦接在節(jié)氣門體內的向內突出的流動阻塞件(flow obstruction),以及控制器,其具有存儲在非瞬時存儲器中的計算機可讀指令,以用于:響應于真空需求的增加,將節(jié)氣門閥朝向更關閉的位置調整,以增加在節(jié)氣門閥的向內延伸的尖端處由中空通道形成的節(jié)氣門閥的孔處產(chǎn)生的真空的量。
在另一個示例中,用于發(fā)動機的方法可包括沿著基本上平行于節(jié)氣門中的進氣的流動方向的軸線在節(jié)氣門的節(jié)氣門體內滑動節(jié)氣門閥,通過流過節(jié) 氣門閥和節(jié)氣門閥的節(jié)氣門固定件(throttle fixture)之間的脊的進氣,在節(jié)氣門閥的脊處產(chǎn)生真空,以及將產(chǎn)生的真空施加到流體地耦接到節(jié)氣門閥的脊的真空消耗裝置,并且使空氣從真空消耗裝置流動到節(jié)氣門體中。
以這種方式,在節(jié)氣門閥和位于節(jié)氣門中的節(jié)氣門固定件之間產(chǎn)生的文丘里效應可有利地用來產(chǎn)生用于真空消耗裝置的真空。節(jié)氣門閥可包括中空的內部通道,其可流體耦接到真空消耗裝置,用于將空氣從真空消耗裝置吸入節(jié)氣門。通過調整節(jié)氣門閥的位置、尺寸和/或形狀,可增加節(jié)氣門閥的真空產(chǎn)生潛能。另外,通過調整節(jié)氣門閥和節(jié)氣門固定件之間的距離,可更準確地控制進入進氣歧管的氣流。此外,由于在真空施加期間從真空消耗裝置接收的空氣基本上在節(jié)氣門閥處被接收,所以可更準確地補償氣流誤差。通過將節(jié)氣門和吸氣器的功能結合到具有中空的內部通道的單個節(jié)氣門閥中,可不需要附加的控制閥,諸如ASOV和部件。通過減少真空產(chǎn)生所需的部件的數(shù)量和尺寸,可降低制造成本,并且可避免包裝問題。
應當理解,上面的發(fā)明內容被提供是為了以簡化的形式介紹在具體實施方式中進一步描述的一些概念。并不意味著確認所要求保護的主題的關鍵或必要特征,其范圍由所附權利要求唯一限定。此外,所要求保護的主題不限于解決上面或在本公開的任何部分提到的任何缺點的實施方式。
附圖說明
圖1描繪了根據(jù)本公開的發(fā)動機的示意圖。
圖2A示出了包括在圖1所示的發(fā)動機中并且包括節(jié)氣門的發(fā)動機進氣口的一部分的外側透視圖。
圖2B示出了包括節(jié)氣門的圖2A中所示的發(fā)動機進氣口的一部分的內側透視圖。
圖3示出了圖2A和圖2B中所示的節(jié)氣門的內側透視圖。
圖4A示出了處于打開的第一位置的圖2A和圖2B的節(jié)氣門的剖視圖。
圖4B示出了處于中間第三位置的節(jié)氣門的剖視圖。
圖4C示出了處于關閉的第二位置的節(jié)氣門的剖視圖。
圖5是示出用于調整節(jié)氣門位置和發(fā)動機操作參數(shù)的示例方法的流程圖。
圖6描繪了根據(jù)本公開的示例節(jié)氣門位置調整,以改進真空產(chǎn)生同時進行發(fā)動機操作參數(shù)調整,從而保持發(fā)動機扭矩。
具體實施方式
描述了用于在發(fā)動機,諸如圖1中所示的發(fā)動機系統(tǒng)中的進氣通道內產(chǎn)生真空的方法和系統(tǒng)。進氣通道可設置有包括節(jié)氣門體,諸如圖2A中所示的節(jié)氣門體的進氣節(jié)氣門閥。此外,節(jié)氣門可包括具有耦接到真空消耗裝置的中空的內部通道的可滑動節(jié)氣門閥,如圖2B-4C中所示。節(jié)氣門可另外包括從節(jié)氣門體的壁突起的向內突出的凸緣。這樣,凸緣和節(jié)氣門閥都可從節(jié)氣門體的壁朝向節(jié)氣門體的中心向內突出。因此,節(jié)氣門體可在凸緣和節(jié)氣門閥處收縮。通過調整節(jié)氣門閥的位置,可改變凸緣和節(jié)氣門閥之間的距離,以及因此改變節(jié)氣門中的變窄的量。由于由節(jié)氣門閥和凸緣產(chǎn)生的節(jié)氣門的變窄,真空可在節(jié)氣門閥和凸緣之間產(chǎn)生,并且可用來從真空消耗裝置抽吸氣體。此外,凸緣和節(jié)氣門閥之間產(chǎn)生的真空量可取決于節(jié)氣門閥和凸緣之間的距離,并且因此通過調整節(jié)氣門閥的位置,可調整由節(jié)氣門產(chǎn)生的真空量。控制器可被配置成執(zhí)行程序,從而基于來自如圖5中所示的真空消耗裝置的真空需求而修改節(jié)氣門閥的位置。如圖4A-4C中所示,控制器可將信號發(fā)送到致動器,致動器繼而可基于從控制器接收的信號而調整節(jié)氣門閥的位置。當節(jié)氣門位置被改變時,如圖6中所示,可調整各種操作參數(shù),以保持發(fā)動機扭矩。
現(xiàn)在參見圖1,其示出了火花點火內燃發(fā)動機10的示意圖,其包括發(fā)動機進氣口11和發(fā)動機排氣口13,其與一個或多個燃燒室選擇性地連通,在圖1中僅示出其中一個燃燒室。通過包括控制器12的控制系統(tǒng)和來自車輛操作者132借助輸入設備130的輸入,可至少部分地控制發(fā)動機10。在該示例中,輸入設備130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。
發(fā)動機10的燃燒室30(也稱為汽缸30)可包括具有定位在其中的活塞36的燃燒室壁32。活塞36可耦接到曲軸40,因此活塞的往復運動被轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸40可以通過中間變速器系統(tǒng)(未示出)耦接到車輛的至少一個驅動輪。此外,起動機馬達可通過飛輪(未示出)耦接到曲軸40,從而允許發(fā)動機10的起動操作。
燃燒室30可通過進氣通道42從進氣歧管44接收進氣,并且可通過排氣通道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣通道48可通過相應的進氣門52 和排氣門54與燃燒室30選擇性地連通。在一些實施例中,燃燒室30可包括兩個或更多個進氣門和/或兩個或更多個排氣門。
發(fā)動機進氣口11可包括進氣管道95,進氣流在到燃燒室30的途中通過進氣管道95。因此,發(fā)動機進氣口11可包括進氣通道42、增壓室46以及進氣歧管44。然后,燃燒產(chǎn)物可經(jīng)由排氣門54的開口從燃燒室30被排出到排氣通道48。
在該示例中,進氣門52和排氣門54可借助相應的凸輪致動系統(tǒng)51和53通過凸輪致動進行控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53可各自包括一個或多個凸輪,并且可利用凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS),可變凸輪正時系統(tǒng)(VCT),可變氣門正時系統(tǒng)(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或多個,所述系統(tǒng)可由控制器12操作,以改變氣門操作。進氣門52和排氣門54的位置可分別由位置傳感器55和57確定。在另選的實施例中,進氣門52和/或排氣門54可由電動氣門致動控制。例如,汽缸30可另選地包括通過電動氣門致動控制的進氣門和通過包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。
燃料噴射器66被示出直接地耦接到燃燒室30,用于將燃料與通過電子驅動器96從控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例地直接噴射到燃燒室中。以這種方式,燃料噴射器66將已知的燃料的直接噴射提供到燃燒室30。例如,燃料噴射器可安裝在燃燒室的側面或燃燒室的頂部。通過包括燃料箱、燃料泵以及燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出),燃料可被遞送到燃料噴射器66。在一些實施例中,燃燒室30可另選地或另外地包括布置在進氣歧管44中的燃料噴射器,其構造為將已知的燃料的進氣道噴射提供到燃燒室30上游的進氣道中。
在選擇操作模式下,響應于來自控制器12的火花提前信號SA,點火系統(tǒng)88可通過火花塞92將點火火花提供到燃燒室30。雖然示出了火花點火部件,但是在一些實施例中,發(fā)動機10的燃燒室30或一個或多個其它燃燒室可在具有或不具有點火火花的壓縮點火模式下操作。
發(fā)動機10可還包括諸如渦輪增壓器或機械增壓器的壓縮設備,其包括沿進氣通道42布置的至少一個壓縮機162。對于渦輪增壓器,壓縮機162可至少部分地由沿著排氣通道48布置的渦輪164(例如,通過軸)驅動。壓縮機162從進氣通道42抽吸空氣,以供應增壓室46。排氣旋轉渦輪164通過軸161耦接到壓縮機162。對于機械增壓器,壓縮機162可至少部分地由發(fā)動機和/ 或電動機器驅動,并且可不包括渦輪。因此,通過渦輪增壓器或機械增壓器提供到發(fā)動機的一個或多個汽缸的壓縮量可由控制器12改變。
廢氣門168可耦接在渦輪增壓器中的渦輪164的兩端。具體地,廢氣門168可包括在耦接在排氣渦輪164的入口和出口之間的旁路166中。通過調整廢氣門168的位置,可控制由渦輪提供的增壓量。
進氣歧管44被示出與具有節(jié)氣門體62和節(jié)氣門閥64的節(jié)氣門60連通。在該具體示例中,節(jié)氣門閥64的位置可借助提供到包括節(jié)氣門60的電動馬達或致動器(下面參照圖4A-4C所示)的信號通過控制器12來改變,這是通常被稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)的配置。節(jié)氣門位置可由電動馬達借助軸來改變。如圖2B-4C所示,節(jié)氣門閥64可包括開口68,其將節(jié)氣門60的內部與真空消耗裝置140流體地耦接。節(jié)氣門60可控制從進氣增壓室46到進氣歧管44和其它發(fā)動機汽缸中的燃燒室30的氣流。節(jié)氣門閥64的位置可通過來自節(jié)氣門位置傳感器58的節(jié)氣門位置信號TP被提供到控制器12。這樣,可以基于從控制器12接收的信號而通過電動馬達調整節(jié)氣門閥64的位置。換句話講,控制器12可將信號發(fā)送到電動馬達,以用于調整節(jié)氣門閥64的位置。
發(fā)動機10耦接到真空消耗裝置140,作為非限制性示例,真空消耗裝置140可包括制動助力器、燃料蒸汽濾罐以及真空致動閥(諸如真空致動的廢氣門)中的一個。真空消耗裝置140可從多個真空源接收真空。一個源可以是真空泵77,其可以通過來自控制器12的控制信號被選擇性地操作,以將真空供應到真空消耗裝置140。止回閥69允許空氣從真空消耗裝置140流動到真空泵77,并且限制從真空泵77到真空消耗裝置140的氣流。另一個真空源可以是被定位在增壓室46內的節(jié)氣門閥64。
節(jié)氣門閥64具有中空的內部通道72。如圖1中所示,在節(jié)氣門閥64的外表面處的開口68可由中空的內部通道72形成。因此,開口68可經(jīng)由內部通道72和耦接到內部通道72的管道198連接到真空消耗裝置140。當節(jié)氣門閥64處于大部分關閉或完全關閉的位置時,隨著進入空氣流過節(jié)氣門體62,可在節(jié)氣門閥64的開口68處產(chǎn)生真空。該真空可通過管道198和節(jié)氣門閥64的內部通道72從真空消耗裝置140抽吸空氣。這樣,在本文的描述中,節(jié)氣門60也可稱為吸氣器集成節(jié)氣門60。然后,該空氣可經(jīng)由開口68流出節(jié)氣門閥64。止回閥73確??諝鈴恼婵障难b置140流動到節(jié)氣門閥64,并 在其上流動到進氣歧管44中,而不從進氣歧管44流動到真空消耗裝置140。
排氣傳感器126被顯示耦接到排放控制設備70上游的排氣通道48。傳感器126可以是用于提供排氣空燃比的指示的任何合適的傳感器,諸如線性氧傳感器或UEGO(通用或寬域排氣氧),雙態(tài)氧傳感器或EGO,HEGO(加熱的EGO),NOx,HC或CO傳感器。排放控制裝置70被顯示沿排氣傳感器126下游的排氣通道48布置。裝置70可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其它排放控制裝置或它們的組合。
排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)可用來經(jīng)由EGR閥158通過管道152將排氣的期望部分從排氣通道48路由到進氣歧管44??商鎿Q地,通過控制排氣門和進氣門的正時,燃燒氣體的一部分可作為內部EGR保留在燃燒室中。
控制器12在圖1中被示為常規(guī)的微型計算機,其包括:微處理器單元102、輸入/輸出端口104、只讀存儲器106、隨機存取存儲器108、不失效存儲器110和常規(guī)數(shù)據(jù)總線。控制器12命令各種致動器,諸如節(jié)氣門閥64、EGR閥158等。除了先前討論的那些信號之外,控制器12被顯示為還從耦接到發(fā)動機10的傳感器接收各種信號,包括:來自耦接到冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);耦接到輸入裝置130的位置傳感器134,用于感測由車輛操作者132調整的加速器位置;來自耦接到進氣歧管44的壓力傳感器121的發(fā)動機歧管壓力(MAP)的測量值;來自耦接到增壓室46的壓力傳感器122的增壓壓力的測量值;來自壓力傳感器125的真空消耗裝置140中的真空的測量值;來自耦接到曲軸40的霍爾效應傳感器118(或其它類型)的表面點火感測信號(PIP);從質量氣流傳感器120進入發(fā)動機的空氣質量的測量值;以及來自傳感器58的節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓也可被感測(未示出傳感器),從而通過控制器12處理。在本說明書優(yōu)選的方面中,曲軸每次旋轉,發(fā)動機位置傳感器118產(chǎn)生預定數(shù)量的等距脈沖,根據(jù)其可確定發(fā)動機轉速(RPM)。
在一些示例中,只讀存儲器106可通過計算機可讀數(shù)據(jù)被編程,所述計算機可讀數(shù)據(jù)表示可由微處理器單元102執(zhí)行的指令,用于執(zhí)行下面描述的方法,以及預期但未具體列出的其它變型。因此,計算機可讀指令可存儲在非瞬時存儲器中,諸如在只讀存儲器106中,指令可由微處理器單元102執(zhí)行,用于執(zhí)行本文所述的方法。本文在圖5中描述了示例程序。
如上所述,圖1僅僅示出了多缸發(fā)動機的一個汽缸,并且每個汽缸具有 其自己的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。另外,在本文所述的示例實施例中,發(fā)動機可耦接到用于起動發(fā)動機的起動機馬達(未示出)。例如,當駕駛員轉動轉向柱上的點火開關中的鑰匙時,可向起動機馬達提供動力。在發(fā)動機起動之后,例如通過發(fā)動機10在預定時間之后達到預定速度,起動機被脫開。
圖2A和圖2B示出包括節(jié)氣門60的圖1的發(fā)動機10的發(fā)動機進氣口11的一部分的側透視圖。同樣,先前在圖1中介紹的部件在圖2A和圖2B中被類似地編號,并且可不再介紹。
圖2A示出包含在發(fā)動機進氣口11內的進氣管道95中的節(jié)氣門60的外側透視圖200。圖2B示出節(jié)氣門60的內側透視圖250。具體地,圖2B示出圖2A中所示的節(jié)氣門60的相同側的透視圖,除了在圖2B中,節(jié)氣門60被示為是透明的,以便暴露出節(jié)氣門閥64和節(jié)氣門60的內部。因此,圖2A和圖2B可在本文的說明書中被一起描述。
在本文的說明書中,軸系統(tǒng)230可用來描述節(jié)氣門60的部件的相對定位。軸系統(tǒng)230可包括垂直軸線236、縱向軸線234以及橫向軸線232。節(jié)氣門60和/或其部件的“高度”可用來限定部件沿著垂直軸線236的范圍。類似地,節(jié)氣門60的部件的“長度”可用來指沿著縱向軸線234的部件的物理范圍。沿著橫向軸線232的部件的物理范圍可稱為“寬度”。切割平面M-M′限定圖4A-4C中所示的進氣口11的剖視圖。
節(jié)氣門60可包括節(jié)氣門閥體62,節(jié)氣門體62包括四個壁:與底壁222相對的頂壁224,頂壁224和底壁22限定節(jié)氣門60的高度,以及兩個側壁226和228,側壁226和228限定節(jié)氣門60的寬度。因此,頂壁224可稱為節(jié)氣門60的“頂部”。類似地,底壁222可稱為節(jié)氣門60的“底部”。
前側壁226和后側壁228可物理地耦接底壁222和頂壁224。如圖2A和圖2B的示例中所示,壁222,224,226和228可以是相對平坦的和平面的。因此,節(jié)氣門體62可以是近似矩形的。具體地,壁222,224,226和228可以限定矩形棱柱。然而,應當理解,在其它示例中,壁222,224,226和228可以是彎曲的。因此,節(jié)氣門60的形狀和尺寸以及壁222,224,226和228的形狀、尺寸和配置可不同于圖2A和圖2B中所示。此外,應當理解,在其它示例中,節(jié)氣門體62可呈現(xiàn)其它棱柱形狀。
節(jié)氣門60的壁222,224,226和288可由諸如塑料、金屬、金屬合金等的 任何合適的材料構成。此外,節(jié)氣門體62的壁222,224,226和228可以是薄的,因此它們限定節(jié)氣門60的中空內部。這樣,進氣可在到如圖2A和圖2B中的流動箭頭205所示的進氣歧管(例如,上面參考圖1所示的進氣歧管44)的途中流過節(jié)氣門體62的內部。壁222,224,226和228可沿著它們的邊緣彼此密封接觸,因此節(jié)氣門60的內部部分和外部部分以及進氣口11彼此密封。因此,進入氣體從進氣管道95的上游的第一部分202流動通過節(jié)氣門體62到達進氣管道95的下游的第二部分204。換句話說,進入氣體可僅僅通過進氣管道95進入和/或離開節(jié)氣門60。
節(jié)氣門體62的橫截面面積可大于進氣管道95的橫截面面積。橫截面面積可被限定為沿由垂直軸線236和橫向軸線232限定的平面截取的橫截面。因此,橫截面面積可基本上垂直于通過發(fā)動機進氣口11的進氣流。換句話說,包括在節(jié)氣門體62的給定長度內的體積可大于包括在進氣管道95的類似長度內的體積。
這樣,節(jié)氣門60可還包括將節(jié)氣門體62物理地耦接到進氣管道95的上游的第一部分202的入口錐形區(qū)(inlet cone)206,以及將節(jié)氣門體62物理地耦接到進氣管道95的下游的第二部分204的出口錐形區(qū)212。因此,錐形區(qū)206和212可將較窄的進氣管道95與較寬的節(jié)氣門體62物理地耦接。因此,在本文也稱為入口錐形區(qū)206的入口端部208的上游的第一端部208可小于在本文也稱為出口端部210的下游的第二端部210。換句話說,入口錐形區(qū)206的橫截面面積在出口端部210處可大于在入口端部208處。類似地,在本文也稱為出口錐形區(qū)212的入口端部214的上游的第一端部214可大于在本文也稱為出口端部216的下游的第二端部216。換句話說,出口錐形區(qū)212的橫截面面積在出口端部216處可小于在入口端部214處。
在一些示例中,進氣管道95的直徑以及因此橫截面面積可沿著進氣管道95的長度近似相同。因此,入口錐形區(qū)206的入口端部208和出口錐形區(qū)212的出口端部216的尺寸可近似相同和/或類似。然而,應當理解,在一些示例中,進氣管道95的直徑可以沿著其長度變化,并且同樣地,出口端部216和入口端部208可以不是相同的形狀和/或尺寸。此外,節(jié)氣門體62的橫截面面積可沿著節(jié)氣門體62的長度近似相同。因此,入口錐形區(qū)206的出口端部210和出口錐形區(qū)212的入口端部214的尺寸可近似相同和/或類似。然而,應當理解,在其它示例中,節(jié)氣門體62可以不是矩形的,并且可采取另一種形狀, 其中節(jié)氣門體62的橫截面面積可沿著其長度變化。在這樣的示例中,入口端部214和出口端部210的尺寸和/或形狀可以是不同的。
入口錐形區(qū)206的上游第一端部208可與進氣管道95的上游第一部分202物理地耦接并密封接觸。此外,入口錐形區(qū)206的下游第二端部210可與節(jié)氣門體62的下游第一端部209物理地耦接并密封接觸,其中下游第一端部209可由壁222,224,226和228的上游邊緣形成。類似地,出口錐形區(qū)212的上游第一端部214可與節(jié)氣門體62的下游第二端部211物理地耦接并密封接觸,其中下游第二端部211可由壁222,224,226和228的下游邊緣形成。此外,出口錐形區(qū)212的下游第二端部216可與進氣管道95的下游第二部分物理地耦接并密封接觸。
節(jié)氣門體62的下游第一端部209和下游第二端部211是打開的。因此,在下游第一端部209或下游第二端部211處可不形成壁。此外,入口錐形區(qū)206的上游第一端部208和下游第二端部210,以及出口錐形區(qū)212的上游第一端部214和下游第二端部216是打開的。另外,錐形區(qū)206和212的內部可以是中空的,因此進氣可相對無阻礙地流動通過錐形區(qū)206和212。因此,在上游第一端部208和214或下游第二端部210和216處可不形成壁。以這種方式,進氣從進氣管道95的上游第一部分202流動通過節(jié)氣門60,并且在到進氣歧管的途中在進氣管道95的下游第二部分204上流動。具體地,進氣可從進氣管道95的上游第一部分202流動通過入口錐形區(qū)206,進入節(jié)氣門體62,通過出口錐形區(qū)212流出到進氣管道95的下游第二部分204。然而,應當理解,在其它示例中,入口錐形區(qū)206和出口錐形區(qū)212可分別不包括在節(jié)氣門60中。在這種示例中,進氣管道95的上游第一部分202可以直接物理耦接到節(jié)氣門體62的下游第一端部209。此外,進氣管道95的下游第二部分204可直接物理耦接到節(jié)氣門體62的下游第二端部211。這樣,進氣可經(jīng)由打開的下游第一端部209從進氣管道95的上游第一部分202流入節(jié)氣門體62,并且可經(jīng)由打開的下游第二端部211流出節(jié)氣門體62,到進氣管道95的下游第二部分204。
節(jié)氣門體62可另外包括軸242,其提供真空消耗裝置140和節(jié)氣門體62的內部之間的流體連通。具體地,軸242可耦接到管道198,管道198耦接到真空消耗裝置140,如上面參考圖1所述。因此,軸242可延伸穿過節(jié)氣門體62的頂壁224。軸242可以是基本上中空的,并且這樣,氣體可流動通過其 中。如下面參考圖4A-4C更詳細地解釋的,真空可在節(jié)氣門體62內產(chǎn)生,從真空消耗裝置140抽吸氣體,通過管道198、軸242,并且進入節(jié)氣門體62。
現(xiàn)在集中到圖2B,節(jié)氣門體62的外壁222,224,226和228,以及入口錐形區(qū)206和出口錐形區(qū)212的壁用虛線示出,暴露出節(jié)氣門60的內部部件,諸如節(jié)氣門閥64。
節(jié)氣門閥64包括密封表面262,其與節(jié)氣門體62的壁222,224,226或228中的一個齊平和/或密封接觸。在圖2B中所示的示例中,密封表面262與頂壁224密封接觸。因此,流過節(jié)氣門體62的進氣可不在密封表面262和頂壁224之間流動。此外,當節(jié)氣門閥64的位置被調整,并且節(jié)氣門閥64相對于節(jié)氣門體62被移位時,密封表面262可保持與頂壁224密封接觸。因此,可將節(jié)氣門閥64在節(jié)氣門體62內沿著縱向軸線234移動,并且因此密封表面262可相對于頂壁224滑動,同時保持與其密封接觸。此外,節(jié)氣門閥64可以在側壁226和228之間延伸。具體地,節(jié)氣門閥64可以與側壁226和228密封接觸,使得進氣可不在節(jié)氣門閥64和側壁226和228之間流動。
節(jié)氣門閥64可以是彎曲的,并且可朝向節(jié)氣門體62的內部和/或中心向內延伸。因此,節(jié)氣門體62可在節(jié)氣門閥64被定位的地方變窄。換句話說,節(jié)氣門體62的橫截面流動面積在節(jié)氣門閥64處可小于在不包括節(jié)氣門閥64的節(jié)氣門體62的部分處。節(jié)氣門閥64可包括面向迎面而來的進氣流的上游第一表面264。上游第一表面264可相對于進氣的流動方向成角度。下游第二表面266可還包括在節(jié)氣門閥64中,并且可背離迎面而來的進氣流。下游第二表面266還可相對于進氣的流動方向成角度。
具體地,上游第一表面264可相對于密封表面262和/或節(jié)氣門體62中的進氣流的方向以大約第一角度θ1取向,并且下游第二表面266可相對于密封表面262和/或節(jié)氣門體62中的進氣流的方向以大約第二角度θ2取向。如圖2B的示例中所示,第一角度θ1可大于第二角度θ2。換句話說,上游第一表面264的斜率可大于下游第二表面266的斜率。然而,應當理解,在其它示例中,角度θ1和θ2可近似相同,并且因此節(jié)氣門閥64可以關于節(jié)氣門閥64的頂點268相對地對稱。在另外的示例中,第二角度θ2可以大于第一角度θ1,并且這樣,上游第一表面264的斜率可小于下游第二表面266的斜率。
因此,上游第一表面264和下游第二表面266可限定節(jié)氣門閥64的曲率,其中在上游第一表面264和下游第二表面266交叉的地方可形成節(jié)氣門閥64 的頂點、尖端或脊268。
節(jié)氣門閥64的頂點268可以是節(jié)氣門閥64的最向內突出的部分,或者換句話說,被定位成距節(jié)氣門閥64與其密封接觸的頂壁224最遠的節(jié)氣門閥64的部分。
沿著由垂直軸線236和縱向軸線234,或更簡單地,切割平面M-M′限定的平面截取的節(jié)氣門閥64的橫截面可沿著橫向軸線232基本相同。因此,頂點268可不是單個點,而是可以改為在側壁226和228之間沿節(jié)氣門閥64的寬度延伸。然而,在一些示例中,應當理解,頂點268可不在側壁226和228之間延伸。此外,在一些示例中,頂點268可以是單個點。
軸242可以流體地耦接到節(jié)氣門閥64的內部。因此,軸242可提供真空消耗裝置140和節(jié)氣門閥64的內部之間的流體連通。
如下面將參考圖4A-4C更詳細地解釋的,節(jié)氣門閥64可沿著縱向軸線234移動。因此,節(jié)氣門閥64可在下游第一端部209和下游第二端部211之間相對于節(jié)氣門體62滑動。因此,節(jié)氣門閥64可以基本上平行于進氣的流動方向的直線移動。換句話說,節(jié)氣門閥64可在進氣流的方向上移位到下游,或者可在進氣流的相反方向上移位到上游。節(jié)氣門閥64可以沿著軸線234移位,以在節(jié)氣門閥64和節(jié)氣門體62的向內突出的凸緣240之間產(chǎn)生真空。
在本文的說明書中,向內突出的凸緣240也可稱為吸氣器固定件240和/或流動阻塞件240和/或節(jié)氣門固定件240。凸緣240可類似于節(jié)氣門閥64被成形。這樣,凸緣240可具有相對平坦的、平面的密封表面272,面向迎面而來的進氣流的上游表面274,以及背離迎面而來的進氣流的下游表面276。密封表面272物理地耦接到并且流體地密封到節(jié)氣門體62的壁,節(jié)氣門體62的壁與節(jié)氣門閥64的密封表面262流體地密封到的壁相對。因此,在圖2B中所示的示例中,凸緣240的密封表面272物理地耦接到底壁222,并且與底壁222密封接觸,因為底壁222與頂壁224相對。然而,應當理解,節(jié)氣門閥64和凸緣240的取向可以顛倒。此外,節(jié)氣門閥64和凸緣240可被定位在節(jié)氣門體62的相對側壁226和228上。因此,節(jié)氣門閥64和凸緣240可耦接到節(jié)氣門體62的壁222,224,226和228中的任何一個,只要它們被定位在相對的壁上并且彼此面對。
密封表面272可與節(jié)氣門體的底壁222密封接觸。在一些示例中,凸緣240可借助諸如焊接、超聲波焊接、注塑成型、緊固等的任何合適的方式物理 地耦接到節(jié)氣門體62。在一些示例中,凸緣240可在節(jié)氣門體62中一體形成。這樣,進氣可不在密封表面272和底壁222之間流動。此外,凸緣240可以在側壁226和228之間延伸。具體地,凸緣240可與側壁226和228密封接觸,使得進氣可不在凸緣240和側壁226和228之間流動。
凸緣240可以是彎曲的,并且可朝向節(jié)氣門體62的內部和/或中心向內延伸。因此,節(jié)氣門體62可在凸緣240被定位的地方變窄。換句話說,節(jié)氣門體62的橫截面流動面積在凸緣240處可小于在不包括凸緣240的節(jié)氣門體62的部分處。凸緣240可包括面向迎面而來的進氣流的上游第一表面274。上游第一表面274可相對于進氣的流動方向成角度。下游第二表面276可還包括在凸緣240中,并且可背離迎面而來的進氣流。下游第二表面276還可相對于進氣的流動方向成角度。因此,上游第一表面274和下游第二表面276可限定凸緣240的曲率,其中在上游第一表面274和下游第二表面276交叉的地方可形成凸緣240的頂點、尖端或脊278。
具體地,上游第一表面274可相對于密封表面272和/或節(jié)氣門體62中的進氣流的方向以大約第一角度θ3取向,并且下游第二表面276可相對于密封表面272和/或節(jié)氣門體62中的進氣流的方向以大約第二角度θ4取向。如圖2B的示例中所示,第一角度θ3可大于第二角度θ4。換句話說,上游第一表面274的斜率可大于下游第二表面276的斜率。然而,應當理解,在其它示例中,角度θ3和θ4可近似相同,并且因此凸緣240可以關于凸緣240的頂點278相對地對稱。在另外的示例中,第二角度θ4可大于第一角度θ3,并且這樣,上游第一表面274的斜率可小于下游第二表面276的斜率。
凸緣240的頂點278可以是凸緣240的最向內突出的部分,或者換句話說,即凸緣240的被定位成距凸緣240所耦接的底壁222最遠的部分。
沿著由垂直軸線236和縱向軸線234,或更簡單地,切割平面M-M′限定的平面截取的凸緣240的橫截面可沿著橫向軸線232基本上相同。因此,頂點278可不是單個點,而是可以改為在側壁226和228之間沿節(jié)氣門閥64的寬度延伸。然而,在一些示例中,應當理解,頂點278可不在側壁226和228之間延伸。此外,在一些示例中,頂點278可以是單個點。
如上所述,凸緣240可物理地耦接到節(jié)氣門體62。這樣,凸緣240的位置可相對于節(jié)氣門體62被固定。在一些示例中,凸緣240可被定位成比下游第二端部211更接近下游第一端部209。因此,頂點278可被定位成相比于下 游第二端部211更接近下游第一端部209。然而,在其它示例中,諸如圖2B中所示的示例,凸緣240可被定位成相比于下游第一端部209更接近下游端部209。因此,如圖2B中所示的頂點279相比于下游第一端部209更接近下游第二端部211。
如下面將參考圖4A-4C更詳細地解釋的,通過沿著縱向軸線234滑動節(jié)氣門閥64,可改變節(jié)氣門閥64和凸緣240之間的距離。當通過移動節(jié)氣門閥64使節(jié)氣門閥64和凸緣240更靠近在一起時,節(jié)氣門體62的變窄可增大。具體地,當使節(jié)氣門閥64的頂點268更靠近凸緣240的頂點278時,在頂點268和頂點278之間限定的橫截面流動面積可減小。因此,當節(jié)氣門閥64和凸緣240之間的距離減小時,節(jié)氣門體62的變窄增大,并且節(jié)氣門體的橫截面流動面積減小。因此,通過朝向凸緣240移動節(jié)氣門閥64,在節(jié)氣門閥64的頂點268和凸緣240的頂點278之間可產(chǎn)生文丘里效應。因此,可在脊268和278之間產(chǎn)生真空,該真空可用來從真空消耗裝置140吸入氣體。具體地,如下面參考圖3更詳細地解釋的,氣體可從真空消耗裝置140被路由到包括在節(jié)氣門閥64內的中空通道(例如,圖1中所示的內部通道72)。來自真空消耗裝置140的氣體然后可經(jīng)由在節(jié)氣門閥64的頂點268處形成的開口(例如,圖1中所示的開口68)流出節(jié)氣門閥64。
現(xiàn)在轉向圖3,其示出節(jié)氣門體62的內側透視圖300。已經(jīng)在圖1-2B中介紹和/或描述的節(jié)氣門體62的部件可不在圖3的描述中再次重新介紹或描述。具體地,圖3示出包括中空內部通道72的節(jié)氣門閥64的內部結構。中空內部通道72可將軸242流體地耦接到開口68。這樣,來自真空消耗裝置140的氣體可經(jīng)由軸242流入內部通道72,并且然后可經(jīng)由開口68離開內部通道72和節(jié)氣門閥62。內部通道72可限定節(jié)氣門閥64的體積。不包括內部通道72的節(jié)氣門閥64的部分可以不是中空的。軸242可以從節(jié)氣門體62的外面延伸到通道72的內部中。
節(jié)氣門閥64的前側表面265可與節(jié)氣門體62的前側壁226密封接觸。此外,節(jié)氣門閥64的后側表面267可與節(jié)氣門體62的后側壁228密封接觸。因此,如上面解釋的,節(jié)氣門閥64可在側壁226和228之間延伸。
類似地,凸緣240的前側表面275可與節(jié)氣門體62的前側壁226密封接觸。此外,凸緣240的后側表面277可與節(jié)氣門體62的后側壁228密封接觸。因此,如上面解釋的,凸緣240可在側壁226和228之間延伸。
開口68可在節(jié)氣門閥64的頂點268處形成。然而,應當理解,在其它示例中,開口68可在上游第一表面264或下游第二表面266上的另一個位置形成。因此,開口68可以從節(jié)氣門閥64的前側表面265延伸到后側表面267。換句話說,限定內部通道72的壁可以與形成第一表面264和第二表面266的節(jié)氣門閥64的外壁會聚,以形成開口。因此,開口68可以是節(jié)氣門閥64中的狹縫,其通過中空內部通道72與節(jié)氣門閥64的外壁例如分別為第一表面264和第二表面266的會聚而形成。開口68可沿節(jié)氣門閥64的寬度延伸。然而,在其它示例中,應當理解,開口可不在側表面265和267之間延伸。在另外的示例中,開口可包括單個孔或多個孔。可改變孔的形狀、尺寸和/或分布。例如,孔可以是圓形,矩形,三角形,幾何構形或非幾何構形的。
如在圖3的示例中可看到的,當進氣流在節(jié)氣門閥64和凸緣240之間流動時,其可被收縮。如圖3中的進氣流箭頭205所示,進氣從左向右流動。因此,進氣在凸緣240的第一表面274和頂點278上方以及節(jié)氣門閥64的第一表面264和頂點268下方流動。由于節(jié)氣門閥體62在凸緣240和節(jié)氣門閥64之間變窄,因此可在節(jié)氣門閥64的開口68處產(chǎn)生真空,其可用來從真空消耗裝置吸入氣體,如流動箭頭326所示。如下面參考圖4A-4C所描述的,可調整節(jié)氣門閥64的位置,以改變在節(jié)氣門閥64的開口68處產(chǎn)生的真空的量。馬達可借助軸342物理地耦接到節(jié)氣門閥64,并且這樣,馬達可沿著縱向軸線234移動節(jié)氣門閥64,如下面參考圖4A-4C更詳細地解釋的。軸342可物理地耦接到節(jié)氣門閥64,并且可以延伸到節(jié)氣門體62的外部。在一些示例中,軸可耦接到節(jié)氣門閥64的不包括中空內部通道72的部分。
現(xiàn)在轉向圖4A-4C,它們示出節(jié)氣門閥64可被調整到的示例位置。因此,圖4A-4C示出在節(jié)氣門閥64被調整到不同的示例位置時節(jié)氣門閥64在節(jié)氣門體62內的相對定位。圖4A-4C示出被定位在節(jié)氣門體62內的節(jié)氣門閥64的剖視圖,其中橫截面是沿圖2A-2B的線M-M′截取的。圖4A示出處于打開的第一位置的節(jié)氣門閥64。圖4C示出處于關閉的第二位置的節(jié)氣門閥64,并且圖4B示出處于中間第三位置的節(jié)氣門閥,第三位置是打開第一位置和關閉第二位置之間的位置。相比于處于關閉的第二位置時,當節(jié)氣門閥64處于中間的第三位置時,更多的空氣可流過節(jié)氣門體62,并且相比于處于中間第三位置時,當節(jié)氣門閥64處于打開的第一位置時,更多的空氣可流過節(jié)氣門體62。因此,通過節(jié)氣門60的氣流可隨著朝向打開的第一位置、遠離關閉的 第二位置的偏轉的增大而增大。需注意,先前在圖1-3中介紹的部件在圖4A-4C中被類似地編號,并且可不再介紹。
因此,在圖4A-4C中,節(jié)氣門閥64可被顯示為在不同位置中沿縱向軸線234被移位。如上面參考圖2B和圖3所描述的,節(jié)氣門閥64可相對于節(jié)氣門體62和凸緣240沿著縱向軸線234滑動。因此,節(jié)氣門閥64和凸緣240之間的距離可以根據(jù)節(jié)氣門閥64的位置而變化。具體地,當將節(jié)氣門60調整到更打開的位置時,可將節(jié)氣門閥64移動得更靠近節(jié)氣門體62的下游第一端部209,并且遠離節(jié)氣門體62的下游第二端部211和凸緣240。以這種方式,在節(jié)氣門閥64和凸緣240之間形成的節(jié)氣門60中的開口可被增大,并且通過其中的氣流可相應地增加。此外,當將節(jié)氣門60調整到更關閉的位置時,可將節(jié)氣門閥64移動得更靠近節(jié)氣門體62的下游第二端部211和凸緣240,并且遠離節(jié)氣門體62的下游第一端部209。以這種方式,在節(jié)氣門閥64和凸緣240之間形成的節(jié)氣門60中的開口可被減小,并且通過其中的氣流可相應地減少。如上面參考圖2B和圖3所解釋的,當節(jié)氣門60朝向更關閉的位置被調整時,在節(jié)氣門閥64和凸緣240之間產(chǎn)生的文丘里效應可增大。這樣,當節(jié)氣門60朝向更關閉的位置被調整時,可在氣門64和凸緣240之間產(chǎn)生更大的真空。
由于通過節(jié)氣門體62的氣流可基本上平行于縱向軸線234,所以節(jié)氣門閥64的移動可基本上平行于節(jié)氣門體62中的進氣流。在圖4A-4C中,通過節(jié)氣門體62的空氣流被顯示從左向右流動。這樣,將節(jié)氣門閥64向下游移動可指在與進氣流相同或相似的方向(在圖4A-4C中從左到右)移動節(jié)氣門閥64。相反,將節(jié)氣門閥64向上游移動可指在與進氣流相反的方向(在圖4A-4C中從右向左)移動節(jié)氣門閥64。這樣,當將節(jié)氣門閥64朝更關閉的位置移動時,節(jié)氣門閥64可在與節(jié)氣門體62中的進氣的流動方向近似精確同步的方向上被移位。相反,當將節(jié)氣門閥64朝更打開的位置移動時,節(jié)氣門閥64可在與節(jié)氣門體62中的進氣的流動方向近似精確相對或相反的方向上(例如,下游)被移位。由于凸緣240被顯示為被定位成相比于節(jié)氣門體62的下游第一端部209更接近下游第二端部211,隨著節(jié)氣門閥64向下游移位,可將節(jié)氣門閥64移動得更靠近凸緣240。相反,當節(jié)氣門閥64向上游移動時,節(jié)氣門閥64與凸緣240之間的距離可增加。
節(jié)氣門閥64的位置可由馬達81調整。具體地,馬達81可物理地耦接到 節(jié)氣門閥64,以用于在節(jié)氣門體62內移動節(jié)氣門閥64。馬達81可與控制器12電連通,并且可基于從控制器12接收的信號來調整節(jié)氣門閥64的位置。具體地,響應于來自真空消耗裝置的真空需求的增加,控制器12可向馬達81發(fā)送信號,以用于將節(jié)氣門閥64的位置調整到更關閉的位置,以增加在節(jié)氣門閥的尖端268處產(chǎn)生的真空的量。
馬達81可以是任何合適的致動器,諸如液壓的、電動的、氣動的、機電的等等。此外,馬達81可經(jīng)由軸342和/或致動器桿426物理地耦接到節(jié)氣門閥64。因此,馬達81可以是線性致動器,并且可以在節(jié)氣門體62內的上游和下游沿著縱向軸線234移位節(jié)氣門閥64。在一些示例中,馬達81可直接地物理耦接到致動器桿426,并且致動器桿426可進而直接物理地耦接到軸342,其可進而直接物理耦接到節(jié)氣門閥64。在一些示例中,致動器桿426可包括可沿著縱向軸線234移動的柱塞或活塞。這樣,當馬達81沿著水平軸線移位致動器桿426時,節(jié)氣門閥64也可被移位,因為其可以經(jīng)由軸342物理地耦接到桿426。然而,在其它示例中,諸如圖4A-4C中所示的示例,致動器桿426可以是有螺紋的,并且致動器桿426的旋轉可進而引起軸342和節(jié)氣門閥64沿著縱向軸線234的移位。因此,由馬達81產(chǎn)生的旋轉運動可被轉換成節(jié)氣門閥64的線性運動。此外,應當理解,通過馬達81對節(jié)氣門閥64的線性致動的其它示例是可能的。此外,在一些示例中,馬達81可直接物理耦接到軸342,并且可不包括桿426。
圖4A示出實施例400,其中節(jié)氣門閥64處于打開的第一位置。相比于任何其它節(jié)氣門閥位置,通過節(jié)氣門體62的氣流在節(jié)氣門閥64處于打開的第一位置的情況下可較大。因此,圖4A中所示的節(jié)氣門閥64的位置可稱為完全打開的位置。節(jié)氣門閥64可不與凸緣240重疊。更精確地,當節(jié)氣門閥被調整到打開的第一位置時,沿著垂直軸線236截取的節(jié)氣門體62的給定橫截面可不包括凸緣240和節(jié)氣門閥64。換句話說,沒有節(jié)氣門閥64的部分可被定位在凸緣240的任何部分上。然而,在其它示例中,節(jié)氣門閥64和凸緣240之間的一些重疊可存在于打開的第一位置中。這樣,相比于更關閉的位置,節(jié)氣門體62的變窄在打開的第一位置可更小,并且通過節(jié)氣門體62的氣流可以是相對無阻礙的。
圖4B示出實施例425,其中節(jié)氣門閥64在節(jié)氣門體62中沿著縱向軸線234相對于圖4A中所示的打開的第一位置向下游移位到中間的第三位置。因 此,相比于在打開的第一位置,通過節(jié)氣門體62的這種氣流在第三位置可較少。然而,相比于打開的第一位置,在節(jié)氣門閥64的尖端268處產(chǎn)生的真空的量在第三位置可較大。因此,相比于打開的第一位置,從真空消耗裝置140抽吸到節(jié)氣門體62中的氣體的量在第三位置可較大,如圖4B中相對于圖4A的增加數(shù)量的流動箭頭326所示。在中間的第三位置,節(jié)氣門閥64可與凸緣240重疊。也就是說,當節(jié)氣門閥被調整到中間第三位置時,沿著垂直軸線236截取的節(jié)氣門體62的給定橫截面可包括凸緣240和節(jié)氣門閥64。換句話說,節(jié)氣門閥64的部分可被定位在凸緣240的部分上。然而,在其它示例中,節(jié)氣門閥64在中間的第三位置中可不與凸緣240重疊。
圖4C示出實施例450,其中節(jié)氣門閥64在節(jié)氣門體62中沿著縱向軸線234相對于圖4A和圖4B中所示的打開的第一位置和中間的第三位置向下游移位到關閉的第二位置。這樣,相比于在打開的第一位置和中間的第三位置,通過節(jié)氣門體62的這種氣流在關閉的第二位置可較少。然而,相比于打開的第一位置和中間的第三位置,在節(jié)氣門閥64的尖端268處產(chǎn)生的真空的量在關閉的第二位置可較大。因此,相比于打開的第一位置和中間的第三位置,從真空消耗裝置140抽吸到節(jié)氣門體62中的氣體的量在關閉的第二位置可較大,如圖4C中相對于圖4A和圖4B的增加數(shù)量的流動箭頭326所示。
在關閉的第二位置,節(jié)氣門閥64可與凸緣240完全重疊。也就是說,當節(jié)氣門閥被調整到關閉的第二位置時,沿著垂直軸線236截取的節(jié)氣門閥64的基本所有的橫截面可包括凸緣240和節(jié)氣門閥64。換句話說,節(jié)氣門閥64可被定位在凸緣240的正上方,使得節(jié)氣門閥64的尖端268和凸緣240的尖端278沿著垂直軸線236彼此對準。如圖4C中所示,尖端268和278可以在關閉的第二位置中彼此分隔開狹窄的空間,使得來自真空消耗裝置140的氣體可以從開口68流出,并且進入節(jié)氣門體62中。因此,節(jié)氣門閥64和凸緣240在關閉的第二位置中可不彼此物理接觸,使得一些量的空氣可繼續(xù)流過節(jié)氣門體62,從而在其流過由處于關閉的第二位置的節(jié)氣門閥64和凸緣240形成的收縮部時產(chǎn)生真空。
然而,應當理解,在其它示例中,當節(jié)氣門閥64被調整到關閉的第二位置時,節(jié)氣門閥64和凸緣240可彼此密封接觸。在這種示例中,通過節(jié)氣門體62的氣流可基本上為零。因此,在一些示例中,節(jié)氣門閥64可以被調整到完全關閉的位置,以切斷進入進氣歧管(例如,圖1中所示的進氣歧管44) 的氣流。
因此,當節(jié)氣門閥64朝向更接近凸緣240的更關閉的位置被調整時,通過節(jié)氣門體62的氣流可減少,在節(jié)氣門閥64和凸緣240之間產(chǎn)生的真空可增加,并且經(jīng)由內部通道72和開口68從真空消耗裝置140流動并進入到節(jié)氣門體62中的氣體的量可增加。相反,當節(jié)氣門閥64朝向距凸緣240更遠的更打開的位置被調整時,通過節(jié)氣門體62的氣流可增加,在節(jié)氣門閥64和凸緣240之間產(chǎn)生的真空可減少,并且經(jīng)由內部通道72和開口68從真空消耗裝置140流動并進入到節(jié)氣門體62中的氣體的量可減少。以這種方式,可以通過調整節(jié)氣門閥64的位置而調整到進氣歧管的氣流。此外,可以通過調整節(jié)氣門閥64的位置而調整施加到真空消耗裝置140的真空的量。
以這種方式,耦接在發(fā)動機進氣口的進氣管道中的節(jié)氣門可包括節(jié)氣門體,包括在節(jié)氣門體內的可滑動節(jié)氣門閥,該節(jié)氣門包括將真空消耗裝置耦接到節(jié)氣門體的內部的中空通道,以及耦接在節(jié)氣門體內的向內突出的凸緣。上述節(jié)氣門的節(jié)氣門體可以是矩形的,并且可包括四個基本上平面的壁:兩個側壁、頂壁和底壁。節(jié)氣門體的橫截面面積可大于進氣管道的橫截面面積。向內突出的凸緣可與底壁的內表面物理耦接且密封接觸,其中凸緣可在兩個側壁的內表面之間延伸,并且可與兩個側壁的內表面密封接觸。節(jié)氣門的上述實施例中任何一個或組合的節(jié)氣門閥可與頂壁的內表面物理地耦接并且密封接觸,并且其中節(jié)氣門閥在兩個側壁的內表面之間延伸,并且可與兩個側壁的內表面密封接觸。節(jié)氣門的上述實施例中的任何一個或組合的向內突出的凸緣可被定位成比節(jié)氣門體的上游端部更接近節(jié)氣門體的下游端部。上述實施例中的任何一個或組合的節(jié)氣門可還包括入口錐形區(qū),所述入口錐形區(qū)將進氣管道的上游部分耦接到節(jié)氣門體的上游端部,其中入口錐形區(qū)的第一端部可耦接到進氣管道的上游部分,并且其中入口錐形區(qū)的第二端部可耦接到節(jié)氣門體的上游端部,并且其中入口錐形區(qū)的橫截面面積在第二端部處可大于在第一端部處。上述實施例中的任何一個或組合的節(jié)氣門可還包括出口錐形區(qū),所述出口錐形區(qū)將進氣管道的下游部分耦接到節(jié)氣門體的下游端部,其中出口錐形區(qū)的第一端部可耦接到節(jié)氣門體的下游端部,并且其中出口錐形區(qū)的第二端部可耦接到進氣管道,并且其中出口錐形區(qū)的橫截面面積在第一端部處可大于在第二端部處。節(jié)氣門的上述實施例中的任何一個或組合的向內突出的凸緣和節(jié)氣門閥可各自包括面向迎面而來的進氣流的相應的上游 第一表面,第一表面相對于迎面而來的進氣的流動方向以相應的第一角度取向,并且其中向內突出的凸緣和節(jié)氣門閥可各自包括背離迎面而來的進氣流的相應的下游第二表面,第二表面相對于迎面而來的進氣的流動方向以相應的第二角度取向,其中第二角度可小于相應的第一角度。上述實施例中的任何一個或組合的節(jié)氣門,其中節(jié)氣門閥能夠相對于凸緣沿著節(jié)氣門體的縱向軸線在打開的第一位置和關閉的第二位置之間移動,并且其中在節(jié)氣門閥和凸緣之間形成的節(jié)氣門體中的開口可隨著節(jié)氣門閥朝向打開的第一位置,遠離關閉的第二位置的偏轉的增大而增大。上述實施例中的任何一個或組合的節(jié)氣門還包括物理地耦接到節(jié)氣門體的馬達,以用于在第一位置和第二位置之間調整節(jié)氣門閥。上述實施例中的任何一個或組合的節(jié)氣門,其中節(jié)氣門閥包括通過中空通道在節(jié)氣門閥的頂點處形成的孔,并且其中在頂點處可產(chǎn)生文丘里效應,并且其中文丘里效應的幅度可因為節(jié)氣門閥與凸緣之間的距離減小而增加。根據(jù)本發(fā)明一個方面所述的節(jié)氣門,其中所述真空消耗裝置是制動助力器、燃料蒸汽濾罐以及真空致動閥中的一種。
在另一個表示中,系統(tǒng)可包括包含進氣管道的發(fā)動機、包括在發(fā)動機進氣口中的節(jié)氣門體,所述節(jié)氣門體包括節(jié)氣門閥,其可沿著基本平行于節(jié)氣門體中的進氣流的方向的軸線在打開的第一位置和關閉的第二位置之間滑動,所述節(jié)氣門閥包括將真空消耗裝置流體耦接到節(jié)氣門體的內部的中空通道,耦接在節(jié)氣門體內的向內突出的流動阻塞件,以及控制器,其具有存儲在非瞬時存儲器中的計算機可讀指令,所述指令用于:響應于真空需求的增加,將節(jié)氣門閥朝向更關閉的位置調整,以增加在節(jié)氣門閥的向內延伸的尖端處由中空通道形成的在節(jié)氣門閥的孔處產(chǎn)生的真空的量。上述系統(tǒng)的節(jié)氣門體可在節(jié)氣門閥和流動阻塞件之間形成,并且因此通過所述進氣管道的氣流量減小,并且當朝向關閉的第二位置調整節(jié)氣門閥時,在孔處產(chǎn)生的真空的量增加。上述實施例中的任何一個或組合的系統(tǒng)可還包括與控制器電連通的馬達,所述馬達物理地耦接到節(jié)氣門閥,并且其中馬達可基于從控制器接收的信號調整節(jié)氣門閥的位置。上述實施例中的任何一個或組合的系統(tǒng),其中面向迎面而來的進氣流的節(jié)氣門閥的上游第一表面的斜率可大于背離迎面而來的進氣流的節(jié)氣門閥的下游第二表面的斜率。上述實施例中的任何一個或組合的系統(tǒng),其中面向迎面而來的進氣流的流動阻塞件的上游第一表面的斜率可大于背離迎面而來的進氣流的流動阻塞件的下游第二表面的斜率。
現(xiàn)在轉向圖5,其示出響應于來自耦接到節(jié)氣門閥的真空消耗裝置(例如,圖1-4C中所示的真空消耗裝置140)的真空需求,控制器(例如,圖1中所示的控制器12)可執(zhí)行以調整節(jié)氣門閥(例如,圖1和圖2B-4C中所示的節(jié)氣門閥64)在節(jié)氣門(例如,圖1-4C中所示的節(jié)氣門60)內的位置的示例程序500。另外,響應于節(jié)氣門閥的調整,控制器可修改一個或多個發(fā)動機操作參數(shù),以便保持發(fā)動機扭矩。
如上面參考圖2B-4C所解釋的,節(jié)氣門閥相對于節(jié)氣門的節(jié)氣門體(例如,圖1-4C中所示的節(jié)氣門體62)是可移動的。換句話說,節(jié)氣門閥可在節(jié)氣門內滑動。具體地,節(jié)氣門閥可沿著節(jié)氣門體的縱向軸線相對于節(jié)氣門體被移位。因此,節(jié)氣門閥可沿著基本上平行于節(jié)氣門中的進氣流方向的軸線被移位。這樣,節(jié)氣門閥可相對于進氣流在節(jié)氣門內向上游和/或下游移動。
此外,節(jié)氣門閥可被移位,使得節(jié)氣門閥和流動阻塞件(例如,圖2B-4C中所示的凸緣240)之間的距離被改變。具體地,節(jié)氣門閥在關閉節(jié)氣門時可被移動朝向或更靠近流動阻塞件,并且在打開節(jié)氣門時可被移動遠離流動阻塞件。如上面參考圖4A-4C所解釋的,節(jié)氣門閥可被調整到打開的第一位置和關閉的第二位置,在打開的第一位置中,節(jié)氣門閥被定位成距流動阻塞件較大的第一距離,并且通過節(jié)氣門的流動相對不受限制,在關閉的第二位置中,節(jié)氣門閥被定位成距流動阻塞件較短的第一距離,并且通過節(jié)氣門的流動被限制,和/或基本上為零。在一些示例中,節(jié)氣門閥可被定位在關閉的第二位置中的流動阻塞件的正上方,使得在節(jié)氣門閥和流動阻塞件之間形成的開口被最小化。
此外,節(jié)氣門可被調整到第一位置和第二位置之間的任何位置。因此,關閉節(jié)氣門可指朝向關閉的第二位置將節(jié)氣門閥移動遠離打開的第一位置,并且減小在節(jié)氣門閥和流動阻塞件之間形成的開口,以及減少到進氣歧管(例如,圖1中所示的進氣歧管44)的進氣流。相反,打開節(jié)氣門可指朝向打開的第一位置將節(jié)氣門閥移動遠離關閉的第二位置,并且增大在節(jié)氣門閥和流動阻塞件之間形成的開口,以及增加到進氣歧管的進氣流。
致動器(例如,圖4A-4C中所示的馬達81)可以與控制器電連通,以用于基于從控制器接收的信號來調整節(jié)氣門閥的位置。因此,節(jié)氣門閥的移動可由致動器執(zhí)行。
在502,可確定發(fā)動機工況。發(fā)動機工況可包括發(fā)動機轉速、扭矩需求、 燃燒空燃比、增壓壓力、歧管絕對壓力、質量空氣流量、發(fā)動機溫度等。一旦在502估計發(fā)動機工況,則程序500可前進到504,其包括基于在502確定的發(fā)動機工況而確定初始節(jié)氣門位置。例如,當操作者扭矩需求增加時,可將節(jié)氣門移動到更打開的位置,以增加進氣流。作為另一個示例,如果燃燒空燃比被確定為比期望的化學計量值更稀,則節(jié)氣門可被設置到更關閉的位置,以減少進氣流。在另一個示例中,如果滿足發(fā)動機怠速條件,則可將節(jié)氣門移動到完全關閉的位置。
在506,程序500可確定是否期望耦接到節(jié)氣門的真空消耗裝置為真空。在一個示例中,當真空消耗裝置被致動時,可需要真空。在另一個示例中,如果真空消耗裝置包括真空貯存器,則可確定裝置的真空需求是否超過貯存器中可用的真空。如果確定不期望真空,則在512,可保持初始節(jié)氣門位置,并且程序結束。然后可僅僅基于發(fā)動機工況而不是基于真空消耗裝置的真空需求而繼續(xù)調整節(jié)氣門位置。
另一方面,如果在508確定真空消耗裝置需要真空輔助,則程序500繼續(xù)到508,其可包括評估發(fā)動機條件是否允許節(jié)氣門位置的改變。具體地,可確定發(fā)動機條件是否允許節(jié)氣門位置朝向更關閉的位置的變化,在該更關閉的位置,到發(fā)動機的進氣流被減少。例如,可存在發(fā)動機條件,其中可耐受節(jié)氣門位置的變化而不影響發(fā)動機性能。另外,可存在節(jié)氣門位置被限制或約束的條件。例如,如果車輛在高速公路上加速,并且發(fā)動機轉速高于閾值,則節(jié)氣門可以定位在大部分打開或完全打開的位置,從而允許相比于節(jié)氣門處于更關閉的位置時的更高的氣流。在這種情況下,可不將節(jié)氣門位置移動到更關閉的位置以產(chǎn)生真空,因為其將不利地影響發(fā)動機扭矩輸出和性能。因此,如果確定節(jié)氣門的位置不可被調整,則在510,控制器將節(jié)氣門保持在其初始位置,并且程序結束。然后僅僅基于發(fā)動機工況而不是基于真空消耗裝置的真空需求而繼續(xù)調整節(jié)氣門位置。
然而,如果評估出發(fā)動機條件允許節(jié)氣門位置的改變,并且更具體地,條件在508允許節(jié)氣門位置的減小,那么程序500可繼續(xù)到514,其包括朝向更關閉的位置調整節(jié)氣門。對節(jié)氣門位置的調整可取決于真空消耗裝置期望的真空水平。例如,如果期望更高的真空水平,則可將節(jié)氣門進一步朝向完全關閉的位置(例如,節(jié)氣門可被完全關閉)移動。換句話說,節(jié)氣門閥朝向完全關閉的位置被移位的量可與真空需求的量成比例。另一方面,如果期 望較低的真空水平,則控制器可以將節(jié)氣門調整到稍微關閉或部分關閉的位置。因此,當來自真空消耗裝置的期望真空的水平增加時,可將節(jié)氣門朝向更關閉的位置移動。在一個示例中,如果在508確定節(jié)氣門在發(fā)動機怠速期間已經(jīng)處于關閉的位置,則在514可保持節(jié)氣門位置而不需要進一步的調整。
接下來,在516,當進氣在節(jié)氣門閥和流動阻塞件之間流過節(jié)氣門的內部時,可在節(jié)氣門閥處產(chǎn)生真空。因此,程序500在516可包括使進氣流動通過節(jié)氣門閥和通過節(jié)氣門的流動阻塞件之間。如前面詳述的,通過進氣流動通過收縮的通道,可產(chǎn)生文丘里效應。具體地,當將節(jié)氣門閥朝向關閉的第二位置移動時,在節(jié)氣門閥和流動阻塞件之間形成的流動面積可減小。以這種方式,在節(jié)氣門閥的尖端(例如,圖2B-4C中所示的頂點268)處可產(chǎn)生文丘里效應,并且在節(jié)氣門閥和流動阻塞件之間可產(chǎn)生真空。
在518,所產(chǎn)生的真空可被施加到真空消耗裝置,以使裝置能夠被致動或操作。例如,在真空消耗裝置是制動助力器的情況下,可施加所產(chǎn)生的真空以實現(xiàn)車輪制動。作為另一個示例,在真空消耗裝置是燃料蒸氣濾罐的情況下,可施加所產(chǎn)生的真空,以允許到發(fā)動機進氣口的濾罐抽取。作為另一個示例,在真空消耗裝置是真空致動閥的情況下,可施加所產(chǎn)生的真空,以實現(xiàn)閥致動。當向真空消耗裝置施加真空時,在節(jié)氣門閥處從真空消耗裝置接收空氣。如前所述,空氣可從真空消耗裝置流動通過耦接到節(jié)氣門閥的中空軸(例如,圖2A-4C中所示的中空軸242)的管道(例如,圖1-6所示的管道198),并且通過節(jié)氣門閥的開口(例如,圖1和圖3-4C中所示的開口68)流出到節(jié)氣門體中。因此,來自真空消耗裝置的空氣在節(jié)氣門處被接收,促進了氣流控制。
在520,基于節(jié)氣門位置和現(xiàn)有氣流,可調整燃料噴射量和噴射正時中的一個或兩個,以保持發(fā)動機扭矩?,F(xiàn)有的氣流可以是流過節(jié)氣門的穿孔邊緣的新鮮的進氣和通過節(jié)氣門閥從真空消耗裝置流入進氣口的空氣的結合。在一個示例中,可調整燃料噴射量和/或正時,以將汽缸空燃比保持在期望的比率或接近期望的比率,諸如化學計量比。在另一個示例中,可修改燃料噴射量和/或正時,以保持用于扭矩的發(fā)動機燃燒。在另一個示例中,可改變燃料噴射正時和燃料噴射量中的一個或兩個,以保持發(fā)動機扭矩和化學計量空燃比中的每一個。
在一個示例中,在發(fā)動機怠速條件期間,當節(jié)氣門被調節(jié)到完全關閉的 位置時,減少通過節(jié)氣門的氣流,同時增加從真空消耗裝置到進氣歧管中的氣流。基于總的氣流較小,可減小燃料噴射量,以保持空燃比。通過減小燃料噴射的脈沖寬度,可減小燃料噴射量。此外,基于發(fā)動機扭矩需求,可提前或延遲燃料噴射正時。
在522,響應于節(jié)氣門位置的調整和來自真空消耗裝置的空氣流動,可改變一個或多個發(fā)動機操作參數(shù)。可修改發(fā)動機操作參數(shù),以保持發(fā)動機扭矩輸出。例如,當在514將節(jié)氣門閥移動到更關閉的位置時,在524可增加增壓壓力。為了增加增壓壓力,耦接在排氣渦輪(例如,圖1中所示的渦輪164)兩端的廢氣門(例如,圖1中所示的廢氣門168)可被調整到更關閉的位置,以迫使更大量的排氣通過排氣渦輪。通過增加進氣口內的增壓室中的增壓壓力,可補償由節(jié)氣門關閉引起的發(fā)動機扭矩的下降。
通過在526減小排氣再循環(huán)(EGR)的速率,也可保持發(fā)動機扭矩輸出。當將節(jié)氣門移動到更關閉的位置時,將發(fā)動機排氣口耦接到發(fā)動機進氣口的EGR通道中的EGR閥可被調整到更關閉的位置,以允許更小比例的排氣被再循環(huán)到進氣口中。因此,通過減少排氣殘余物流入進氣口,減少了發(fā)動機稀釋,并且發(fā)動機汽缸內的空氣充氣可包括更大比例的新鮮的進氣,從而允許發(fā)動機保持其扭矩輸出。
在528,可調整氣門正時,以保持發(fā)動機扭矩水平。在一個示例中,可將進氣門保持打開達較長的持續(xù)時間,以允許更多的新鮮空氣進入汽缸。在另一個示例中,可修改排氣門正時,以減小汽缸內的內部EGR的比例。此外,可調整進氣門和排氣門正時,以改變氣門重疊的量。例如,可減少氣門重疊,以提高發(fā)動機扭矩輸出。
應當理解,控制器可選擇上述各種發(fā)動機操作參數(shù)中的一個或多個,從而基于現(xiàn)有的工況保持扭矩。例如,在第一條件期間,其中在節(jié)氣門位置被修改以產(chǎn)生真空時車輛在穩(wěn)態(tài)駕駛條件下操作的情況下,控制器可僅僅增加增壓壓力,但是不減小EGR,以保持發(fā)動機扭矩輸出。在第二條件期間,當節(jié)氣門被關閉時,可保持增壓壓力,同時減少EGR稀釋。在另一個示例中,在第三條件期間,可使用內部和外部EGR減少中的每一個。例如,排氣門可相對較早地被關閉,以減少汽缸內的內部EGR,并且用于外部EGR的EGR閥的開度可同時被減小,以減少進入進氣口的外部EGR。在第四條件期間,當節(jié)氣門位置被關閉時,控制器可以減少EGR,同時還增加增壓壓力。其它 組合也是可能的。
接下來,在530,程序500可包括確定已經(jīng)產(chǎn)生足夠的真空,以滿足真空消耗裝置的需求。如果在530確定還沒有滿足該需求,則程序500可前進到534,其包括將節(jié)氣門位置保持在514設定的更關閉的位置,以及繼續(xù)產(chǎn)生更長的持續(xù)時間的真空。在另一個示例中,如果在514節(jié)氣門沒有被完全關閉,則在發(fā)動機工況允許該調整的情況下,可將節(jié)氣門移動到完全關閉的位置,以產(chǎn)生更多的真空。然后程序500可返回到530,以確定是否已經(jīng)滿足真空需求。
如果在530確定已經(jīng)產(chǎn)生用于真空消耗裝置的足夠的真空,則程序500然后可前進到532,其包括朝向更打開的位置調整節(jié)氣門。可替換地,節(jié)氣門可僅僅基于現(xiàn)有的發(fā)動機工況被移動到一個位置。
以這種方式,響應于來自真空消耗裝置的真空需求,通過控制器可調整節(jié)氣門的位置。當來自真空消耗裝置對真空的需求增加時,可將節(jié)氣門移動到更關閉的位置。此外,通過改變發(fā)動機操作參數(shù),諸如增壓壓力、氣門正時和EGR中的一個或多個,可抵消由于節(jié)氣門開度的減小和來自真空消耗裝置的空氣的流動而發(fā)生的發(fā)動機扭矩的變化。因此,可增加增壓壓力,可減小EGR流量,并且可改變氣門正時,以保持發(fā)動機扭矩輸出。此外,可修改燃料噴射量和噴射正時中的一個或兩個,以將發(fā)動機燃燒維持在化學計量比或處于化學計量比附近。
現(xiàn)在轉向圖6,其示出基于來自制動助力器對真空的需求的示例進氣節(jié)氣門位置調整以及響應于節(jié)氣門位置調整的發(fā)動機操作參數(shù)的修改的圖600。圖600示出在曲線602處的制動踏板位置、在曲線604處的制動助力器真空水平、在曲線606處的增壓壓力、在曲線608處的廢氣門位置、在曲線610處的EGR閥位置、在曲線612處的節(jié)氣門(例如,圖1和圖2B-4C中示出的節(jié)氣門60)的位置、在曲線614處的發(fā)動機扭矩輸出以及在曲線614處的車輛速度Vs。所有上述曲線都在X軸上相對于時間被繪制。線607表示制動助力器存儲器中的最小閾值真空。
在時間t1之前,車輛可在具有中等速度的穩(wěn)態(tài)條件下移動。節(jié)氣門可處于部分打開的位置,以允許足夠的氣流進入進氣口,節(jié)氣門開度基于諸如車輛速度和操作者需求扭矩的工況。此外,基于所述工況,可將發(fā)動機扭矩輸出和增壓壓力調整到中等水平。在所示示例中,發(fā)動機在廢氣門處于大部分 關閉的位置的情況下操作,以提供所需求的增壓壓力。制動踏板處于釋放(或“關閉”)位置,并且制動助力器貯存器中的真空是足夠的,如制動助力器真空高于真空閾值607所指示的。另外,在t1之前,基于諸如發(fā)動機轉速和負載條件的發(fā)動機工況,可將EGR閥保持在更打開的位置,以允許更高的排氣殘余物流到進氣口中,以提高發(fā)動機燃料經(jīng)濟性,并且減少NOx排放。
在t1,制動器踏板可由操作者應用,此后制動助力器貯存器中的真空被消耗,以實現(xiàn)車輪制動。隨著制動應用繼續(xù),貯存器中的真空量減少。然而,貯存器內的真空水平保持在閾值607以上。由于制動應用,發(fā)動機扭矩輸出和車輛速度降低。此外,為了減小發(fā)動機扭矩輸出和車輛速度,可將節(jié)氣門調整到更關閉的位置。還可將廢氣門移動到更打開的位置,以使增壓壓力能夠被減小。
在t2,制動器踏板被釋放,并且車輛恢復類似于在t1之前的穩(wěn)態(tài)行駛條件?;谄毡榈墓r,將節(jié)氣門朝向更打開的位置移動,以增加發(fā)動機扭矩輸出。此外,通過將廢氣門移動到更關閉的位置,增加了增壓壓力。因此,車輛速度可增大。
在t3,可再次應用制動器踏板。與在t1的制動器踏板應用相比,在t3的制動器踏板應用可更有力(例如,進一步和更快地按壓)。因此,觀察到制動助力器貯存器內的真空水平的更陡峭的下降。具體地,在t3的更硬的制動器踏板應用可導致在貯存器處的真空耗盡到閾值水平607以下。當制動器被應用時,在t3和t4之間,車輛速度和發(fā)動機扭矩輸出急劇下降??蓪⒐?jié)氣門移動到更關閉的位置,并且可將廢氣門移動到更打開的位置,以減小增壓壓力和發(fā)動機輸出。偶然地,節(jié)氣門關閉還使得能夠在節(jié)氣門處產(chǎn)生真空,其可在制動施加期間施加到制動助力器。具體地,當將節(jié)氣門移動到更關閉的(例如,完全關閉的)位置時,流過節(jié)氣門和進氣通道之間的收縮部的空氣引起文丘里效應,并且在節(jié)氣門的節(jié)氣門閥(例如,圖1和圖2B-4C中所示的節(jié)氣門閥64)的尖端(例如,圖2B-4C中所示的尖端268)處產(chǎn)生真空。
在t4,制動助力器真空水平下降到閾值607以下。響應于下降,通過控制器可接收對附加真空的需求。制動器可在t4被釋放,并且車輛可以在t4和t5之間以較慢的速度行駛。然而,由于真空需求,節(jié)氣門可以被調節(jié)到完全關閉的位置,并且可被保持在關閉的位置,以通過經(jīng)過節(jié)氣門閥的尖端的進氣流產(chǎn)生真空。所產(chǎn)生的真空被施加到制動助力器,直到制動助力器貯存器中 的真空高于閾值607。在另選的示例中,控制器可在t4之前將節(jié)氣門保持在更關閉的位置,直到貯存器中的真空水平高于閾值。在t4和t5之間,貯存器中的真空水平可以朝向閾值607上升,并且可基于現(xiàn)有的發(fā)動機工況將節(jié)氣門移動到標稱的打開位置。當節(jié)氣門被保持關閉以產(chǎn)生真空時,可將廢氣門移動到更關閉的位置,以增加增壓壓力,并且防止發(fā)動機扭矩輸出的減小。另外,EGR閥可被調整到更關閉的位置,以減少排氣殘余物進入進氣口的流量,并且?guī)椭3职l(fā)動機扭矩。
在t5,當在節(jié)氣門處產(chǎn)生真空時,操作者可應用加速器踏板,以急劇地增加車輛速度。例如,操作者可在高速公路上加速,以超過其它車輛,并且可完全按壓加速器踏板。響應于加速器踏板應用(未示出),可將節(jié)氣門移動到完全打開的位置,也稱為全開的節(jié)氣門位置,以允許最大氣流進入進氣歧管(例如,圖1中所示的進氣歧管44),并且進入發(fā)動機汽缸(例如,圖1中所示的汽缸30)。因此,響應于在節(jié)氣門被保持在用于真空產(chǎn)生的更關閉的位置時接收到提高的扭矩請求,可打開節(jié)氣門,并且可中止進一步的真空產(chǎn)生,直到發(fā)動機條件允許節(jié)氣門重新關閉。由于節(jié)氣門打開,制動助力器貯存器內的真空水平保持在超出t5的閾值607或閾值607附近。EGR閥可在全開的節(jié)氣門條件期間被完全關閉,以減少發(fā)動機稀釋,并且改善發(fā)動機扭矩輸出。同時,也可將廢氣門移動到完全關閉的位置,使得增壓壓力可被迅速增加,允許發(fā)動機扭矩顯著增加。在t5和t6之間,響應于加速器踏板應用,車輛速度可急劇地上升,并且然后隨著加速器踏板被逐漸釋放,車輛速度可在t6或t6附近下降。發(fā)動機扭矩和增壓壓力可以遵循類似的路徑,并且基于現(xiàn)有的工況,在t6可將節(jié)氣門從完全打開的位置移動到部分打開的位置。在t6和t7之間,車輛可在穩(wěn)定狀態(tài)條件下行駛,其中車輛速度、扭矩和增壓壓力返回到t1之前的水平。此外,EGR閥和廢氣門被返回到標稱位置,其中EGR閥被更多地打開,并且廢氣門被更多地關閉。
相比于在t1或t3的制動器踏板應用,制動器踏板在t7可被施加更小的力。因此,制動助力器貯存器中的真空可被消耗到較小的程度。然而,由于貯存器內的真空水平正好處于閾值607或閾值607附近,因此在t7施加制動導致在t7和t8之間真空水平降低到閾值607以下。當制動器被施加時,車輛速度和發(fā)動機扭矩減小,并且可將節(jié)氣門移動到更關閉的位置。另外,節(jié)氣門可被保持在更關閉的位置,使得可產(chǎn)生用于施加制動的真空。EGR閥保持在其 大部分打開的位置,而增壓壓力可以隨著廢氣門被稍微打開而稍微減小。
在t8,制動器踏板可被釋放,并且可將節(jié)氣門移動到部分打開的位置。因此,在t8和t9之間,發(fā)動機扭矩可上升,并且車輛速度可增加。在t9,由于穩(wěn)態(tài)駕駛條件可存在,并且真空水平低于閾值607,所以控制器可將節(jié)氣門移動到大部分關閉的位置,以產(chǎn)生真空。因此,在t9和t10之間,制動助力器貯存器內的真空水平穩(wěn)定地增加,直到在t10達到足夠的真空水平。為了防止在將節(jié)氣門移動到更關閉的位置時在t9和t10之間發(fā)動機扭矩減小,通過在t9將廢氣門移動到更關閉的位置,可增加增壓壓力??刂破骺蓻Q定單獨使用增壓壓力,并且不降低EGR水平以保持發(fā)動機扭矩輸出。因此,EGR閥被保持在大部分打開的位置。
在t10,滿足真空需求,并且節(jié)氣門可被返回到部分打開的位置。同時,可將廢氣門移動到更打開的位置,并且增壓壓力可減小到與在t1之前的類似的水平。
用于發(fā)動機的方法可包括沿著基本平行于節(jié)氣門中的進氣的流動方向的軸線,在節(jié)氣門的節(jié)氣門體內滑動節(jié)氣門閥,通過流過節(jié)氣門閥和節(jié)氣門閥的節(jié)氣門固定件之間的脊的進氣,在節(jié)氣門閥的脊處產(chǎn)生真空,以及將產(chǎn)生的真空施加到流體地耦接到節(jié)氣門閥的脊的真空消耗裝置,并且使空氣從真空消耗裝置流動到節(jié)氣門體中。在上述方法中,滑動節(jié)氣門閥可基于真空消耗裝置的真空需求的量,并且其中滑動包括當真空需求增加時,將節(jié)氣門閥朝向節(jié)氣門固定件和更關閉的位置移動到節(jié)氣門體內的下游。所述方法可還包括降低排氣再循環(huán)速率、增加增壓壓力以及增加進氣門打開的持續(xù)時間中的一個或多個。
以這種方式,定位在節(jié)氣門內的可滑動節(jié)氣門閥可在節(jié)氣門內被移位,以在被調整到更關閉的位置時從進氣流產(chǎn)生真空。節(jié)氣門閥可包括將節(jié)氣門閥流體連接到真空消耗裝置的中空內部通道。響應于來自真空消耗裝置的真空需求,節(jié)氣門閥的位置可被調整到更關閉的位置,以在對真空的需求增加時增加真空產(chǎn)生。當節(jié)氣門閥朝向更關閉的位置被調整并且發(fā)動機進氣口內的氣流被減少時,通過修改增壓壓力、EGR流量和氣門正時中的一個或多個,可維持發(fā)動機扭矩輸出。
以這種方式,吸氣器的功能可與節(jié)氣門的功能組合,允許減小包裝空間。另外,通過消除對單獨的吸氣器的需要,可減少費用。通過將位于節(jié)氣門內 的節(jié)氣門閥的位置調整到更關閉的位置,可以更簡單的方式控制在發(fā)動機怠速和低負載條件下進入進氣歧管的總氣流速率。當將節(jié)氣門閥朝向更關閉的位置調整時,可增加節(jié)氣門閥與節(jié)氣門中的流動阻塞件之間產(chǎn)生的真空的量。因此,可避免額外的抽吸器關閉氣門以控制進入進氣口的抽吸器流速,從而允許進一步節(jié)省成本。此外,通過在節(jié)氣門中包括可滑動的節(jié)氣門閥,可增加在節(jié)氣門閥處產(chǎn)生的真空的量并且因此增加從耦接到節(jié)氣門閥的真空消耗裝置抽吸的空氣的量的技術效果??烧{整節(jié)氣門閥的形狀、尺寸和位置,而不改變節(jié)氣門或發(fā)動機進氣口的任何其它部件。這樣,節(jié)氣門閥的尺寸和形狀可被調整,以增加在將節(jié)氣門閥調整到更關閉的位置時產(chǎn)生的真空量。
要注意的是,包括在本文中的示例控制和估計程序可與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文公開的控制方法和程序可作為可執(zhí)行指令被存儲在非瞬時存儲器中。本文描述的專用程序可表示任何數(shù)量的處理策略,諸如事件驅動的、中斷驅動的、多任務的、多線程的等等中的一個或多個。這樣,示出的各種動作、操作和/或功能可以示出的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在一些情況下被省略。同樣地,處理的順序不一定需要實現(xiàn)本文所描述的示例實施例的特征和優(yōu)點,而是為了便于說明和描述被提供。根據(jù)使用的特定策略,可重復執(zhí)行示出的動作、操作和/或功能中的一個或多個。此外,所描述的動作、操作和/或功能可用圖表表示被編程進發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質的非瞬時存儲器中的代碼。
應該理解,本文公開的配置和程序在本質上是示例性的,并且這些具體實施例不應視為具有限制意義,因為許多變化是可能的。例如,以上技術可應用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4缸以及其它的發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文所公開的各種系統(tǒng)和配置、以及其它特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
下面的權利要求特別指出被視為新穎和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權利要求可指“一個”元件或“第一”元件或其等同物。應該理解,這些權利要求包括一個或更多這些元件的結合,既不要求也不排除兩個或更多這些元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其它組合和子組合可通過本權利要求的修正或通過在這個或相關申請的新權利要求的提出被要求保護。此類權利要求,無論范圍比原始權利要求的范圍更寬、更窄、相同或不同,同樣被視為包括在本公開的主題之內。