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]本申請涉及包括多抽頭(tap)吸氣器的發(fā)動機(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]車輛發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以包括使用真空致動的各種真空消耗裝置。這些可以包括例如制動助力器。由這些裝置使用的真空可以由諸如電驅(qū)動的專用真空泵或發(fā)動機(jī)驅(qū)動的真空泵等專用真空泵來提供。作為此類資源消耗型真空泵的替換物，一個或多個吸氣器可以耦接在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，以利用發(fā)動機(jī)空氣流產(chǎn)生真空。吸氣器(其可以替代地被稱為噴射器、文丘里泵、噴射泵和引射器(eductor))是當(dāng)在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中使用時提供低成本真空產(chǎn)生的無源裝置。在吸氣器處產(chǎn)生的真空量可以通過控制穿過吸氣器的動力空氣流速來控制。例如，當(dāng)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中包括吸氣器時，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助力器等真空動力裝置(vacuum-powereddevice)中使用。
[0003]通常，吸氣器被設(shè)計成使得真空產(chǎn)生或吸入流最大化，但并不同時最大化兩者。可以使用包括多個吸入端口或抽頭的分級吸氣器，但此類吸氣器趨向于因各種缺點而蒙受損害。例如，分級吸氣器可能依賴于壓縮空氣的動力流，并且不可用于其中動力流是間歇性的(例如，在一些示例中，間歇性動力流可能導(dǎo)致真空儲蓄器的真空損失)的構(gòu)造中。此外，具有多個吸入抽頭的吸氣器可能包括一個或多個抽頭，所述一個或多個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)流動分離的初始位置，這可能導(dǎo)致擴(kuò)散器的其余部分無效。因為在吸氣器的喉部吸入抽頭處獲得深度真空是高度依賴于擴(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)計成允許吸入流的受控引入以及用于在擴(kuò)散器上游的動力流和吸入流之間進(jìn)行動量傳遞的足夠長度。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)常不利地在分級吸氣器中被忽略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決這些問題中的至少部分問題，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。在一個示例中，一種發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括:吸氣器，其繞開壓縮機(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)存在穿過吸氣器的動力流)。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，使得進(jìn)入擴(kuò)散器抽頭的吸入流已經(jīng)在與穿過擴(kuò)散器的動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，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，從而拉動高速流靠近壁并且減小流動分離的可能性。
[0006]應(yīng)該理解提供以上概述來以簡化的形式介紹在【具體實施方式】中進(jìn)一步描述的概念的選擇。其并不旨在識別所要求保護(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【具體實施方式】的權(quán)利要求書唯一限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不限于解決上述或本公開的任何部分中所述的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0007]圖1示出包括吸氣器裝置的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的第一實施例的示意圖。
[0008]圖2A示出可以包含在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實施例的發(fā)動機(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)動機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實施例的發(fā)動機(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)動機(jī)系統(tǒng)的第二實施例的示意圖。
[0013]圖4示出可以包含在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實施例的發(fā)動機(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)動機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實施例的發(fā)動機(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)動機(jī)系統(tǒng)(諸如第一實施例的發(fā)動機(jī)系統(tǒng))的ASOV和CPV的示例方法。
[0016]圖7示出用于控制發(fā)動機(jī)系統(tǒng)(諸如第二實施例的發(fā)動機(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)動機(jī)系統(tǒng)(諸如第二實施例的發(fā)動機(jī)系統(tǒng))的ASOV、CBV和AIS節(jié)氣門的示例方法。
[0018]圖9A示出在第一條件下穿過可對應(yīng)于圖1-2A的吸氣器裝置的吸氣器裝置的動力流和吸入流。
[0019]圖9B示出在第二條件下穿過可對應(yīng)于圖1-2A的吸氣器裝置的吸氣器裝置的動力流和吸入流。
[0020]圖1OA示出在第一條件下穿過可對應(yīng)于圖3-4的吸氣器裝置的吸氣器裝置的動力流和吸入流。
[0021]圖1OB示出在第二條件下穿過可對應(yīng)于圖3-4的吸氣器裝置的吸氣器裝置的動力流和吸入流。
【具體實施方式】
[0022]圖1示出包括發(fā)動機(jī)12的示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10。在本示例中，發(fā)動機(jī)12是車輛的火花點火發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)包括多個汽缸(未示出)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，每個汽缸中的燃燒事件驅(qū)動活塞，該活塞進(jìn)而旋轉(zhuǎn)曲軸。此外，發(fā)動機(jī)12可以包括用于控制多個汽缸中的氣體的進(jìn)氣和排氣的多個發(fā)動機(jī)氣門。
[0023]發(fā)動機(jī)12包括控制系統(tǒng)46?？刂葡到y(tǒng)46包括控制器50，其可以是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的任何電子控制系統(tǒng)或者是其中安裝了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的車輛的任何電子控制系統(tǒng)?？刂破?0可以被配置成至少部分基于來自發(fā)動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的一個或多個傳感器51的輸入做出控制決策，并且可以基于所述控制決策來控制執(zhí)行器52。例如，控制器50可以在存儲器中存儲計算機(jī)可讀指令，并且可以經(jīng)由指令的執(zhí)行來控制執(zhí)行器52。
[0024]發(fā)動機(jī)12具有包括進(jìn)氣節(jié)氣門22的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)23，所述進(jìn)氣節(jié)氣門22沿著進(jìn)氣通道18流體耦接到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管24?？諝饪梢詮陌ㄅc車輛的環(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22的位置可以由控制器50通過提供給節(jié)氣門22內(nèi)包括的電動馬達(dá)或執(zhí)行器(通常被稱為電子節(jié)氣門控制的構(gòu)造)的信號來改變。以這種方式，可以操作節(jié)氣門22來改變提供給進(jìn)氣歧管和多個發(fā)動機(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)動機(jī)系統(tǒng)中的一個或多個附加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)動機(jī)系統(tǒng)中的其他地方，以將關(guān)于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的其他區(qū)域中的壓力/真空的信號提供給控制器50。
[0026]發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10可以是升壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中發(fā)動機(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。此外，壓縮機(jī)90可以至少部分由電動馬達(dá)或發(fā)動機(jī)曲軸驅(qū)動。
[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。通過打開位于旁通通道28中的壓縮機(jī)旁通閥(CBV) 30可以控制穿過旁通通道28轉(zhuǎn)移的空氣量。通過控制CBV 30和改變穿過旁通通道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的信號提供給控制器50。
[0029]發(fā)動機(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包括存儲在發(fā)動機(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，燃料蒸汽的長時間吸附將最終減少吸附劑濾罐的用于進(jìn)一步存儲的容量。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。在使穿過吸氣器的動力流可用的條件下并且當(dāng)希望抽送蒸汽濾罐時，例如當(dāng)濾罐飽和時，可以通過打開濾罐抽送閥65將存儲在燃料蒸汽濾罐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)由濾罐抽送螺線管的致動來執(zhí)行該閥的打開或關(guān)閉。濾罐63還包括通氣口 67，用于在存儲或捕集來自燃料箱61的燃料蒸汽時將氣體從濾罐63引出至大氣。當(dāng)經(jīng)由通道84將所存儲的燃料蒸汽清除到進(jìn)氣歧管24時，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。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提供給控制器50。在其他示例中，壓力傳感器49可以