相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)是于2015年11月18日提交的名稱為“使用包括可滑動(dòng)節(jié)流閥的節(jié)氣門體產(chǎn)生真空的方法和系統(tǒng)(methodandsystemforvacuumgenerationusingathrottlebodycomprisingaslidablethrottlevalve)”的美國(guó)專利申請(qǐng)no.14/945,254的部分繼續(xù)申請(qǐng),其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文,用于所有目的。
本申請(qǐng)涉及經(jīng)由節(jié)流閥在進(jìn)氣裝置中產(chǎn)生真空。
背景技術(shù):
車輛系統(tǒng)可包括使用真空致動(dòng)的各種真空消耗裝置。這些裝置可包括,例如制動(dòng)助力器和清洗罐。這些裝置使用的真空可由專用真空泵提供。在其他實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)抽氣器(替代地被稱為噴射器、文丘里泵、噴射泵和排泄器)可耦接在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中,該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可利用發(fā)動(dòng)機(jī)氣流,并且使用其產(chǎn)生真空。
在bergbauer等人在us8,261,716中所示的另一個(gè)示例實(shí)施例中,控制鏜孔位于進(jìn)氣裝置的壁中,使得當(dāng)節(jié)流閥處于空閑位置時(shí),在節(jié)氣門的周邊處產(chǎn)生的真空用于真空消耗裝置。在其中,節(jié)流閥在空閑位置的定位在節(jié)流閥的周邊處提供收縮部。通過(guò)收縮部的增加的進(jìn)氣空氣流導(dǎo)致產(chǎn)生部分真空的文丘里效應(yīng)。控制鏜孔被設(shè)置成以便利用用于真空消耗裝置的部分真空。
然而,如本文的發(fā)明人所認(rèn)識(shí)到的,在上述方法中,節(jié)氣門的真空產(chǎn)生潛能可受到限制。例如,如在us8,261,716中所示,真空消耗裝置利用在進(jìn)氣裝置中的一個(gè)位置處的單個(gè)控制鏜孔,即使真空可在節(jié)氣門的整個(gè)周邊處產(chǎn)生。為使用在節(jié)氣門的整個(gè)周邊處產(chǎn)生的真空,在進(jìn)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(dǎo)致進(jìn)氣通道的設(shè)計(jì)的顯著修改,這會(huì)增加相關(guān)費(fèi)用。
在使用一個(gè)或多個(gè)抽氣器以產(chǎn)生真空的方法中,由于形成抽氣器的各個(gè)零件包括噴嘴、混合和擴(kuò)散節(jié)段以及止回閥,所以可產(chǎn)生附加的費(fèi)用。進(jìn)一步地,在空閑或低負(fù)載條件下,可難以控制進(jìn)入進(jìn)氣歧管的總空氣流率,因?yàn)榱髀适莵?lái)自節(jié)氣門的泄漏流和來(lái)自抽氣器的氣流的組合。通常,抽氣器切斷閥(asov)可與抽氣器一起被包括,以控制氣流,但是增加了成本。進(jìn)一步地,在進(jìn)氣裝置中安裝抽氣器能夠?qū)е聦?duì)空間可用性以及包裝問(wèn)題的限制。
由此,解決上述問(wèn)題的一些方法包括,在中空進(jìn)氣節(jié)流閥的圓周周圍提供多個(gè)穿孔??蓪⒐?jié)流閥調(diào)整到更閉合的位置,以經(jīng)由經(jīng)過(guò)節(jié)流閥的圓周上的穿孔的進(jìn)氣氣流產(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)流閥的真空消耗裝置。
另外,本文的發(fā)明人已經(jīng)確定上述方法的潛在問(wèn)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)流閥的寬度,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,為增加在節(jié)氣門的周邊處產(chǎn)生的真空,可需要增加穿孔的尺寸。但是,增加穿孔的尺寸可導(dǎo)致尺寸的增加和節(jié)氣門的增加,這可導(dǎo)致對(duì)進(jìn)氣通道的設(shè)計(jì)的顯著修改,而這會(huì)增加相關(guān)費(fèi)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本文的發(fā)明人已經(jīng)確定至少部分地解決上述問(wèn)題的方法。在一個(gè)示例方法中,耦接在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的進(jìn)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(nèi)的可滑動(dòng)節(jié)流閥,節(jié)流閥包括將真空消耗裝置耦接到節(jié)氣門體的內(nèi)部的中空通道;以及耦接在節(jié)氣門體內(nèi)的向內(nèi)突出的凸緣。作為示例,節(jié)氣門可相對(duì)于凸緣沿節(jié)氣門體的縱向軸線在打開(kāi)的第一位置和閉合的第二位置之間移動(dòng)。節(jié)氣門體中的在節(jié)流閥和凸緣之間形成的開(kāi)口可隨著節(jié)流閥遠(yuǎn)離閉合的第二位置朝向打開(kāi)的第一位置的偏轉(zhuǎn)的增大而增大。進(jìn)一步地,節(jié)流閥可包括通過(guò)中空通道在節(jié)流閥的頂點(diǎn)處形成的孔。可在節(jié)流閥的頂點(diǎn)處產(chǎn)生文丘里效應(yīng),并且文丘里效應(yīng)的大小可隨著節(jié)流閥和凸緣之間的距離的減小而增加。以這種方式,通過(guò)將節(jié)流閥移動(dòng)到更接近凸緣的更閉合的位置,可在節(jié)流閥的頂點(diǎn)處產(chǎn)生真空,并且所產(chǎn)生的真空用于從真空消耗裝置抽吸空氣。以這種方式,抽氣器功能可被集成到節(jié)氣門中。
作為另一個(gè)示例,系統(tǒng)可包括:包括進(jìn)氣管道的發(fā)動(dòng)機(jī);包括在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中的節(jié)氣門體,節(jié)氣門體包括節(jié)流閥和耦接在節(jié)氣門體內(nèi)的向內(nèi)突出的流動(dòng)阻塞件,節(jié)流閥可沿實(shí)質(zhì)上平行于節(jié)氣門體中的進(jìn)氣氣流的方向的軸線在打開(kāi)的第一位置和閉合的第二位置之間滑動(dòng),節(jié)流閥包括將真空消耗裝置流體地耦接到節(jié)氣門體的內(nèi)部的中空通道;以及控制器,其具有存儲(chǔ)在非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)可讀指令,用于:響應(yīng)于真空需求的增加,朝向更閉合的位置調(diào)整節(jié)流閥,以增加由中空通道在節(jié)流閥的向內(nèi)延伸的頂端處形成的節(jié)流閥的孔處產(chǎn)生的真空的量。
在另一個(gè)示例中,用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法可包括:使節(jié)流閥沿實(shí)質(zhì)上平行于節(jié)氣門中的進(jìn)氣的流動(dòng)方向的軸線在節(jié)氣門的節(jié)氣門體內(nèi)滑動(dòng);通過(guò)使進(jìn)氣空氣流動(dòng)經(jīng)過(guò)節(jié)流閥和節(jié)流閥的節(jié)氣門固定件之間的脊部,在節(jié)流閥的脊部處產(chǎn)生真空;以及將所產(chǎn)生的真空施加到流體地耦接到節(jié)流閥的脊部的真空消耗裝置;并且使空氣從真空消耗裝置流到節(jié)氣門體中。
以這種方式,在節(jié)流閥和定位在節(jié)氣門中的節(jié)氣門固定件之間產(chǎn)生的文丘里效應(yīng)能夠被有利地用于產(chǎn)生用于真空消耗裝置的真空。節(jié)流閥可包括中空內(nèi)部通道,中空內(nèi)部通道可流體耦接到真空消耗裝置,用于將空氣從真空消耗裝置抽吸到節(jié)氣門中。通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥的位置、尺寸和/或形狀,可增加節(jié)流閥的真空產(chǎn)生潛能。另外,通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥和節(jié)氣門固定件之間的距離,能夠更精確地控制到進(jìn)氣歧管中的氣流。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)流閥處被接收,所以能夠更精確地補(bǔ)償氣流誤差。通過(guò)將節(jié)氣門和抽氣器的功能結(jié)合到具有中空內(nèi)部通道的單個(gè)節(jié)流閥中,可不需要附加的控制閥(諸如asov)和零件。通過(guò)減少真空產(chǎn)生所需的部件的數(shù)量和尺寸,可降低制造費(fèi)用并且可避免包裝問(wèn)題。
應(yīng)當(dāng)理解,提供以上發(fā)明內(nèi)容是為以簡(jiǎn)化的形式介紹在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的所選概念。并不旨在確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征,其范圍由隨附權(quán)利要求唯一限定。此外,所要求保護(hù)的主題不限于解決上面或在本公開(kāi)的任何部分中提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
附圖說(shuō)明
圖1描繪根據(jù)本公開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
圖2a示出包括在圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)中并且包括節(jié)氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的一部分的外側(cè)透視圖。
圖2b示出包括節(jié)氣門的在圖2a中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的一部分的第一實(shí)施例的內(nèi)側(cè)透視圖。
圖2c示出包括節(jié)氣門的在圖2a中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的一部分的第二實(shí)施例的內(nèi)側(cè)透視圖。
圖3a示出在圖2b中所示的節(jié)氣門的第一實(shí)施例的內(nèi)側(cè)透視圖。
圖3b示出在圖2c中所示的節(jié)氣門的第二實(shí)施例的內(nèi)側(cè)透視圖。
圖4a示出處于打開(kāi)的第一位置的圖2a和圖2b的節(jié)氣門的剖視圖。
圖4b示出處于中間第三位置的節(jié)氣門的剖視圖。
圖4c示出處于閉合的第二位置的節(jié)氣門的剖視圖。
圖5是示出用于調(diào)整節(jié)氣門位置和發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)的示例方法的流程圖。
圖6描繪根據(jù)本公開(kāi)的改進(jìn)真空產(chǎn)生的示例節(jié)氣門位置調(diào)整,同時(shí)具有維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的并發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)調(diào)整。
具體實(shí)施方式
描述了用于在發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如在圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))中的進(jìn)氣通道內(nèi)產(chǎn)生真空的方法和系統(tǒng)。進(jìn)氣通道可設(shè)置有包括節(jié)氣門體(諸如在圖2a中所示的節(jié)氣門體)的進(jìn)氣節(jié)氣門。進(jìn)一步地,節(jié)氣門可包括具有耦接到真空消耗裝置的中空內(nèi)部通道的可滑動(dòng)節(jié)流閥,如在圖2b至圖4c中所示。節(jié)氣門可另外地包括從節(jié)氣門體的壁突出的向內(nèi)突出的凸緣。由此,凸緣和節(jié)流閥兩者均可從節(jié)氣門體的壁朝向節(jié)氣門體的中心向內(nèi)突出。因此,節(jié)氣門體可在凸緣和節(jié)流閥處收縮。通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥的位置,可改變凸緣和節(jié)流閥之間的距離,并且因此改變節(jié)氣門的變窄量。由于由節(jié)流閥和凸緣產(chǎn)生的節(jié)氣門的變窄,可在節(jié)流閥和凸緣之間產(chǎn)生真空,并且所產(chǎn)生的真空可用于從真空消耗裝置抽吸氣體。進(jìn)一步地,凸緣和節(jié)流閥之間產(chǎn)生的真空的量可取決于節(jié)流閥和凸緣之間的距離,并且因此通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥的位置,可調(diào)整由節(jié)氣門產(chǎn)生的真空的量。另外地或替代地,向內(nèi)突出的凸緣可包括耦接到真空消耗裝置的中空內(nèi)部通道,如在圖2c和圖3b中所示??刂破骺杀慌渲脼閳?zhí)行程序,從而基于來(lái)自如在圖5中所示的真空消耗裝置的真空需求修改節(jié)流閥的位置。如在圖4a至4c中所示,控制器可向致動(dòng)器發(fā)送信號(hào),致動(dòng)器可轉(zhuǎn)而基于從控制器接收的信號(hào)調(diào)整節(jié)流閥的位置。當(dāng)節(jié)氣門位置改變時(shí),可如圖6中所示調(diào)整各種操作參數(shù),以維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
現(xiàn)在參考圖1,其示出火花點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意圖,該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10包括選擇性地與一個(gè)或多個(gè)燃燒室連通的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置11和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置13,圖1中僅示出一個(gè)或多個(gè)燃燒室中的一個(gè)。通過(guò)包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)由輸入裝置130來(lái)自車輛操作者132的輸入,可至少部分地控制發(fā)動(dòng)機(jī)10。在該示例中,輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)pp的踏板位置傳感器134。
發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室30(也稱為汽缸30)可包括燃燒室壁32,其中活塞36定位在燃燒室壁32中?;钊?6可耦接到曲軸40,使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)(未示出)耦接到車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。進(jìn)一步地,起動(dòng)器馬達(dá)可經(jīng)由飛輪(未示出)耦接到曲軸40,從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的起動(dòng)操作。
燃燒室30可經(jīng)由進(jìn)氣通道42接收來(lái)自進(jìn)氣歧管44的進(jìn)氣空氣,并且可經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48能夠經(jīng)由相應(yīng)的進(jìn)氣門52和排氣門54選擇性地與燃燒室30連通。在一些實(shí)施例中,燃燒室30可包括兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或更多個(gè)排氣門。
發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置11可包括進(jìn)氣管道95,進(jìn)氣氣體通過(guò)該進(jìn)氣管道在到達(dá)燃燒室30的途中流動(dòng)。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置11可包括進(jìn)氣通道42、增壓室46和進(jìn)氣歧管44。然后,燃燒產(chǎn)物可經(jīng)由排氣門54的開(kāi)口從燃燒室30被排出到排氣通道48。
在該示例中,進(jìn)氣門52和排氣門54可由凸輪致動(dòng)經(jīng)由相應(yīng)的凸輪致動(dòng)系統(tǒng)51和53進(jìn)行控制。凸輪致動(dòng)系統(tǒng)51和53可各自包括一個(gè)或多個(gè)凸輪,并且可利用可由控制器12操作的凸輪廓線變換系統(tǒng)(cps)、可變凸輪正時(shí)(vct)、可變氣門正時(shí)(vvt)和/或可變氣門升程(vvl))系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)以改變氣門操作。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可分別由位置傳感器55和位置傳感器57確定。在替代的實(shí)施例中,進(jìn)氣門52和/或排氣門54可通過(guò)電動(dòng)閥致動(dòng)進(jìn)行控制。例如,汽缸30可替代地包括經(jīng)由電動(dòng)氣門致動(dòng)控制的進(jìn)氣門和經(jīng)由包括cps和/或vct系統(tǒng)的凸輪致動(dòng)控制的排氣門。
所示燃料噴射器66直接耦接到燃燒室30,用于與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器96從控制器12接收的信號(hào)fpw的脈沖寬度成比例地將燃料直接地噴射到其中。以這種方式,燃料噴射器66提供所謂的燃料的直接噴射到燃燒室30中。例如,燃料噴射器可安裝在燃燒室的側(cè)面中或燃燒室的頂部中。通過(guò)包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出),可將燃料遞送到燃料噴射器66。在一些實(shí)施例中,在提供所謂的燃料的進(jìn)氣道噴射到燃燒室30上游的進(jìn)氣道中的配置中,燃燒室30可替代地或另外地包括布置在進(jìn)氣歧管44中的燃料噴射器。
在選擇的操作模式下,響應(yīng)于來(lái)自控制器12的火花提前信號(hào)sa,點(diǎn)火系統(tǒng)88可經(jīng)由火花塞92將點(diǎn)火火花提供到燃燒室30。雖然示出了火花點(diǎn)火部件,但是在一些實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室30或一個(gè)或多個(gè)其他燃燒室可在有或無(wú)點(diǎn)火火花的情況下以壓縮點(diǎn)火模式進(jìn)行操作。
發(fā)動(dòng)機(jī)10可進(jìn)一步包括壓縮裝置諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器,其包括沿進(jìn)氣通道42布置的至少一個(gè)壓縮機(jī)162。對(duì)于渦輪增壓器,壓縮機(jī)162可至少部分地由沿排氣通道48布置的渦輪164(例如,經(jīng)由軸)驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)162從進(jìn)氣通道42抽吸空氣以供應(yīng)增壓室46。排氣旋轉(zhuǎn)渦輪164,渦輪164經(jīng)由軸161耦接到壓縮機(jī)162。對(duì)于機(jī)械增壓器,壓縮機(jī)162可至少部分地由發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電機(jī)驅(qū)動(dòng),并且可不包括渦輪。因此,經(jīng)由渦輪增壓器或機(jī)械增壓器提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸的壓縮量可通過(guò)控制器12來(lái)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可包括在旁路166中,旁路166耦接在排氣渦輪164的入口和出口之間。通過(guò)調(diào)整廢氣門168的位置,可控制由渦輪提供的增壓量。
所示進(jìn)氣歧管44與具有節(jié)氣門體62和節(jié)流閥64的節(jié)氣門60連通。在該特定示例中,可由控制器12經(jīng)由提供到與節(jié)氣門60一起包括的電動(dòng)馬達(dá)或致動(dòng)器(以下參考圖4a至圖4c所示)的信號(hào)改變節(jié)流閥64的位置,該配置通常被稱為電子節(jié)氣門控制(etc)??山?jīng)由軸通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)改變節(jié)氣門位置。如在圖2b至圖4c中詳細(xì)闡述的,節(jié)流閥64可包括開(kāi)口68,開(kāi)口68將節(jié)氣門60的內(nèi)部與真空消耗裝置140流體地耦接。節(jié)氣門60可控制從進(jìn)氣增壓室46到進(jìn)氣歧管44和燃燒室30以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的氣流。通過(guò)來(lái)自節(jié)氣門位置傳感器58的節(jié)氣門位置信號(hào)tp,可將節(jié)流閥64的位置提供給控制器12。由此,基于從控制器12接收的信號(hào),可通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)調(diào)整節(jié)流閥64的位置。換句話說(shuō),控制器12可向電動(dòng)馬達(dá)發(fā)送信號(hào)以調(diào)整節(jié)流閥64的位置。
發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)助力器、燃料蒸汽罐和真空致動(dòng)的閥(諸如真空致動(dòng)的廢氣門)中的一個(gè)。真空消耗裝置140可從多個(gè)真空源接收真空。一個(gè)源可以是真空泵77,真空泵77可經(jīng)由來(lái)自控制器12的控制信號(hào)選擇性地操作,以向真空消耗裝置140供應(yīng)真空。止回閥69允許空氣從真空消耗裝置140流到真空泵77,并且限制從真空泵77到真空消耗裝置140的氣流。另一個(gè)真空源可以是定位在增壓室46內(nèi)的節(jié)流閥64。
節(jié)流閥64具有中空內(nèi)部通道72。如在圖1中所示,中空內(nèi)部通道72可在節(jié)流閥64的外表面處形成開(kāi)口68。因此,開(kāi)口68可經(jīng)由內(nèi)部通道72和耦接到內(nèi)部通道72的管道198連接到真空消耗裝置140。當(dāng)節(jié)流閥64處于大部分閉合或完全閉合位置時(shí),在進(jìn)氣空氣流過(guò)節(jié)氣門體62時(shí),可在節(jié)流閥64的開(kāi)口68處產(chǎn)生真空。該真空可經(jīng)由管道198和節(jié)流閥64的內(nèi)部通道72從真空消耗裝置140抽吸空氣。由此,在本文的描述中,節(jié)氣門60也可被稱為抽氣器集成節(jié)氣門60。然后,該空氣可經(jīng)由開(kāi)口68流出節(jié)流閥64。止回閥73確??諝鈴恼婵障难b置140流到節(jié)流閥64并在其上流到進(jìn)氣歧管44中,而不從進(jìn)氣歧管44流到真空消耗裝置140。
所示排氣傳感器126耦接到排放控制裝置70上游的排氣通道48。傳感器126可以是用于提供排氣空氣/燃料比指示的任何合適的傳感器,諸如線性氧傳感器或uego(通用或?qū)捰蚺艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或ego、hego(熱ego)、nox、hc或co傳感器。所示排放控制裝置70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、各種其他排放控制裝置或其組合。
排氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)可用于經(jīng)由egr閥158通過(guò)管道152將期望部分的排氣從排氣通道48傳送至進(jìn)氣歧管44。替代地,通過(guò)控制排氣門和進(jìn)氣門的正時(shí),燃燒氣體的一部分可作為內(nèi)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(jì)算機(jī),其包括:微處理器單元(cpu)102、輸入/輸出端口(i/o)104、只讀存儲(chǔ)器(rom)106、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)108、保活存儲(chǔ)器(kam)110和常規(guī)數(shù)據(jù)總線。控制器12命令各種致動(dòng)器,諸如節(jié)流閥64、egr閥158等。所示控制器12接收來(lái)自耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器的各種信號(hào),除先前討論的那些信號(hào)外,還包括:來(lái)自耦接到冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)由車輛操作者132調(diào)整的加速器位置;來(lái)自耦接到進(jìn)氣歧管44的壓力傳感器121的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力(map)的測(cè)量值;來(lái)自耦接到增壓室46的壓力傳感器122的增壓壓力的測(cè)量值;來(lái)自壓力傳感器125的真空消耗裝置140中的真空的測(cè)量值;來(lái)自耦接到曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118(或其他類型)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(pip);來(lái)自質(zhì)量流量傳感器120的進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量的測(cè)量值;以及來(lái)自傳感器58的節(jié)氣門位置的測(cè)量值。也可感測(cè)(傳感器未示出)大氣壓力用于由控制器12處理。在本說(shuō)明書優(yōu)選的方面中,發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器118在曲軸的每轉(zhuǎn)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等距脈沖,根據(jù)其可確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm)。
在一些示例中,只讀存儲(chǔ)器106可用表示可由微處理器單元102執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)進(jìn)行編程,用于執(zhí)行以下描述的方法以及預(yù)期但未具體列出的其他變型。因此,計(jì)算機(jī)可讀指令可存儲(chǔ)在非暫時(shí)性存儲(chǔ)器諸如在只讀存儲(chǔ)器106中,所述指令可由微處理器單元102執(zhí)行,用于執(zhí)行本文描述的方法。在本文在圖5處描述了示例程序。
如上所述,圖1僅示出多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸,并且每個(gè)汽缸具有其自己的一組進(jìn)氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。另外,在本文所述的示例實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)可耦接到用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器馬達(dá)(未示出)。例如,當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向柱上的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)中的鑰匙時(shí),可向起動(dòng)器馬達(dá)提供動(dòng)力。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后,起動(dòng)機(jī)與例如發(fā)動(dòng)機(jī)10脫開(kāi),從而在預(yù)定時(shí)間之后達(dá)到預(yù)定速度。
圖2a和圖2b示出包括節(jié)氣門60的圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置11的一部分的第一實(shí)施例的側(cè)面透視圖。由此,先前在圖1中介紹的部件在圖2a和圖2b中被類似地編號(hào),并且可不再介紹。
圖2a示出結(jié)合到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置11內(nèi)的進(jìn)氣管道95中的節(jié)氣門60的外側(cè)透視圖200。圖2b示出節(jié)氣門60的內(nèi)側(cè)透視圖250。具體地,圖2b示出圖2a中所示的節(jié)氣門60的相同的側(cè)面透視圖,除了在圖2b中,節(jié)氣門60被示為透明的,以便露出節(jié)流閥64和節(jié)氣門60的內(nèi)部。因此,圖2a和圖2b可在本文的描述中一起進(jìn)行描述。
在本文的描述中,軸線系統(tǒng)230可用于描述節(jié)氣門60的部件的相對(duì)定位。軸線系統(tǒng)230可包括豎直軸線236、縱向軸線234和橫向軸線232。節(jié)氣門60和/或其部件的“高度”可用于限定部件沿豎直軸線236的范圍。類似地,節(jié)氣門60的部件的“長(zhǎng)度”可用于指部件沿縱向軸線234的物理范圍。部件沿橫向軸線232的物理范圍可稱為“寬度”。切割平面m-m'限定在圖4a至圖4c中所示的進(jìn)氣裝置11的剖視圖。
節(jié)氣門60可包括節(jié)氣門體62,節(jié)氣門體62包括四個(gè)壁:與底壁222相對(duì)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(gè)側(cè)壁226和側(cè)壁228,側(cè)壁226和側(cè)壁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(cè)壁226和后側(cè)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(duì)平的和平面的。由此,節(jié)氣門體62可以是大致矩形的。具體地,壁222、224、226和228可限定矩形棱柱。然而,應(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,壁222、224、226和228可以是彎曲的。由此,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如在圖2a和圖2b中所示的。進(jìn)一步地,應(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,節(jié)氣門體62可采用其他棱柱形狀。
節(jié)氣門60的壁222、224、226和288可由任何合適的材料諸如塑料、金屬、金屬合金等組成。進(jìn)一步地,節(jié)氣門體62的壁222、224、226和228可以是薄的,使得它們限定節(jié)氣門60的中空內(nèi)部。進(jìn)氣氣體可在到進(jìn)氣歧管(例如,以上參考圖1所示的進(jìn)氣歧管44)的途中流過(guò)節(jié)氣門體62的內(nèi)部,如圖2a和圖2b中的流動(dòng)箭頭205所示。壁222、224、226和228可沿它們的邊緣彼此密封接觸,使得節(jié)氣門60的內(nèi)部部分和外部部分以及進(jìn)氣裝置11彼此分開(kāi)地密封。因此,進(jìn)氣氣體通過(guò)節(jié)氣門體62從進(jìn)氣管道95的上游第一部分202流到進(jìn)氣管道95的下游第二部分204。換句話說(shuō),進(jìn)氣氣體可僅通過(guò)進(jìn)氣管道95進(jìn)入和/或離開(kāi)節(jié)氣門60。
節(jié)氣門體62的橫截面面積可大于進(jìn)氣管道95的橫截面面積。橫截面面積可被限定為沿由豎直軸線236和橫向軸線232限定的平面截取的橫截面。因此,橫截面面積可實(shí)質(zhì)上垂直于流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置11的進(jìn)氣氣體。換句話說(shuō),包括在節(jié)氣門體62的給定長(zhǎng)度內(nèi)的體積可大于包括在進(jìn)氣管道95的類似長(zhǎng)度內(nèi)的體積。
由此,節(jié)氣門60可進(jìn)一步包括入口錐體206和出口錐體212,入口錐體206將節(jié)氣門體62物理地耦接到進(jìn)氣管道95的上游第一部分202,出口錐體212將節(jié)氣門體62物理地耦接到進(jìn)氣管道95的下游第二部分204。因此,錐體206和錐體212可將較窄的進(jìn)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體206的入口端208的上游第一端208可小于在本文也稱為出口端210的下游第二端210。換句話說(shuō),入口錐體206的橫截面面積在出口端210處可大于在入口端208處。類似地,在本文也稱為出口錐體212的入口端214的上游第一端214可大于在本文也稱為出口端216的下游第二端216。換句話說(shuō),出口錐體212的橫截面積在出口端216處可小于在入口端214處。
在一些示例中,進(jìn)氣管道95的直徑并且因此其橫截面面積可沿進(jìn)氣管道95的長(zhǎng)度大致相同。因此,入口錐體206的入口端208和出口錐體212的出口端216的尺寸可以大致相同和/或類似。然而,應(yīng)當(dāng)理解,在一些示例中,進(jìn)氣管道95的直徑可沿其長(zhǎng)度變化,并且由此,出口端216和入口端208的形狀和/或尺寸可不相同。進(jìn)一步地,節(jié)氣門體62的橫截面面積可沿節(jié)氣門體62的長(zhǎng)度大致相同。因此,入口錐體206的出口端210和出口錐體212的入口端214的尺寸可大致相同和/或類似。然而,應(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,節(jié)氣門體62可不是矩形的,并且可采用節(jié)氣門體62的橫截面面積可沿其長(zhǎng)度變化的另一形狀。在此類示例中,入口端214和出口端210的尺寸和/或形狀可不同。
入口錐體206的上游第一端208可物理地耦接到進(jìn)氣管道95的上游第一部分202并與其密封接觸。進(jìn)一步地,入口錐體206的下游第二端210可物理地耦接到節(jié)氣門體62的下游第一端209并與其密封接觸,其中下游第一端209可由壁222、224、226和228的上游邊緣形成。類似地,出口錐體212的上游第一端214可物理地耦接到節(jié)氣門體62的下游第二端211并與其密封接觸,其中下游第二端211可由壁222、224、226和228的下游邊緣形成。進(jìn)一步地,出口錐體212的下游第二端216可物理地耦接到進(jìn)氣管道95的下游第二部分并與其密封接觸。
節(jié)氣門體62的下游第一端209和下游第二端211是敞開(kāi)的。因此,在下游第一端209或下游第二端211處可不形成壁。進(jìn)一步地,入口錐體206的上游第一端208和下游第二端210,以及出口錐體212的上游第一端214和下游第二端216是敞開(kāi)的。另外,錐體206和212的內(nèi)部可以是中空的,使得進(jìn)氣氣體可相對(duì)無(wú)阻礙地流過(guò)錐體206和212。因此,在上游第一端208和214或下游第二端210和216處可不形成壁。以這種方式,進(jìn)氣氣體從進(jìn)氣管道95的上游第一部分202流動(dòng)通過(guò)節(jié)氣門60,并且在到進(jìn)氣歧管的途中流到進(jìn)氣管道95的下游第二部分204上。具體地,進(jìn)氣空氣可通過(guò)入口錐體206從進(jìn)氣管道95的上游第一部分202流到節(jié)氣門體62中,通過(guò)出口錐體212流出到進(jìn)氣管道95的下游第二部分204。然而,應(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,入口錐體206和出口錐體212可分別不被包括在節(jié)氣門60中。在此類示例中,進(jìn)氣管道95的上游第一部分202可直接物理地耦接到節(jié)氣門體62的下游第一端209。進(jìn)一步地,進(jìn)氣管道95的下游第二部分204可直接物理地耦接到節(jié)氣門體62的下游第二端211。由此,進(jìn)氣氣體可經(jīng)由敞開(kāi)的下游第一端209從進(jìn)氣管道95的上游第一部分202流到節(jié)氣門體62中,并且可經(jīng)由敞開(kāi)的下游第二端211流出節(jié)氣門體62到進(jìn)氣管道95的下游第二部分204。
節(jié)氣門體62可另外地包括軸242,軸242提供真空消耗裝置140和節(jié)氣門體62的內(nèi)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,如以上參考圖1所描述。因此,軸242可延伸穿過(guò)節(jié)氣門體62的頂壁224。軸242實(shí)質(zhì)上可以中空的,并且由此氣體可從中流過(guò)。如以下參考圖4a至圖4c更詳細(xì)解釋的,可在節(jié)氣門體62內(nèi)產(chǎn)生真空,從而通過(guò)管道198、軸242從真空消耗裝置140抽吸氣體,并且到節(jié)氣門體62中。
現(xiàn)在關(guān)注圖2b,節(jié)氣門體62的外壁222、224、226和228,以及入口錐體206和出口錐體212的壁用虛線示出,從而露出節(jié)氣門60的內(nèi)部部件,諸如節(jié)流閥64。
節(jié)流閥64包括與節(jié)氣門體62的壁222、224、226或228中的一個(gè)齊平和/或密封接觸的密封表面262。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(guò)節(jié)氣門體62的進(jìn)氣空氣可不在密封表面262和頂壁224之間流動(dòng)。進(jìn)一步地,當(dāng)調(diào)整節(jié)流閥64的位置,并且節(jié)流閥64相對(duì)于節(jié)氣門體62移位時(shí),密封表面262可維持與頂壁224的密封接觸。因此,節(jié)流閥64可在節(jié)氣門體62內(nèi)沿縱向軸線234移動(dòng),并且密封表面262可因此相對(duì)于頂壁224滑動(dòng),同時(shí)維持與其密封接觸。進(jìn)一步地,節(jié)流閥64可在側(cè)壁226和側(cè)壁228之間延伸。具體地,節(jié)流閥64可與側(cè)壁226和228密封接觸,使得進(jìn)氣空氣可不在節(jié)流閥64與側(cè)壁226和228之間流動(dòng)。
節(jié)流閥64可以是彎曲的,并且可朝向節(jié)氣門體62的內(nèi)部和/或中心向內(nèi)延伸。因此,節(jié)氣門體62可在定位節(jié)流閥64處變窄。換句話說(shuō),節(jié)氣門體62的橫截面流動(dòng)面積在節(jié)流閥64處可小于在節(jié)氣門體62的不包括節(jié)流閥64的部分處。節(jié)流閥64可包括面向即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的上游第一表面264。上游第一表面264可相對(duì)于進(jìn)氣空氣的流動(dòng)方向成角度。下游第二表面266可進(jìn)一步包括在節(jié)流閥64中,并且可背離即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流。下游第二表面266也可相對(duì)于進(jìn)氣空氣的流動(dòng)方向成角度。
具體地,上游第一表面264可相對(duì)于密封表面262和/或節(jié)氣門體62中的進(jìn)氣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(duì)于密封表面262和/或節(jié)氣門體62中的進(jìn)氣氣流的方向以大約第二角度θ2取向。如在圖2b的示例中所示,第一角度θ1可大于第二角度θ2。換句話說(shuō),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(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,角度θ1和θ2可大致相同,并且因此節(jié)流閥64可關(guān)于節(jié)流閥64的頂點(diǎn)268相對(duì)對(duì)稱。在更進(jìn)一步的示例中,第二角度θ2可大于第一角度θ1,并且由此,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)流閥64的曲率,其中節(jié)流閥64的頂點(diǎn)、頂端或脊部268可在上游第一表面264和下游第二表面266相交處形成。
節(jié)流閥64的頂點(diǎn)268可為節(jié)流閥64的最向內(nèi)突出的部分,或者換句話說(shuō),為節(jié)流閥64的被定位成距頂壁224最遠(yuǎn)的部分,其中節(jié)流閥64與頂壁224密封接觸。
沿由豎直軸線236和縱向軸線234限定的平面所截取的節(jié)流閥64的橫截面,或者更簡(jiǎn)單地,切割平面m-m'可基本上相同。因此,頂點(diǎn)268可不是單個(gè)點(diǎn),而是可在側(cè)壁226和228之間沿節(jié)流閥64的寬度延伸。然而,在一些示例中,應(yīng)當(dāng)理解,頂點(diǎn)268可不在側(cè)壁226和228之間延伸。進(jìn)一步地,在一些示例中,頂點(diǎn)268可以是單個(gè)點(diǎn)。
軸242可流體地耦接到節(jié)流閥64的內(nèi)部。因此,軸242可在真空消耗裝置140和節(jié)流閥64的內(nèi)部之間提供流體連通。
如將在以下參考圖4a至圖4c更詳細(xì)解釋的,節(jié)流閥64可沿縱向軸線234移動(dòng)。因此,節(jié)流閥64可在下游第一端209和下游第二端211之間相對(duì)于節(jié)氣門體62滑動(dòng)。由此,節(jié)流閥64可以以實(shí)質(zhì)上平行于進(jìn)氣空氣的流動(dòng)方向的線移動(dòng)。換句話說(shuō),節(jié)流閥64可在進(jìn)氣氣流的方向上向下游移位,或者可在進(jìn)氣氣流的相反方向上向上游移位。節(jié)流閥64可沿軸線234移位,以在節(jié)流閥64和節(jié)氣門體62的向內(nèi)突出的凸緣240之間產(chǎn)生真空。
在本文的描述中,向內(nèi)突出的凸緣240也可稱為抽氣器固定件240和/或流動(dòng)阻塞件240和/或節(jié)氣門固定件240。凸緣240的形狀可類似于節(jié)流閥64。由此,凸緣240可具有相對(duì)平的、平面的密封表面272,面向即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的上游表面274,以及背離即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的下游表面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,所述壁與節(jié)流閥64的密封表面262流體地密封到其的壁相對(duì)。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并且與其密封接觸,因?yàn)榈妆?22與頂壁224相對(duì)。然而,應(yīng)當(dāng)理解,節(jié)流閥64和凸緣240的取向可顛倒。進(jìn)一步地,節(jié)流閥64和凸緣240可定位在節(jié)氣門體62的相對(duì)側(cè)壁226和228上。因此,節(jié)流閥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(gè),只要它們定位在相對(duì)的壁上且面向彼此。
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可經(jīng)由任何合適的方式諸如焊接、超聲波焊接、注射成型、緊固等的物理地耦接到節(jié)氣門體62。在一些示例中,凸緣240可在節(jié)氣門體62中整體地形成。由此,進(jìn)氣氣體可不在密封表面272和底壁222之間流動(dòng)。進(jìn)一步地,凸緣240可在側(cè)壁226和228之間延伸。具體地,凸緣240可與側(cè)壁226和228密封接觸,使得進(jìn)氣空氣可不在凸緣240和側(cè)壁226與228之間流動(dòng)。
凸緣240可以是彎曲的,并且可朝向節(jié)氣門體62的內(nèi)部和/或中心向內(nèi)延伸。因此,節(jié)氣門體62可在定位凸緣240處變窄。換句話說(shuō),節(jié)氣門體62的橫截面流動(dòng)面積在凸緣240處可小于在節(jié)氣門體62的不包括凸緣240的部分處。凸緣240可包括面向即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的上游第一表面274。上游第一表面274可相對(duì)于進(jìn)氣氣體的流動(dòng)方向成角度。下游第二表面276可進(jìn)一步包括在凸緣240中,并且可背離即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流。下游第二表面276也可相對(duì)于進(jìn)氣氣體的流動(dòng)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,其中凸緣240的頂點(diǎn)、頂端或脊部278可在上游第一表面274和下游第二表面276相交處形成。
具體地,上游第一表面274可相對(duì)于密封表面272和/或節(jié)氣門體62中的進(jìn)氣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(duì)于密封表面272和/或節(jié)氣門體62中的進(jìn)氣氣流的方向以大約第二角度θ4取向。如在圖2b的示例中所示,第一角度θ3可大于第二角度θ4。換句話說(shuō),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(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,角度θ3和θ4可大致相同,并且因此凸緣240可關(guān)于凸緣240的頂點(diǎn)278相對(duì)對(duì)稱。在更進(jìn)一步的示例中,第二角度θ4可大于第一角度θ3,并且由此,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(diǎn)278可為凸緣240的最向內(nèi)突出的部分,或者換句話說(shuō),為凸緣240的被定位成距底壁222最遠(yuǎn)的部分,其中凸緣240耦接到底壁222。
沿由豎直軸線236和縱向軸線234限定的平面所截取的凸緣240的橫截面,或者更簡(jiǎn)單地,切割平面m-m'可沿橫向軸線232基本上相同。因此,頂點(diǎn)278可不是單個(gè)點(diǎn),而是可在側(cè)壁226和228之間沿節(jié)流閥64的寬度延伸。然而,在一些示例中,應(yīng)當(dāng)理解,頂點(diǎn)278可不在側(cè)壁226和228之間延伸。進(jìn)一步地,在一些示例中,頂點(diǎn)278可以是單個(gè)點(diǎn)。
如上所述,凸緣240可物理地耦接到節(jié)氣門體62。由此,凸緣240的位置可相對(duì)于節(jié)氣門體62固定。在一些示例中,凸緣240可被定位成相比于下游第二端211更接近下游第一端209。因此,頂點(diǎn)278可被定位成相比于下游第二端211更接近下游第一端209。然而,在其他示例中,諸如在圖2b中所示的示例中,凸緣240可被定位成相比于下游第一端209更接近下游第二端211。因此,如在圖2b中所示的頂點(diǎn)279相比于下游第一端209可更接近下游第二端211。
如將在以下參考圖4a至4c更詳細(xì)解釋的,通過(guò)沿縱向軸線234滑動(dòng)節(jié)流閥64,可改變節(jié)流閥64和凸緣240之間的距離。當(dāng)通過(guò)移動(dòng)節(jié)流閥64而使節(jié)流閥64和凸緣240更靠近在一起時(shí),節(jié)氣門體62的變窄可增加。具體地,當(dāng)使節(jié)流閥64的頂點(diǎn)268更靠近凸緣240的頂點(diǎn)278時(shí),在頂點(diǎn)268和頂點(diǎn)278之間限定的橫截面流動(dòng)面積可減小。因此,隨著節(jié)流閥64和凸緣240之間的距離減小,節(jié)氣門體62的變窄增加,并且節(jié)氣門體的橫截面流動(dòng)面積減小。因此,通過(guò)朝向凸緣240移動(dòng)節(jié)流閥64,可在節(jié)流閥64的頂點(diǎn)268和凸緣240的頂點(diǎn)278之間產(chǎn)生文丘里效應(yīng)。因此,可在脊部268和脊部278之間產(chǎn)生真空,真空可用于從真空消耗裝置140吸入氣體。具體地,如以下參考圖3a更詳細(xì)解釋的,氣體可從真空消耗裝置140被引導(dǎo)至包括在節(jié)流閥64內(nèi)的中空通道(例如,在圖1中所示的內(nèi)部通道72)。然后,來(lái)自真空消耗裝置140的氣體可經(jīng)由在節(jié)流閥64的頂點(diǎn)268處形成的開(kāi)口(例如,在圖1中所示的開(kāi)口68)流出節(jié)流閥64。
圖2c示出節(jié)氣門60的第二實(shí)施例290的側(cè)視圖。第二實(shí)施例290實(shí)質(zhì)上類似于在圖2a和圖2b中所示的節(jié)氣門60的第一實(shí)施例,然而,第二實(shí)施例290與第一實(shí)施例的不同之處在于,所示軸242耦接到抽氣器固定件240。因此,在第二實(shí)施例290中,軸242不耦接到節(jié)流閥64。
軸242可流體地耦接到抽氣器固定件240的內(nèi)部。因此,軸242可在真空消耗裝置140和抽氣器固定件240的內(nèi)部之間提供流體連通。
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,如以上參考圖1所描述。因此,軸242可延伸穿過(guò)節(jié)氣門體62的底壁222。軸242可以是實(shí)質(zhì)上中空的,并且由此氣體可從中流過(guò)?;诠?jié)流閥64相對(duì)于抽氣器固定件240的致動(dòng),可在節(jié)氣門體62內(nèi)產(chǎn)生真空,從而通過(guò)管道198、軸242從真空消耗裝置140抽吸氣體,并且到節(jié)氣門體62中。關(guān)于圖3b進(jìn)一步描述第二實(shí)施例290。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3a,其示出節(jié)氣門體62的內(nèi)側(cè)透視圖300。已經(jīng)在圖1至圖2b中介紹和/或描述的節(jié)氣門體62的部件可不在圖3a的描述中再次介紹或描述。具體地,圖3a示出包括中空內(nèi)部通道72的節(jié)流閥64的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。中空內(nèi)部通道72可將軸242流體地耦接到開(kāi)口68。由此,來(lái)自真空消耗裝置140的氣體可經(jīng)由軸242流入內(nèi)部通道72中,并且然后可經(jīng)由開(kāi)口68離開(kāi)內(nèi)部通道72和節(jié)流閥62。內(nèi)部通道72可限定節(jié)流閥64的體積。節(jié)流閥64的不包括內(nèi)部通道72的部分可不是中空的。軸242可從節(jié)氣門體62的外面延伸到通道72的內(nèi)部中。
節(jié)流閥64的前側(cè)表面265可與節(jié)氣門體62的前側(cè)壁226密封接觸。進(jìn)一步地,節(jié)流閥64的后側(cè)表面267可與節(jié)氣門體62的后側(cè)壁228密封接觸。因此,如以上所解釋的,節(jié)流閥64可在側(cè)壁226和側(cè)壁228之間延伸。
類似地,凸緣240的前側(cè)表面275可與節(jié)氣門體62的前側(cè)壁226密封接觸。進(jìn)一步地,凸緣240的后側(cè)表面277可與節(jié)氣門體62的后側(cè)壁228密封接觸。因此,如以上所解釋的,凸緣240可在側(cè)壁226和側(cè)壁228之間延伸。
可在節(jié)流閥64的頂點(diǎn)268處形成開(kāi)口68。然而,應(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,可在上游第一表面264或下游第二表面266上的另一位置處形成開(kāi)口68。因此,開(kāi)口68可從節(jié)流閥64的前側(cè)表面265延伸到后側(cè)表面267。換句話說(shuō),限定內(nèi)部通道72的壁可與節(jié)流閥64的形成第一表面264和第二表面266的外壁會(huì)聚,以形成開(kāi)口。因此,開(kāi)口68可以是節(jié)流閥64中的狹縫,其通過(guò)中空內(nèi)部通道72與節(jié)流閥64的外壁例如分別為第一表面264和第二表面266的會(huì)聚而形成。開(kāi)口68可沿節(jié)流閥64的寬度延伸。然而,在其他示例中,應(yīng)當(dāng)理解,開(kāi)口可不在側(cè)表面265和267之間延伸。在更進(jìn)一步的示例中,開(kāi)口可包括單個(gè)孔或多個(gè)孔??椎男螤?、尺寸和/或分布可改變。例如,孔可以是圓形、矩形、三角形、幾何形的或非幾何形的。
如在圖3a的示例中能夠看到的,進(jìn)氣氣流可在其在節(jié)流閥64和凸緣240之間流動(dòng)時(shí)被收縮。在圖3a中,進(jìn)氣氣體從左向右流動(dòng),如進(jìn)氣氣體流動(dòng)箭頭205所示。因此,進(jìn)氣氣體在凸緣240的第一表面274和頂點(diǎn)278上方,以及在節(jié)流閥64的第一表面264和頂點(diǎn)268下方流動(dòng)。由于節(jié)氣門體62在凸緣240和節(jié)流閥64之間變窄,所以可在節(jié)流閥64的開(kāi)口68處產(chǎn)生真空,該真空可用于從真空消耗裝置吸入氣體,如流動(dòng)箭頭326所示。如以下參考圖4a至圖4c所描述,可調(diào)整節(jié)流閥64的位置,以改變?cè)诠?jié)流閥64的開(kāi)口68處產(chǎn)生的真空的量。馬達(dá)可經(jīng)由軸342物理地耦接到節(jié)流閥64,并且由此,馬達(dá)可使節(jié)流閥64沿縱向軸線234移動(dòng),如以下參考圖4a至圖4c更詳細(xì)解釋的。軸342可物理地耦接到節(jié)流閥64,并且可延伸出去到節(jié)氣門體62的外部。在一些示例中,軸可耦接到節(jié)流閥64的不包括中空內(nèi)部通道72的部分。
圖3b示出節(jié)氣門60的第二實(shí)施例的內(nèi)側(cè)透視圖350。圖3b實(shí)質(zhì)上類似于圖3a,但是,中空內(nèi)部通道72和開(kāi)口68位于凸緣240中。具體地,圖3b示出凸緣240的內(nèi)部結(jié)構(gòu),其包括位于其中的中空內(nèi)部通道72。中空內(nèi)部通道72可將軸242流體地耦接到開(kāi)口68。由此,來(lái)自真空消耗裝置140的氣體可經(jīng)由軸242流入內(nèi)部通道72中,并且然后可經(jīng)由開(kāi)口68離開(kāi)內(nèi)部通道72和凸緣240。內(nèi)部通道72可限定凸緣240的體積。凸緣240的不包括內(nèi)部通道72的部分可不是中空的。軸242可從節(jié)氣門體62的外部延伸到通道72的內(nèi)部中。
節(jié)流閥64的前側(cè)表面265可與節(jié)氣門體62的前側(cè)壁226密封接觸。進(jìn)一步地,節(jié)流閥64的后側(cè)表面267可與節(jié)氣門體62的后側(cè)壁228密封接觸。因此,如以上所解釋的,節(jié)流閥64可在側(cè)壁226和228之間延伸。
類似地,凸緣240的前側(cè)表面275可與節(jié)氣門體62的前側(cè)壁226密封接觸。進(jìn)一步地,凸緣240的后側(cè)表面277可與節(jié)氣門體62的后側(cè)壁228密封接觸。因此,如以上所解釋的,凸緣240可在側(cè)壁226和228之間延伸。
可在凸緣240的頂點(diǎn)278處形成開(kāi)口68。然而,應(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,可在上游第一表面264或下游第二表面266上的另一位置處形成開(kāi)口68。因此,開(kāi)口68可從節(jié)流閥64的前側(cè)表面265延伸到后側(cè)表面267。換句話說(shuō),限定內(nèi)部通道72的壁可與凸緣的形成第一表面274和第二表面276的外壁會(huì)聚,以形成開(kāi)口68。在一個(gè)示例中,第一表面274和第二表面276是將中空內(nèi)部通道72與節(jié)氣門60的內(nèi)部分開(kāi)的僅有的壁。因此,開(kāi)口68可以是凸緣240中的狹縫,其通過(guò)中空內(nèi)部通道72與凸緣240的外壁例如分別為第一表面274和第二表面276的會(huì)聚而形成。開(kāi)口68可沿節(jié)流閥64的寬度延伸。然而,在其他示例中,應(yīng)當(dāng)理解,開(kāi)口可不在側(cè)表面275和277之間延伸。在更進(jìn)一步的示例中,開(kāi)口可包括單個(gè)孔或多個(gè)孔??椎男螤睢⒊叽绾?或分布可改變。例如,孔可以是圓形、矩形、三角形、幾何形的或非幾何形的。
如在圖3b的示例中能夠看到的,進(jìn)氣氣流可在其在節(jié)流閥64和凸緣240之間流動(dòng)時(shí)被收縮。在圖3b中,進(jìn)氣氣體從左向右流動(dòng),如進(jìn)氣氣體流動(dòng)箭頭205所示。因此,進(jìn)氣在凸緣240的第一表面274和頂點(diǎn)278上方,以及在節(jié)流閥64的第一表面264和頂點(diǎn)268下方流動(dòng)。由于節(jié)氣門體62在凸緣240和節(jié)流閥64之間變窄,所以可在凸緣240的開(kāi)口68處產(chǎn)生真空,該真空可用于從真空消耗裝置140吸入氣體,如流動(dòng)箭頭326所示。如以下參考圖4a至圖4c所描述,可調(diào)整節(jié)流閥64的位置,以改變?cè)谕咕?40的開(kāi)口68處產(chǎn)生的真空的量。馬達(dá)可經(jīng)由軸342物理地耦接到節(jié)流閥64,并且由此,馬達(dá)可使節(jié)流閥64沿縱向軸線234移動(dòng),如以下參考圖4a至圖4c更詳細(xì)解釋的。軸342可物理地耦接到節(jié)流閥64,并且可延伸出去到節(jié)氣門體62的外部。在一些示例中,軸可耦接到節(jié)流閥64的不包括中空內(nèi)部通道72的部分。
以這種方式,耦接到凸緣240的軸242沿節(jié)氣門體62的點(diǎn)固定。因此,當(dāng)節(jié)流閥64在平行于進(jìn)氣氣流方向的上游方向和下游方向上移動(dòng)時(shí),軸242、開(kāi)口68和凸緣240不移動(dòng)。當(dāng)節(jié)流閥64在下游方向上朝向凸緣240致動(dòng)時(shí),位于凸緣240內(nèi)部的中空內(nèi)部通道72可被供應(yīng)真空。大量的吸入流可從真空消耗裝置140流入中空內(nèi)部通道72中,自開(kāi)口68流出,并自凸緣240流出,以與進(jìn)氣氣流箭頭205混合。流入中空內(nèi)部通道72中的吸入流的量隨著真空增加而增加,其中真空在節(jié)流閥64接近(逐漸靠近)固定件240時(shí)增加。在一個(gè)示例中,當(dāng)凸緣240的頂點(diǎn)278沿共同的豎直軸線與節(jié)流閥264的頂點(diǎn)268對(duì)準(zhǔn)時(shí),可產(chǎn)生最大量的真空。在第二實(shí)施例的一個(gè)示例中,節(jié)流閥64不是中空的,并且不接收吸入流。在另一個(gè)實(shí)施例中,第一實(shí)施例和第二實(shí)施例可以組合,使得節(jié)流閥64和凸緣240兩者均包括用于補(bǔ)充一個(gè)或多個(gè)真空消耗裝置的真空的中空內(nèi)部通道,其中節(jié)流閥和凸緣可流體地耦接到相同的或不同的真空消耗裝置。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4a至圖4c,它們示出節(jié)流閥64可被調(diào)整到的示例位置。因此,圖4a至圖4c示出當(dāng)將節(jié)流閥64調(diào)整到不同的示例位置時(shí),節(jié)流閥64在節(jié)氣門體62內(nèi)的相對(duì)定位。圖4a至圖4c示出定位在節(jié)氣門體62內(nèi)的節(jié)流閥64的剖視圖,其中橫截平面沿圖2a至圖2b的線m-m'截取。圖4a示出處于打開(kāi)的第一位置的節(jié)流閥64。圖4c示出處于閉合的第二位置的節(jié)流閥64,并且圖4b示出處于中間的第三位置的節(jié)流閥,第三位置是打開(kāi)的第一位置和閉合的第二位置之間的位置。相比于處于閉合的第二位置時(shí),當(dāng)節(jié)流閥64處于中間的第三位置時(shí),更多的空氣可流過(guò)節(jié)氣門體62,并且相比于處于中間的第三位置時(shí),當(dāng)節(jié)流閥64處于打開(kāi)的第一位置時(shí),更多的空氣可流過(guò)節(jié)氣門體62。因此,通過(guò)節(jié)氣門60的氣流可隨著在遠(yuǎn)離閉合的第二位置朝向打開(kāi)的第一位置的偏轉(zhuǎn)的增加而增加。需注意,先前在圖1至圖3b中介紹的部件在圖4a至圖4c中被類似地編號(hào),并且可不再介紹。
以下描述描述了包括耦接到節(jié)流閥64的軸242的節(jié)氣門60的第一實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,以下描述還可用于描述其中軸242耦接到凸緣240的節(jié)氣門60的第二實(shí)施例。由第一實(shí)施例和第二實(shí)施例產(chǎn)生的真空可實(shí)質(zhì)上相等。
因此,在圖4a至圖4c中,所示節(jié)流閥64可在不同位置沿縱向軸線234進(jìn)行移位。如以上參考圖2b和圖3a所描述,節(jié)流閥64可沿縱向軸線234相對(duì)于節(jié)氣門體62和凸緣240滑動(dòng)。由此,節(jié)流閥64和凸緣240之間的距離可根據(jù)節(jié)流閥64的位置而變化。具體地,當(dāng)將節(jié)氣門60調(diào)整到更打開(kāi)位置時(shí),節(jié)流閥64可被移動(dòng)得更靠近節(jié)氣門體62的下游第一端209,并且遠(yuǎn)離節(jié)氣門體62的下游第二端211和凸緣240。以這種方式,節(jié)氣門60中的在節(jié)流閥64和凸緣240之間形成的開(kāi)口可增大,并且從中通過(guò)的氣流可對(duì)應(yīng)地增加。進(jìn)一步地,當(dāng)將節(jié)氣門60調(diào)整到更閉合的位置時(shí),節(jié)流閥64可被移動(dòng)得更靠近節(jié)氣門體62的下游第二端211和凸緣240,并且遠(yuǎn)離節(jié)氣門體62的下游第一端209。以這種方式,節(jié)氣門60中的在節(jié)流閥64和凸緣240之間形成的開(kāi)口可減小,并且從中通過(guò)的氣流可對(duì)應(yīng)地減少。如以上參考圖2b和圖3a-3b所解釋,當(dāng)朝向更閉合的位置調(diào)整節(jié)氣門60時(shí),在節(jié)流閥64和凸緣240之間產(chǎn)生的文丘里效應(yīng)可增加。由此,當(dāng)朝向更閉合的位置調(diào)整節(jié)氣門60時(shí),在閥64和凸緣240之間可產(chǎn)生更多的真空。
由于通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流可實(shí)質(zhì)上平行于縱向軸線234,所以節(jié)流閥64的移動(dòng)可實(shí)質(zhì)上平行于節(jié)氣門體62中的進(jìn)氣氣流。在圖4a至圖4c中,所示的通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流從左向右流動(dòng)。由此,使節(jié)流閥64向下游移動(dòng)可指使節(jié)流閥64在與進(jìn)氣氣流相同或相似的方向上(在圖4a至圖4c中從左到右)移動(dòng)。相反,使節(jié)流閥64向上游移動(dòng)可指在使節(jié)流閥64在與進(jìn)氣氣流相反的方向上(在圖4a至圖4c中從右到左)移動(dòng)。由此,當(dāng)朝向更閉合的位置移動(dòng)節(jié)流閥64時(shí),節(jié)流閥64可在與節(jié)氣門體62中的進(jìn)氣氣體的流動(dòng)方向大致精確一致的方向上移位。相反,當(dāng)朝向更打開(kāi)的位置移動(dòng)節(jié)流閥64時(shí),節(jié)流閥64可在與節(jié)氣門體62中(例如,下游)的進(jìn)氣氣體的流動(dòng)方向大致精確相反或相對(duì)的方向上移位。由于所示凸緣240被定位成相比于節(jié)氣門體62的下游第一端部209更靠近下游第二端部211,所以當(dāng)使節(jié)流閥64向下游移位時(shí),節(jié)流閥64可被移動(dòng)得更靠近凸緣240。相反,當(dāng)使節(jié)流閥64向上游移動(dòng)時(shí),節(jié)流閥64與凸緣240之間的距離可增大。
節(jié)流閥64的位置可由馬達(dá)81進(jìn)行調(diào)整。具體地,馬達(dá)81可物理地耦接到節(jié)流閥64,用于在節(jié)氣門體62內(nèi)移動(dòng)節(jié)流閥64。馬達(dá)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(hào)來(lái)調(diào)整節(jié)流閥64的位置。具體地,響應(yīng)于對(duì)來(lái)自真空消耗裝置的真空的需求的增加,控制器12可向馬達(dá)81發(fā)送信號(hào),用于將節(jié)流閥64的位置調(diào)整到更閉合的位置,以增加在節(jié)流閥的頂端268處產(chǎn)生的真空的量。
馬達(dá)81可為任何合適的致動(dòng)器,諸如液壓致動(dòng)器、電動(dòng)致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器、機(jī)電致動(dòng)器等。進(jìn)一步地,馬達(dá)81可經(jīng)由軸342和/或致動(dòng)器桿426物理地耦接到節(jié)流閥64。因此,馬達(dá)81可為線性致動(dòng)器,并且可使節(jié)流閥64在節(jié)氣門體62內(nèi)的上游和下游沿縱向軸線234移位。在一些示例中,馬達(dá)81可直接地物理地耦接到致動(dòng)器桿426,并且致動(dòng)器桿426繼而可直接地物理地耦接到軸342,軸342繼而可直接地物理地耦接到節(jié)流閥64。在一些示例中,致動(dòng)器桿426可包括可沿縱向軸線234移動(dòng)的柱塞或活塞。由此,當(dāng)馬達(dá)81使致動(dòng)器桿426沿水平軸線移位時(shí),節(jié)流閥64也可移位,因?yàn)槠淇山?jīng)由軸342物理地耦接到桿426。然而,在其他示例,諸如在圖4a至圖4c中所示的示例中,致動(dòng)器桿426可以是帶螺紋的,并且致動(dòng)器桿426的旋轉(zhuǎn)可繼而導(dǎo)致軸342和節(jié)流閥64沿縱向軸線234的移位。因此,由馬達(dá)81產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可被轉(zhuǎn)化為節(jié)流閥64的線性運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步地,應(yīng)當(dāng)理解,馬達(dá)81對(duì)節(jié)流閥64的線性致動(dòng)的其他示例是可能的。進(jìn)一步地,在一些示例中,馬達(dá)81可直接物理地耦接到軸342,并且可不包括桿426。
圖4a示出實(shí)施例400,其中節(jié)流閥64處于打開(kāi)的第一位置。相比于任何其他的節(jié)氣門位置,在節(jié)流閥64處于打開(kāi)的第一位置的情況下,通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流可更多。因此,在圖4a中所示的節(jié)流閥64的位置可被稱為完全打開(kāi)位置。節(jié)流閥64可不與凸緣240重疊。更精確地,當(dāng)將節(jié)流閥調(diào)整到打開(kāi)的第一位置時(shí),沿豎直軸線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)流閥64兩者。換句話說(shuō),節(jié)流閥64的任何部分都不位于凸緣240的任何部分上。然而,在其他示例中,在打開(kāi)的第一位置中,可存在節(jié)流閥64和凸緣240之間的一些重疊。由此,相比于更閉合的位置,節(jié)氣門體62的變窄在打開(kāi)的第一位置可更少,并且通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流可相對(duì)無(wú)阻塞。
圖4b示出實(shí)施例425,其中節(jié)流閥64在節(jié)氣門體62中沿縱向軸線234相對(duì)于圖4a中所示的打開(kāi)的第一位置向下游移位到中間的第三位置。由此,相比于在打開(kāi)的第一位置中,在第三位置中,通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流可較少。然而,相比于打開(kāi)的第一位置,在節(jié)流閥64的頂端268處產(chǎn)生的真空的量在第三位置處可更大。因此,相比于打開(kāi)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處可更大,如在圖4b中相對(duì)于圖4a的增加數(shù)量的流動(dòng)箭頭326所示。在中間的第三位置中,節(jié)流閥64可與凸緣240重疊。也就是說(shuō),當(dāng)將節(jié)流閥調(diào)整到中間第三位置時(shí),沿豎直軸線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)流閥64兩者。換句話說(shuō),節(jié)流閥64的部分可被定位在凸緣240的部分上方。但是,在其他示例中,節(jié)流閥64在中間的第三位置中可不與凸緣240重疊。
圖4c示出實(shí)施例450,其中節(jié)流閥64在節(jié)氣門體62中沿縱向軸線234相對(duì)于在圖4a和圖4b中所示的打開(kāi)的第一位置和中間的第三位置向下游移位到閉合的第二位置。由此,相比于在打開(kāi)的第一位置和中間的第三位置中,在閉合的第二位置中,通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流可較少。然而,相比于打開(kāi)的第一位置和中間的第三位置,在閉合的第二位置處,在節(jié)流閥64的頂端268處產(chǎn)生的真空的量可較大。因此,相比于打開(kāi)的第一位置和中間的第三位置,在閉合的第二位置中,從真空消耗裝置140抽吸到節(jié)氣門體62中的氣體的量可更大,如在圖4c中相對(duì)于圖4a和圖4b的增加數(shù)量的流動(dòng)箭頭326所示。
在閉合的第二位置中,節(jié)流閥64可與凸緣240完全重疊。也就是說(shuō),當(dāng)將節(jié)流閥調(diào)整到閉合的第二位置時(shí),沿豎直軸線236截取的節(jié)流閥64的基本上所有的橫截面均可包括凸緣240和節(jié)流閥64兩者。換句話說(shuō),節(jié)流閥64可直接定位在凸緣240上方,使得節(jié)流閥64的頂端268和凸緣240的頂端278沿豎直軸線236彼此對(duì)準(zhǔn)。如在圖4c中所示,在閉合的第二位置中,頂端268和頂端278可彼此分開(kāi)狹窄的空間,使得來(lái)自真空消耗裝置140的氣體可自開(kāi)口68流出并進(jìn)入節(jié)氣門體62中。因此,在閉合的第二位置中,節(jié)流閥64和凸緣240彼此可不物理接觸,使得當(dāng)空氣在閉合的第二位置中流過(guò)由節(jié)流閥64和凸緣240形成的收縮部時(shí),一些量的空氣可繼續(xù)流過(guò)節(jié)氣門體62以產(chǎn)生真空。
然而,應(yīng)當(dāng)理解,在其他示例中,當(dāng)將節(jié)流閥64調(diào)整到閉合的第二位置時(shí),節(jié)流閥64和凸緣240可彼此密封接觸。在一些示例中,通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流可實(shí)質(zhì)上為零。因此,在一些示例中,可將節(jié)流閥64調(diào)整到完全閉合的位置,以切斷到進(jìn)氣歧管(例如,在圖1中所示的進(jìn)氣歧管44)的氣流。在其他示例中,節(jié)流閥64和凸緣240中的一個(gè)或多個(gè)可包括從密封接觸部偏移并且在其下游的開(kāi)口,使得空氣仍然可從真空消耗裝置140流到節(jié)氣門體62。因此,在其他示例中,可將節(jié)流閥64調(diào)整到完全閉合的位置,以切斷來(lái)自節(jié)氣門體62上游的進(jìn)氣通道的氣流,同時(shí)允許空氣繼續(xù)從真空消耗裝置流到進(jìn)氣歧管。以這種方式,在完全閉合位置中,節(jié)流閥64的頂點(diǎn)和固定件240的頂點(diǎn)可接觸,從而形成兩者被氣密密封的接合點(diǎn),該接合點(diǎn)可允許實(shí)質(zhì)上為零的環(huán)境進(jìn)氣空氣流到進(jìn)氣歧管。相反,在完全閉合位置中,開(kāi)口可使空氣從真空消耗裝置流到進(jìn)氣歧管。在一個(gè)示例中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載是低負(fù)載或發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí),節(jié)流閥64可移動(dòng)到完全閉合的位置。這可允許來(lái)自真空消耗裝置的空氣維持低負(fù)載和/或空轉(zhuǎn),而不使環(huán)境進(jìn)氣空氣流到進(jìn)氣歧管。
因此,當(dāng)朝向更接近凸緣240的更閉合的位置調(diào)整節(jié)流閥64時(shí),通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流可減少,在節(jié)流閥64和凸緣240之間產(chǎn)生的真空可增加,并且經(jīng)由內(nèi)部通道72和開(kāi)口68從真空消耗裝置140流到節(jié)氣門體62的氣體的量可增加。相反,當(dāng)朝向進(jìn)一步遠(yuǎn)離凸緣240的更打開(kāi)的位置調(diào)整節(jié)流閥64時(shí),通過(guò)節(jié)氣門體62的氣流可增加,在節(jié)流閥64與凸緣240之間產(chǎn)生的真空可減少,并且經(jīng)由內(nèi)部通道72和開(kāi)口68從真空消耗裝置140流到節(jié)氣門體62中的氣體的量可減少。以這種方式,通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥64的位置可調(diào)整到進(jìn)氣歧管的氣流。進(jìn)一步地,通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥64的位置,可調(diào)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(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的進(jìn)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(nèi)的可滑動(dòng)節(jié)流閥,節(jié)流閥包括將真空消耗裝置耦接到節(jié)氣門體內(nèi)部的中空通道;以及耦接在節(jié)氣門體內(nèi)的向內(nèi)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(gè)實(shí)質(zhì)上平面的壁:兩個(gè)側(cè)壁、一個(gè)頂壁和一個(gè)底壁。節(jié)氣門體的橫截面面積可大于進(jìn)氣管道的橫截面面積。向內(nèi)突出的凸緣可物理地耦接到底壁的內(nèi)表面并且可與其密封接觸,其中凸緣可在兩個(gè)側(cè)壁的內(nèi)表面之間延伸并且可與其密封接觸。節(jié)氣門的上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的節(jié)流閥可物理地耦接到頂壁的內(nèi)表面并且與其密封接觸,且其中節(jié)流閥可在兩個(gè)側(cè)壁的內(nèi)表面之間延伸并且可與其密封接觸。節(jié)氣門的上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的向內(nèi)突出的凸緣可被定位成相比于節(jié)氣門體的上游端更接近節(jié)氣門體的下游端。上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的節(jié)氣門可進(jìn)一步包括入口錐體,該入口錐體將進(jìn)氣管道的上游部分耦接到節(jié)氣門體的上游端,其中入口錐體的第一端可耦接到進(jìn)氣管道的上游部分,并且其中入口錐體的第二端可耦接到節(jié)氣門體的上游端,并且其中入口錐體的橫截面面積在第二端處可大于在第一端處。上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的節(jié)氣門可進(jìn)一步包括:出口錐體,該出口錐體將進(jìn)氣管道的下游部分耦接到節(jié)氣門體的下游端,其中出口錐體的第一端可耦接到節(jié)氣門體的下游端,并且其中出口錐體的第二端可耦接到進(jìn)氣管道,并且其中出口錐體的橫截面面積在第一端處可大于在第二端處。節(jié)氣門的上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的向內(nèi)突出的凸緣和節(jié)流閥可各自包括面向即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的相應(yīng)的上游第一表面,第一表面相對(duì)于即將到來(lái)的進(jìn)氣氣體的流動(dòng)方向以相應(yīng)的第一角度取向,并且其中向內(nèi)突出的凸緣和節(jié)流閥可各自包括背離即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的相應(yīng)的下游第二表面,第二表面相對(duì)于即將到來(lái)的進(jìn)氣氣體的流動(dòng)方向以相應(yīng)的第二角度取向,其中第二角度可小于相應(yīng)的第一角度。上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的節(jié)氣門,其中節(jié)流閥可相對(duì)于凸緣沿節(jié)氣門體的縱向軸線在打開(kāi)的第一位置和閉合的第二位置之間移動(dòng),并且其中節(jié)氣門體中的在節(jié)流閥和凸緣之間形成的開(kāi)口可隨著節(jié)流閥遠(yuǎn)離閉合的第二位置朝向打開(kāi)的第一位置的偏轉(zhuǎn)的增加而增加。上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的節(jié)氣門進(jìn)一步包括物理地耦接到節(jié)氣門體的馬達(dá),用于在第一位置和第二位置之間調(diào)整節(jié)流閥。上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的節(jié)氣門,其中節(jié)流閥包括通過(guò)中空通道在節(jié)流閥的頂點(diǎn)處形成的孔,并且其中可在所述頂點(diǎn)處產(chǎn)生文丘里效應(yīng),并且其中文丘里效應(yīng)的大小可由于節(jié)流閥和凸緣之間的距離的減小而增加。根據(jù)本申請(qǐng)所述的節(jié)氣門,其中真空消耗裝置是制動(dòng)助力器、燃料蒸汽罐和真空致動(dòng)的閥中的一種。
在另一種表示中,系統(tǒng)可包括:包括進(jìn)氣管道的發(fā)動(dòng)機(jī);包括在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中的節(jié)氣門體,節(jié)氣門體包括節(jié)流閥和耦接在節(jié)氣門體內(nèi)的向內(nèi)突出的流動(dòng)阻塞件,節(jié)流閥可沿基本上平行于節(jié)氣門體中的進(jìn)氣氣流的方向的軸線在打開(kāi)的第一位置和閉合的第二位置之間滑動(dòng),節(jié)氣閥門包括將真空消耗裝置流體地耦接到節(jié)氣門體的內(nèi)部的中空通道;以及控制器,其具有存儲(chǔ)在非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)可讀指令,用于:響應(yīng)于真空需求的增加,朝向更閉合的位置調(diào)整節(jié)流閥,以增加由中空通道在節(jié)流閥的向內(nèi)延伸的頂端處形成的節(jié)流閥的孔處產(chǎn)生的真空的量。當(dāng)朝向閉合的第二位置調(diào)整節(jié)流閥時(shí),可在節(jié)流閥和流動(dòng)阻塞件之間形成上述系統(tǒng)的節(jié)氣門體的收縮部,并且因此通過(guò)進(jìn)氣管道的氣流的量減小,并且在孔處產(chǎn)生的真空的量增加。上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的系統(tǒng)可進(jìn)一步包括與控制器電連通的馬達(dá),馬達(dá)物理地耦接到節(jié)流閥,并且其中馬達(dá)可基于從控制器接收的信號(hào)調(diào)整節(jié)流閥的位置。上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的系統(tǒng),其中面向即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的節(jié)流閥的上游第一表面的斜率可大于背離即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的節(jié)流閥的下游第二表面的斜率。上述實(shí)施例中的任一個(gè)或組合的系統(tǒng),其中面向即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的流動(dòng)阻塞件的上游第一表面的斜率可大于背離即將到來(lái)的進(jìn)氣氣流的流動(dòng)阻塞件的下游第二表面的斜率。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5,其示出響應(yīng)于來(lái)自耦接到節(jié)流閥的真空消耗裝置(在圖1至圖4d中所示的真空消耗裝置140)的真空需求,控制器(例如,在圖1中所示的控制器12)可執(zhí)行的調(diào)整節(jié)氣門(例如,在圖1至圖4d中所示的節(jié)氣門60)內(nèi)的節(jié)流閥(例如,在圖1和圖2b至圖4d中所示的節(jié)流閥64)的位置的示例程序500。另外,響應(yīng)于節(jié)流閥的調(diào)整,控制器可修改一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù),以便維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
如以上參考圖2b至圖4c所解釋,節(jié)流閥可相對(duì)于節(jié)氣門的節(jié)氣門體(例如,在圖1至圖4c中所示的節(jié)氣門體62)移動(dòng)。換句話說(shuō),節(jié)流閥可在節(jié)氣門內(nèi)滑動(dòng)。具體地,節(jié)流閥可沿節(jié)氣門體的縱向軸線相對(duì)于節(jié)氣門體移位。因此,節(jié)流閥可沿實(shí)質(zhì)上平行于節(jié)氣門中的進(jìn)氣氣流方向的軸線移位。由此,節(jié)流閥可相對(duì)于進(jìn)氣氣流在節(jié)氣門內(nèi)向上游和/或下游移動(dòng)。
進(jìn)一步地,節(jié)流閥可被移位,使得節(jié)流閥和流動(dòng)阻塞件(例如,在圖2b至圖4c中所示的凸緣240)之間的距離變化。具體地,節(jié)流閥可在閉合節(jié)氣門時(shí)朝向或更靠近流動(dòng)阻塞件移動(dòng),并且可在打開(kāi)節(jié)氣門時(shí)遠(yuǎn)離流動(dòng)阻塞件移動(dòng)。如以上參考圖4a至圖4c所解釋,可將節(jié)流閥可調(diào)整到打開(kāi)的第一位置和閉合的第二位置,在打開(kāi)的第一位置中,節(jié)流閥被定位成距流動(dòng)阻塞件更大的第一距離,并且通過(guò)節(jié)流閥的流動(dòng)相對(duì)不受限制,在閉合的第二位置中,節(jié)流閥被定位成距流動(dòng)阻塞件較短的第一距離,并且通過(guò)節(jié)流閥的流動(dòng)受到限制和/或基本上為零。在一些示例中,在閉合的第二位置中,節(jié)流閥可被定位在流動(dòng)阻塞件的正上方,使得在節(jié)流閥和流動(dòng)阻塞件之間形成的開(kāi)口最小化。
進(jìn)一步地,可將節(jié)氣門調(diào)整到第一位置和第二位置之間的任何位置。因此,閉合節(jié)氣門可指使節(jié)流閥遠(yuǎn)離打開(kāi)的第一位置朝向閉合的第二位置移動(dòng),并且減小在節(jié)流閥和流動(dòng)阻塞件之間形成的開(kāi)口,以及減少到進(jìn)氣歧管(例如,在圖1中所示的進(jìn)氣歧管44)的進(jìn)氣流。相反地,打開(kāi)節(jié)流閥可指使節(jié)流閥遠(yuǎn)離閉合的第二位置朝向打開(kāi)的第一位置移動(dòng),并且增大在節(jié)流閥和氣流阻塞件之間形成的開(kāi)口,以及增加到進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣流。
致動(dòng)器(例如,在圖4a至4c中所示的馬達(dá)81)可與控制器電連通,用于基于從控制器接收的信號(hào)來(lái)調(diào)整節(jié)流閥的位置。因此,節(jié)流閥的移動(dòng)可由致動(dòng)器執(zhí)行。
在502處,可確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)工況可包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩需求、燃燒空氣燃料比、增壓壓力、歧管絕對(duì)壓力、質(zhì)量空氣流量、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度等。一旦在502處估計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)工況,程序500就可前進(jìn)到504,在504處包括基于在502處確定的發(fā)動(dòng)機(jī)工況來(lái)確定初始節(jié)氣門位置。例如,當(dāng)操作者扭矩需求增加時(shí),節(jié)氣門可移動(dòng)到更打開(kāi)的位置,以增加進(jìn)氣氣流。作為另一示例,如果燃燒空氣燃料比被確定為貧于期望的化學(xué)計(jì)量值,則可將節(jié)氣門設(shè)定到更閉合的位置,以減少進(jìn)氣氣流。在另一示例中,如果滿足發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)條件,則可將節(jié)氣門移動(dòng)到完全閉合的位置。
在506處,程序500可確定耦接到節(jié)氣門的真空消耗裝置是否需要真空。在一個(gè)示例中,當(dāng)真空消耗裝置被致動(dòng)時(shí)可需要真空。在另一示例中,如果真空消耗裝置包括真空儲(chǔ)存器,則可確定裝置的真空要求是否超過(guò)儲(chǔ)存器中可用的真空。如果確定不期望真空,則在512處,可維持初始節(jié)氣門位置,并且程序結(jié)束。然后,可僅基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況,而不是基于真空消耗裝置的真空要求來(lái)繼續(xù)調(diào)整節(jié)氣門位置。
另一方面,如果在506處確定真空消耗裝置需要真空輔助,則程序500繼續(xù)到508,在508處可包括評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)條件是否允許節(jié)氣門位置的變化。具體地,可確定發(fā)動(dòng)機(jī)條件是否允許節(jié)氣門位置朝向更閉合的位置變化,在更閉合的位置中,到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣氣流減少。例如,可存在其中可容許在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的情況下改變節(jié)氣門位置的發(fā)動(dòng)機(jī)條件。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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于閾值,則節(jié)氣門可被定位在大部分打開(kāi)或完全打開(kāi)的位置,以相比于當(dāng)節(jié)流閥處于更閉合的位置時(shí)允許更高的氣流。在這種情況下,可以不將節(jié)氣門位置移動(dòng)到更閉合的位置以產(chǎn)生真空,因?yàn)檫@將不利地影響發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出和性能。因此,如果在510處確定可不調(diào)整節(jié)氣門的位置,則控制器將節(jié)氣門維持在其初始位置,并且程序結(jié)束。然后,可僅基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況,而不是基于真空消耗裝置的真空要求來(lái)繼續(xù)調(diào)整節(jié)氣門位置。
然而,如果在508處評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)條件允許節(jié)氣門位置的變化,并且更具體地,所述條件允許節(jié)氣門位置的減小,則程序500可繼續(xù)到514,在514處包括朝向更閉合的位置調(diào)整節(jié)氣門。對(duì)節(jié)氣門的位置的調(diào)整可取決于真空消耗裝置所期望的真空水平。例如,如果期望更高水平的真空,則可朝向完全閉合的位置進(jìn)一步移動(dòng)節(jié)氣門(例如,節(jié)氣門可完全閉合)。換句話說(shuō),節(jié)流閥朝向完全閉合位置移位的量可與真空需求的量成比例。在另一方面,如果期望較低水平的真空,則控制器可將節(jié)氣門調(diào)整到稍微閉合或部分閉合的位置。因此,當(dāng)來(lái)自真空消耗裝置的期望的真空水平增加時(shí),節(jié)氣門可朝向更閉合的位置移動(dòng)。在一個(gè)示例中,如果在508處確定節(jié)氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)期間已經(jīng)處于閉合位置,則在514處可保持節(jié)氣門位置,而無(wú)需進(jìn)一步的調(diào)整。
接下來(lái),在516處,當(dāng)進(jìn)氣空氣流過(guò)節(jié)流閥和流動(dòng)阻塞件之間節(jié)氣門的內(nèi)部時(shí),可在節(jié)流閥處產(chǎn)生真空。因此,在516處,程序500可包括使進(jìn)氣空氣通過(guò)節(jié)氣門在節(jié)流閥和流動(dòng)阻塞件之間流動(dòng)。如先前所詳述,通過(guò)使進(jìn)氣空氣流過(guò)收縮的通道,可產(chǎn)生文丘里效應(yīng)。具體地,當(dāng)使節(jié)流閥朝向閉合的第二位置移動(dòng)時(shí),在節(jié)流閥和流動(dòng)阻塞件之間形成的流動(dòng)面積可減小。以這種方式,在節(jié)流閥的頂端(例如,在圖2b至圖4c中所示的頂點(diǎn)268)處可產(chǎn)生文丘里效應(yīng),并且在節(jié)流閥和流動(dòng)阻塞件之間可產(chǎn)生真空。
在518處,所產(chǎn)生的真空可被施加到真空消耗裝置,以使得裝置能夠被致動(dòng)或操作。例如,在真空消耗裝置是制動(dòng)助力器的情況下,可施加所產(chǎn)生的真空以實(shí)現(xiàn)車輪制動(dòng)。作為另一示例,在真空消耗裝置是燃料蒸汽罐的情況下,可施加所產(chǎn)生的真空,以實(shí)現(xiàn)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的罐清洗。作為另一示例,在真空消耗裝置是真空致動(dòng)的閥的情況下,可施加所產(chǎn)生的真空以實(shí)現(xiàn)閥致動(dòng)。當(dāng)向真空消耗裝置施加真空時(shí),在節(jié)流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過(guò)耦接到節(jié)流閥的中空軸(例如,在圖2a至圖4c中所示的中空軸242)的管道(例如,在圖1至圖6中所示的管道198),并且通過(guò)節(jié)流閥的開(kāi)口(例如,在圖1和圖3a至圖4c中所示的開(kāi)口68)流出到節(jié)氣門體中。因此,來(lái)自真空消耗裝置的空氣在節(jié)氣門處被接收,從而便于空氣流動(dòng)控制。
在520處,可基于節(jié)氣門位置和目前的氣流調(diào)整燃料噴射量和噴射正時(shí)中的一個(gè)或兩個(gè),以維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。目前氣流可以是流動(dòng)經(jīng)過(guò)節(jié)氣門的穿孔邊緣的新鮮進(jìn)氣空氣和通過(guò)節(jié)流閥從真空消耗裝置流到進(jìn)氣裝置的空氣的組合。在一個(gè)示例中,可調(diào)整燃料噴射量和/或正時(shí),以使汽缸空氣燃料比維持在期望比率處或接近期望比率,諸如化學(xué)計(jì)量比。在另一示例中,可針對(duì)扭矩修改燃料噴射量和/或正時(shí),以維持發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒。在另一示例中,可改變?nèi)剂蠂娚湔龝r(shí)和燃料噴射量中的一個(gè)或兩個(gè),以維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和化學(xué)計(jì)量空氣燃料比中的每個(gè)。
在一個(gè)示例中,在發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)條件期間,當(dāng)將節(jié)流閥調(diào)整到完全閉合的位置時(shí),經(jīng)由節(jié)氣門的氣流減少,而從真空消耗裝置到進(jìn)氣歧管中的氣流增加?;诳倸饬鬏^小,可減少燃料噴射量以維持空氣燃料比。通過(guò)減小燃料噴射的脈沖寬度可減少燃料噴射量。進(jìn)一步地,基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩要求,可提前或延遲燃料噴射正時(shí)。
在522處,響應(yīng)于節(jié)氣門位置的調(diào)整,以及來(lái)自真空消耗裝置的空氣的流動(dòng),可改變一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)??尚薷陌l(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)以維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。例如,當(dāng)在514處將節(jié)流閥移動(dòng)到更閉合的位置時(shí),增壓壓力可增加。為增加增壓壓力,可將耦接在排氣渦輪(例如,在圖1中所示的渦輪164)兩端的廢氣門(例如,在圖1中所示的廢氣門168)調(diào)整到更閉合的位置,以迫使更大量的廢氣通過(guò)排氣渦輪。通過(guò)增加進(jìn)氣裝置內(nèi)的增壓室中的增壓壓力,可補(bǔ)償由節(jié)氣門閉合引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的下降。
還可通過(guò)在526處減小排氣再循環(huán)(egr)的速率來(lái)維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。當(dāng)將節(jié)流閥移動(dòng)到更閉合的位置時(shí),將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管路耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的egr通道中的egr閥可調(diào)整到更閉合的位置,以允許更小比例的排氣被再循環(huán)到進(jìn)氣裝置中。因此,通過(guò)減少排氣殘余物流到進(jìn)氣裝置中,減少發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋,并且發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的充氣可包括更大比例的新鮮進(jìn)氣,從而允許發(fā)動(dòng)機(jī)維持其扭矩輸出。
在528處,可調(diào)整氣門正時(shí)以維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩水平。在一個(gè)示例中,可保持進(jìn)氣門打開(kāi)至較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間,以允許更多的新鮮空氣進(jìn)入汽缸中。在另一示例中,可修改排氣門正時(shí),以減小汽缸內(nèi)的內(nèi)部egr的比例。更進(jìn)一步地,可調(diào)整進(jìn)氣門正時(shí)和排氣門正時(shí)中的每個(gè),以改變氣門重疊的量。例如,可減小氣門重疊以提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。
應(yīng)當(dāng)理解,控制器可選擇上述各種發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè),從而基于目前的工況維持扭矩。例如,在第一條件期間,其中當(dāng)修改節(jié)氣門位置以產(chǎn)生真空時(shí),車輛在穩(wěn)態(tài)駕駛條件下操作,控制器可僅增加增壓壓力,但不減小egr以維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。在第二條件期間,當(dāng)節(jié)氣門閉合時(shí),可維持增壓壓力,同時(shí)減少egr稀釋。在另一示例中,在第三條件期間,可使用內(nèi)部egr減少和外部egr減少中的每個(gè)。例如,可相對(duì)較早地閉合排氣門,以減少汽缸內(nèi)的內(nèi)部egr,并且可同時(shí)減小用于外部egr的egr閥的開(kāi)口,以減少到進(jìn)氣裝置中的外部egr。在第四條件期間,當(dāng)節(jié)氣門位置閉合時(shí),控制器可減少egr,同時(shí)還增加增壓壓力。其他組合也是可能的。
接下來(lái),在530處,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處確定尚未滿足該需求,則程序500可前進(jìn)到534,在534處包括將節(jié)氣門位置維持在在514處設(shè)定的更閉合的位置,以及繼續(xù)產(chǎn)生真空至更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。在另一示例中,如果節(jié)氣門在514處未完全閉合,則可將節(jié)氣門移動(dòng)到完全閉合的位置以產(chǎn)生更多的真空,如果發(fā)動(dòng)機(jī)工況允許該調(diào)整的話。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處確定已經(jīng)產(chǎn)生用于真空消耗裝置的足夠的真空,則程序500可前進(jìn)到532,在532處包括朝向更打開(kāi)的位置調(diào)整節(jié)流閥。替代地,可僅基于目前的發(fā)動(dòng)機(jī)工況將節(jié)流閥移動(dòng)到一位置。
以這種方式,響應(yīng)于來(lái)自真空消耗裝置的真空需求,可通過(guò)控制器調(diào)整節(jié)氣門的位置。當(dāng)對(duì)來(lái)自真空消耗裝置的真空的需求增加時(shí),可將節(jié)氣門移動(dòng)到更閉合的位置。進(jìn)一步地,通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù),諸如增壓壓力、氣門正時(shí)和egr中的一個(gè)或多個(gè),可抵消由于節(jié)氣門開(kāi)口的減小和來(lái)自真空消耗裝置的空氣的流動(dòng)而發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的變化。因此,增壓壓力可增加,egr流可減少,并且氣門正時(shí)可改變,以維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。進(jìn)一步地,可修改燃料噴射量和噴射正時(shí)中的一個(gè)或兩個(gè),以將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒維持在化學(xué)計(jì)量比處或化學(xué)計(jì)量比附近。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6,其示出映射圖600,映射圖600示出基于來(lái)自制動(dòng)助力器的真空需求的示例進(jìn)氣節(jié)氣門位置調(diào)整,以及響應(yīng)于該節(jié)氣門位置調(diào)整的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)的修改。映射圖600在曲線602處示出制動(dòng)踏板位置,在曲線604處示出制動(dòng)助力器真空水平,在曲線606處示出增壓壓力,在608處示出廢氣門位置,在曲線610處示出egr閥位置,在曲線612處示出節(jié)氣門(在圖1和圖2b至圖4c中所示的節(jié)氣門60)的位置,在曲線614處示出發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出,以及在曲線616處示出車輛速度vs。上述所有的曲線均在x軸上相對(duì)于時(shí)間進(jìn)行繪制。線607表示制動(dòng)助力器儲(chǔ)存器中的最小閾值真空。
在時(shí)間t1之前,車輛可以以中等速度在穩(wěn)態(tài)條件下移動(dòng)。節(jié)氣門可處于部分打開(kāi)的位置,以允許足夠的氣流進(jìn)入進(jìn)氣裝置,節(jié)氣門基于工況(諸如車輛速度和操作者需求扭矩)而打開(kāi)。進(jìn)一步地,可基于工況將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出和增壓壓力調(diào)整到中等水平。在所示的示例中,發(fā)動(dòng)機(jī)在廢氣門處于最閉合位置的情況下操作,以提供所需求的增壓壓力。制動(dòng)踏板處于釋放(或“關(guān)閉”)位置,并且制動(dòng)助力器儲(chǔ)存器中的真空是足夠的,如通過(guò)制動(dòng)助力器真空高于真空閾值607所指示的。另外,在t1之前,基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載條件),可將egr閥保持在更打開(kāi)的位置,以允許更高流量的排氣殘余物到進(jìn)氣裝置中,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性,并且減少nox排放。
在t1時(shí),可由操作者施加制動(dòng)踏板,此時(shí),消耗制動(dòng)助力器儲(chǔ)存器中的真空,以實(shí)現(xiàn)車輪制動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)施加繼續(xù)時(shí),儲(chǔ)存器中的真空的量減少。然而,儲(chǔ)存器內(nèi)的真空水平保持在閾值607以上。由于制動(dòng)施加,發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出和車輛速度減小。此外,為減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出和車輛速度,可將節(jié)氣門調(diào)整到更閉合的位置。還可將廢氣門移動(dòng)到更打開(kāi)的位置,以使得增壓壓力能夠減小。
在t2時(shí),制動(dòng)踏板被釋放,并且車輛恢復(fù)類似于在t1之前的那些的穩(wěn)態(tài)行駛條件?;谄毡榈墓r,節(jié)流閥朝更打開(kāi)的位置移動(dòng),以增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。此外,通過(guò)將廢氣門移動(dòng)到更閉合的位置,增壓壓力增加。因此,車輛速度可增加。
在t3時(shí),可再次施加制動(dòng)踏板。與在t1時(shí)的制動(dòng)踏板施加相比,在t3時(shí)的制動(dòng)踏板施加可更有力(例如,被進(jìn)一步和更快地壓下)。因此,觀察到制動(dòng)助力器儲(chǔ)存器內(nèi)的真空水平的更急劇的下降。具體地,在t3時(shí)的更強(qiáng)的制動(dòng)踏板施加可導(dǎo)致在儲(chǔ)存器處的真空消耗到閾值水平607以下。當(dāng)施加制動(dòng)器時(shí),在t3和t4之間,車輛速度和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出急劇下降。節(jié)氣門可移動(dòng)到更閉合的位置,并且廢氣門可移動(dòng)到更打開(kāi)的位置,以減小增壓壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。偶然地,節(jié)氣門閉合還使得能夠在節(jié)氣門處產(chǎn)生真空,真空可在制動(dòng)施加期間被施加到制動(dòng)助力器。具體地,當(dāng)節(jié)氣門移動(dòng)到更閉合的(例如,完全閉合的)位置時(shí),流動(dòng)經(jīng)過(guò)節(jié)氣門和進(jìn)氣通道之間的收縮部的空氣導(dǎo)致文丘里效應(yīng),并且在節(jié)氣門的節(jié)流閥(例如,在圖1和圖2b至圖4c中所示的節(jié)流閥64)的頂端(例如,在圖2b至圖4c中所示的頂端268)處產(chǎn)生真空。
在t4時(shí),制動(dòng)助力器真空水平下降到閾值607以下。響應(yīng)于下降,可通過(guò)控制器接收對(duì)附加真空的需求。制動(dòng)器可在t4時(shí)釋放,并且車輛可在t4和t5之間以較慢的速度行駛。然而,由于真空需求,節(jié)氣門可被調(diào)整到完全閉合的位置,并且可保持在閉合位置處,以經(jīng)由經(jīng)過(guò)節(jié)流閥的頂端的進(jìn)氣氣流產(chǎn)生真空。將所產(chǎn)生的真空施加到制動(dòng)助力器,直到制動(dòng)助力器儲(chǔ)存器中的真空高于閾值607。在替代的示例中,控制器可在t4之前將節(jié)氣門維持在目前的更閉合的位置,直到儲(chǔ)存器中的真空水平高于閾值。在t4和t5之間,儲(chǔ)存器中的真空水平可朝向閾值607上升,并且可基于目前的發(fā)動(dòng)機(jī)工況將節(jié)氣門移動(dòng)到標(biāo)稱打開(kāi)位置。當(dāng)將節(jié)氣門保持閉合用于產(chǎn)生真空時(shí),廢氣門可移動(dòng)到更閉合的位置,以增加增壓壓力并防止發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的減小。另外,可將egr閥調(diào)整到更閉合的位置,以減少到進(jìn)氣裝置中的排氣殘余物的流量,并且有助于維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
在t5時(shí),當(dāng)在節(jié)氣門處產(chǎn)生真空時(shí),操作者可施加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(guò)其他車輛,并且可完全壓下加速器踏板。響應(yīng)于加速器踏板施加(未示出),可將節(jié)氣門移動(dòng)到也稱為全開(kāi)節(jié)氣門位置的完全打開(kāi)的位置,以允許最大氣流進(jìn)入進(jìn)氣歧管(例如,在圖1中所示的進(jìn)氣歧管44)中并進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸(例如,在圖1中所示的汽缸)。因此,響應(yīng)于當(dāng)節(jié)氣門保持在用于產(chǎn)生真空的更閉合位置時(shí)接收到升高的扭矩請(qǐng)求,節(jié)氣門可打開(kāi),并且可中止進(jìn)一步的真空產(chǎn)生,直到發(fā)動(dòng)機(jī)條件允許重新閉合節(jié)氣門。由于節(jié)氣門打開(kāi),超過(guò)t5之后,制動(dòng)助力器儲(chǔ)存器內(nèi)的真空水平保持在閾值607處或在閾值607附近。在全開(kāi)節(jié)氣門期間,egr閥可完全閉合,以減少發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋,并且提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。同時(shí),也可將廢氣門移動(dòng)到完全閉合的位置,使得增壓壓力可快速增加,從而允許發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩顯著增加。在t5和t6之間,響應(yīng)于加速器踏板施加,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時(shí)或在t6附近下降。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和增壓壓力可遵循類似的路徑,并且基于目前的工況,在t6時(shí)可將節(jié)流閥從完全打開(kāi)的位置移動(dòng)到部分打開(kāi)的位置。在t6和t7之間,車輛可在穩(wěn)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。進(jìn)一步地,egr閥和廢氣門返回到標(biāo)稱位置,其中egr閥更加打開(kāi)并且廢氣門更加閉合。
相比于在t1時(shí)或t3時(shí)的制動(dòng)踏板施加,在t7時(shí)可用較小的力施加制動(dòng)踏板。因此,制動(dòng)助力器儲(chǔ)存器中的真空可被較小程度地消耗。然而,由于儲(chǔ)存器內(nèi)的真空水平正好處于閾值607處或在閾值607附近,因此,在t7時(shí)的制動(dòng)器的施加導(dǎo)致真空水平在t7和t8之間降低到閾值607以下。當(dāng)施加制動(dòng)器時(shí),車輛速度和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩減小,并且節(jié)氣門可移動(dòng)到更閉合的位置。另外,節(jié)氣門可保持在更閉合的位置,使得能夠產(chǎn)生真空用于制動(dòng)施加。egr閥保持在其大部分打開(kāi)的位置,而當(dāng)廢氣門稍微打開(kāi)時(shí),增壓壓力可稍微減小。
在t8時(shí),制動(dòng)踏板可被釋放,并且可將節(jié)氣門移動(dòng)到部分打開(kāi)的位置。因此,在t8和t9之間,發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩可上升,并且車輛速度可增加。在t9時(shí),由于可存在穩(wěn)態(tài)駕駛條件,并且真空水平低于閾值607,所以控制器可將節(jié)氣門移動(dòng)到大部分閉合的位置以產(chǎn)生真空。因此,在t9和t10之間,制動(dòng)助力器儲(chǔ)存器內(nèi)的真空水平穩(wěn)定地增加,直到在t10時(shí)達(dá)到足夠的真空水平。為在節(jié)氣門移動(dòng)到更閉合的位置時(shí)防止發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩在t9和t10之間減小,可在t9時(shí)通過(guò)將廢氣門移動(dòng)到更閉合的位置來(lái)增加增壓壓力??刂破骺蓻Q定單獨(dú)使用增壓壓力,而不降低egr水平,以維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。因此,將egr閥保持在大部分打開(kāi)的位置。
在t10時(shí),滿足真空需求,并且節(jié)流閥可返回到部分打開(kāi)的位置。同時(shí),廢氣門可移動(dòng)到更打開(kāi)的位置,并且增壓壓力可減小到與在t1之前類似的水平。
一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法可包括:使節(jié)流閥沿實(shí)質(zhì)上平行于節(jié)氣門中的進(jìn)氣的流動(dòng)方向的軸線在節(jié)氣門的節(jié)氣門體內(nèi)滑動(dòng);通過(guò)使進(jìn)氣空氣流動(dòng)經(jīng)過(guò)節(jié)流閥和節(jié)流閥的節(jié)氣門固定件之間的脊部,在節(jié)流閥的脊部處產(chǎn)生真空;將產(chǎn)生的真空施加到流體地耦接到節(jié)流閥的脊部的真空消耗裝置,并且使空氣從真空消耗裝置流到節(jié)氣門體中;以及在接合點(diǎn)處使節(jié)流閥接觸節(jié)氣門固定件以形成氣密密封,并且其中空氣從真空消耗裝置流到接合點(diǎn)下游的節(jié)氣門體中。在上述方法中,滑動(dòng)節(jié)流閥可基于真空消耗裝置的真空需求量,并且其中滑動(dòng)包括當(dāng)真空需求增加時(shí),在節(jié)氣門體內(nèi)使節(jié)流閥朝向節(jié)氣門固定件和更閉合的位置向下游移動(dòng)。方法可進(jìn)一步包括下列各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè):降低排氣再循環(huán)率,增加增壓壓力,以及增加進(jìn)氣門打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間。
以這種方式,定位在節(jié)氣門內(nèi)的可滑動(dòng)節(jié)流閥可在節(jié)氣門內(nèi)移位,以在被調(diào)整到更閉合的位置時(shí)從進(jìn)氣氣流產(chǎn)生真空。節(jié)流閥可包括將節(jié)流閥流體地連接到真空消耗裝置的中空內(nèi)部通道。響應(yīng)于來(lái)自真空消耗裝置的真空需求,可將節(jié)流閥的位置調(diào)整到更閉合的位置,以隨著對(duì)真空需求的增加而增加真空產(chǎn)生。當(dāng)朝向更閉合的位置調(diào)整節(jié)流閥,并且減少發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口內(nèi)的氣流時(shí),通過(guò)修改增壓壓力、egr流和氣門正時(shí)中的一個(gè)或多個(gè),可維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。
以這種方式,可將抽氣器的功能與節(jié)氣門的功能組合,從而使得能夠減少包裝空間。另外,通過(guò)消除對(duì)單獨(dú)的抽氣器的需要,可減少費(fèi)用。通過(guò)將位于節(jié)氣門內(nèi)的節(jié)流閥的位置調(diào)整到更閉合的位置,可以以更簡(jiǎn)單的方式控制在發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)和低負(fù)載條件下進(jìn)入進(jìn)氣歧管的總的氣流率。當(dāng)朝向更閉合的位置調(diào)整節(jié)流閥時(shí),在節(jié)流閥與節(jié)氣門中的流動(dòng)阻塞件之間產(chǎn)生的真空的量可增加。因此,可避免用于控制進(jìn)入進(jìn)氣裝置中的抽氣器流率的額外抽氣器切斷閥,從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的成本節(jié)約。進(jìn)一步地,通過(guò)在節(jié)流閥中包括可滑動(dòng)的節(jié)流閥,可增加在節(jié)流閥處產(chǎn)生的真空的量,并且因此增加從耦接到節(jié)流閥的真空消耗裝置抽吸的空氣的量的技術(shù)效果??烧{(diào)整節(jié)流閥的形狀、尺寸和位置,而不改變節(jié)氣門或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的任何其他部件。由此,可調(diào)整節(jié)氣門的尺寸和形狀,從而增加在將節(jié)流閥調(diào)整到更閉合的位置時(shí)所產(chǎn)生的真空的量。
需注意,包括在本文的示例控制和估計(jì)程序可與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文公開(kāi)的控制方法和程序可作為可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中。本文描述的具體程序可表示任何數(shù)量的處理策略中的一種或多種,諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。由此,所示出的各種行為、操作和/或功能可按所示出的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在一些情況下省略。同樣地,處理的次序并非是實(shí)現(xiàn)本文所描述的示例性實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需的,而是為易于說(shuō)明和描述提供。根據(jù)所使用的特定策略,可重復(fù)執(zhí)行所示出的行為、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)。進(jìn)一步地,所描述的行為、操作和/或功能可用圖形表示待編程到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中的代碼。
應(yīng)該理解,因?yàn)榭赡苡性S多變化,所以在本文公開(kāi)的配置和程序在本質(zhì)上是示例性的,并且這些具體實(shí)施例不應(yīng)被視為具有限制性意義。例如,以上技術(shù)可應(yīng)用于v-6、i-4、i-6、v-12、對(duì)置4缸以及其他的發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開(kāi)的主題包括在本文所公開(kāi)的各種系統(tǒng)和配置,以及其他特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。
隨附權(quán)利要求特別指出被視為新穎的和非顯而易見(jiàn)的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可指“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。此類權(quán)利要求應(yīng)理解成包括一個(gè)或多個(gè)此類元件的結(jié)合,既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)此類元件。所公開(kāi)的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過(guò)本權(quán)利要求的修正或通過(guò)在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中呈現(xiàn)的新權(quán)利要求加以要求。此類權(quán)利要求,無(wú)論是更寬于、更窄于、等于或不同于原始權(quán)利要求范圍,仍被視為包括在本公開(kāi)的主題之內(nèi)。