用于熱力發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于熱力發(fā)動機(10)的組件(1)，該組件包括電動壓縮機(5)和進氣系統(tǒng)，所述進氣系統(tǒng)包括雙歧管(2)，在至該雙歧管的入口處布置有閥(4)，該閥被構造為允許進氣氣體流入歧管(2)中和/或允許進氣氣體繞過電動壓縮機(5)。雙歧管(2)包括渦流歧管(22)和填充歧管(21)，所述渦流歧管(22)和所述填充歧管(21)通過兩個獨立的入口而被供給，所述兩個獨立的入口能夠彼此獨立地被閥(4)封閉。
【專利說明】
用于熱力發(fā)動機的進氣系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及熱力發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的領域，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于機動車熱力發(fā)動機的組件，該組件包括進氣系統(tǒng)和電動壓縮機，所述進氣系統(tǒng)和電動壓縮機被構造為用于改進該發(fā)動機的內部空氣動力學性能。
[0002]本發(fā)明所涉及的熱力發(fā)動機是增壓式或非增壓式的汽油、柴油、燃氣、乙醇發(fā)動機。
【背景技術】
[0003]活塞式發(fā)動機的內部空氣動力學性能很大程度地影響燃燒的質量，并由此影響燃料消耗和污染物排放。因此，為了滿足日益嚴格的排放和消耗標準，控制并根據(jù)運行條件來改變該空氣動力學性能是一個重大挑戰(zhàn)。
[0004]在已知的用于改變發(fā)動機內部空氣動力學性能的方式中，可列舉在某些情況下包括悶熄(6 touffer)類型的蝶形閥以及用于徑向渦流的流動(根據(jù)英文術語也被稱作“swirl”，即渦流)的和/或用于橫向渦流的流動(根據(jù)英文術語也被稱作“tumble”，即滾流)的活門，這些活門用于完全或部分地封閉管道。在某些每個汽缸具有兩個進氣氣門的柴油發(fā)動機中，一個氣門通過填充管道被供給，另一個氣門則通過渦流類型的管道被供給。通過完全或部分地封閉(例如通過活門)填充管道，可使渦流比改變。通常，進氣歧管具有單一入口和與汽缸同樣多的出口，對于每個汽缸，填充管道與禍流管道之間的分隔部插入汽缸蓋中。因此，需要與汽缸同樣多的渦流活門。為了僅使用單一的渦流活門，還可以使用雙進氣歧管。該雙進氣歧管起始于通向兩個獨立的歧管的Y形管道，其中一個歧管供給所有的渦流氣門，另一個歧管供給所有的填充氣門。
[0005]在消耗和污染物排放方面，車輛的認證標準是基于更加動態(tài)的行駛并以高荷載來實現(xiàn)的，存在增加的需求，以不僅使空氣動力學性能非常快地改變，而且還要在大的發(fā)動機運行區(qū)域上使空氣動力學性能改變。
[0006]已知方式的缺陷在于這些方式不允許基于高荷載使空氣動力學性能足夠快地改變，高荷載的動態(tài)性非常經(jīng)常地受限于渦輪壓縮機的響應時間，和/或在于這些方式因為導致額外的荷載損失而降低消耗的效益。
【發(fā)明內容】
[0007]因此，本發(fā)明的目的在于通過提出一種用于熱力發(fā)動機的組件以克服現(xiàn)有技術系統(tǒng)的缺陷，該組件包括進氣系統(tǒng)，該進氣系統(tǒng)允許使燃燒發(fā)動機的內部空氣動力學性能很快改變，而不降低消耗的效益。
[0008]為此，本發(fā)明提出一種用于熱力發(fā)動機的組件，該組件包括電動壓縮機和進氣系統(tǒng)，該進氣系統(tǒng)包括雙歧管，在該雙歧管的入口處布置有閥，該閥被構造為允許進氣氣體流入歧管和/或進氣氣體繞過電動壓縮機。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述雙歧管包括通過兩個獨立的入口而被供給的渦流歧管和填充歧管，所述兩個入口可彼此獨立地被閥封閉。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，根據(jù)本發(fā)明的用于熱力發(fā)動機的組件包括用于繞過電動壓縮機的旁通管道，該旁通管道被布置為可在電動壓縮機被啟動時被閥封閉。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，發(fā)動機的主進氣管道分成獨立的并通向閥的第一管道和旁通管道。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，電動壓縮機被布置于第一管道上、在閥的上游。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，第一管道被布置為使得對于給定的閥位置，該第一管道可為與歧管的填充管道和渦流管道連通的唯一管道。
[0014]本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的組件的使用方法，該方法包括以下步驟:[00?5]-使電動壓縮機不啟動，
[0016]-通過使氣體流入旁通管道而繞過電動壓縮機，
[0017]-供給渦流管道。
[0018]本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的組件的使用方法，該方法包括以下步驟:
[0019]-使電動壓縮機不啟動，
[0020]-通過使氣體流入旁通管道而繞過電動壓縮機，
[0021 ]-供給渦流管道和分配管道。
[0022]本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的組件的使用方法，該方法包括以下步驟:
[0023]-啟動電動壓縮機，
[0024]-使氣體經(jīng)由電動壓縮機流入第一進氣管道，
[0025]-供給渦流管道和分配管道。
[0026]本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的組件的使用方法，該方法用于阻止流體以任何方式流入雙歧管。
【附圖說明】
[0027]通過閱讀以下通過參照附圖作出的描述，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點將被更好地理解并更清楚地顯現(xiàn)，所述附圖僅作為示例而被提供，且在附圖中:
[0028]圖1是根據(jù)第一使用構造的發(fā)動機架構的局部示意圖，該發(fā)動機架構包括根據(jù)本發(fā)明的電動壓縮機和進氣系統(tǒng)；
[0029]圖2是根據(jù)第二使用構造的發(fā)動機架構的局部示意圖，該發(fā)動機架構包括根據(jù)本發(fā)明的電動壓縮機和進氣系統(tǒng)；
[0030]圖3是根據(jù)第三使用構造的發(fā)動機架構的局部示意圖，該發(fā)動機架構包括根據(jù)本發(fā)明的電動壓縮機和進氣系統(tǒng)；
[0031]圖4是根據(jù)第四使用構造的發(fā)動機架構的局部示意圖，該發(fā)動機架構包括根據(jù)本發(fā)明的電動壓縮機和進氣系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明涉及一種用于熱力發(fā)動機的組件，該組件包括進氣系統(tǒng)和電動壓縮機。
[0033]本發(fā)明涉及所有汽油、柴油、燃氣、乙醇熱力發(fā)動機，無論這些熱力發(fā)動機是增壓式的還是非增壓式的。
[0034]在以下的說明書中，電動壓縮機指容積式或非容積式的且例如離心式或徑向式的空氣壓縮機，該壓縮機被電機驅動，以使熱力發(fā)動機增壓。因此，通常是為了增大進入的空氣的密度而啟動電動壓縮機。在本發(fā)明的范圍內，電動壓縮機與旁通(根據(jù)英文術語也被稱作“by-pass”)管道相關聯(lián)，如下所述，該旁通管道允許在需要時繞過該電動壓縮機。
[0035]在本發(fā)明的范圍內使用的進氣系統(tǒng)包括具有兩個獨立入口的雙進氣歧管。
[0036]本發(fā)明在于使用位于歧管的入口處的閥，該閥允許實現(xiàn)悶熄蝶形閥的、空氣動力學活門的和繞過(旁通)電動壓縮機的功能，該閥與電動壓縮機相關聯(lián)。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的這種閥允許限制發(fā)動機所占的體積及相關聯(lián)的成本。該閥還允許根據(jù)發(fā)動機的條件和荷載選擇使用雙歧管的一個或兩個歧管、或不使用歧管，同時可選地使用電動壓縮機。
[0038]在圖1至圖4中示出包括根據(jù)本發(fā)明的組件的發(fā)動機架構的例子。圖中的箭頭示出了進氣空氣(也被稱作進氣氣體)的流動。
[0039]組件I包括雙進氣歧管2，該雙進氣歧管包括填充歧管21和渦流歧管22。該雙進氣歧管2被布置在發(fā)動機10的進氣管道3上。雙歧管2包括兩個具有獨立的入口的管道211、221，在所述獨立的入口處布置有閥4，該閥構成根據(jù)本發(fā)明的組件的一部分。第一填充管道211通向填充歧管21，第二渦流管道221通向渦流歧管22。因此，填充管道指供給填充歧管的管道，渦流管道指供給渦流歧管的管道。渦流管道221和填充管道211可彼此獨立地被完全或部分地封閉。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，每個歧管包括四個次級管道212、222，所述四個次級管道212、222供給四個汽缸6。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的組件還包括電動壓縮機5，該電動壓縮機5相對于雙歧管2被布置在閥4上游、于發(fā)動機的主進氣管道3上。
[0042]發(fā)動機的主進氣管道3分成獨立的第一管道31和被稱作旁通管道32的第二管道，這兩個管道通向閥4。
[0043]電動壓縮機5被布置在這些管道中的一個上，更精確地，該電動壓縮機被布置在第一管道31上。
[0044]第一管道31在歧管的兩個管道附近通向閥4的主體。
[0045]更具體地，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，該第一管道31被布置為使得對于給定的閥4位置，該管道可為與歧管的填充管道211和渦流管道221連通的唯一 (seul)管道。
[0046]如其名稱所指，在不使用電動壓縮機5時，旁通管道32用作繞過電動壓縮機5的管道。
[0047]用于本發(fā)明的范圍內的閥4包括封閉裝置41，該封閉裝置41允許封閉主進氣管道3的兩個管道31、32中的零個、一個或兩個。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，該封閉裝置是通過其中心被固定到閥的、并能夠軸向樞轉的活門。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，閥4被構造為允許根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的多個運行模式:
[0050]-使主進氣管道3的兩個管道31、32與渦流管道221連通。電動壓縮機則被繞過，全部空氣流通過渦流管道221進入汽缸。在圖1中示出了該構造。
[0051]-使主進氣管道3的兩個管道31、32與兩個渦流管道221和填充管道211連通。電動壓縮機則被繞過，空氣流在渦流管道221和填充管道211之間分配。在圖2中示出了該構造。
[0052]-使主進氣管道3的第一管道31與兩個渦流管道221和填充管道211連通。電動壓縮機則可壓縮在渦流管道221和填充管道211之間分配的進氣空氣。在圖3中示出了該構造。
[0053]-封閉渦流管道221和填充管道211以悶熄發(fā)動機，以使發(fā)動機停止。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，閥4被構造為使主進氣管道3的第一管道31與雙歧管2的兩個管道211、221中的僅僅一個連通。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，閥4被構造為使雙歧管2的兩個管道211、221中的僅僅一個與主進氣管道3的第二管道或旁通管道32連通，由此繞過電動壓縮機5。
[0056]參照圖1，用于根據(jù)本發(fā)明的組件的使用方法的第一優(yōu)選實施方式包括以下步驟:
[0057]-使電動壓縮機5不啟動，
[0058]-通過使氣體流入旁通管道32而繞過電動壓縮機5，
[0059]-供給渦流管道221。
[0060]在于使電動壓縮機5短路并供給渦流管道221的該方法主要用于低荷載。
[0061]參照圖2，用于根據(jù)本發(fā)明的組件的使用方法的第二優(yōu)選實施方式包括以下步驟:
[00621-使電動壓縮機5不啟動，
[0063]-通過使氣體流入旁通管道32而繞過電動壓縮機5，
[0064]-供給渦流管道221和分配管道211。
[0065]在于使電動壓縮機5短路并供給渦流管道221和填充管道211的該方法主要用于中等和高荷載。
[0066]參照圖3，用于根據(jù)本發(fā)明的組件的使用方法的第二優(yōu)選實施方式包括以下步驟:
[0067]-啟動電動壓縮機5，
[0068]-使氣體經(jīng)由電動壓縮機5流入第一進氣管道31，
[0069]-供給渦流管道221和分配管道211。
[0070]在于經(jīng)由電動壓縮機5來供給渦流管道221和填充管道211的該方法主要用于過渡階段中的高荷載需求。
[0071]參照圖4，用于根據(jù)本發(fā)明的組件的使用方法的第二優(yōu)選實施方式在于，通過將閥用作悶熄蝶形閥而不供給渦流管道221和分配管道211。
[0072]該閥由此允許使發(fā)動機停止，尤其是在柴油發(fā)動機的情況下，在該情況下，安全標準要求具有悶熄蝶形閥，以避免發(fā)動機使用非注射燃料的其它物質(例如來自于泄露的油)繼續(xù)運轉。
[0073]本發(fā)明的范圍不限于以上給出的細節(jié)，并允許呈多個其它的具體形式的實施方式，而不脫離本發(fā)明的應用領域。因此，所述實施方式應被視為是示例性的、并可被改動的，而并不超出由權利要求限定的范圍。
【主權項】
1.一種用于熱力發(fā)動機(10)的組件(I)，包括電動壓縮機(5)和進氣系統(tǒng)，所述進氣系統(tǒng)包括雙歧管(2)，在該雙歧管的入口處布置有閥(4)，該閥被構造為允許進氣氣體流入所述歧管(2)中和/或允許所述進氣氣體繞過所述電動壓縮機(5)。2.根據(jù)權利要求1所述的用于熱力發(fā)動機(10)的組件(I)，其中，所述雙歧管(2)包括渦流歧管(22)和填充歧管(21)，所述渦流歧管(22)和所述填充歧管(21)通過兩個獨立的入口被而被供給，所述兩個獨立的入口能夠彼此獨立地被所述閥(4)封閉。3.根據(jù)權利要求1或2中的任一項所述的用于熱力發(fā)動機(10)的組件(I)，包括用于繞過所述電動壓縮機(5)的旁通管道(32)，該旁通管道被布置為在啟動所述電動壓縮機(5)時能夠被所述閥(4)封閉。4.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的用于熱力發(fā)動機(10)的組件(I)，其中，發(fā)動機的主進氣管道(3)分為獨立的并通向所述閥(4)的第一管道(31)和旁通管道(32)。5.根據(jù)權利要求4所述的用于熱力發(fā)動機(10)的組件(I)，其中，所述電動壓縮機(5)被布置于所述第一管道(31)上、在所述閥的上游。6.根據(jù)權利要求4至5中的任一項所述的用于熱力發(fā)動機(10)的組件(I)，其中，所述第一管道(31)被布置為使得對于給定的所述閥(4)的位置，該第一管道能夠為與所述歧管中的填充管道(211)和渦流管道(221)連通的唯一管道。7.用于根據(jù)權利要求1至6中的任一項所述的組件(I)的一種使用方法，該方法包括以下步驟: -使所述電動壓縮機(5)不啟動， -通過使氣體流入所述旁通管路(32)而繞過所述電動壓縮機(5)， -供給所述渦流管道(221)。8.—種用于根據(jù)權利要求1至6中的任一項所述的組件(I)的使用方法，該方法包括以下步驟: -使所述電動壓縮機(5)不啟動， -通過使氣體流入所述旁通管路(32)而繞過所述電動壓縮機(5)， -供給所述渦流管道(221)和所述分配管道(211)。9.一種用于根據(jù)權利要求1至6中的任一項所述的組件(I)的使用方法，該方法包括以下步驟: -啟動所述電動壓縮機(5)， -使氣體經(jīng)由所述電動壓縮機(5)流入所述第一進氣管道(31)， -供給所述渦流管道(221)和所述分配管道(211)。10.—種用于根據(jù)權利要求1至6中的任一項所述的組件(I)的使用方法，用于阻止流體以任何方式流入所述雙歧管(2)。
【文檔編號】F02M35/108GK106030091SQ201480075703
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年12月11日
【發(fā)明人】J.馬辛科斯基, P.扎克爾澤斯基, F.戴維
【申請人】法雷奧電機控制系統(tǒng)公司