渦輪增壓器廢氣門的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種渦輪增壓器廢氣門。該渦輪增壓器廢氣門包括：覆蓋板，可在打開位置與關閉位置之間致動，打開位置使得排氣流能夠通過渦輪機旁路管道，關閉位置阻止排氣流通過渦輪機旁路管道；以及減振延伸部，連接至覆蓋板并沿徑向延伸超出覆蓋板的徑向外周。作用在減振延伸部上的排氣流因此減小了廢氣門的振動，從而提高了耐用性并減少了令人厭煩的噪音。
【專利說明】渦輪增壓器廢氣門
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)動機中的渦輪增壓器廢氣門及其操作方法。
【背景技術】
[0002]渦輪增壓器在發(fā)動機中用來為增加的發(fā)動機功率輸出提供增壓，或者使得尺寸減小的發(fā)動機產(chǎn)生與體積更大的自然吸氣發(fā)動機等量的功率。然而，在特定操作條件下，可能需要調(diào)整提供給發(fā)動機的增壓量。因此，開發(fā)出一種設置在渦輪機旁路管道中的渦輪增壓器廢氣門，以實現(xiàn)發(fā)動機中的增壓調(diào)整。
[0003]美國第7，823，825號專利公開了一種將螺線管連接至廢氣門的機械連桿。該機械連桿配置有柔性桿，其使得廢氣門的開啟壓力具有更大范圍，以簡化廢氣門的設置和校準。
[0004]然而，發(fā)明人認識到美國第7，823，825號專利所公開的廢氣門的若干缺點。由于廢氣門閥門周圍的高速排氣和湍流模式，廢氣門閥門會產(chǎn)生令人厭煩的聽得見的振動，這被稱為“廢氣門抖動”。這種噪聲會使車輛駕駛員感覺逆耳，并且該振動會縮短廢氣門的使用壽命。因此，降低了客戶的滿意度和渦輪增壓器的可靠性。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種渦輪增壓器廢氣門，其能夠減小廢棄門閥門的抖動以增加廢棄門的使用壽命和可靠性。
[0006]本實用新型的發(fā)明人認識到上述問題并開發(fā)出一種渦輪增壓器廢氣門，其包括可在打開位置和關閉位置之間致動的覆蓋板，打開位置使得排氣流能夠穿過渦輪機旁路管道，而關閉位置阻止排氣流穿過渦輪機旁路管道。減振延伸部連接至該覆蓋板并徑向延伸超出覆蓋板的徑向外周。
[0007]優(yōu)選地，在覆蓋板位于并密封在渦輪機旁路管道法蘭上的關閉位置中，覆蓋板徑向延伸未超出渦輪機旁路管道法蘭的徑向外周，而減振延伸部徑向延伸超出渦輪機旁路管道法蘭的徑向外周。
[0008]優(yōu)選地，渦輪機出口在徑向和軸向中的至少其中一個方向上偏離于覆蓋板。
[0009]優(yōu)選地，該渦輪增壓器廢氣門還包括連接至減振延伸部的致動連桿。
[0010]優(yōu)選地，減振延伸部布置在覆蓋板與致動連桿之間。
[0011]優(yōu)選地，致動連桿連接至覆蓋板的中心部分。
[0012]優(yōu)選地，當覆蓋板位于并密封在渦輪機旁路管道中或者處于部分打開結(jié)構(gòu)時，減振延伸部延伸到來自渦輪機出口的排氣流中，其中，在部分打開結(jié)構(gòu)中，覆蓋板與渦輪機旁路管道法蘭間隔開并阻礙排氣流離開渦輪機旁路管道。
[0013]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種渦輪增壓器廢氣門，包括:可致動的覆蓋板，連接至渦輪機旁路管道；以及半環(huán)形的減振延伸部，固定連接至覆蓋板，半環(huán)形的減振延伸部在徑向上不對稱地延伸超出覆蓋板，并在覆蓋板處于阻止排氣流過渦輪機旁路管道的關閉位置時延伸進入來自渦輪機出口的排氣流中。[0014]優(yōu)選地，半環(huán)形的減振延伸部繞覆蓋板僅延伸180度或小于180度。
[0015]優(yōu)選地，半環(huán)形的減振延伸部繞覆蓋板在I度至180度之間延伸。
[0016]優(yōu)選地，覆蓋板通過與減振延伸部連接的致動連桿由彈簧加載。
[0017]優(yōu)選地，覆蓋板和半環(huán)形的減振延伸部繞著包括在致動連桿中的旋轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)。
[0018]優(yōu)選地，渦輪機旁路管道的出口的中心軸線在廢氣門處于關閉位置時不垂直于覆蓋板的前沿面。
[0019]優(yōu)選地，半環(huán)形的減振延伸部具有弧形徑向邊緣。
[0020]優(yōu)選地，覆蓋板和減振延伸部形成單一連續(xù)材料塊。
[0021]根據(jù)本實用新型的又一方面，提供了一種操作發(fā)動機中的渦輪增壓器廢氣門的方法，包括:基于發(fā)動機運行條件操作渦輪增壓器廢氣門；以及通過減振延伸部對廢氣門中的覆蓋板的一部分施加側(cè)向力。
[0022]優(yōu)選地，側(cè)向力與通過致動連桿施加在覆蓋板上的力相反。
[0023]優(yōu)選地，當廢氣門處于關閉位置或者廢氣門阻礙部分排氣流離開渦輪機旁路管道的打開位置時，施加側(cè)向力。
[0024]優(yōu)選地，操作所述廢氣門包括繞著連接至覆蓋板的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)廢氣門。
[0025]優(yōu)選地，基于發(fā)動機運行條件操作廢氣門包括基于發(fā)動機負載調(diào)整所述廢氣門的位置。
[0026]出乎意料地發(fā)現(xiàn)，通過減振延伸部作用在覆蓋板上的側(cè)向力減小了廢氣門工作時產(chǎn)生的振動。因此，提高了客戶滿意度和渦輪增壓器使用壽命。
[0027]通過單獨參照【具體實施方式】或者結(jié)合附圖參照【具體實施方式】，本實用新型的上述優(yōu)勢和其他優(yōu)勢以及特征將會變得顯而易見。
[0028]應當理解，提供上面的綜述是為了以簡化的形式引入將在下面的詳細說明書中進一步描述的概念的集合。這并不意味著識別要求保護主題的關鍵或必要特征，其范圍由所附權利要求來唯一地限定。另外，所要求保護的主題不限于解決上面提到的或在本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方式。另外，本實用新型的發(fā)明人已經(jīng)認識到上述問題，而這些問題未被確認為是公知的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1示出了包括渦輪增壓器系統(tǒng)的發(fā)動機的示意圖；
[0030]圖2至圖4示出了包括渦輪增壓器廢氣門的示例性渦輪增壓器系統(tǒng)的多個視圖；
[0031]圖5示出了示例性渦輪增壓器廢氣門；
[0032]圖6示出了渦輪增壓器廢氣門的操作方法；以及
[0033]圖7至圖9示出了其它示例性渦輪增壓器廢氣門的截面圖；
[0034]圖2至圖4近似按比例繪制，然而如果需要，可采用其它相對尺寸。
【具體實施方式】
[0035]本文公開了一種位于渦輪增壓器廢氣門中的減振延伸部。該減振延伸部連接至覆蓋板并徑向延伸到該覆蓋板之外，該覆蓋板可在打開位置和關閉位置之間致動，其中，在打開位置，排氣被允許繞過渦輪機，在關閉位置，排氣被阻止繞過渦輪機。減振延伸部可延伸進入渦輪增壓器系統(tǒng)中的排氣流中，從而對覆蓋板加載側(cè)向力。側(cè)向力減小了廢氣門的振動(如，抖動)，從而提高了客戶滿意度和廢氣門使用壽命。具體地，合力偏離廢氣門閥門的自然樞轉(zhuǎn)點的中心施加其上。合力將廢氣門在其余隙內(nèi)偏置，這樣向振蕩運動引入了摩擦阻力，因此減小(如，消除)了廢氣門內(nèi)部，尤其是在微開的閥門位置處的聽得見的振動。
[0036]圖1示出了包括渦輪增壓器系統(tǒng)150的發(fā)動機的示意圖，該渦輪增壓器系統(tǒng)具有渦輪增壓器廢氣門。圖2至圖4示出了示例性渦輪增壓器系統(tǒng)和廢氣門的各種視圖。圖5示出了示例性渦輪增壓器廢氣門。圖6示出了渦輪增壓器廢氣門的操作方法。
[0037]圖1為示出多缸發(fā)動機10的一個汽缸的示意圖，其可包括在車輛100的推進系統(tǒng)中，其中可采用排氣傳感器126 (如，空氣-燃料傳感器)來確定由發(fā)動機10產(chǎn)生的排氣的空燃比。空燃比(連同其它操作參數(shù))可在各種操作模式下用于發(fā)動機10的反饋控制。發(fā)動機10可至少部分地由包含控制器12的控制系統(tǒng)以及車輛駕駛員132通過輸入裝置130的輸入來控制。在該實例中，輸入裝置130包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的汽缸(即，燃燒室)30可包括燃燒室壁32，活塞36布置在其中。
[0038]活塞36可連接至曲軸40，使得活塞的往復運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可通過中間傳動系統(tǒng)連接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，起動器馬達可以通過飛輪聯(lián)接于曲軸40，以實現(xiàn)發(fā)動機10的起動操作。
[0039]汽缸30可通過進氣通道42由進氣歧管44接收進氣，并可通過排氣通道48排出燃燒氣體。在一些實例中，進氣歧管44可包括進氣歧管。進氣歧管44和排氣通道48能夠通過相應的進氣門52和排氣門54與汽缸30選擇性連通。在一些實施例中，汽缸30可包括兩個或更多個進氣門和/或兩個或更多個排氣門。在進氣通道42中定位有包括節(jié)流閥板64的節(jié)流閥62。節(jié)流閥構(gòu)造成調(diào)節(jié)流動到汽缸30的氣流的量。
[0040]在本實例中，進氣門52和排氣門54可以通過進氣凸輪51和排氣凸輪53來致動。在一些實例中，發(fā)動機10可以包括配置用于調(diào)節(jié)(例如，提前或延遲)凸輪正時的可變凸輪正時系統(tǒng)。進氣門52和排氣門54的位置可以分別由位置傳感器55和57來確定。
[0041]燃料噴射器66被示出以如下構(gòu)型布置在進氣歧管44中，S卩:燃料噴射器66提供所謂的“端口噴射”將燃料噴射到汽缸30上游的進氣端口中。燃料噴射器66可以通過電子驅(qū)動器68與從控制器112接收的信號FPW的脈沖寬度成比例地噴射燃料。在一些實例中，汽缸30可以替代地或額外地包括直接地連接至汽缸30的燃料噴射器，用于以被稱為“直噴”的方式將燃料直接噴射到汽缸30中。
[0042]點火系統(tǒng)88能夠在選擇的運行模式下響應于來自控制器12的點火提前信號SA通過火花塞92向汽缸30提供點火火花。盡管示出了火花點火部件，但在一些實例中，發(fā)動機10的汽缸30或一個或多個其它燃燒室可以在具有點火火花或不具有點火火花的情況下在壓縮點火模式下操作。
[0043]排氣傳感器126示出為連接至排氣系統(tǒng)50的位于排放控制裝置70上游的排氣通道48。傳感器126可以是用于提供排氣空/燃比的指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (寬域或?qū)挿秶艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EG0、HEG0 (加熱EG0)、N0x、HC或CO傳感器。在一些實例中，排氣傳感器126可以是定位在排氣系統(tǒng)中的多個排氣傳感器中的第一個。例如，在排放控制裝置70的下游可以定位有附加的排氣傳感器。[0044]排放控制裝置70示出為沿著排氣通道48布置在排氣傳感器126的下游。排放控制裝置70可以是三元催化劑(TWC)、N0x捕集器、各種其它排放控制裝置或以上的組合。在一些實例中，排放控制裝置70可以是定位在排氣系統(tǒng)中的多個排放控制裝置中的第一個。在一些實例中，在發(fā)動機10的運行期間，可以通過在特定的空/燃比內(nèi)運行發(fā)動機的至少一個汽缸來周期性地重置排放控制裝置70。
[0045]控制器12在圖1中示出為微型計算機，其包括微處理器單元(CPU) 102、輸入/輸出端口 104、電存儲介質(zhì)(用于可執(zhí)行程序和校準值，在本特定實例中示出為只讀存儲器(ROM) 106，例如存儲芯片)、隨機存取存儲器(RAM) 108、?；畲鎯ζ?KAM) 110以及數(shù)據(jù)總線。除了前述那些信號之外，控制器12還可以接收來自連接于發(fā)動機10的傳感器的各種信號，這些信號包括:來自空氣質(zhì)量流量傳感器120的對引入空氣質(zhì)量流量(MAF)的測量；來自連接于冷卻水套114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);來自連接于曲軸40的霍爾效應傳感器118 (或其它類型的傳感器)的表面點火感測信號(PIP);來自節(jié)流閥位置傳感器的節(jié)流閥位置(TP);以及來自傳感器122的歧管絕對壓力信號(MAP)。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號(RPM)可以由控制器12根據(jù)信號PIP生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以用來提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。注意，可以使用上述傳感器的各種組合，例如使用MAF傳感器而不使用MAP傳感器，或者使用MAP傳感器而不使用MAF傳感器。在理論配比操作期間，MAP傳感器能夠提供發(fā)動機扭矩的指示。另外，該傳感器連同檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速一起能夠提供對引入到汽缸中的裝料(包括空氣)的估算。在一個實例中，也用作發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118可以在曲軸的每轉(zhuǎn)下產(chǎn)生預定數(shù)量的等間隔脈沖。
[0046]在運行期間，發(fā)動機10中的汽缸30 —般經(jīng)歷四沖程循環(huán)，包括:吸氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在多缸發(fā)動機中，四沖程循環(huán)可以在另外的燃燒室中執(zhí)行。在進氣沖程期間，通常地，排氣門54關閉而進氣門52打開?？諝饫缤ㄟ^進氣歧管被引入到汽缸30中，并且活塞36移動到燃燒室的底部以增大汽缸30內(nèi)的容量?；钊?6靠近燃燒室的底部并且處于其行程結(jié)束時(例如，當汽缸30處于其最大容量時)的位置一般被本領域技術人員稱為下止點(BDC)。在壓縮沖程期間，進氣門52和排氣門54關閉。活塞36朝向汽缸蓋移動，以壓縮汽缸30內(nèi)的空氣?；钊?6處于其行程結(jié)束時并且最靠近汽缸蓋時(例如，當汽缸30處于其最小容量時)的點一般被本領域技術人員稱為上止點(TDC)。在下文中稱為“噴射”的過程中，燃料被引入到燃燒室中。在下文中稱為“點火”的過程中，所噴射的燃料通過諸如火花塞92的已知點火裝置被點火，從而導致燃燒。附加地或替代地，可以使用壓縮來對空氣/燃料混合物進行點火。在膨脹沖程期間，膨脹氣體將活塞36推回到BDC0曲軸可以將活塞運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最后，在排氣沖程期間，排氣門54打開以將燃燒后的空氣-燃料混合物釋放到排氣歧管，并且活塞返回到TDC。注意，以上所述僅僅作為示例，并且進氣門和排氣門打開和/或關閉正時可以改變，例如以提供正氣門重疊或負氣門重疊、進氣門延遲關閉或各種其它實例。補充地或替代地，壓縮點火可以在汽缸30中執(zhí)行。
[0047]圖1還示出了渦輪增壓器系統(tǒng)150，其包括壓縮機152和渦輪機154。渦輪增壓器為一般性的描述。然而，應當理解，渦輪增壓器系統(tǒng)具有附加的復雜性，本文將參照圖2至圖4進行詳細描述。
[0048]壓縮機152位于進氣通道42中，并構(gòu)造成增加進氣的壓力，從而為發(fā)動機10提供增壓。軸156或其它合適的機械連桿將壓縮機152與渦輪機154連接。通過這種方式，渦輪機中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運動可傳遞至壓縮機。渦輪機154包括入口 158，其構(gòu)造成接收來自排氣通道48的排氣。渦輪機154還包括出口 160，其構(gòu)造成使渦輪機下游的排氣流動至諸如排放控制裝置70的部件。然而，應當理解，在其它實例中，排放控制裝置可布置在渦輪機154上游。渦輪機154構(gòu)造成使排氣流中的能量轉(zhuǎn)化為通過軸156傳遞給壓縮機的旋轉(zhuǎn)能量。通過這種方式，可回收排氣中的能量并用以向發(fā)動機10提供增壓。應當理解，渦輪機154可包括轉(zhuǎn)子155。
[0049]渦輪機旁路管道162包括位于渦輪機入口 158上游的入口 164和位于渦輪機出口160下游的出口 166。應當理解，渦輪機旁路管道162可被引導穿過部分渦輪機154。因此，渦輪機旁路管道162可被整合到渦輪機154 (諸如渦輪機殼)中。然而，在其它實例中，渦輪機旁路管道162可與渦輪機154間隔開。
[0050]渦輪增壓器廢氣門170連接至渦輪機旁路管道162。渦輪增壓器廢氣門170可在打開結(jié)構(gòu)與關閉結(jié)構(gòu)之間致動。在一個實例中，打開結(jié)構(gòu)可以是完全打開的，而關閉結(jié)構(gòu)可以是關閉并完全密封的。在打開結(jié)構(gòu)中，允許排氣流過渦輪機旁路管道162，而在關閉結(jié)構(gòu)中，抑制排氣流過渦輪機旁路管道162。應當理解，廢氣門170可在多個打開結(jié)構(gòu)之間致動，每種結(jié)構(gòu)中流過渦輪機旁路管道的排氣流速均不同。本文參照圖2至圖4對渦輪增壓器廢氣門170進行了更為詳細的描述。
[0051]為致動廢氣門，渦輪增壓器廢氣門170與致動連桿172 (在圖1中通過箭頭示出)連接。應當理解，致動連桿172可具有在本文中更為詳細描述的其他復雜性。此外，致動連桿172可連接至致動器174。致動器174可以例如為電磁閥。致動器174與控制器12電氣連通。因此，控制器12可構(gòu)造成觸發(fā)渦輪增壓器廢氣門170的打開與關閉。具體地，在一個實例中，控制器12可構(gòu)造成基于發(fā)動機運行條件(如，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和/或發(fā)動機負載)打開和關閉渦輪增壓器廢氣門170。
[0052]應當理解，渦輪增壓器廢氣門170會在發(fā)動機運行時經(jīng)歷排氣湍流以及壓力脈動。具體地，在一個實例中，壓力脈動會作用在閥上并使閥在其余隙內(nèi)振蕩。因此，渦輪增壓器廢氣門170已被設計為減小由湍流和/或壓力脈動所引起的廢氣門抖動。具體地，渦輪增壓器廢氣門中包括減振延伸部。
[0053]圖2至圖4示出了包括渦輪增壓器廢氣門170的渦輪增壓器系統(tǒng)150的若干個局部視圖。圖2示出了包括處于關閉位置的渦輪增壓器廢氣門170的渦輪增壓器系統(tǒng)150的一部分，其中，覆蓋板200阻止排氣流過渦輪機旁路管道162 (在圖3中示出)。在圖2所示的實例中，覆蓋板200位于并密封在渦輪機旁路管道法蘭300 (在圖3中示出)上。此外，當廢氣門處于圖2所示的關閉位置時，覆蓋板200在徑向上的延伸未超出法蘭300的徑向外周301 (在圖3中示出)。然而，當廢氣門處于關閉位置時，減振延伸部204徑向延伸超出渦輪機旁路管道法蘭300。具體地，減振延伸部204包括延伸超出覆蓋板200的徑向外周的第一部分205以及相對于圖2中視角位于覆蓋板前方的第二部分207。應當理解，第二部分207可與覆蓋板200連接(如，焊接)。
[0054]繼續(xù)參照圖2，應當理解，渦輪增壓器廢氣門170布置在渦輪機旁路管道出口 166處。然而，在其它實例中，渦輪增壓器廢氣門170可布置在渦輪機旁路管道中的另一合適位置。渦輪機出口 160也在圖中示出。渦輪機出口 160位于渦輪機轉(zhuǎn)子155 (如，渦輪機葉輪)下游。渦輪機出口 160可被稱為“渦輪機葉輪出口”。應當理解，在渦輪增壓器工作時，渦輪機出口 160接收來自渦輪機轉(zhuǎn)子155的排氣。
[0055]渦輪機出口 160至少在徑向或軸向的其中一個方向上偏離覆蓋板200。然而，可以想到渦輪機出口與覆蓋板的其它相對位置。渦輪增壓器系統(tǒng)還包括渦輪機法蘭202。應當理解，渦輪機法蘭202可連接至排放控制裝置70 (在圖1中示出)上游的排氣通道，或連接至另一合適的排氣通道、管路或歧管等。
[0056]減振延伸部204與覆蓋板200連接(如，固定連接)。減振延伸部204在徑向上延伸超出覆蓋板200的徑向外周206。具體地，如圖2所示，當渦輪增壓器廢氣門170處于關閉位置和/或部分打開位置時，減振延伸部204延伸進入來自渦輪機出口 160的排氣流中。部分打開位置可能是如下這種廢氣門結(jié)構(gòu):覆蓋板200與渦輪機旁路管道法蘭300 (在圖3中示出)間隔開，但是阻礙(如，部分阻礙)排氣流離開渦輪機旁路管道162 (在圖3中示出)。因此，當廢氣門處于部分打開位置時，來自汽缸的部分排氣可流經(jīng)渦輪機，以及部分排氣會流經(jīng)渦輪機旁路管道。此外，在一些實例中，當處于完全打開位置時，來自汽缸的排氣中的絕大部分會流經(jīng)渦輪機旁路管道。
[0057]繼續(xù)參照圖2，在一些實例中，覆蓋板200與減振延伸部204可如圖7至圖9所示形成單個連續(xù)材料塊，本文會進行更為詳細地討論。此外，減振延伸部204可焊接至覆蓋板200。
[0058]圖2中還示出了致動連桿172。在所示實例中，致動連桿172連接至覆蓋板200的中心部分。然而，可以想到其它致動連桿結(jié)構(gòu)。圖中示出了覆蓋板200的中心點208。致動連桿172包括旋轉(zhuǎn)軸210。覆蓋板200和減振延伸部204圍繞旋轉(zhuǎn)軸210樞轉(zhuǎn)，從而使得廢氣門能夠被調(diào)整至打開或關閉結(jié)構(gòu)。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)軸210可平行于渦輪機旁路管道法蘭300。繼續(xù)參照圖2，減振延伸部204布置在覆蓋板200和致動連桿172之間。然而，可以想到減振延伸部、覆蓋板和/或致動連桿的其它相對位置。此外，在一些實例中，覆蓋板200可通過致動連桿172由彈簧加載。然而，在其它實例中，致動連桿可通過電動馬達加載。
[0059]圖3示出了包括處于打開位置的渦輪增壓器廢氣門170的渦輪增壓器系統(tǒng)150的一部分，其中，允許排氣流穿過渦輪機旁路管道162。應當理解，在打開位置，通過減少提供給渦輪機的排氣量，可減小提供給發(fā)動機的增壓量。如圖所示，覆蓋板200與渦輪機旁路管道法蘭300間隔開，從而允許排氣流經(jīng)旁路管道。具體地，覆蓋板200朝下游方向打開。然而，可以想到覆蓋板的其它打開/關閉方向。在所示實例中，渦輪機旁路管道法蘭300為平面。然而，可以想到其它的渦輪機旁路管道法蘭輪廓。
[0060]減振延伸部204減少了在渦輪增壓器廢氣門170處于打開位置并允許排氣流經(jīng)渦輪機旁路管道162時由渦輪增壓器廢氣門170產(chǎn)生的振動和可聞噪音。減振延伸部204對覆蓋板施加側(cè)向力。現(xiàn)已出乎意料地發(fā)現(xiàn)，側(cè)向力能減小該廢氣門的振動。應當理解，側(cè)向力可與通過致動連桿172施加在覆蓋板200上的彈簧力相反。在一個實例中，如果需要，覆蓋板200的彈簧力可增加至與作用在覆蓋板上的側(cè)向力抵消。
[0061]在一些實例中，圖1所示的致動器174可構(gòu)造成將廢氣門170布置在多個打開位置，允許排氣以不同流速通過渦輪機和渦輪機旁路管道162。因此，覆蓋板200和減振延伸部204可相對旋轉(zhuǎn)軸210布置在不同角位置處，以獲得這些打開角度和排氣流速。然而，應當理解，在其它實例中，可采用其它類型的致動連桿來實現(xiàn)類似的打開調(diào)整功能。
[0062]圖4示出了包括處于打開位置的渦輪增壓器廢氣門170的渦輪增壓器系統(tǒng)150的另一個視圖。圖4中省略了渦輪機轉(zhuǎn)子。然而，應當理解，該渦輪機包括轉(zhuǎn)子。圖4中示出了覆蓋板200、減振延伸部204以及渦輪機出口 160。圖4中還示出了渦輪機蝸殼400。
[0063]圖5示出了渦輪增壓器廢氣門170，其包括覆蓋板200、減振延伸部204以及致動連桿172。如圖所示，減振延伸部204呈環(huán)狀，因此，在一些實例中，減振延伸部可被稱作“環(huán)狀減振延伸部”。然而，可以想到其它減振延伸部幾何形狀。
[0064]此外，在一個實例中，減振延伸部204可相對覆蓋板200沿徑向不對稱布置，使其不覆蓋覆蓋板的某些部分并且不延伸進入覆蓋板的徑向部分上方的排氣流中。如圖所示，覆蓋板200的部分501未被減振延伸部204所覆蓋。減振延伸部204的第二部分207覆蓋了覆蓋板200的一部分，而減振延伸部204的第一部分205延伸超出覆蓋板200并進入渦輪機轉(zhuǎn)子下游的排氣中。因此，如圖5所示，覆蓋板200未在第一部分205后方。應當理解，當廢氣門170處于關閉位置時，第一部分205延伸進入渦輪機轉(zhuǎn)子下游的排氣流中。
[0065]此外，在一些實例中，減振延伸部204的厚度也可沿徑向增加。然而，在其它實例中，減振延伸部204的厚度可基本保持一致。減振延伸部的外邊緣502為弧形。在所示實例中，外邊緣502的半徑相對中心點208基本保持不變。然而，在其它實例中，外邊緣的半徑可沿其長度改變。
[0066]在所示實例中，減振延伸部204為半環(huán)形。然而，可以想到其它減振延伸部幾何形狀。在一個實例中，減振延伸部204可圍繞覆蓋板202延伸180度或小于180度。然而，在其它實例中，減振延伸部204可從I度延伸至180度。此外，在一些實例中，減振延伸部和覆蓋板的幾何形狀可均勻地繞形狀的圓周，露出的延伸部或伸長部的量由配套鑄造設計決定。在一些實施例中，減振延伸部204可具有弧形徑向邊緣?；⌒螐较蜻吘壙山档椭圃斐杀静⒃黾訙p振延伸部204的耐用性。然而，在其它實例中，減振延伸部204可具有矩形或橢圓形的邊緣。
[0067]圖6示出了操作發(fā)動機中的渦輪增壓器廢氣門的方法600。該方法600可由以上參照圖1至圖5所述描述的發(fā)動機、系統(tǒng)和部件等執(zhí)行，或者可由另一合適的發(fā)動機、系統(tǒng)或部件執(zhí)行。
[0068]在步驟602中，該方法包括基于發(fā)動機運行條件操作渦輪增壓器廢氣門?；诎l(fā)動機運行條件操作廢氣門可包括:在步驟604中，基于發(fā)動機負載和發(fā)動機轉(zhuǎn)速至少其一調(diào)整廢氣門的位置。例如，可響應于發(fā)動機負載和/或發(fā)動機輸出功率的改變打開/關閉廢氣門。在一些實例中，調(diào)整廢氣門的位置可包括繞著與覆蓋板連接的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)廢氣門。
[0069]在步驟606中，該方法包括通過減振延伸部對廢氣門中的覆蓋板的一部分施加側(cè)向力。在一些實例中，該側(cè)向力與通過致動連桿施加在覆蓋板上的彈簧力相反。此外，在一些實例中，當廢氣門處于打開位置且排氣流過渦輪機旁路管道時，施加該側(cè)向力。如上所述，渦輪增壓器廢氣門可連接至渦輪機旁路管道，并在一些實例中，其可連接至渦輪機旁路管道的入口。在一些實例中，該側(cè)向力可以是繞致動連桿所限定的旋轉(zhuǎn)軸的力矩。
[0070]圖7至圖9示出了其它示例性渦輪增壓器廢氣門的截面圖。圖7至圖9中所示的覆蓋板和減振延伸部形成連續(xù)材料塊。因此，減振延伸部被整合到覆蓋板中。具體地，在一個實例中，覆蓋板和減振延伸部可通過單個鑄件形成。[0071]在圖7中，示出了包括在渦輪增壓器廢氣門170中的覆蓋板200和減振延伸部204的其它細節(jié)。同時也示出了部分致動器連桿172。覆蓋板200和減振延伸部相對渦輪機旁路管道法蘭300偏離以形成不對等的突出。這種偏離使得側(cè)向力能夠作用在覆蓋板200和減振延伸部204上。在圖7所示的實例中，覆蓋板200和減振延伸部204對稱。然而，在其它實例中，覆蓋板200和減振延伸部204可不對稱。
[0072]圖中還示出了渦輪機轉(zhuǎn)子155 (如，渦輪機葉輪)。箭頭710表示排氣流經(jīng)渦輪機出口 160時的一般方向。應當理解，流經(jīng)渦輪機出口 160的排氣會對覆蓋板200和減振延伸部204施加側(cè)向力。如前所述，該側(cè)向力減小了廢氣門抖動。
[0073]該側(cè)向力不僅可在圖7所示的關閉結(jié)構(gòu)中作用在覆蓋板200和減振延伸部204上，還可在覆蓋板200與渦輪機旁路管道法蘭300間隔開并阻礙(如，部分阻礙)排氣從渦輪機旁路管道162的出口 166流出的部分打開結(jié)構(gòu)中作用在覆蓋板200和減振延伸部204上。
[0074]圖中還示出了渦輪機旁路管道162的殼體700。當廢氣門處于關閉位置時，渦輪機旁路管道162的出口 166的中心軸線702垂直于覆蓋板200的前沿面704。然而，可以想到其它角度。覆蓋板200的前沿面704在所示實例中為平面。然而，可以想到其它幾何形狀。
[0075]圖8示出了另一示例性渦輪增壓器廢氣門170，其包括覆蓋板200和減振延伸部204。渦輪機旁路管道162的殼體700連同渦輪機轉(zhuǎn)子155和渦輪機出口 160 —并示出。
[0076]圖中還通過箭頭710示出了渦輪機出口 160中的排氣流的一般方向。在圖8所示實例中，覆蓋板200和減振延伸部204至少相對一根軸線不對稱。具體地，長度A小于長度B。覆蓋板200和減振延伸部204的不對稱性使得在關閉位置中和覆蓋板200與渦輪機旁路管道法蘭300間隔開并部分地阻礙排氣自渦輪機旁路管道162流出的部分打開位置中，減振延伸部204能夠延伸進入離開渦輪機轉(zhuǎn)子155的排氣流中。結(jié)果，如上所述，側(cè)向力作用在覆蓋板和減振延伸部上，從而減小了廢氣門振動。當廢氣門處于圖8中的關閉位置時，出口 166的中心軸線702再次垂直于覆蓋板200的前沿面704。然而，可以想到其它相對定向。圖8中還示出了連接至覆蓋板200和減振延伸部204的一部分致動連桿172。
[0077]圖9示出了另一示例性渦輪增壓器廢氣門170，其包括覆蓋板200和減振延伸部204。渦輪機旁路管道162的殼體700連同渦輪機轉(zhuǎn)子155和渦輪機出口 160 —并示出。在圖9中，同樣地，覆蓋板200和減振延伸部204至少相對一根軸線不對稱。此外，當廢氣門處于關閉位置時，渦輪機旁路管道162的出口 166的中心軸線702以非直角與覆蓋板200的前沿面704相交。換言之，當廢氣門處于關閉位置并基本阻止排氣流穿過渦輪機旁路管道時，中心軸線與前沿面之間相交形成的角小于或大于90度。圖中通過箭頭710表示出了渦輪機出口 160中排氣流的一般方向。同樣地，在關閉結(jié)構(gòu)中和覆蓋板200與渦輪機旁路管道法蘭300間隔開的部分打開結(jié)構(gòu)中，從渦輪機轉(zhuǎn)子155流出的排氣對覆蓋板200和減振延伸部204施加側(cè)向力。圖9中還示出了連接至覆蓋板200和減振延伸部的一部分致動連桿172。
[0078]注意，本文包括的示例性控制和估測程序能夠與多種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置使用。本文描述的特定程序可以代表諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務、多線程等之類的任何數(shù)量的處理策略中的一個或多個。因此，所示的各種動作、操作或功能可以以所示的順序執(zhí)行、并行地執(zhí)行、或者在一些情況下可以省去。類似地，所示的處理順序不一定是實現(xiàn)本文描述的示例性實施例的特征和優(yōu)點所需要的，而是為了示例和描述的目的而提供的。所示的動作或功能中的一個或多個可以根據(jù)使用的特定策略而重復地執(zhí)行。另外，所描述的動作可以圖形地表示被編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)中的代碼。
[0079]將注意的是，本文公開的配置和方法在本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體實施例不應在限制性的意義上來考慮，因為可以存在眾多的變型。例如，上述技術能夠應用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4和其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文描述的各種系統(tǒng)和配置以及其他特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f且非顯而易見的組合和子組合。
[0080]所附權利要求特別地指出了被認為是新穎且非顯而易見的特定組合和子組合。這些權利要求可能述及“元件”或“第一”元件或氣等同稱謂。這種權利要求應當被理解為包括一個或多個這種元件的結(jié)合，既不必須是兩個或更多個這種元件，也不排除是兩個或更多個這種元件。通過對當前權利要求的修改或者通過在本申請或相關申請中提出新的權利要求，可以對所公開的特征、功能、元件和/或?qū)傩砸蟊Ｗo。這種權利要求——無論與原始權利要求相比在范圍上是更寬、更窄、相同還是不同一也被認為包括在本公開的主題內(nèi)。
【權利要求】
1.一種渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，包括: 覆蓋板，可在打開位置與關閉位置之間致動，所述打開位置使得排氣流能夠通過渦輪機旁路管道，所述關閉位置阻止所述排氣流通過所述渦輪機旁路管道；以及 減振延伸部，連接至所述覆蓋板并沿徑向延伸超出所述覆蓋板的徑向外周。
2.根據(jù)權利要求1所述的渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，在所述覆蓋板位于并密封在渦輪機旁路管道法蘭上的關閉位置中，所述覆蓋板徑向延伸未超出所述渦輪機旁路管道法蘭的徑向外周，而所述減振延伸部徑向延伸超出所述渦輪機旁路管道法蘭的所述徑向外周。
3.根據(jù)權利要求1所述的渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，渦輪機出口在徑向和軸向中的至少其中一個方向上偏離于所述覆蓋板。
4.根據(jù)權利要求1所述的渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，還包括連接至所述減振延伸部的致動連桿。
5.根據(jù)權利要求4所述的渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，所述減振延伸部布置在所述覆蓋板與所述致動連桿之間。
6.根據(jù)權利要求4所述的渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，所述致動連桿連接至所述覆蓋板的中心部分。
7.根據(jù)權利要求1所述的渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，當所述覆蓋板位于并密封在所述渦輪機旁路管道中或者處于部分打開結(jié)構(gòu)時，所述減振延伸部延伸到來自渦輪機出口的排氣流中，其中，在所述部分打開結(jié)構(gòu)中，所述覆蓋板與渦輪機旁路管道法蘭間隔開并阻礙排氣流離開所述渦輪機旁路管道。
8.一種渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，包括: 可致動的覆蓋板，連接至渦輪機旁路管道；以及 半環(huán)形的減振延伸部，固定連接至所述覆蓋板，所述半環(huán)形的減振延伸部在徑向上不對稱地延伸超出所述覆蓋板，并在所述覆蓋板處于阻止排氣流過所述渦輪機旁路管道的關閉位置時延伸進入來自渦輪機出口的排氣流中。
9.根據(jù)權利要求8所述的渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，所述半環(huán)形的減振延伸部繞所述覆蓋板僅延伸180度或小于180度。
10.根據(jù)權利要求8所述的渦輪增壓器廢氣門，其特征在于，所述半環(huán)形的減振延伸部繞所述覆蓋板在I度至180度之間延伸。
【文檔編號】F02B37/18GK203626952SQ201320792799
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權日:2012年12月5日
【發(fā)明者】艾倫·伊登, 安東尼·莫雷利 申請人:福特環(huán)球技術公司