РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к регулятору давления наддува турбонагнетателя в двигателе и способу работы регулятора давления наддува турбонагнетателя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Турбонагнетатели используются в двигателях, чтобы обеспечивать наддув для повышенной выходной мощности двигателя или для предоставления двигателю с уменьшенными габаритами и массой возможности вырабатывать эквивалентную величину мощности, как безнаддувный двигатель. Однако может требоваться регулировать величину наддува, выдаваемого в двигатель, во время определенных условий работы. Поэтому, регуляторы давления наддува турбонагнетателей, расположенные в перепускных каналах турбин, были разработаны, чтобы давать возможность регулировки наддува в двигателе.
В US 7,823,825 раскрыто механическое соединение, присоединяющее соленоид к регулятору давления наддува. Механическое соединение оснащено гибкой штангой, дающей больший диапазон по давлениям открывания регулятора давления наддува, чтобы упрощать установку и калибровку регулятора давления наддува.
Однако, авторы выявили несколько недостатков у регулятора давления наддува, раскрытого в US 7,823,825. Вследствие высокой скорости выхлопных газов и структур турбулентного потока вокруг клапана регулятора давления наддува, клапан регулятора давления наддува может испытывать нежелательные слышимые вибрации, указываемые ссылкой как дребезг регулятора давления наддува. Шумы могут быть неприятными для водителя транспортного средства, и вибрация может снижать долговечность регулятора давления наддува. Как результат, снижаются удовлетворенность потребителя и надежность турбонагнетателя.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеприведенные проблемы и предложили регулятор давления наддува, содержащий:
плоскую крышку, выполненную с возможностью приведения в открытое и закрытое положения, причем открытое положение обеспечивает поток выхлопных газов через перепускной трубопровод турбины, а закрытое положение препятствует потоку выхлопных газов через перепускной трубопровод турбины; и
гасящее вибрацию расширение, присоединенное к плоской крышке, продолжающееся радиально за радиальную периферию плоской крышки.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором, в закрытом положении, когда плоская крышка посажена и уплотнена на фланце перепускного трубопровода турбины, плоская крышка не продолжается радиально за радиальную периферию фланца, а гасящее вибрацию расширение продолжается радиально за радиальную периферию.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором выпуск турбины смещен от плоской крышки в по меньшей мере одном из радиального и аксиального направления.
В одном из вариантов предложен регулятор, дополнительно содержащий приводной рычажный механизм, присоединенный к гасящему вибрацию расширению.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором гасящее вибрацию расширение расположено между плоской крышкой и приводным рычажным механизмом.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором приводной рычажный механизм присоединен к центральной части плоской крышки.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором гасящее вибрацию расширение продолжается в поток выхлопных газов от выпуска турбины, когда плоская крышка посажена и уплотнена на перепускном трубопроводе турбины, и находится в частично открытой конфигурации, в котором плоская крышка расположена на расстоянии от фланца перепускного трубопровода турбины и препятствует потоку выхлопных газов, выходящему из перепускного трубопровода турбины.
В одном из дополнительных аспектов предложен регулятор, содержащий:
приводимую в действие плоскую крышку, присоединенную к перепускному трубопроводу турбины; и
гасящее вибрацию расширение, жестко присоединенное к плоской крышке, асимметрично продолжающееся радиально за плоскую крышку и в поток выхлопных газов из выпуска турбины, когда плоская крышка находится в закрытом положении, препятствуя потоку газов через перепускной трубопровод турбины.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором гасящее вибрацию расширение является полукольцевым по форме.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором гасящее вибрацию расширение продолжается на между 1° и 180° градусов вокруг плоской крышки.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором плоская крышка является подпружиненной посредством приводного рычажного механизма, присоединенного к гасящему вибрацию расширению.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором плоская крышка и гасящее вибрацию расширение поворачиваются вокруг поворотного вала, содержащегося в приводном рычажном механизме.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором центральная ось выпуска перепускного трубопровода турбины не перпендикулярна передней стороне плоской крышки, когда регулятор давления наддува находится в закрытом положении.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором гасящее вибрацию расширение имеет изогнутый радиальный край.
В одном из вариантов предложен регулятор, в котором плоская крышка и гасящее вибрацию расширение образуют единый сплошной кусок материала.
Неожиданно было обнаружено, что боковое усилие, передаваемое на плоскую крышку посредством гасящего вибрацию расширения, уменьшает вибрацию регулятора давления наддува при работе. Как результат, удовлетворенность потребителя и долговечность турбонагнетателя повышаются.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания. Дополнительно, вышеприведенные проблемы были выявлены изобретателями в материалах настоящего описания и не признаются известными.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя, включающего в себя систему турбонагнетателя;
фиг. 2-4 показывают различные виды примерной системы турбонагнетателя, включающей в себя регулятор давления наддува турбонагнетателя;
фиг. 5 показывает примерный регулятор давления наддува турбонагнетателя;
фиг. 6 показывает способ работы регулятора давления наддува турбонагнетателя; и
фиг. 7-9 показывают виды в поперечном разрезе дополнительных примерных регуляторов давления наддува турбонагнетателя.
Фиг. 2-4 начерчены приблизительно в масштабе, однако, если требуется, могут использоваться другие относительные размеры.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Гасящее вибрацию расширение в регуляторе давления наддува турбонагнетателя раскрыто в материалах настоящего описания. Гасящее вибрацию расширение присоединено к и продолжается радиально за плоскую крышку, приводимой в действие в открытом положении, в котором выхлопным газам дана возможность обходить турбину, и закрытом положении, в котором выхлопные газы сдерживаются от обхода турбины. Гасящее вибрацию расширение может продолжаться в поток выхлопных газов в системе турбонагнетателя, тем самым, нагружая плоскую крышку боковым усилием. Боковое усилие уменьшает вибрацию регулятора давления наддува (например, дребезг), тем самым повышая удовлетворенность потребителя и долговечность регулятора давления наддува. Более точно, результирующая сила передается на клапан регулятора давления наддува, смещенная относительно центра от своей естественной точки поворота. Результирующая сила смещает клапан регулятора давления наддува в пределах его зазоров, внося сопротивление трения в колебательные вибрации, таким образом, снижая (например, устраняя) слышимые вибрации в пределах регулятора давления наддува, особенно в слегка открытом положении клапана.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя, включающего в себя систему 150 турбонагнетателя, имеющую регулятор давления наддува турбонагнетателя. Фиг. 2-4 показывают различные виды примерных системы и регулятора давления наддува турбонагнетателя. Фиг. 5 показывает примерный регулятор давления наддува турбонагнетателя. Фиг. 6 показывает способ работы регулятора давления наддува турбонагнетателя.
Фиг. 1 - схематичное изображение, показывающее один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку транспортного средства 100, в которой датчик 126 выхлопных газов (например, датчик топливно-воздушного соотношения) может использоваться для определения топливно-воздушного соотношения выхлопных газов, вырабатываемых двигателем 10. Топливно-воздушное соотношение (наряду с другими рабочими параметрами) может использоваться для управления с обратной связью двигателем 10 в различных режимах работы. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 30 (то есть, камера сгорания) двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в них.
Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Цилиндр 30 может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и могут выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 может включать в себя впускной коллектор в некоторых примерах. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с цилиндром 30 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 30 может включать в себя два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана. Дроссель 62, включающий в себя дроссельную заслонку 64, расположен во впускном канале 42. Дроссель выполнен с возможностью регулировать величину потока воздуха, втекающего в цилиндр 30.
В этом примере, впускной клапан 52 и выпускные клапаны 54 могут приводиться в действие посредством распределительного вала 51 для впускных клапанов и распределительного вала 53 для выпускных клапанов. В некоторых примерах, двигатель 10 может включать в себя систему регулируемой установки фаз кулачкового распределения, выполненную с возможностью регулировать (осуществлять опережение или запаздывание) установки фаз кулачкового распределения. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно.
Топливная форсунка 66 показана расположенной во впускном коллекторе 44 в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как впрыск топлива во впускной канал через впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 30. Топливная форсунка 66 может впрыскивать топливо пропорционально продолжительности времени импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. В некоторых примерах, цилиндр 30, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, присоединенную непосредственно к цилиндру 30, для впрыска топлива прямо в него некоторым образом, известным как непосредственный впрыск.
Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в цилиндр 30 через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых примерах, цилиндр 30 или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут эксплуатироваться в режиме воспламенения от сжатия, с или без свечи зажигания.
Датчик 126 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 системы 50 выпуска выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания соотношения воздуха выхлопных газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC, или CO. В некоторых примерах, датчик 126 выхлопных газов может быть первым одним из множества датчиков выхлопных газов, расположенных в системе выпуска. Например, дополнительные датчики выхлопных газов могут быть расположены ниже по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов.
Устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов показано расположенным вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку от датчика 126 выхлопных газов. Устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями. В некоторых примерах, устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть первым одним из множества устройств снижения токсичности выхлопных газов, расположенных в системе выпуска. В некоторых примерах, при работе двигателя 10, устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может периодически перенастраиваться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного топливно-воздушного соотношения.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве постоянного запоминающего устройства 16 (например, микросхемы памяти) в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи показания разряжения или давления во впускном коллекторе. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленной скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика скорости вращения двигателя, может вырабатывать заданное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.
При работе, цилиндр 30 в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В многоцилиндровом двигателе, четырехтактный цикл может выполняться в дополнительных камерах сгорания. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Например, воздух вовлекается в цилиндр 30 через впускной коллектор, поршень 36 перемещается к дну камеры сгорания, чтобы увеличивать объем внутри цилиндра 30. Положение, в котором поршень 36 находится около дна камеры сгорания и в конце своего хода (например, когда цилиндр 30 находится при наибольшем своем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой в качестве нижней мертвой точки (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается по направлению к головке блока цилиндров, чтобы сжимать воздух внутри цилиндра 30. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда цилиндр 30 находится при наименьшем своем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известными устройствами воспламенения, такими как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Дополнительно или в качестве альтернативы, сжатие может использоваться для воспламенения топливно-воздушной смеси. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал может преобразовывать перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие примеры. Дополнительно или в качестве альтернативы, воспламенение от сжатия может быть реализовано в цилиндре 30.
Фиг. 1 также показывает систему 150 турбонагнетателя, включающую в себя компрессор 152 и турбину 154. Турбонагнетатель изображен в общем. Однако, следует понимать, что система турбонагнетателя обладает дополнительной сложностью, которая подробнее описана в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 2-4.
Компрессор 152 расположен во впускном канале 42 и выполнен с возможностью повышать давление всасываемого воздуха, тем самым, обеспечивая наддув для двигателя 10. Вал 156 или другое пригодное механическое соединение присоединяет компрессор 152 к турбине 154. Таким образом, вращательное движение, порожденное в турбине, может передаваться на компрессор. Турбина 154 включает в себя впуск 158, выполненный с возможностью принимать выхлопные газы из выпускного канала 48. Турбина 154 дополнительно включает в себя выпуск 160, выполненный с возможностью осуществлять поток выхлопных газов ниже по потоку от турбины в компоненты, такие как устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов. Однако, следует понимать, что, в других примерах, устройство снижения токсичности выхлопных газов может быть расположено выше по потоку от турбины 154. Турбина 154 выполнена с возможностью преобразовывать энергию в потоке выхлопных газов в энергию вращения, передаваемую на компрессор через вал 156. Таким образом, энергия в выхлопных газах может регенерироваться и использоваться, чтобы обеспечивать наддув для двигателя 10. Следует понимать, что турбина 154 может включать в себя ротор 155.
Перепускной трубопровод 162 турбины включает в себя впуск 164 выше по потоку от впуска 158 турбины и выпуск 166 ниже по потоку от выпуска 160 турбины. Следует понимать, что перепускной трубопровод 162 турбины может направляться через турбину 154. Таким образом, перепускной трубопровод 162 турбины может быть встроен в турбину 154 (например, корпус турбины). Однако, в других примерах, перепускной трубопровод 162 турбины может быть отнесен от турбины 154.
Регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя присоединен к перепускному трубопровод 162 турбины. Регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя выполнен с возможностью приведения в открытое положение и закрытое положение. В одном из примеров, открытое положение может быть полностью открытым, а закрытое положение может быть закрытым и полностью уплотненным. В открытом положении, выхлопным газам дана возможность протекать через перепускной трубопровод 162 турбины, а в закрытом положении, выхлопные газы задерживаются от протекания через перепускной трубопровод 162 турбины. Следует понимать, что регулятор 170 давления наддува может быть выполнен с возможностью приведения во множество открытых положений, каждое положение дает разный расход выхлопных газов через перепускной трубопровод турбины. Регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя описан подробнее в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 2-4.
Чтобы давать возможность приведения в действие регулятора давления наддува, регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя присоединен к приводному рычажному механизму 172, изображенному на фиг. 1 посредством стрелки. Следует понимать, что приводимый в действие рычажный механизм 172 имеет дополнительную сложность, подробнее описанную в материалах настоящего описания. Дополнительно, приводимый в действие рычажный механизм 172 может быть присоединен к силовому приводу 174. Силовой привод 174, например, может быть электромагнитным клапаном. Силовой привод 174 находится в электронном соединении с контроллером. Поэтому, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью инициировать открывание и закрывание регулятора 170 давления наддува турбонагнетателя. Более точно, в одном из примеров, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью открывать и закрывать регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя на основании условий работы двигателя (например, скорости вращения и/или нагрузки двигателя).
Следует понимать, что регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя может испытывать турбулентный поток выхлопных газов и пульсации давления при работе двигателя. Более точно, в одном из примеров, пульсации давления могут воздействовать на клапан и колебать клапан в пределах зазоров клапана. Поэтому, регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя был выполнен, чтобы уменьшать дребезг регулятора давления наддува, вызванный турбулентностью и/или пульсациями давления. Более точно, гасящее вибрацию расширение содержится в регуляторе давления наддува турбонагнетателя.
Фиг. 2-4 показывают несколько видов части системы 150 турбонагнетателя, включающей в себя регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя. Фиг. 2 показывает часть системы 150 турбонагнетателя, включающую в себя регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя в закрытом положении, в котором плоская крышка 200 препятствует потоку выхлопных газов через перепускной трубопровод 162 турбины, показанный на фиг. 3. В примере, изображенном на фиг. 2, плоская крышка 200 посажена и уплотнена на фланце 300 перепускного трубопровода турбины, показанной на фиг. 3. Дополнительно, плоская крышка 200 не продолжается радиально за радиальную периферию 301 фланца 300, показанного на фиг. 3, когда регулятор давления наддува находится в закрытом положении, показанном на фиг. 2. Однако, гасящее вибрацию расширение 204 продолжается радиально вне фланца 300 перепускного трубопровода турбины, когда регулятор давления наддува находится в закрытом положении. Более точно, гасящее вибрацию расширение 204 включает в себя первую секцию 205, продолжающуюся за радиальную периферию плоской крышки 200, и вторую секцию 207 впереди плоской крышки относительно ракурса обзора на фиг. 2. Следует понимать, что вторая секция 207 может быть присоединена (например, приварена) к плоской крышке 200.
Продолжая по фиг. 2, следует понимать, что регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя расположен на выпуске 166 перепускного трубопровода турбины. Однако, в других примерах, регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя может быть расположен в другом пригодном положении в перепускном трубопроводе турбины. Выпуск 160 турбины также показан. Выпуск 160 турбины находится ниже по потоку от ротора 155 турбины (например, рабочего колеса турбины). Выпуск 160 турбины может указываться ссылкой как выпуск рабочего колеса турбины. Следует понимать, что выпуск 160 турбины принимает выхлопные газы из ротора 155 турбины при работе турбонагнетателя.
Выпуск 160 турбины может быть смещен от плоской крышки 200 в по меньшей мере одном из радиального и аксиального направления. Однако, предполагались другие относительные положения выпуска турбины и плоской крышки. Система турбонагнетателя также включает в себя фланец 202 турбины. Следует понимать, что фланец 202 турбины может быть присоединен к выпускному каналу выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов, показанного на фиг. 1, или другому пригодному выпускному каналу, трубопроводу, коллектору, и т.д.
Гасящее вибрацию расширение 204 присоединено (например, жестко) к плоской крышке 200. Гасящее вибрацию расширение 204 радиально продолжается за радиальную периферию 206 плоской крышки 200. Более точно, как показано на фиг. 2, гасящее вибрацию расширение 204 продолжается в поток выхлопных газов из выпуска 160 турбины, когда регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя находится в закрытом положении и/или частично открытом положении. Частично открытое положение может быть конфигурацией регулятора давления наддува, в которой плоская крышка 200 расположена на расстоянии от фланца 300 перепускного трубопровода турбины, показанного на фиг. 3, но затрудняя (например, частично затрудняя) поток выхлопных газов, выходящий из перепускного трубопровода 162 турбины, показанного на фиг. 3. Поэтому, когда регулятор давления наддува находится в частично открытом положении, часть выхлопных газов из цилиндра(ов) может протекать через турбину, и часть выхлопных газов из цилиндра(ов) может протекать через перепускной трубопровод турбины. Дополнительно, в некоторых примерах, в полностью открытом положении, существенно большая часть выхлопных газов из цилиндра(ов) может протекать через перепускной трубопровод турбины.
Продолжая по фиг. 2, в некоторых примерах, плоская крышка 200 и гасящее вибрацию расширение 204 может формировать единый непрерывный кусок материала, как показано на фиг. 7-9, обсужденные подробнее в материалах настоящего описания. Дополнительно, гасящее вибрацию расширение 204 может быть приварено к плоской крышке 200.
Приводной рычажный механизм 172 также изображен на фиг. 2. Приводной рычажный механизм 172 присоединен к центральной части плоской крышки 200 в изображенном примере. Однако предполагались другие конфигурации приводного рычажного механизма. Показана центральная точка 208 плоской крышки 200. Приводной рычажный механизм 172 включает в себя поворотный вал 210. Плоская крышка 200 и гасящее вибрацию расширение 204 поворачиваются вокруг поворотного вала 210, тем самым, давая регулятору давления наддува возможность приводиться в открытое или закрытое положение. Поворотный вал 210 может быть параллельным фланцу 300 перепускного трубопровода турбины, показанному на фиг. 3. Продолжая по фиг. 2, гасящее вибрацию расширение 204 расположено между плоской крышкой 200 и приводным рычажным механизмом 172. Однако предполагались другие относительные положения гасящего вибрацию расширения, плоской крышки и/или приводного рычажного механизма. Дополнительно, плоская крышка 200 может быть подпружиненной посредством приводного рычажного механизма 172 в некоторых примерах. Однако, в других примерах, приводной рычажный механизм может быть нагружен электродвигателем.
Фиг. 3 показывает часть системы 150 турбонагнетателя, включающую в себя регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя в открытом положении, в котором поток выхлопных газов разрешен через перепускной трубопровод 162 турбины. Следует понимать, что открытое положение уменьшает величину наддува, выдаваемого в двигатель посредством уменьшения величины потока выхлопных газов в турбину. Как показано, плоская крышка 200 расположена на расстоянии от фланца 300 перепускного трубопровода турбины, тем самым, обеспечивая поток выхлопных газов через перепускной канал. Более точно, плоская крышка 200 открывается в направлении вниз по потоку. Однако предполагались другие направления открывания/закрывания плоской крышки. Фланец 300 перепускного трубопровода турбины является плоским в изображенном примере. Однако предполагались другие контуры фланца перепускного трубопровода турбины.
Гасящее вибрацию расширение 204 уменьшает вибрацию и слышимый шум, вырабатываемые регулятором 170 давления наддува турбонагнетателя, когда регулятор давления наддува находится в открытом положении и обеспечивает поток выхлопных газов через перепускной трубопровод 162 турбины. Гасящее вибрацию расширение 204 передает боковое усилие на плоскую крышку 200. Неожиданно было обнаружено, что боковое усилие подавляет вибрации регулятора давления наддува. Следует понимать, что боковое усилие может противодействовать силе пружины, передаваемой на плоскую крышку 200 через приводной рычажный механизм 172. В одном из примеров, пружинное усилие плоской крышки 200 может увеличиваться, чтобы учитывать боковое усилие на плоской крышке, если требуется.
В некоторых примерах, силовой привод 174, показанный на фиг. 1, может быть выполнен с возможностью располагать регулятор 170 давления наддува во множестве открытых положений, обеспечивающих разные расходы выхлопных газов через турбину и перепускной трубопровод 162 турбины. Таким образом, плоская крышка 200 и гасящее вибрацию расширение 204 могут быть расположены в разных угловых положениях относительно поворотного вала 210, чтобы добиваться этих уровней открывания и расходов выхлопных газов. Однако, следует понимать, что в других примерах другие типы приводного рычажного механизма могут использоваться для достижения подобных функциональных возможностей регулировки открывания.
Фиг. 4 показывает еще один вид системы 150 турбонагнетателя, включающей в себя регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя в открытом положении. Ротор турбины был исключен из фиг. 4. Однако, следует понимать, что турбина включает в себя ротор. Плоская крышка 200, гасящее вибрацию расширение 204 и выпуск 160 турбины показаны на фиг. 4. Спираль 400 турбины также изображена на фиг. 4.
Фиг. 5 показывает регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя, включающий в себя плоскую крышку 200, гасящее вибрацию расширение 204 и приводной рычажный механизм 172. Как показано, гасящее вибрацию расширение 204 является кольцевым, поэтому, гасящее вибрацию расширение может указываться ссылкой как кольцевое гасящее вибрацию расширение в некоторых примерах. Однако предполагались другие геометрии гасящего вибрацию расширения.
Дополнительно, гасящее вибрацию расширение 204 может быть расположено асимметрично относительно плоской крышки 200 в одном из примеров, чтобы оно не накрывало некоторые части плоской крышки и не продолжалось в поток выхлопных газов за радиальную часть плоской крышки. Как показано, секция 501 плоской крышки 200 не накрыта гасящим вибрацию расширением 204. Вторая секция 207 гасящего вибрацию расширения 204 накрывает часть плоской крышки 200 наряду с тем, что первая секция 205 гасящего вибрацию расширения 204 продолжается вне накрывающей части 200 в поток выхлопных газов ниже по потоку от ротора турбины. Таким образом, плоская крышка 200 не находится позади первой секции 205, как видно на фиг. 5. Следует понимать, что первая секция 205 продолжается в поток выхлопных газов ниже по потоку от ротора турбины, когда регулятор 170 давления наддува находится в закрытом положении.
Более того, толщина гасящего вибрацию расширения 204 также может увеличиваться в радиальном направлении в некоторых примерах. Однако, в других примерах, толщина гасящего вибрацию расширения 204 может быть по существу одинаковой. Наружный край 502 расширения изогнут. В изображенном примере, радиус наружного края 502 относительно центральной точки 208 остается по существу постоянным. Однако, в других примерах, радиус наружного края может меняться по ее длине.
Гасящее вибрацию расширение 204 является полукольцевым по форме в изображенном примере. Однако предполагались другие геометрии гасящего вибрацию расширения. В одном из примеров, гасящее вибрацию расширение 204 может продолжаться на 180° или менее вокруг плоской крышки 202. Однако, в других примерах, гасящее вибрацию расширение 204 может продолжаться на от 1° до 180°. Кроме того, в некоторых примерах, геометрия гасящего вибрацию расширения и плоской крышки может быть одинаковой по периферии формы с величиной выставленного расширения или выступа, устанавливаемой сопрягающейся литой конструкцией. Гасящее вибрацию расширение 204 может иметь изогнутый радиальный край в некоторых примерах. Изогнутый радиальный край может снижать производственные затраты и увеличивать долговечность гасящего вибрацию расширения 204. Однако, в других примерах, гасящее вибрацию расширение 204 может иметь край прямоугольной или овальной формы.
Фиг. 6 показывает способ 600 работы регулятора давления наддува турбонагнетателя в двигателе. Способ 600 может быть реализован двигателем, системами, компонентами, и т.д., описанными выше со ссылкой на фиг. 1-5, или может быть реализован другими пригодными двигателем, системами и компонентами.
На этапе 602, способ включает в себя этап, на котором осуществляют работу регулятора давления наддува турбонагнетателя на основании условий работы двигателя. Работа регулятора давления наддува на основании условий работы двигателя может включать в себя, на этапе 604, регулировку положения регулятора давления наддува на основании по меньшей мере одного из нагрузки двигателя и скорости вращения двигателя. Например, регулятор давления наддува может открываться/закрываться в ответ на нагрузку двигателя и/или выпускную мощность двигателя. В некоторых примерах, регулировка положения регулятора давления наддува может включать в себя поворачивание регулятора давления наддува вокруг поворотного вала, присоединенного к плоской крышке.
На этапе 606, способ включает в себя передачу бокового усилия на часть плоской крышки в регуляторе давления наддува через гасящее вибрацию расширение. В некоторых примерах, боковое усилие противодействует силе пружины, передаваемой на плоскую крышку приводным рычажным механизмом. Кроме того, в некоторых примерах, в котором передача бокового усилия происходит, когда регулятор давления наддува находится в открытом положении, и выхлопные газы являются протекающими через перепускной трубопровод турбины. Как обсуждено выше, регулятор давления наддува может быть присоединен к перепускному трубопроводу турбины и, в некоторых примерах, может быть присоединен к впуску перепускного трубопровода турбины. Кроме того еще, в некоторых примерах, боковое усилие может быть моментом силы вокруг поворотной оси, определенной приводным рычажным механизмом.
Фиг. 7-9 показывают виды в поперечном разрезе дополнительных примерных регуляторов давления наддува турбонагнетателя. Плоская крышка и гасящее вибрацию расширение, показанные на фиг. 7-9, образуют непрерывный кусок материала. Таким образом, гасящее вибрацию расширение встроено в плоскую крышку. Более точно, в одном из примеров, плоская крышка и гасящее вибрацию расширение могут формироваться посредством отливки за одно целое.
На фиг. 7, плоская крышка 200 и гасящее вибрацию расширение 204, включенные в регулятор 170 давления наддува, показаны с дополнительной детализацией. Также показана часть приводного рычажного механизма 172. Плоская крышка 200 и гасящее вибрацию расширение смещены относительно фланца 300 перепускного трубопровода турбины, чтобы обеспечивать неодинаковый выступ. Смещение дает боковому усилию возможность передаваться на плоскую крышку 200 и гасящее вибрацию расширение 204. Плоская крышка 200 и гасящее вибрацию расширение 204 являются симметричными в примере, изображенном на фиг. 7. Однако плоская крышка 200 и гасящее вибрацию расширение 204 могут быть симметричными в других примерах.
Также показан ротор 155 турбины (например, рабочее колесо турбины). Стрелки 710 изображают общее направление поток выхлопных газов через выпуск 160 турбины. Следует понимать, что поток выхлопных газов через выпуск 160 турбины может передавать боковое усилие на плоскую крышку 200 и гасящее вибрацию расширение 204. Как обсуждено ранее, боковое усилие уменьшает дребезг регулятора давления наддува.
Боковое усилие может передаваться на плоскую крышку 200 и гасящее вибрацию расширение 204 не только в закрытом положении, показанной на фиг. 7, но также в частично открытом положении, в котором плоская крышка 200 расположена на расстоянии от фланца 300 перепускного трубопровода турбины и является мешающей (например, частично препятствующей) выхлопным газам, протекающим из выпуска 166 перепускного трубопровода 162 турбины.
Корпус 700 перепускного трубопровода 162 турбины также показан. Центральная ось 702 выпуска 166 перепускного трубопровода 162 турбины перпендикулярна передней стороне 704 плоской крышки 200, когда регулятор давления наддува находится в закрытом положении. Однако предполагались другие углы. Передняя сторона 704 плоской крышки 200 является плоской в изображенном примере. Однако предполагались другие геометрии.
Фиг. 8 показывает еще один примерный регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя, включающий в себя плоскую крышку 200 и гасящее вибрацию расширение 204. Корпус 700 перепускного трубопровода 162 турбины показан наряду с ротором 155 турбины и выпуском 160 турбины.
Общее направление потока выхлопных газов на выпуске 160 турбины, обозначенное посредством стрелок 710, также показано. Плоская крышка 200 и гасящее вибрации расширение 204 асимметричны вокруг по меньшей мере одной оси в примере, изображенном на фиг. 8. Более точно, длина A меньше, чем длина B. Асимметрия плоской крышки 200 и гасящего вибрацию расширения 204 дает гасящему вибрацию расширению 204 возможность продолжаться в поток выхлопных газов, выходящий из ротора 155 турбины, в закрытом положении и частично открытом положении, в котором плоская крышка 200 расположена на расстоянии от фланца 300 перепускного трубопровода турбины и является частично затрудняющей поток выхлопных газов, выходящий из перепускного трубопровода 162 турбины. Как результат, боковое усилие передается на плоскую крышку и гасящее вибрацию расширение, тем самым, уменьшая вибрацию регулятора давления наддува, как обсуждено выше. Центральная ось 702 выпуска 166 вновь перпендикулярна передней кромке 704 плоской крышки 200, когда регулятор давления наддува находится в закрытом положении на фиг. 8. Однако предполагались другие относительные ориентации. Часть приводного рычажного механизма 172, присоединенного к плоской крышке 200 и гасящему вибрацию расширению 204, также показана на фиг. 8.
Фиг. 9 показывает еще один примерный регулятор 170 давления наддува турбонагнетателя, включающий в себя плоскую крышку 200 и гасящее вибрацию расширение 204. Корпус 700 перепускного трубопровода 162 турбины показан наряду с ротором 155 турбины и выпуском 160 турбины. Вновь, плоская крышка 200 и гасящее вибрацию расширение 204 симметричны вокруг по меньшей мере одной оси на фиг.9. Кроме того, центральная ось 702 выпуска 166 перепускного трубопровода 162 турбины пересекает переднюю сторону 704 плоской крышки 200 под непрямым углом, когда регулятор давления наддува находится в закрытом положении. То есть, такой угол, образованный между пересечением центральной оси и передней стороны, меньше или больше, чем 90 градусов, когда регулятор давления наддува находится в закрытом положении и по существу препятствует потоку выхлопных газов через перепускной трубопровод турбины. Общее направление потока выхлопных газов на выпуске 160 турбины, обозначенное посредством стрелок 710, также показано. Вновь, выхлопные газы, протекающие из ротора 155 турбины, передают боковое усилие на плоскую крышку 200 и гасящее вибрацию расширение 204 в закрытом положении и частично открытом положении, в котором плоская крышка 200 расположена на расстоянии от фланца 300 перепускного трубопровода турбины. Часть приводного рычажного механизма 172, присоединенного к плоской крышке 200 и гасящему вибрацию расширению, также показана на фиг. 8.
Необходимо отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует понимать, что конфигурации и способы, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по сути, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.