分流阀系统以及具有其的汽车发动机和汽车的制作方法

技术领域

本实用新型涉及用于涡轮增压或机械增压机动车辆的分流阀系统。

背景技术：

大多数现代涡轮增压车辆发动机的进气管内包括某些形式的工厂装配放气阀或旁通阀，其目的是在节气门关闭期间打开，以从用于分流加压空气的分流孔提供释放路径，否则加压空气将引起严重的压力尖峰，导致涡轮增压器损坏或寿命缩短，此外还导致不愉快的颤动噪音，这对于道路客车而言是不可接受的。

此外还存在潜在的性能改进，这是因为在没有释放路径的情况下，节气门迅速关闭以及由此产生的压力尖峰可迅速使涡轮压缩机变缓，从而导致当节气门重新打开时，返回峰值增压的延迟较长(即，涡轮迟滞增加)。类似地，允许旁通阀释放过多压力也会对涡轮迟滞产生不利影响，即排空进气管的整个容积意味着尽管在短时间内使压缩机保持较高的速度，但是当节气门重新打开时，必须重新对进气管进行加压，这会导致迟滞增加。

许多工厂装配的旁通阀会执行额外任务，例如如果检测到增压压力高于正常情况，则限制增压压力以保护发动机，以及当需要进行牵引控制时或在自动变速器的换挡期间减小瞬时功率。

工厂或OEM装配的旁通阀。直到最近才将大多数工厂装配的旁通阀定位在发动机进气管的处于涡轮压缩机下游的某个位置处，通常通过软管或法兰连接安装。从旁通阀排放的空气然后经由另一个软管或管道被引导回涡轮压缩机，从而在压缩机周围形成旁通回路。

新的实施例包括直接构造入涡轮的压缩机盖中的安装法兰，该安装法兰包括分别用于进入压力和排放的以在一个法兰内再循环的空气的分离路径。

工厂旁通阀可装配至该类型的法兰，且为受来自汽车发动机控制单元(ECU)的信号控制的直接致动式螺线管类型。该类型阀门的特征在于具有电螺线管线圈，电螺线管线圈具有插棒式铁心，插棒式铁心上安装有打开或关闭进气管中的分流孔的阀门构件。插棒式铁心和阀门构件被弹簧偏压至关闭位置。当对螺线管通电时，会克服弹簧的偏压将插棒式铁心拉入螺线管线圈内，且阀门构件将因此打开分流孔。当断电时，弹簧使插棒式铁心和阀门构件返回至关闭状态。在该系统中，插棒式铁心直接连接至打开和关闭分流孔从而打开和关闭旁通路径的阀门构件。

OEM系统的操作如下：ECU监控加速踏板的位置，且如果检测到加速踏板的位置迅速下降，则ECU使螺线管线圈通电以打开阀门构件从而打开旁通路径。ECU通常使旁通阀保持打开大约2秒，除非其检测到加速踏板的位置升高，此时其将立即使螺线管线圈断电，从而关闭分流孔和旁通路径。

使用的工厂分流阀已知有三种：第一种类型的分流阀使用连接至螺线管插棒式铁心的隔膜和提升式阀。活塞正面上具有孔，该 孔将压力转移至隔膜背面以平衡由作用于隔膜前面和后面的区域的压力造成的相反的力，以便力的总和在理论上为零。这就意味着当通电时，螺线管线圈能够克服回位弹簧拉动插棒式铁心、隔膜和提升阀，从而打开分流孔和旁通路径。当螺线管断电时，回位弹簧使插棒式铁心、隔膜和提升阀返回至关闭位置。

第二种类型的分流阀使用连接至螺线管插棒式铁心的塑料活塞式阀。同样，活塞的正面上设置有用于使前面和后面的压力相等的孔，从而在理论上不会产生合力。其工作方式与以上描述的隔膜类型的阀相同。

除了具有遮蔽活塞的带槽“篮状物”之外，第三种类型的分流阀与第二种相同。其目的可仅仅假定为当活塞打开时帮助活塞关闭，然后螺线管被断电。

工厂装配的旁通阀的缺陷。这些工厂装配的旁通阀类型的均具有共用的工作原理，该原理主要设计成消除压力尖峰及相关噪音。ECU可仅使螺线管在两种状态下操作，即接通或断开。因此，由于阀门在所有情况下均直接连接至螺线管插棒式铁心，因此阀门可仅打开或关闭。未提供响应于进气管内的压力而改变开口大小的方法，结果是这些汽车的涡轮迟滞未达到最优化。

此外，工厂装配的旁通阀的发展表明阀本身的设计存在固有缺陷。

第一种类型的旁通阀的固有缺陷在于，众所周知其即便在正常工作状态下也会因隔膜断裂或活塞上的面密封件撕裂而发生故障。第二种类型和第三种类型的旁通阀试图解决隔膜撕裂的问题，然而活塞由塑料制成这一事实意味着活塞与套筒之间无法实现紧密公差配合。由于无隔膜密封该间隙，因此大量空气能够从活塞的后腔泄漏，经过间隙并进入再循环路径。由于加压空气丢失，因此该情况对于性能而言并不理想。其次，活塞类型的阀门会出现无法关闭的情况， 导致显著的功率损耗。一旦节气门打开且当大量空气被旁路时，如果节气门非常快地重新打开且螺线管断电，则由于回位弹簧弱且由快速流经活塞正面的空气的动压力在活塞上引起的力不平衡，活塞无法关闭，在这些情况下，作用于活塞正面的力大于作用于活塞背面的力，从而使活塞保持打开。一旦发生这种情况，使活塞再次关闭的唯一方式是再次关闭节气门，直至旁通空气压力下降至足以使活塞关闭。

第三种类型是第二类型的进一步的发展，其中排放的“篮状物”的用意明显，即使旁通空气扩散以减小其速度，以便其可进入活塞正面上的转移孔以使力平衡并允许其关闭。遗憾的是，该解决方案仅适度有效，且一些情况仍可造成该阀门类型保持打开。

当已对汽车进行改装以通过更高的增压压力提高性能时，所有上述三种类型的工厂装配旁通阀的缺陷便特别明显，这是因为这常常与更高的进气温度相关，更高的进气温度可加速隔膜类型的旁通阀断裂，并加剧活塞类型的旁通阀的不关闭问题及泄漏。

售后市场阀：售后市场旁通阀制造商通常采取两种方法来解决工厂装配的旁通阀的问题。两种方法均包括以气动操作阀完全更换整个工厂装配的螺线管线圈和阀。然而，两种方法的不同之处在于如何控制气动阀。

一种方法提供了3端口螺线管阀，其交替地将真空源和压力源连接至气动旁通阀，真空使得旁通阀打开，而压力使其关闭。被供以该成套配件的3端口螺线管阀连接至发动机舱内的工厂线束，因此其利用来自ECU的相同信号来确定何时打开旁通阀。

第二种方法完全不使用ECU信号。而是，其仅仅将旁通阀直接连接至进气歧管，从而使阀在节气门关闭且进气歧管处于真空状态时打开，而当节气门打开时，进气歧管被加压，因此旁通阀关闭。这是大多数售后市场旁通阀常用的方法。

售后市场阀的缺陷：尽管售后市场阀使用的两种方法确保了可克服工厂装配旁通阀的缺陷(即，坚固、防止增压压力泄漏以及在需要时关闭的能力)，但是这些方法自身具有无论硬件设计如何均无法克服的一系列缺陷。

第一种方法保留了ECU控制，这对于旁通阀打开的迅速响应是理想的，然而为了实现此，所提供的用于执行该方法的设备庞大、昂贵且安装耗时。执行第一种方法所需的设备必须包括：使软管连接至进气歧管的装置；3端口螺线管阀；将3端口螺线管阀电连接至工厂线束的装置；将3端口螺线管阀保持在适当位置的安装支架；连接3端口螺线管阀的足够长的真空软管；和气动操作的旁通阀。有经验的车辆技工安装该设备需要很长时间，通常需要至少一个小时。

即便已安装了上述设备，反应时间方面仍存在关键性能缺陷。增加3端口螺线管阀以及将螺线管阀连接至旁通阀的真空软管的相关长度意味着ECU使3端口螺线管阀通电与旁通阀打开之间存在延时。该设备在旁通阀可开始打开之前仍需要真空这一事实进一步妨碍了此，即便当3端口螺线管已将源切换至进气歧管时，在进气歧管具有足以打开旁通阀的真空之前，节气门仍需大部分关闭。此时，可能已经产生了压力尖峰。

第二种方法存在类似缺陷。执行第二种方法所需的设备必须包括：使软管连接至进气歧管的装置；为工厂线束提供电子镇流器负载以防止ECU检测到旁通阀故障(由于已移除了工厂装配的螺线管线圈)的装置；将进气歧管阀连接至旁通阀的足够长的真空软管；和气动操作的旁通阀。与第一种方法相似，有经验的车辆技工安装该设备需要很长时间，通常需要至少一个小时。

此外，由于与第一种方法的原因相同，该方法的打开时间也会延迟，即设备需要进气歧管实现足以帮助旁通阀打开的真空，到那时已产生了压力尖峰。

两种方法均需要附加设备，这大大增加了成套配件的成本、复杂性和安装时间，因此增加了安装成本。所有这一切的代价是旁通阀的响应时间延迟，从而无法实现旁通阀的主要目的之一。

除非存在相反表述，否则本文中对公知现有技术的任何引用并非承认这种现有技术在本申请的优先权日是本申请涉及的技术领域的技术人员所普遍公知的。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种增压进气管分流阀系统，其具有适于密封地安装至与该进气管关联的节气门上游的进气管的阀体；该阀体包括关闭装置，以可操作地关闭该进气管中的分流孔以便在预定时间将该进气管中的加压气体排放至旁通路径或大气；该系统包括致动装置，致动装置允许该关闭装置打开，借此该进气管中的加压气体将穿过该分流孔进入该旁通路径或大气，该系统的特征在于该关闭装置包括与该阀体关联的腔和与该腔配合以关闭该分流孔的阀构件；所述阀构件包括至少一个贯穿其的转移孔，所述阀构件被构造成使得借助该加压气体，所述阀构件便具有由所述阀构件的相对侧的表面面积差提供的净力以便关闭该分流孔或使其保持关闭，当所述阀构件的相对侧的气体压力相等，且当形成压力差以便所述阀构件的上游侧的压力大于下游侧的压力时，所述阀构件将会移动以打开该分流孔；该系统包括与该腔或所述阀构件关联的该致动装置，借此当受控这样做时，该致动装置将打开与该腔或该阀关联的控制孔，以在阀构件上形成该压力差，从而使阀构件打开该分流孔。

阀构件可以是基本中空的活塞，其中该孔贯穿该活塞的否则将封闭的端部。

腔可由附接至该阀体的侧壁和该活塞形成。

阀构件和该腔可具有大体为圆柱形的构造。

该转移孔的截面面积与该控制孔的截面面积之比小于或等于1:2。换一种说法，即控制孔的截面面积是至少阀构件中的转移孔的截面面积大小的两倍。

所述阀构件上游侧的直接暴露于该加压气体的表面面积小于所述阀构件下游侧的经由该转移孔暴露于该加压气体的表面面积。

所述阀构件下游侧的表面面积可以是以下的一个或多个：至少比上游侧的表面面积大10％；至少比上游侧的表面面积大20％；至少比上游侧的表面面积大30％。

致动装置可由车辆的发动机控制单元或ECU激活。

致动装置可包括螺线管，或与螺线管配合的控制阀构件，以打开或关闭该控制孔。

可在该腔的一端与所述阀构件之间设置回位弹簧，以便所述阀构件处于关闭状态时具有以下之一：无来自回位弹簧的预加载力；预加载力在大于零且至多为0.2kg的范围内。

弹簧提供大于零的预加载力，以便以合适的压力差促使阀构件关闭该分流孔。

回位弹簧可提供所述阀构件的行程长度，行程长度取决于该进气管内的压力的量。

当该管内的压力不足以克服该回位弹簧打开所述阀构件时，分流孔可保持完全关闭，即便当车辆的发动机控制单元正对致动装置通电时也如此。

如上所述的分流阀系统可设置和/或构造成OEM部件或总成。

如上所述的分流阀系统可设置或构造成售后市场部件或总成，在这种情况下，阀可由成套零件构造而成，其利用车辆的原厂装配螺线管线圈和阀安装法兰。进一步地，也可利用车辆的原厂装配螺线管回位弹簧，或最优选的是，可提供比工厂弹簧更硬的弹簧。

致动装置可位于阀体内与阀构件相邻，或致动装置可位于远离具有所述阀构件的阀体定位的主体内；在这种情况下，在远离具有所述阀构件的该阀体定位的该主体与具有所述阀构件的该阀体之间，各个端口借助柔性管相互连接。

本实用新型还提供了操作涡轮增压或机械增压进气管分流阀系统的方法，该方法包括以下步骤：提供活塞以打开和关闭旁通路径的分流孔，该活塞具有贯穿其的转移孔，和适于与该分流孔的上游侧的加压气体接触的上游表面面积，该上游表面面积小于下游表面面积，下游表面面积将在穿过该转移孔的气体的压力下作用；提供与该活塞配合的腔，活塞中具有控制孔；该方法包括借助可致动阀构件关闭或打开该控制孔以允许该活塞打开或关闭该分流孔的步骤。

该腔的一部分与该活塞之间可设置回位弹簧，以便该活塞的行程长度将取决于该进气管内的压力的量。

当车辆的发动机控制单元正对螺线管通电时，在压力不足以打开阀构件时，分流孔可保持完全关闭。

本实用新型进一步提供了具有如上所述的涡轮增压或机械增压进气管分流阀或具有通过以上描述的方法工作的分流阀的汽车发动机。

本实用新型还提供了具有如上所述的汽车发动机的汽车。

附图说明

现在将仅通过实例参考附图描述本实用新型的实施方案， 其中：

图1图示了通过处于关闭状态的涡轮增压或机械增压进气管分流阀的截面。

图2图示了与图1相似的视图，其示出了附加部件并指示了活塞的内径和外径。

图3图示了图1和图2中的部件的分解截面图。

图4图示了与图1相似的截面图，其中控制孔打开且阀构件处于打开状态。

图5图示了通过处于关闭状态的阀的截面图，除了未使用回位弹簧之外，其与图1中的截面图相似。

图6图示了图5中的阀因控制孔被螺线管打开而处于打开状态的截面图。

图7图示了现有技术分流阀(例如，工厂装配的分流阀或OEM阀)的截面图。

图8图示了图1至5的阀布置中的阀体4的上部透视图。

图8A图示了图8中的阀体4的侧视图。

图9图示了图8中的阀体的下部透视图。

图10是前面的附图中的活塞10的局部截面透视图，其更详细地示出了活塞的一些特征。

图11是前述实施方案中的阀的一些零件远离其它零件定位的阀系统的截面图。

图12是本实用新型的分流阀系统的操作方法的框图。

具体实施方式

如图1和图2所示，分流阀系统包括阀体1，其外部轮廓与车辆的工厂装配的螺线管线圈主体2以及安装法兰3的外部轮廓相符，安装法兰3可位于涡轮增压器压缩机或发动机进气管的其它部件上，以便阀体1夹在主体2与法兰3之间。

阀体1包含圆柱形壁4，壁4为旁通路径9的一部分，旁通路径9返回至涡轮增压器压缩机入口。壁4包括由圆柱形壁4的上部圆柱形壁5.2形成的腔5.1，阀体1内的端部处的壁5将腔5.1关闭。壁5包含控制孔或孔洞6，其允许空气通过其进入位于壁5另一侧的腔7，并在组装时由螺线管线圈主体2的面界定。阀体1包括至少一个或多个转移通道8以当将阀安装在车辆上时，允许空气经由再循环通道或旁通路径9从腔7到达阀体1外部。从图1和图8将注意到，圆柱形壁4形成截头圆锥形构形1.6，且该构形1.6的最低边缘1.5位于大约5mm的距离处(参见图4中的箭头4.2)。该距离与图7中的活塞阀将打开的距离测量相同。进一步地，该5mm的距离将形成开口，该开口允许分流孔4.1的空气直接流经其进入路径9，以便分流孔4.1与经过边缘1.5的通道的截面面积相似，从而防止边缘阻碍空气流入旁通通道9。

从图8和图8A将注意到，四个转移通道8以等间隔成角度地在截头圆锥形部分1.6的周边间隔开，其中心位于同心节圆直径上，从而从圆柱形壁4径向向外，这从每一个通道8形成椭圆形出口。由于转移通道所穿过的壁的厚度以及其它制造原因，图8和图8A中的实施方案使用了四个转移通道。然而应理解，只要通过转移通道的流动不妨碍空气从控制孔的流动，转移通道的数量并不重要，如以下在段落[081]中描述的那样。如将在稍后的实施方案中描述的那样，当主体分离以便阀体与致动器主体可远离定位时，通过硅胶软管连接的单个转移通道将足够，只要其直径足够大足以允许所需的气流便可。因此通道的数量或转移通道的大小需使得必须具有足够的截面面 积以不妨碍流动。图10中详细图示的圆柱形活塞10由具有基本关闭的端部10.1的空心圆柱体形成。活塞10被构造成适配在腔5.1内部，其中配合的紧密程度尽可能根据实际情况以允许进行自由轴向运动，间隙通常为0.015mm-0.05mm。关闭端部10.1还包括面密封件11，面密封件11将优选包括周向布置的粘合硅胶垫圈，用于在安装时抵靠再循环通道或旁通路径9的底部密封，以当活塞10处于关闭位置时在旁通路径的起点处关闭分流孔4.1。关闭端部10.1还包括转移孔或平衡孔12，其允许空气通过，从活塞面的上游侧(即，分流孔4.1侧)到达活塞10内部的下游侧。重要的是，该转移孔或平衡孔12的截面面积将需要至少比阀体膛孔的壁5上的控制孔或孔洞6小2倍。进一步地，活塞关闭端部10.1的由面密封件垫圈11的接触周边限定的面10.2的表面面积应至少比基于活塞10的外径计算的总表面面积的大小至少小大约22％(即活塞外径与面密封面积之比为1:0.78)。就直径比而言，这与关闭分流孔的表面的直径相等，大约为活塞10外径大小的0.885。换句话说，压力作用于活塞10背面或下游侧的有效面积比作用于活塞上游侧的由关闭分流孔4.1的粘合硅胶面密封件11.1限定的有效面积大大约27％(即，面密封件表面面积与外径表面面积之比为1:1.27)。活塞10的该相对侧(即上游侧和下游侧)的表面面积差将确保当活塞10的相对侧的气体压力相等时，活塞10会关闭分流孔4.1或使其保持关闭。

虽然优选仅图示单个转移孔或平衡孔12，但将很容易理解的是，可使用一个以上转移孔或平衡孔12。如果使用一个以上转移孔或平衡孔12，则每一个孔的截面面积的总和将需要总计比阀体膛孔的壁5上的控制孔或孔洞6至少小2倍(即为50％或更小)。

如图2最佳所示，钢螺线管插棒式铁心13的设计、大小和形状设置成在组装时，通过提供工厂回位弹簧15，装配在工厂装配的螺线管线圈2的插口14上。插棒式铁心13还包括面密封件或O型环16，当工厂装配的螺线管线圈2断电时，且当插棒式铁心13处于关闭位置时，面密封件或O型环16确保阀体1的壁5上的控制孔 或孔洞6关闭且密封。提供O型环17是为了当螺线管线圈通电时，缓冲插棒式铁心13的回缩移动，以防止产生否则将听到的“噼啪”声。

提供了尺寸和规格合适的主回位压缩弹簧18以对活塞10产生附加偏压或返回的回复力。优选当活塞10处于关闭位置时回位弹簧不提供预加载，或如果当活塞10处于关闭位置时回位弹簧提供预加载，则预加载大于零但至多且优选不超过0.2kg，例如对于以下提到的车辆而言。预加载为零，或如果存在预加载，则将预加载保持在所描述的较窄范围内以防止或最大程度地减少涡轮压缩机喘振的发生。弹簧刚度应使得当这种车辆的活塞处于最大提升时，弹力在1-1.5kg之间。然而，对于其它车辆发动机，这些弹簧参数可根据系统内的压力以及其它因素(如涡轮规格)变化。需要通过反复试验确定准确的弹力以及弹簧刚度(其为弹簧尺寸的函数)以确定在压缩机喘振开始之前对活塞10的最大预加载。据信，仅0.2kg的预加载将会防止或最大程度地减少这种压缩机喘振。

在阀系统总成中，通过将活塞10的尺寸设置成使得腔5.1的尺寸，或将弹簧的非压缩高度设置成使得当组装活塞和弹簧时，活塞10已关闭了分流孔4.1且回位弹簧18处于未压缩状态，压缩回位弹簧18可不提供预加载。另一种确保回位弹簧18不提供预加载的方式是，当活塞10相对于分流孔4.1处于关闭位置时，使弹簧18的未压缩高度小于腔5.1的高度。这将确保对于活塞10至关闭位置的冲程的最后一部分，活塞10未受回位弹簧18的推动。

可通过移除原分流阀的一些部件，并利用原厂装配的螺线管线圈2将图1和图2中的阀构造在现有车辆上。一旦从螺线管线圈移除工厂装配的阀机构，可将其丢弃。还使用了工厂装配的螺线管回位弹簧15和安装法兰3，安装法兰3可集成到涡轮增压器压缩机盖中，或可远距离安装并经由软管连接至进气系统，这取决于原始的车辆上具有什么。然后将以上描述的部件组装到安装法兰上，如图3中的分解视图所图示。

设备的操作：无论螺线管线圈2何时断电，螺线管插棒式铁心13始终借助回位弹簧15保持在关闭位置，如图1和图2所图示，从而确保活塞10和膛孔或腔5.1限定下游端基本封闭的容积。当涡轮系统中存在增压压力，且增压压力传递至活塞10的上游面(相对于转移孔12的上游)时，相同的压力也通过贯穿活塞10的封闭端部10.1的转移孔12进入活塞后面处于封闭端部10.1和转移孔12下游侧的封闭容积内。由于压力作用于活塞10背面或下游侧的有效面积比作用于活塞上游侧的由关闭分流孔4.1的粘合硅胶面密封件11.1限定的有效面积大大约优选27％(面密封件表面面积与OD表面面积之比为1:1.27)，因此安装法兰3上存在推动活塞10抵靠分流孔4.1的上部边缘关闭的不平衡力或净力。无论增压压力多高或可能有多高，由于该布置，活塞10将总是受到比否则将会推开活塞的力大27％的力的推动而关闭。

当ECU对螺线管线圈2通电时，螺线管插棒式铁心13缩回，从而打开阀体1的壁5上的控制孔或孔洞6，如图4最佳所示。然后，允许受压空气流动至腔5.1外部并进入由阀体壁5和螺线管线圈主体2限定的腔7。然后，该空气可通畅地通过转移通道8进入再循环腔或旁通路径9，通常是在大气压下。由于活塞10的封闭端部10.1上的转移孔12小于阀体壁5和转移通道8上的控制孔或孔洞6，因此由活塞10和阀体或壁5.2限定的腔5.1内的压力将大大减小以允许不平衡的力或净力将活塞10推开。当活塞10处于打开位置时，加压空气可借助旁通路径9再循环以防止进气管产生压力尖峰。

当ECU对螺线管线圈2断电时，插棒式铁心13在弹簧15的偏压下回移以关闭控制孔6并再次密封阀体腔5.1，使得活塞10两侧的压力相等。在压力相等但曝光于压力的面积不相等的情况下，活塞10又被迫再次关闭。

在图1至图4的实施方案中，阀利用回位弹簧18。然而，如图5和图6所图示，存在实现不同的但理想的性能目标的另一种构 造的设备。当被构造或组装成不具有回位弹簧18时，如图5和图6所图示，阀最接近地复制工厂装配旁通阀的作用，这是因为其仅在两种状态下操作，即图6中的打开状态或图5中的关闭状态。该构造确保可尽可能安静地操作，但仍具有可靠地打开和关闭的能力，即便在更高的增压压力和温度下也是如此。

然而，当使用主回位弹簧18时，主回位弹簧18会影响活塞10响应于进气管中存在的并由分流孔4.1传递的增压压力而形成的开口的大小。如果增压压力低，则活塞10仅打开很小的旁通开口，其主要目的是仅排放足以防止压力尖峰的空气量。由于增压压力通过旁通作用减小，因此活塞10关闭分流孔4.1或减小旁通开口的大小，直至不再有压力且活塞10完全将分流孔4.1关闭，即便当ECU正对螺线管线圈2时也如此。如果当ECU对螺线管线圈2通电时增压压力高，则活塞10将比压力较低时更进一步打开以允许更多空气再循环。在这种情况下，旁通通道或开口的大小可描述为可变的，或取决于待释放增压压力的量，这与一些现有技术系统不同，在现有技术系统中，由于直接起作用的螺线管的行程长度，阀的开度在所有压力下均相同。

如此，便为活塞10提供了控制其开口行程长度的第二种方法或参数。当节气门关闭时，通过打开仅足以防止压力尖峰的开口，而未完全排空进气管，可使涡轮迟滞最小化。这意味着当需要更好的性能时，可优选图1至图4中的实施方案，但利用该实施方案可导致操作噪音略微增大。

设备和方法的售后市场实施方案的主要益处：1.操作改进，即便是在增压和操作温度升高的情况下也如此；2.设备简化，确保了解决方案成本低，易安装；3.操作速度快，这是因为该设备不需要真空歧管打开，也不需要连接将延迟压力/真空信号的真空软管；4.利用工厂提供的螺线管线圈，这意味着保留了ECU控制信号的益处，且未浪费发挥作用的螺线管线圈。

虽然以上说明描述了售后市场修改方案以便使用现有安装系统等，但还应理解，本实用新型的分流阀可代替现有OEM分流阀或旁通阀作为OEM分流阀提供。

设备和方法的OEM创造性实施方案的主要益处：1.操作可靠或改进，即便是在增压和操作温度升高的情况下也如此；2.操作速度快，这是因为该设备不需要真空歧管打开，也不需要连接延迟压力/真空信号的真空软管。

图12图示了以下将描述的图1至图6以及图11中的阀系统的操作方法的框图。在图12中，项目编号表示以下框图步骤：

1000-螺线管线圈未通电

1010-活塞10和插棒式铁心13处于关闭位置

1020-作用于活塞面上的压力经由活塞面上的转移孔12传输至活塞后面的腔

1030-活塞下游侧的压力所作用的面积比活塞上游侧的压力所作用的面积大27％

1040-合力使活塞保持在关闭位置，防止涡轮旁通

1045-节气门关闭输入

1050-发动机的ECU输出对螺线管线圈通电

1060-插棒式铁心13缩回，从而打开腔壁5上的控制孔6

1070-空气流动通过转移孔，就该转移孔而言，这有效地减小了下游表面面积上的压力

1080-压力差克服回位弹簧偏压(如果存在回位弹簧)和/或腔壁与活塞之间的摩擦和/或活塞的惯性，推动活塞打开分流器通道

1090-涡轮空气通过阀进入旁通通道或分流器通道

1100-由于旁通，涡轮管道中的压力减小至零

1110-压力差的合力减小至零

1120-回位弹簧克服减小的压力差并使活塞移动至关闭位置，且涡轮旁通停止

1095-发动机节气门打开

1096-ECU单元使螺线管线圈断电

1097-回位弹簧推动插棒式铁心13关闭腔壁5上的控制孔6

1098-活塞两侧的压力相等，从而导致将活塞偏压至关闭位置的27％的压力差

1099-合力和主回位弹簧结合使活塞保持关闭，从而停止分流或旁通状况。

如上所述的先导或阀操作系统的操作依赖于许多特定设计标准以适当地发挥作用，如以下描述的那样。

当螺线管通电且插棒式铁心13缩回螺线管内时，必须使通过控制孔6且随后通过腔7和转移孔8的气流大于通过活塞转移孔12的气流，以便活塞10后面的压力将减小至接近零。

在优选的实施方案中，活塞转移孔12的直径大约为2mm，而控制孔6的直径大约为5mm，且有四个转移通道8，每一个转移通道8的直径大约为3mm。四个转移通道8的截面面积大于控制孔6的截面面积，从而确保转移通道8不会因其湍流和/或长度形成附加下游流动限制或回压。由于活塞转移孔12与控制孔6同心，因此穿过活塞转移孔12的空气直接喷射入控制孔6，这会带走腔5.1周围的 空气，导致腔5.1内略微形成真空，从而有助于活塞10移动至打开状态。

插棒式铁心13形成排空活塞腔5.1时空气必须经过的路径的一部分，因此插棒式铁心13的缩回距离在确定控制孔6的总过流能力方面也会起作用。插棒式铁心13必须充分缩回，以免限制通过控制孔6的流动。优选为1mm至2mm的缩回距离将满足此。

压力作用于活塞上游面的表面面积由模制面密封件11的凸起的垫圈11.1的直径决定。在关闭位置处，凸起的垫圈11.1与围绕分流孔4.1的上部边缘的旁通路径9的底部9.1(参见图1)接触，因此压力仅作用于垫圈11.1所包围的区域。当插棒式铁心的处于关闭位置时，活塞两侧(转移孔12的上游和下游)的压力相等，但活塞10背面的压力作用于活塞外径的整个面积，这因此形成了推动活塞10关闭的合力。

对于以上描述的实施方案，可利用的垫圈直径优选为19.5mm，且还利用22mm的活塞外径，使得面表面面积(上游)与活塞表面面积(下游)之比为1:1.27，计算时已从有效表面面积中除去了转移孔12的表面面积。在替代实施方案中，可利用的垫圈直径为21.5mm，其中活塞外径为24mm，然而这使得面表面面积(上游)与活塞表面面积(下游)之比为1:1.247，计算时已从有效表面面积中除去了转移孔12的表面面积。

要设计另一个参数是活塞10将从关闭位置移动至打开位置的速度。已经发现，以上选择的参数将使活塞10产生合适的速度来有效地打开分流器通道，以代替工厂螺线管分流阀(例如，Pierburg为大众汽车/奥迪制造的分流阀)，其中图7中的阀的零件编号为06F 145 710G，其通常被奥迪/大众社区称为“修订G”型号。一些高尔夫GTI以及发动机相同的其它奥迪/大众/西雅特/斯柯达车型使用该阀。宝马、保时捷、标致和奔驰车也使用了由相同公司制造的类似的阀。

如图7所示，标准直接致动螺线管阀具有安装法兰3，且阀活塞位于其内，螺线管的回位弹簧15推动阀活塞关闭。当ECU对螺线管通电时，直接耦合致动器杆打开分流路径。

图8和图9为前面的附图中的阀体1的透视图，示出了三个穿过阀体的安装孔1.1，而下面上设有圆形O型环通道1.2以便容置O型环以与安装法兰3的上表面密封。然而在图9中，在上侧可看到腔7和入口位置或四个转移通道8的孔。还存在代替图7中的工厂阀的插入腔9.3的材料的圆形法兰1.3，和提供腔7的圆柱形壁的圆柱形法兰1.4。

虽然以上描述和附图示出O型环密封件16位于插棒式铁心13的端部，但将很容易理解的是，密封件16可定位在控制孔6上或周围。

可以任何合适的材料和任何合适的制造方法来制造阀体1。虽然最优选由铝加工阀体1，或可使用其它金属(例如，黄铜或不锈钢)或塑料；或阀体1可用聚合材料注射成型，可以是压铸件，或由烧结金属制成。也可使用金属沉积技术，且可能使用3D印刷，这取决于可用于这种印刷的聚合物。

活塞10可由任何合适的材料制成，包括铝、不锈钢或合适的聚合材料或金属。

如上所述的分流阀通常处于两个位置之一，其中一个位置是在安装法兰上，安装法兰形成机械增压器或涡轮压缩机盖的一部分且包括用于进入的增压压力的通道，而另一个用于再循环路径。使用的第二个位置是具有相同入口和出口特征但经由软管远距离连接至进气管的铸造或加工安装法兰。

虽然以上描述是针对利用已有螺线管来打开或关闭控制孔6或使用螺线管来进行相同操作的OEM阀的实施方案，但应理解 的是，可利用其它打开和关闭控制孔6的动力方法(例如气动操作)，由此进气管中的负压力用于提供动力来移动控制阀构件，以代替O型环密封件16和插棒式铁心13。

图11图示了另一个实施方案，其中分流阀系统具有两个分开的主体零件，以允许“上部”或第一或致动器主体零件处于发动机舱内的一个位置，而“下部”或第二或阀体零件位于发动机舱内的涡轮增压器压缩机或发动机进气管的其它部件上的第二位置。在图1至图6的实施方案中，相同零件的标号相同。图11中的实施方案在以下情况下特别有利，即对发动机舱进行了组织，以便其上可安装分流阀的涡轮增压器压缩机或发动机进气管的其它部件上方无太多空间。

在图11中的分离系统中，孔6被有效分开，以便远距离上部或第一或致动器主体1.2上的孔6借助管6.2连接至下部或第二或阀体1上的端口6.1。然而单个转移通道8被分离，以便下部或第二或阀体1具有位于涡轮增压器压缩机或发动机进气管的其它部件上的通道端部8.3，而远距离定位的主体1.2具有转移通道8的另一个通道端部8.1，其中端部8.3与端部8.1通过管8.2连接。管6.2和8.2为硅橡胶管，其能够承受涡轮增压器系统中可出现的增压压力。用于此类目的的典型的硅胶真空软管可很容易承受超过50psi的压力，但是软管的特征可根据将应用本实施方案的涡轮增压系统中普遍存在的情况选择。在图11的实施方案中，仅提供了单个转移通道8以使需要连接的管8.2的数量最小化，从而还使安装时间、所需的管长度以及分流阀系统部件周围的任何附加杂乱最小化。

虽然以上实施方案描述了在分流阀系统中使用旁通路径，但应理解，分流器系统可代替旁通路径向大气中分流。

在本说明书中，除非上下文另有要求，否则表示方向的术语例如垂直、上、下、左、右等或旋转应理解为是指相对于相应附图的方向，而非绝对方向。

无论在何处使用，均应以“开放式”含义来理解词语“包括”，即以“包含”的含义来理解，而非仅限于以“仅由...组成”的封闭式含义来理解。相应的含义还包括相应的词，即出现的该动词的变体。

应理解，本文公开且限定的本发明延伸至正文所提及或根据正文显而易见的各个特征的两个或多个的所有可选组合。所有这些不同组合构成本发明的各种可选方面。

虽然已描述了本发明的特定实施方案，但对于本领域的技术人员将很明显的是，在不脱离本发明的本质特征的情况下，本发明可以其它特定形式体现。因此，本实施方案和实例在所有方面均应认为是说明性而非限制性的，且因此对于本领域的技术人员将显而易见的所有修改都应包括在本发明内。