用于热力发动机的进气系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于热力发动机(10)的组件(1)，该组件包括电动压缩机(5)和进气系统，所述进气系统包括双歧管(2)，在至该双歧管的入口处布置有阀(4)，该阀被构造为允许进气气体流入歧管(2)中和/或允许进气气体绕过电动压缩机(5)。双歧管(2)包括涡流歧管(22)和填充歧管(21)，所述涡流歧管(22)和所述填充歧管(21)通过两个独立的入口而被供给，所述两个独立的入口能够彼此独立地被阀(4)封闭。
【专利说明】
用于热力发动机的进气系统
技术领域
[0001]本发明涉及热力发动机的进气系统的领域，更具体地，本发明涉及一种用于机动车热力发动机的组件，该组件包括进气系统和电动压缩机，所述进气系统和电动压缩机被构造为用于改进该发动机的内部空气动力学性能。
[0002]本发明所涉及的热力发动机是增压式或非增压式的汽油、柴油、燃气、乙醇发动机。
【背景技术】
[0003]活塞式发动机的内部空气动力学性能很大程度地影响燃烧的质量，并由此影响燃料消耗和污染物排放。因此，为了满足日益严格的排放和消耗标准，控制并根据运行条件来改变该空气动力学性能是一个重大挑战。
[0004]在已知的用于改变发动机内部空气动力学性能的方式中，可列举在某些情况下包括闷熄(6 touffer)类型的蝶形阀以及用于径向涡流的流动(根据英文术语也被称作“swirl”，即涡流)的和/或用于横向涡流的流动(根据英文术语也被称作“tumble”，即滚流)的活门，这些活门用于完全或部分地封闭管道。在某些每个汽缸具有两个进气气门的柴油发动机中，一个气门通过填充管道被供给，另一个气门则通过涡流类型的管道被供给。通过完全或部分地封闭(例如通过活门)填充管道，可使涡流比改变。通常，进气歧管具有单一入口和与汽缸同样多的出口，对于每个汽缸，填充管道与祸流管道之间的分隔部插入汽缸盖中。因此，需要与汽缸同样多的涡流活门。为了仅使用单一的涡流活门，还可以使用双进气歧管。该双进气歧管起始于通向两个独立的歧管的Y形管道，其中一个歧管供给所有的涡流气门，另一个歧管供给所有的填充气门。
[0005]在消耗和污染物排放方面，车辆的认证标准是基于更加动态的行驶并以高荷载来实现的，存在增加的需求，以不仅使空气动力学性能非常快地改变，而且还要在大的发动机运行区域上使空气动力学性能改变。
[0006]已知方式的缺陷在于这些方式不允许基于高荷载使空气动力学性能足够快地改变，高荷载的动态性非常经常地受限于涡轮压缩机的响应时间，和/或在于这些方式因为导致额外的荷载损失而降低消耗的效益。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于通过提出一种用于热力发动机的组件以克服现有技术系统的缺陷，该组件包括进气系统，该进气系统允许使燃烧发动机的内部空气动力学性能很快改变，而不降低消耗的效益。
[0008]为此，本发明提出一种用于热力发动机的组件，该组件包括电动压缩机和进气系统，该进气系统包括双歧管，在该双歧管的入口处布置有阀，该阀被构造为允许进气气体流入歧管和/或进气气体绕过电动压缩机。
[0009]根据本发明的一种实施方式，所述双歧管包括通过两个独立的入口而被供给的涡流歧管和填充歧管，所述两个入口可彼此独立地被阀封闭。
[0010]根据本发明的一种实施方式，根据本发明的用于热力发动机的组件包括用于绕过电动压缩机的旁通管道，该旁通管道被布置为可在电动压缩机被启动时被阀封闭。
[0011]根据本发明的一种实施方式，发动机的主进气管道分成独立的并通向阀的第一管道和旁通管道。
[0012]根据本发明的一种实施方式，电动压缩机被布置于第一管道上、在阀的上游。
[0013]根据本发明的一种实施方式，第一管道被布置为使得对于给定的阀位置，该第一管道可为与歧管的填充管道和涡流管道连通的唯一管道。
[0014]本发明还涉及一种用于根据本发明的组件的使用方法，该方法包括以下步骤:[00?5]-使电动压缩机不启动，
[0016]-通过使气体流入旁通管道而绕过电动压缩机，
[0017]-供给涡流管道。
[0018]本发明还涉及一种用于根据本发明的组件的使用方法，该方法包括以下步骤:
[0019]-使电动压缩机不启动，
[0020]-通过使气体流入旁通管道而绕过电动压缩机，
[0021 ]-供给涡流管道和分配管道。
[0022]本发明还涉及一种用于根据本发明的组件的使用方法，该方法包括以下步骤:
[0023]-启动电动压缩机，
[0024]-使气体经由电动压缩机流入第一进气管道，
[0025]-供给涡流管道和分配管道。
[0026]本发明还涉及一种用于根据本发明的组件的使用方法，该方法用于阻止流体以任何方式流入双歧管。
【附图说明】
[0027]通过阅读以下通过参照附图作出的描述，本发明的其它目的、特征和优点将被更好地理解并更清楚地显现，所述附图仅作为示例而被提供，且在附图中:
[0028]图1是根据第一使用构造的发动机架构的局部示意图，该发动机架构包括根据本发明的电动压缩机和进气系统；
[0029]图2是根据第二使用构造的发动机架构的局部示意图，该发动机架构包括根据本发明的电动压缩机和进气系统；
[0030]图3是根据第三使用构造的发动机架构的局部示意图，该发动机架构包括根据本发明的电动压缩机和进气系统；
[0031]图4是根据第四使用构造的发动机架构的局部示意图，该发动机架构包括根据本发明的电动压缩机和进气系统。
【具体实施方式】
[0032]本发明涉及一种用于热力发动机的组件，该组件包括进气系统和电动压缩机。
[0033]本发明涉及所有汽油、柴油、燃气、乙醇热力发动机，无论这些热力发动机是增压式的还是非增压式的。
[0034]在以下的说明书中，电动压缩机指容积式或非容积式的且例如离心式或径向式的空气压缩机，该压缩机被电机驱动，以使热力发动机增压。因此，通常是为了增大进入的空气的密度而启动电动压缩机。在本发明的范围内，电动压缩机与旁通(根据英文术语也被称作“by-pass”)管道相关联，如下所述，该旁通管道允许在需要时绕过该电动压缩机。
[0035]在本发明的范围内使用的进气系统包括具有两个独立入口的双进气歧管。
[0036]本发明在于使用位于歧管的入口处的阀，该阀允许实现闷熄蝶形阀的、空气动力学活门的和绕过(旁通)电动压缩机的功能，该阀与电动压缩机相关联。
[0037]根据本发明的这种阀允许限制发动机所占的体积及相关联的成本。该阀还允许根据发动机的条件和荷载选择使用双歧管的一个或两个歧管、或不使用歧管，同时可选地使用电动压缩机。
[0038]在图1至图4中示出包括根据本发明的组件的发动机架构的例子。图中的箭头示出了进气空气(也被称作进气气体)的流动。
[0039]组件I包括双进气歧管2，该双进气歧管包括填充歧管21和涡流歧管22。该双进气歧管2被布置在发动机10的进气管道3上。双歧管2包括两个具有独立的入口的管道211、221，在所述独立的入口处布置有阀4，该阀构成根据本发明的组件的一部分。第一填充管道211通向填充歧管21，第二涡流管道221通向涡流歧管22。因此，填充管道指供给填充歧管的管道，涡流管道指供给涡流歧管的管道。涡流管道221和填充管道211可彼此独立地被完全或部分地封闭。
[0040]根据本发明的一个实施方式，每个歧管包括四个次级管道212、222，所述四个次级管道212、222供给四个汽缸6。
[0041]根据本发明的组件还包括电动压缩机5，该电动压缩机5相对于双歧管2被布置在阀4上游、于发动机的主进气管道3上。
[0042]发动机的主进气管道3分成独立的第一管道31和被称作旁通管道32的第二管道，这两个管道通向阀4。
[0043]电动压缩机5被布置在这些管道中的一个上，更精确地，该电动压缩机被布置在第一管道31上。
[0044]第一管道31在歧管的两个管道附近通向阀4的主体。
[0045]更具体地，根据本发明的一种实施方式，该第一管道31被布置为使得对于给定的阀4位置，该管道可为与歧管的填充管道211和涡流管道221连通的唯一 (seul)管道。
[0046]如其名称所指，在不使用电动压缩机5时，旁通管道32用作绕过电动压缩机5的管道。
[0047]用于本发明的范围内的阀4包括封闭装置41，该封闭装置41允许封闭主进气管道3的两个管道31、32中的零个、一个或两个。
[0048]根据本发明的一种实施方式，该封闭装置是通过其中心被固定到阀的、并能够轴向枢转的活门。
[0049]根据本发明的一种实施方式，阀4被构造为允许根据本发明的系统的多个运行模式:
[0050]-使主进气管道3的两个管道31、32与涡流管道221连通。电动压缩机则被绕过，全部空气流通过涡流管道221进入汽缸。在图1中示出了该构造。
[0051]-使主进气管道3的两个管道31、32与两个涡流管道221和填充管道211连通。电动压缩机则被绕过，空气流在涡流管道221和填充管道211之间分配。在图2中示出了该构造。
[0052]-使主进气管道3的第一管道31与两个涡流管道221和填充管道211连通。电动压缩机则可压缩在涡流管道221和填充管道211之间分配的进气空气。在图3中示出了该构造。
[0053]-封闭涡流管道221和填充管道211以闷熄发动机，以使发动机停止。
[0054]根据本发明的另一实施方式，阀4被构造为使主进气管道3的第一管道31与双歧管2的两个管道211、221中的仅仅一个连通。
[0055]根据本发明的另一实施方式，阀4被构造为使双歧管2的两个管道211、221中的仅仅一个与主进气管道3的第二管道或旁通管道32连通，由此绕过电动压缩机5。
[0056]参照图1，用于根据本发明的组件的使用方法的第一优选实施方式包括以下步骤:
[0057]-使电动压缩机5不启动，
[0058]-通过使气体流入旁通管道32而绕过电动压缩机5，
[0059]-供给涡流管道221。
[0060]在于使电动压缩机5短路并供给涡流管道221的该方法主要用于低荷载。
[0061]参照图2，用于根据本发明的组件的使用方法的第二优选实施方式包括以下步骤:
[00621-使电动压缩机5不启动，
[0063]-通过使气体流入旁通管道32而绕过电动压缩机5，
[0064]-供给涡流管道221和分配管道211。
[0065]在于使电动压缩机5短路并供给涡流管道221和填充管道211的该方法主要用于中等和高荷载。
[0066]参照图3，用于根据本发明的组件的使用方法的第二优选实施方式包括以下步骤:
[0067]-启动电动压缩机5，
[0068]-使气体经由电动压缩机5流入第一进气管道31，
[0069]-供给涡流管道221和分配管道211。
[0070]在于经由电动压缩机5来供给涡流管道221和填充管道211的该方法主要用于过渡阶段中的高荷载需求。
[0071]参照图4，用于根据本发明的组件的使用方法的第二优选实施方式在于，通过将阀用作闷熄蝶形阀而不供给涡流管道221和分配管道211。
[0072]该阀由此允许使发动机停止，尤其是在柴油发动机的情况下，在该情况下，安全标准要求具有闷熄蝶形阀，以避免发动机使用非注射燃料的其它物质(例如来自于泄露的油)继续运转。
[0073]本发明的范围不限于以上给出的细节，并允许呈多个其它的具体形式的实施方式，而不脱离本发明的应用领域。因此，所述实施方式应被视为是示例性的、并可被改动的，而并不超出由权利要求限定的范围。
【主权项】
1.一种用于热力发动机(10)的组件(I)，包括电动压缩机(5)和进气系统，所述进气系统包括双歧管(2)，在该双歧管的入口处布置有阀(4)，该阀被构造为允许进气气体流入所述歧管(2)中和/或允许所述进气气体绕过所述电动压缩机(5)。2.根据权利要求1所述的用于热力发动机(10)的组件(I)，其中，所述双歧管(2)包括涡流歧管(22)和填充歧管(21)，所述涡流歧管(22)和所述填充歧管(21)通过两个独立的入口被而被供给，所述两个独立的入口能够彼此独立地被所述阀(4)封闭。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的用于热力发动机(10)的组件(I)，包括用于绕过所述电动压缩机(5)的旁通管道(32)，该旁通管道被布置为在启动所述电动压缩机(5)时能够被所述阀(4)封闭。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于热力发动机(10)的组件(I)，其中，发动机的主进气管道(3)分为独立的并通向所述阀(4)的第一管道(31)和旁通管道(32)。5.根据权利要求4所述的用于热力发动机(10)的组件(I)，其中，所述电动压缩机(5)被布置于所述第一管道(31)上、在所述阀的上游。6.根据权利要求4至5中的任一项所述的用于热力发动机(10)的组件(I)，其中，所述第一管道(31)被布置为使得对于给定的所述阀(4)的位置，该第一管道能够为与所述歧管中的填充管道(211)和涡流管道(221)连通的唯一管道。7.用于根据权利要求1至6中的任一项所述的组件(I)的一种使用方法，该方法包括以下步骤: -使所述电动压缩机(5)不启动， -通过使气体流入所述旁通管路(32)而绕过所述电动压缩机(5)， -供给所述涡流管道(221)。8.—种用于根据权利要求1至6中的任一项所述的组件(I)的使用方法，该方法包括以下步骤: -使所述电动压缩机(5)不启动， -通过使气体流入所述旁通管路(32)而绕过所述电动压缩机(5)， -供给所述涡流管道(221)和所述分配管道(211)。9.一种用于根据权利要求1至6中的任一项所述的组件(I)的使用方法，该方法包括以下步骤: -启动所述电动压缩机(5)， -使气体经由所述电动压缩机(5)流入所述第一进气管道(31)， -供给所述涡流管道(221)和所述分配管道(211)。10.—种用于根据权利要求1至6中的任一项所述的组件(I)的使用方法，用于阻止流体以任何方式流入所述双歧管(2)。
【文档编号】F02M35/108GK106030091SQ201480075703
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年12月11日
【发明人】J.马辛科斯基, P.扎克尔泽斯基, F.戴维
【申请人】法雷奥电机控制系统公司