[發明專利]具有多比率流壓致動器致動的旁通閥的渦輪增壓器系統

有效

• 申請號: 201010135637.3
• 申請日: 2010-01-12
• 公開（公告）號: CN101798951A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: A·讓森;J·-L·佩林;J·-Y·博丹
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: F02B37/12
• 分類號: F02B37/12;F01D17/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 溫大鵬;曹若

技術領域

本發明涉及渦輪增壓器系統，其具有渦輪機旁通閥，用于選擇性地引導來 自內燃發動機的排氣通過渦輪增壓器的渦輪機或在一定的運行條件下從旁路通 過渦輪機。本發明特別地涉及一種真空或壓力致動器，用于提供動力使渦輪機 旁通閥在它的開和關位置之間移動。

背景技術

內燃發動機的渦輪增壓器系統有時必須使用多個串聯或平行布置的渦輪增 壓器以便在一定的運行條件下達到高壓力比或高流量。然而，在需求量較少的 運行條件下，并不需要這樣大的流量，因此在不需要大流量的時候，包括設置 某種類型的旁通閥來旁通渦輪增壓器中的一個是很普遍的。通常，這種多渦輪 增壓器系統會包括設置渦輪機旁通閥用于選擇性地引導排氣從旁路通過渦輪增 壓器其中一個的渦輪機。渦輪機旁通閥可以包含，例如，回轉閥或蝶閥。使用 真空致動器來移動渦輪機旁通閥是很普遍的。常用的真空致動器基本上包含布 置在氣缸內的活塞或隔膜以限定出腔室，該腔室接受真空或接受環境壓力以使 活塞在氣缸內移動。布置在腔室內的壓縮彈簧用于在第一方向上推動活塞，例 如，打開渦輪機旁通閥。通過增加腔室內的真空使得作用在活塞上的流體壓力 克服彈簧力促使活塞沿相反的第二方向移動(例如，關閉渦輪機旁通閥)。減小 真空允許彈簧力克服流體壓力并使活塞向打開位置移動。

本發明涉及在這樣的渦輪增壓器系統內的改進，而且特別地涉及在提供動 力使渦輪機旁通閥移動的致動器內的改進。

發明內容

申請人已經發現通常應用在渦輪增壓器系統中的傳統類型的真空致動器易 于產生消極影響渦輪機旁通閥移動控制程度的問題。特別地，申請人已經發現 傳統真空致動器從完全關閉位置向打開位置移動時真空隨之減小，初始的活塞 移動并不平穩和易于控制，而是活塞在朝著打開位置的中途傾向于突然“跳動”。 突然的跳動被認為是由在渦輪機旁通閥剛開始打開時它的移動產生的高度非線 性阻尼引起的；當閥門通過某一點時阻尼突然下降。在渦輪增壓器系統中突然 的跳動是不良的，因為它會引起渦輪機排氣流速突然和不可控制的變化，這會 消極影響內燃發動機的性能。

本發明描述了改良的用于渦輪增壓器系統的流體壓力致動器，以及包括這 種流體壓力致動器的渦輪增壓器系統。根據當前的改善，渦輪增壓器系統包括 渦輪增壓器，渦輪增壓器具有由來自內燃發動機的排氣驅動的渦輪機和由渦輪 機驅動用于壓縮傳遞至發動機的空氣的壓縮機。渦輪機旁通閥相對于渦輪機布 置，以便渦輪機旁通閥可以在打開位置和關閉位置之間移動，來調節渦輪機通 向渦輪機的排氣流。系統包括與渦輪機旁通閥相連并且可運行提供動力使渦輪 機旁通閥在打開和關閉位置之間移動的動力設備，其中動力設備包括流體壓力 致動器。

流體壓力致動器包括可以在氣缸內滑動的活塞，活塞將氣缸中的內部空間 分隔為第一腔室和第二腔室，所述腔室中的一個腔室包含可運行沿著第一方向 對活塞施加彈簧力的壓縮彈簧組件。氣缸限定了進入其中一個腔室的口，腔室 通過該口可以選擇地接受沿著與第一方向相反的第二方向在活塞上施加流體壓 力的真空或壓力，以便當流體壓力超過彈簧力時活塞將沿著第二方向移動。彈 簧組件包括布置成在活塞的整個第一運動范圍內被活塞壓縮的第一彈簧，和布 置成在整個第二運動范圍內被活塞壓縮的第二彈簧(第二運動范圍小于第一運 動范圍并且與其有共同的終端)，但沿著第二方向在活塞第一運動范圍的初始部 分期間未被壓縮?！坝泄餐慕K端”的意思是當活塞沿著第二方向移動時第一運 動范圍和第二運動范圍相互交迭并具有相同的終點。

因此，以活塞處于打開位置為開始(即，以相對較小量壓縮的彈簧組件為 開始)，當氣缸內的真空和壓力增加并且活塞開始向著其關閉位置移動時，在活 塞第一運動范圍的初始部分期間活塞上的流體壓力只與第一彈簧的彈簧力相抵 抗，因此彈簧力相對較低。一旦活塞已經移動了一定距離，第二彈簧就開始被 壓縮以致彈簧力為第一彈簧和第二彈簧的彈簧力之和。因此流體壓力致動器在 關閉運動開始時具有低彈簧力而在活塞進一步的關閉運動中具有更高的彈簧 力。