Продувочный клапан угольного фильтра
Предложен клапан для продувки паров топлива для использования в двигателе транспортного средства. Клапан для продувки паров имеет впускное отверстие, выпускное отверстие и глушитель, корпус которого, по крайней мере частично, содержит диффузор, сообщающийся по текучей среде с впускным и выпускным отверстиями клапана. Полезная модель позволяет снизить уровень акустических шумов, производимых при выполнении продувки паров топлива.
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к системе продувки паров, в которую входит клапан продувки, подавляющий шумы, возникающие в клапане.
Уровень техники
Системы продувки паров используют в двигателях для уменьшения выбросов. Такие системы могут включать в себя угольный фильтр, которая находится в сообщении с впускным каналом. Пары топлива могут накапливаться в угольном фильтре во время эксплуатации двигателя. Клапан для продувки паров можно использовать для выполнения операции продувки и контроля перемещения топливных паров из фильтра во впускной коллектор при требуемых эксплуатационных условиях.
В патенте US 6,595,485 опубл. 22.07.2003 (который может быть выбран в качестве ближайшего аналога) описан продувочный клапан, имеющий демпфирующий элемент, расположенный между плунжером и выходной трубой. Демпфирующий элемент снижает уровень стучащего шума, образующегося при работе клапана. Независимо от того, поглощает или нет стучащие шумы продувочный клапан, описанный в патенте US 6,595,485, в клапане все равно могут образовываться дополнительные шумы. Определенные условия потока в клапане продувки могут создавать дополнительные акустические шумы. Например, во время операции выпуска паров в продувочном клапане может генерироваться высокая кинетическая энергия турбулентного потока, тем самым создавая нежелательные акустические волны, которые может услышать водитель транспортного средства.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является более поглощение нежелательных шумов различного типа (в том числе акустических), возникающих в результате работы продувочного клапана угольного фильтра, и, таким образом, повышения степени удовлетворенности водителя и пассажиров транспортного средства.
Для решения вышеуказанных проблем предложен клапан для продувки паров, который может быть установлен в двигателе. Клапан имеет впускное отверстие, выпускное отверстие и глушитель, содержащий корпус, по меньшей мере частично вмещающий в себя диффузор, сообщающийся по текучей среде с указанными впускным и выпускным отверстиями. Диффузор имеет корпус, ограничивающий канал диффузора, а также несколько звукопоглощающих каналов, проходящих через указанный корпус. Звукопоглощающие каналы могут быть выровнены радиально, и по меньшей мере два из них могут проходить в противоположных направлениях. Площадь поперечного сечения каждого из звукопоглощающих каналов может иметь по существу одинаковое значение по всей длине канала.
Глушитель в клапане может содержать камеру поглощения шума, расположенную внутри корпуса глушителя и сообщающуюся по текучей среде с звукопоглощающими каналами. Камера поглощения шума может окружать по меньшей мере часть диффузора. При этом камера поглощения шума может быть полой и может быть выполнена из металла или полимерного материала.
Корпус глушителя клапана может быть выполнен из материала, отличного от материала корпуса диффузора.
Центральная ось впускного отверстия клапана может быть расположена перпендикулярно центральной оси выпускного отверстия клапана, а глушитель может быть расположен между уплотнением приводного блока и выпускным отверстием клапана, причем уплотнение приводного блока соединено с соленоидом.
Полезная модель также относится к системе продувки паров топлива, включающей в себя емкость для накопления паров и клапан продувки паров описанный выше, причем впускное отверстие клапана сообщается с емкостью для накопления паров.
Система работает следующим образом. Продувочный поток газов поступает в глушитель из по меньшей мере частично окружающего глушитель впускного канала, сообщающегося с впускным отверстием клапана, затем проходит через диффузор глушителя и выходит из глушителя в выпускное отверстие клапана. Когда клапан находится в закрытом положении, часть корпуса глушителя находится в контакте с уплотнением приводного блока. Глушитель поглощает шумы, создаваемые выпускаемыми газами, проходящими через продувочный клапан, уменьшая вероятность того, что водитель транспортного средства услышит шумы от работы продувочного клапана. В результате кинетическая энергия турбулентного потока газа, проходящего через диффузор, уменьшается, тем самым уменьшая уровень акустических шумов, создаваемых клапаном продувки паров. Более того, конфигурация описанного выше глушителя не увеличивает в значительной степени потери в продувочном клапане.
Вышеперечисленные и другие преимущества и особенности предложенного решения будут представлены в нижеследующем описании как отдельно, так и вместе с сопроводительными чертежами.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлено схематическое изображение двигателя, в состав которого входит система продувки паров.
На Фиг.2 изображен пример продувочного клапана системы продувки паров, изображенной на Фиг.1.
На Фиг.3 показано основное направление потока паров в продувочном клапане, изображенном на Фиг.2.
На Фиг.4 представлен вид в разрезе глушителя, входящего в состав продувочного клапана, изображенного на Фиг.2.
На Фиг.5 проиллюстрирован способ работы системы продувки паров.
Элементы на Фиг.2, 3 и 4 изображены приблизительно в масштабе, однако при необходимости могут быть использованы и другие относительные размеры.
Осуществление полезной модели
Следующее описание относится к устройству, позволяющему уменьшить шумы, образующиеся в клапане продувки паров. Продувочный клапан может включать в себя глушитель. Глушитель может иметь камеру поглощения шума и звукопоглощающие каналы, обеспечивающие сообщение между диффузором в глушителе и камерой. Звукопоглощающие каналы и поглощающая шум камера позволяет уменьшать кинетическую энергию турбулентного потока газа, проходящего через диффузор, тем самым уменьшая уровень шума, создаваемого клапаном продувки паров.
На Фиг.1 представлено схематическое изображение двигателя 10, который может быть частью ходовой системы транспортного средства 100, в котором может быть использован датчик 126 выхлопных газов (например датчик соотношения воздух/топливо) для определения воздушно-топливного соотношения в выхлопных газах, производимых двигателем 10. Соотношение воздух/топливо (наряду с другими рабочими параметрами) может быть использовано для управления двигателем 10 с обратной связью в различных режимах работы. Двигателем 10 можно управлять, по меньшей мере частично, с помощью системы управления, содержащей контроллер 12, а также с помощью входных сигналов, направляемых водителем 132 транспортного средства с помощью устройства 130 ввода данных. В данном примере устройство 130 ввода данных представляет собой педаль газа и датчик 134 положения педали, которые генерируют пропорциональный сигнал положения педали PP. Цилиндр (то есть камера сгорания) 30 двигателя 10 может иметь стенки 32 с расположенным внутри поршнем 36. Головка 80 цилиндра соединена с блоком 82 цилиндров, образуя цилиндр 30.
Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 для преобразования возвратно-поступательных движений поршня во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен с по меньшей мере одним ведущим колесом транспортного средства с помощью системы трансмиссии. Кроме того, для запуска двигателя 10 к коленчатому валу 40 может быть с помощью маховика подключен пусковой мотор.
В цилиндр 30 воздух поступает из впускного коллектора 44 через впускной канал 42, а газообразные продукты сгорания выводятся через выхлопной канал 48. Впускной коллектор 44 и выхлопной канал 48 выборочно сообщаются с цилиндром 30 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах цилиндр 30 может иметь по два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана. Дроссель 62, содержащий дроссельную заслонку 64, расположен во впускном канале 42. Дроссель выполнен таким образом, чтобы регулировать воздушный поток, поступающий в цилиндр 30.
В данном примере впускной клапан 52 и выпускные клапаны 54 могут приводиться в действие системами 51 и 53 кулачкового привода. В некоторых вариантах двигатель 10 может иметь систему изменяемой синхронизации кулачка (VCT), предназначенную для регулировки момента срабатывания кулачка (на запаздывание или опережение). Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может быть определено позиционными датчиками 55 и 57 соответственно.
Топливная форсунка 66 показана расположенной во впускном коллекторе 44 таким образом, чтобы обеспечивать так называемый впрыск топлива во впускной канал выше по потоку относительно цилиндра 30. Топливная форсунка 66 может впрыскивать топливо пропорционально ширине импульса сигнала FPW, полученного от контроллера 12 через электронный привод 68. В некоторых примерах цилиндр 30 может в качестве альтернативы, либо дополнительно содержать топливную форсунку, соединенную непосредственно с цилиндром 30 для впрыска топлива непосредственно в цилиндр, способом, известным как прямой впрыск.
Система 88 зажигания может подавать искру зажигания в цилиндр 30 с помощью свечи 92 зажигания в соответствии с сигналом опережения зажигания SA от контроллера 12 в выбранных рабочих режимах. Несмотря на то, что показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах выполнения цилиндр 30 или один или более цилиндров двигателя 10 могут работать в режиме воспламенения от сжатия с искрой зажигания или без искры.
Датчик 126 выхлопных газов показан подключенным к выпускному каналу 48 выхлопной системы 50 выше по потоку устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов. Датчиком 126 может быть любой подходящий датчик, пригодный для получения информации о топливно-воздушном коэффициенте выхлопных газов, например, линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода выхлопных газов), бистабильный датчик кислорода или EGO, датчик HEGO (подогреваемый EGO), датчик NOx, датчик углеводородов или датчик CO. В некоторых примерах датчик выхлопных газов 126 может быть первым из множества датчиков выхлопных газов, установленных в выхлопной системе. Например, дополнительные датчики выхлопных газов могут быть установлены ниже по потоку относительно устройства 70 уменьшения токсичности выхлопа.
Устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов показано установленным вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку датчика 126 выхлопных газов. Устройство 70 может представлять собой трехкомпонентный нейтрализатор (TWC), ловушку NOx, другое устройство снижения токсичности выхлопных газов или их комбинации. В некоторых примерах устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть первым из множества устройств снижения токсичности выхлопных газов, установленных в выхлопной системе. В некоторых примерах во время работы двигателя 10 устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может периодически перезапускаться за счет работы по меньшей мере одного цилиндра двигателя при определенном воздушно-топливном коэффициенте.
Контроллер 12 показан на Фиг.1 как микрокомпьютер, содержащий микропроцессорный блок 102 (CPU), порты ввода/вывода 104 (I/O), электронный носитель данных для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный как постоянное запоминающее устройство 106 (ROM), оперативное запоминающее устройство 108 (RAM), энергонезависимое запоминающее устройство 110 (KAM) и шину данных. В дополнение к сигналам, рассмотренным ранее, контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, подключенных к двигателю 10, включая: измерение массового расхода воздуха, поступающего в двигатель (MAF) от датчика 120, температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) от датчика температуры 112, подключенного к рукаву охлаждения 114; профильный выходной сигнал зажигания (PIP) от датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), подключенного к коленчатому валу 40; измерение положения дроссельной заслонки (TP) от датчика положения дросселя; и сигнал об абсолютном давлении во впускном коллекторе двигателя (MAP) от датчика давления 122. Сигнал частоты вращения двигателя RPM может генерироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления во впускном коллекторе (MAP) от датчика давления во впускном коллекторе может использоваться для получения показаний о разрежении или давлении во впускном коллекторе. Необходимо принять во внимание, что могут использоваться различные комбинации вышеуказанных датчиков, например, MAF без MAP или наоборот. Во время стехиометрической работы датчик MAP может подавать сигналы о крутящем моменте двигателя. Кроме того, этот датчик вместе с детектированной частотой вращения двигателя может предоставить информацию о величине заряда (включая воздушный заряд), всасываемого в цилиндр. В одном примере датчик 118, который также может быть использован как датчик частоты вращения двигателя, может выдавать заданное количество равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала.
Во время работы цилиндр 30 в двигателе 10 обычно проходит четыре рабочих цикла: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. В многоцилиндровых двигателях указанные четыре рабочих цикла могут быть выполнены в дополнительных камерах сгорания. Во время впуска обычно выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух поступает в цилиндр 30, например, через впускной коллектор, а поршень 36 движется по направлению к дну камеры сгорания так, чтобы увеличить объем внутри цилиндра 30. Положение, в котором поршень 36 находится рядом с дном камеры сгорания и в конце своего хода (т.е. когда цилиндр 30 имеет наибольший объем) обычно называется специалистами в данной области нижней мертвой точкой (HMT). Во время хода сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется по направлению к головке цилиндров, чтобы сжать воздух внутри цилиндра 30. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к головке цилиндров (т.е. когда цилиндр 30 имеет наименьший объем) обычно называется специалистами в данной области верхней мертвой точкой (BMT). В процессе, здесь и далее обозначаемом «впрыскивание», топливо поступает в камеру сгорания. В процессе, здесь и далее обозначаемом «зажигание», впрыснутое топливо воспламеняют с помощью известных способов зажигания, таких как свеча 92 зажигания, что приводит к сгоранию. Дополнительно или альтернативно, для зажигания воздушно-топливной смеси может быть использовано сжатие. Во время рабочего хода расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к HMT. Коленчатый вал превращает движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время хода выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпустить воспламененную смесь воздуха и топлива в выпускной коллектор, а поршень возвращается к BMT. Можно отметить, что вышеизложенное приведено только в качестве примера, и распределение по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие варианты. В качестве альтернативы или дополнительно, в цилиндре 30 может выполняться зажигание от сжатия.
На Фиг.1 также представлена система 150 продувки паров топлива, содержащая емкость 152 для накопления паров топлива. Емкость 152 может сообщаться с топливным баком 154. Паропровод 156 сообщается с емкостью 152 и с топливным баком 154. Емкость 152 может представлять собой угольный фильтр с активированным углем и может быть выполнена с возможностью абсорбировать пары топлива. Следует понимать, что емкость 152 для накопления паров топлива может принимать и накапливать пары топлива при определенных рабочих условиях. Впоследствии накопленные пары могут быть выпущены во впускную систему двигателя, как будет более подробно описано далее. Паропровод 156 соединяет емкость 152 с топливным баком 154. Клапан 158 может быть соединен с паропроводом 156. Клапан 158 и паропровод 156 могут входить в систему 150 продувки паров топлива. Клапан 158 может быть выполнен с возможностью регулировать количество пара, проходящего через паропровод 156. Следовательно, клапан 158 может быть в открытом положении, когда допускается прохождение газа, включая пары топлива, через паропровод 156, и в закрытом положении, когда прохождение газа по паропроводу 156 практически исключено. Дополнительно или альтернативно, емкость 152 может находиться в сообщении с наполняющей трубкой топливного бака 154. Следовательно, в других примерах емкость 152 может находиться в сообщении только с наполняющей трубкой, но не с самим топливным баком. Более того, следует понимать, что емкость 152 может находиться в сообщении с дополнительными источниками паров топлива.
Как показано, трубопровод 160 для продувки паров топлива находится в сообщении с емкостью 152 и впускным коллектором 44. Трубопровод 160 может входить в систему 150 продувки паров топлива. Однако в других примерах выпускное отверстие 162 продувочного трубопровода может быть расположено выше по потоку относительно впускного коллектора 44. Например, продувочное выпускное отверстие 162 может открываться во впускной трубопровод ниже по потоку относительно дросселя 62 и выше по потоку от впускного коллектора 44. Кроме того, в некоторых примерах, выпускное отверстие 162 может открываться во впускной трубопровод ниже по потоку от компрессора, в некоторых примерах - вместе с обратным клапаном. Компрессор может быть выполнен с возможностью увеличивать давление впускного воздуха для обеспечения наддува для двигателя 10.
Клапан 164 продувки паров соединен с трубопроводом 160 для продувки паров. Соответственно, клапан для продувки паров и трубопровод для продувки паров могут находиться в сообщении с впускным коллектором 44 или другим соответствующим впускным трубопроводом. Клапан 164 может входить в состав системы 150 продувки паров. Клапан 164 выполнен с возможностью регулировать поток продувочного газа, проходящий по трубопроводу 160 из емкости 152 для накопления паров к впускному коллектору 44. Впускной коллектор 44 или другой соответствующий впускной канал может входить в систему 150 продувки паров. Клапан 164 продувки паров имеет открытое положение, в котором продувочный газ проходит через клапан из емкости 152 для накопления паров во впускной коллектор 44 или другой соответствующий подводящий трубопровод. Клапан 164 продувки паров также может иметь закрытое положение, в котором поток продувочного газа, проходящий по трубопроводу 160 продувки паров, практически перекрыт. Следует понимать, что клапан 164 продувки паров может иметь несколько открытых положений, что позволяет пропускать через него разные объемы продувочного газа. Между этими открытыми положениями клапан 164 продувки паров можно регулировать непрерывно или дискретно. Следует понимать, что в ряде примеров впускной коллектор 44 или другой соответствующий подводящий трубопровод может находиться под вакуумметрическим давлением для попадания паров топлива во впускной трубопровод. Также в ряде примеров между емкостью 152 для накопления паров и впускным коллектором 44 для усиления потока воздуха может быть использован вентилятор. Детализированная схема клапана 164 продувки паров изображена на Фиг.2 и 3.
Как показано, клапан 164 продувки паров соединен с впускным коллектором 44. При этом в других примерах клапан 164 продувки паров может быть соединен с другим подходящим положением трубопровода продувки паров. Также в некоторых примерах клапан 164 продувки паров и трубопровод 160 продувки паров могут иметь общий выход. Другими словами, клапан 164 продувки паров может быть соединен с выходным концом трубопровода продувки паров. Таким образом, в данном примере выпускное отверстие клапана 164 продувки паров может открываться во впускной коллектор 44. При этом в других примерах клапан 164 продувки паров может быть соединен с трубопроводом 160 продувки паров выше по потоку от выходного конца трубопровода продувки паров. Кроме того, клапан 164 продувки паров и/или трубопровод 160 продувки паров могут проходить через корпус 170 впускного коллектора.
Между контролером 12 и клапаном 164 продувки паров существует канал электронной связи. Управляющий сигнал обозначен стрелкой 190. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью запускать процесс продувки в зависимости от режима работы двигателя. Следовательно, способы, технологии, режимы продувки паров и т.д., описанные в настоящем документе, могут быть реализованы с помощью контроллера 12.
Кроме того, топливный бак 154 сообщается с топливной форсункой 66, как показано стрелкой 180. В частности, стрелка 180 может обозначать топливопровод. Как показано, с топливопроводом 180 соединен насос 182, который выполнен с возможностью увеличивать давление топлива в топливопроводе. Кроме того, при необходимости, в топливной системе также может быть предусмотрен второй топливный насос (например, топливный насос более высокого давления). Таким образом, топливо может попадать из топливного бака в форсунку. Работу насоса 182 может регулировать контроллер 12.
На Фиг.2 показан пример клапана 164 продувки паров. Клапан 164 имеет впускное отверстие 200, сообщающееся с емкостью 152 для накопления паров, показанной на Фиг.1, и выпускное отверстие 202, сообщающееся с впускным коллектором 44 или другим подходящим впускным каналом двигателя 10, показанного на Фиг.1. Центральная ось 204 впускного отверстия 200 клапана расположена перпендикулярно центральной оси 206 выпускного отверстия 202 клапана. При этом возможны и другие варианты относительного расположения выпускного и впускного отверстия клапана. Например, угол между центральными осями отверстий может быть меньше или больше 90°.
Клапана 164 продувки паров также содержит глушитель 207. Глушитель содержит диффузор 208, сообщающийся с впускным отверстием 200 клапана и выпускным отверстием 202 клапана. Диффузор 208 имеет корпус 210, определяющий границы канала 212 диффузора. Таким образом, корпус 210 и канал 212 входят в состав глушителя 207. Следует понимать, что в определенных условиях эксплуатации продувочный газ может проходить через впускное отверстие 200 клапана, через впускной канал 214 и затем в диффузор 208 глушителя 207 (например, при необходимости продувки). Затем продувочный газ может поступать из диффузора 208 в выпускное отверстие 202 клапана Часть впускного канала 214, по крайней мере частично, окружает глушитель 207, что подробнее описано в настоящем документе. При этом допускаются и другие варианты расположения впускных каналов. Таким образом, когда клапан продувки паров находится в открытом положении, продувочный газ может попасть в глушитель из впускного канала, сообщающегося с впускным отверстием клапана, пройти по диффузору глушителя и выйти из глушителя в выпускное отверстие клапана, где впускной канал, по крайней мере частично, окружает глушитель.
Площадь поперечного сечения канала 212 диффузора (перпендикулярно центральной оси 216 канала диффузора) увеличивается в направлении вниз по потоку. Более конкретно, площадь поперечного сечения увеличивается нелинейным образом. Однако, допускаются и другие варианты геометрии каналов диффузора. Например, канал 212 диффузора может быть цилиндрическим или коническим.
Вдоль корпуса 210 диффузора проходят звукопоглощающие каналы 218, входящие в состав глушителя 207. Звукопоглощающие каналы 218 могут быть цилиндрическими.
При этом допускаются и другие варианты геометрии звукопоглощающего канала. Как показано, площадь поперечного сечения (перпендикулярного центральной оси) каждого из звукопоглощающих каналов 218 (например, диаметр) по всей длине практически постоянна. Таким образом, звукопоглощающие каналы 218 в представленном примере являются цилиндрическими. Тем не менее, в других примерах звукопоглощающие каналы 218 могут быть и коническими. Кроме того, показанные на рисунке звукопоглощающие каналы 218 радиально выровнены, но возможны и другие варианты их расположения. Кроме того, в представленном примере длина звукопоглощающих каналов 218 увеличивается в направлении вниз по потоку.
Глушитель 207 может быть выполнен с возможностью обеспечивать уменьшение шума, создаваемого в клапане продувки паров. В частности, глушитель 207 может уменьшать кинетическую энергию турбулентного потока газа, проходящего по каналу 212 диффузора, тем самым снижая уровень шума, создаваемого в клапане продувки паров. Как показано, глушитель 207 встроен в продувочный клапан, за счет чего вертикальное сечение клапана продувки паров становится меньше, тем самым повышая компактность системы продувки паров. Вес продувочного клапана за счет встраивания глушителя также может быть уменьшен. Глушитель 207 имеет корпус 222, который вмещает в себя и/или окружает расположенный выше по потоку участок диффузора 208, через который проходят звукопоглощающие каналы 218. Однако в других примерах корпус 222 глушителя может вмещать в себя весь диффузор 208.
Глушитель 207 также включает в себя камеру 224 поглощения шума. Часть границы камеры 224 поглощения шума определена внутренним контуром корпуса 222 глушителя и внешним контуром корпуса 210 диффузора. В некоторых примерах форма камеры 224 поглощения шума может быть кольцеобразной, однако возможны и другие формы камеры. Другая часть границы камеры 224 поглощения шума определена внешним контуром корпуса 210 диффузора. Кроме того, камера 224 поглощения шума может быть полой, а в других примерах она может быть наполнена пеной и/или другим подходящим звукопоглощающим материалом. Следует понимать, что камера 224 поглощения шума, по крайней мере частично, вмещает в себя и/или окружает диффузор 208. Более того, камера 224 поглощения шума сообщается по потоку со звукопоглощающими каналами 218 и с каналом 212 диффузора. Более конкретно, звукопоглощающие каналы 218 могут открываться в камеру 224 поглощения шума.
Следует понимать, что акустические волны (например, слышимые звуковые волны), образовавшиеся в клапане 164 продувки паров, могут попасть в камеру 224 поглощения шума. Конструкция камеры 224 поглощения шума позволяет ослабить акустические волны и снизить уровень шума в клапане продувки паров. В результате этого во время эксплуатации автомобиля снижается вероятность возникновения слышимого шума, создаваемого клапаном продувки паров, что приводит к росту уровня удовлетворения потребителей. В частности, в ряде примеров глушитель может ослабить шум (например, шум от вибрации), превышающий 1500 Гц. Однако при необходимости можно ослабить шум в других диапазонах частот. Если необходимо, размер, форму и/или размещение звукопоглощающего канала 218 и/или камеры 224 поглощения шума можно регулировать в зависимости от желаемой частоты или диапазона частот поглощаемого шума.
Клапан 164 продувки паров также содержит приводной блок 226. В частности, приведенный пример блока 226 привода представляет собой якорь в сборе, а клапан 164 продувки паров является клапаном с электромагнитным управлением. Таким образом, на Фиг.2 приводной блок 226 содержит соленоид 227, но возможны и другие конфигурации клапана продувки паров. Приводной блок 226 имеет уплотнение 228, которое позволяет значительно ослабить силу потока продувочного газа, попадающего в канал 212 диффузора в закрытом положении. Соответственно, в закрытом положении уплотнение 228 приводного блока напрямую взаимодействует с наружной частью корпуса 222 глушителя. Таким образом, уплотнение 228 приводного блока может снизить количество газа, проникающего во впускное отверстие диффузора, когда клапан 164 продувки паров находится в закрытом положении. При этом в открытом положении уплотнение 228 приводного блока может отходить от корпуса 222 глушителя таким образом, чтобы обеспечить прохождение газа через диффузор 208. Следовательно, в открытом положении уплотнение 228 приводного блока может быть расположено на расстоянии от корпуса 222 глушителя. Кроме того, в приведенном примере корпус 222 глушителя проходит до радиального края 230 уплотнения 228 приводного блока.
Корпус 222 глушителя может быть изготовлен из материала, отличного от материала корпуса 210 диффузора. Например, корпус глушителя может быть выполнен из металла (например, стали), а корпус 210 диффузора может быть выполнен из полимерного материала или наоборот. Приводной блок 226 также содержит пружину 232. Между приводным блоком 226 и контроллером 12 может существовать канал электронной связи, показанный на Фиг.1 стрелкой 234. Клапан 164 ниже по потоку может также иметь корпус 236 с уплотнительным кольцом 238. Уплотнительное кольцо 238 в ряде примеров может находиться в рабочем контакте с корпусом 170 впускного трубопровода, показанного на Фиг.1.
На Фиг.3 показано общее направление потока продувочного газа в продувочном клапане 164 в процессе продувки. Клапан 164, показанный на Фиг.3, находится в открытом положении, а клапан 164, показанный на Фиг.2, - в закрытом. Также на Фиг.3 стрелки 300 показывают общее направление потока продувочного газа в клапане 164. Следует понимать, что в процессе продувки продувочный газ попадает из емкости 152 накопления паров, показанной на Фиг.1, во впускное отверстие 200 клапана 164. Из впускного отверстия 200 продувочные газы проходят по впускному каналу 214, откуда попадают в канал 212 диффузора в глушителе 207. Как показано, впускной канал 214, по крайней мере частично, окружает глушитель 207. Следовательно, продувочный газ может проходить вокруг глушителя 207, перед тем как попадет во впускное отверстие глушителя. Когда клапан 164 находится в открытом положении, приводной блок 228 находится на расстоянии от корпуса 222 глушителя. Таким образом, продувочный газ может попасть из впускного канала 214 в канал 212 диффузора. Следует понимать, что глушитель 207 может гасить акустические волны, образующиеся в клапане 164, уменьшая слышимый шум от работы клапана. Из канала 212 диффузора продувочный газ далее попадает в расположенный ниже по потоку корпус 236 и в выпуск 202 клапана продувки паров. Из выпускного отверстия 202 продувочные газы попадают во впускной коллектор 44, показанный на Фиг.1, или другие соответствующие впускные каналы двигателя. Следует понимать, что поток продувочного газа может проходить по более сложной траектории, не показанной на Фиг.3.
На фиг.4 изображен вид диффузора 208 и части глушителя 207 в поперечном разрезе. Как показано, корпус 222 глушителя имеет секцию 400 выше по потоку и секцию 402 ниже по потоку, но в других примерах корпус 222 глушителя может быть выполнен в виде цельной детали. Верхняя по потоку секция 400 задает часть контура камеры 410 поглощения шума выше по потоку, а нижняя по потоку секция 402 задает часть контура камеры 412 поглощения шума ниже по потоку. Верхняя по потоку камера 410 поглощения шума может не сообщаться по текучей среде с нижней по потоку камерой 412 поглощения шума. При этом в других примерах камеры поглощения шума могут иметь прямое сообщение по текучей среде.
Верхняя по потоку секция 400 и нижняя по потоку секция 402 имеют по существу цилиндрическую форму. Два набора 420 радиально противостоящих звукопоглощающих каналов сообщаются по текучей среде с верхней по потоку камерой 410 поглощения шума и каналом 212 диффузора. Одинарный набор 422 радиально противостоящих звукопоглощающих каналов сообщается по текучей среде с нижней по потоку камерой 412 поглощения шума и каналом 212 диффузора. Таким образом, по крайней мере, два звукопоглощающих канала проходят в противоположных направлениях.
Следует понимать, что конструкция глушителя 207, описанного выше, может незначительно влиять на поток продувочного газа, проходящий через клапан 164. Таким образом, шум можно ослабить, не затрагивая процесса продувки. Каждый из звукопоглощающих каналов в вышеупомянутом наборе звукопоглощающих каналов, показанном на Фиг.4, может иметь эквивалентный диаметр (например, 1,2 мм). Внешний диаметр верхней по потоку секции корпуса глушителя может составлять 6 мм, а внешний диаметр нижней по потоку секции корпуса 222 глушителя - 7 мм. Осевая длина корпуса 222 глушителя выше по потоку может быть 5,25 мм. Осевая длина нижней по потоку секции корпуса 222 глушителя может составить 3,4 мм. Расстояние по оси между верхней по потоку секцией корпуса 222 глушителя и нижней по потоку секцией корпуса 222 глушителя ниже по потоку может составить 0,75 мм, однако допускаются и другие размеры глушителя. В ряде примеров размер звукопоглощающих каналов может увеличиваться или уменьшаться в направлении вниз по потоку.
На Фиг.5 проиллюстрирован способ 500 работы системы продувки паров. Способ 500 может быть реализован для двигателя, систем, компонентов и т.д., описанных выше со ссылкой на Фиг.1-4, или других подходящих двигателей, систем, компонентов и т.д.
На этапе 502 предусмотрено определение, поступил ли от контроллера запрос на выполнение продувки паров. Если определено, что запрос на выполнение продувки не поступал («НЕТ» на этапе 502), то способ может вернуться к началу. Однако если определено, что запрос на выполнение продувки поступил («ДА» на этапе 502), то на этапе 504 способ предусматривает подачу продувочного газа из емкости для накопления паров к клапану продувки. Далее на этапе 506 способ предусматривает подачу продувочного газа через глушитель в клапане продувки, где глушитель имеет канал диффузора и камеру поглощения шума, которая, по крайней мере частично, окружает канал диффузора и сообщается с ним по текучей среде. На этапе 508 способ предусматривает протекание продувочного газа от глушителя к впускному трубопроводу в двигателе. Следует понимать, что в некоторых примерах этапы 504, 506 и/или 508 могут быть выполнены во время работы двигателя на холостом ходу, когда скорость двигателя ниже порогового значения. Способ 500 позволяет добиться поглощения шумов в клапане продувки во время выполнения продувки, таким образом уменьшая уровень шумов, создаваемых клапаном продувки во время работы транспортного средства. Следовательно, можно добиться увеличения степени удовлетворения пользователя.
Как должно быть понятно специалистам в данной области техники, описанные процедуры могут быть использованы для различных двигателей и/или конфигураций систем двигателя. Конкретные процедуры могут представлять собой один или несколько принципов обработки, такие как принцип событийного управления, управления прерываниями, многозадачный режим, многопоточный режим, и прочие. По существу, различные действия, операции или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно, или, в некоторых случаях, пропущены. Аналогично, описанный порядок действий не является обязательным, чтобы достичь характеристик и эффекта описанных примерных вариантов выполнения, он представлен только для объяснения иллюстраций и описания. Одно или более проиллюстрированных действий или функций может быть повторено в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут быть занесены в память системы управления двигателя в виде машиночитаемых данных.
Специалистам в данной области понятно, что допускаются различные изменения и модификации реализации полезной модели без выхода за рамки ее сущности. Например, описанная выше технология может применяться к двигателям V-6, I-4, I-6, V12, оппозитным четырехцилиндровым, и другим типам двигателей.
1. Клапан для продувки паров, который имеет впускное отверстие, выпускное отверстие и глушитель, содержащий корпус, по меньшей мере частично вмещающий в себя диффузор, сообщающийся по текучей среде с указанными впускным и выпускным отверстиями.
2. Клапан по п.1, в котором диффузор имеет корпус, ограничивающий канал диффузора, а также несколько звукопоглощающих каналов, проходящих через указанный корпус.
3. Клапан по п.2, в котором звукопоглощающие каналы являются радиально выровненными.
4. Клапан по п.2, в котором по меньшей мере два звукопоглощающих канала проходят в противоположных направлениях.
5. Клапан по п.2, в котором площадь поперечного сечения каждого из звукопоглощающих каналов имеет, по существу, одинаковое значение по всей длине.
6. Клапан по п.2, в котором глушитель содержит камеру поглощения шума, расположенную внутри корпуса глушителя и сообщающуюся по текучей среде с звукопоглощающими каналами.
7. Клапан по п.6, в котором камера поглощения шума является полой.
8. Клапан по п.6, в котором камера поглощения шума выполнена из металла или полимерного материала.
9. Клапан по п.6, в котором камера поглощения шума окружает по меньшей мере часть диффузора.
10. Клапан по п.1, в котором корпус глушителя выполнен из материала, отличного от материала корпуса диффузора.
11. Клапан по п.1, в котором центральная ось впускного отверстия клапана расположена перпендикулярно центральной оси выпускного отверстия клапана, а глушитель расположен между уплотнением приводного блока и выпускным отверстием клапана, причем уплотнение приводного блока соединено с соленоидом.
12. Клапан по п.1, выполненный с возможностью прохождения продувочного потока газов из впускного канала, сообщающегося с впускным отверстием клапана, в глушитель, затем через диффузор глушителя в выпускное отверстие клапана, причем впускной канал, по крайней мере частично, окружает глушитель.
13. Клапан по п.12, в котором когда клапан находится в закрытом положении, часть корпуса глушителя находится в контакте с уплотнением приводного блока.
14. Система продувки паров топлива, включающая в себя емкость для накопления паров и клапан продувки паров по любому из пп.1-13, в которой впускное отверстие клапана сообщается с емкостью для накопления паров.
