Турбонагнетатель и система моторного транспортного средства
Турбонагнетатель включает в себя компрессор, механически присоединенный к турбине. Регулятор давления наддува включает в себя тарелку клапана, подогнанную к седлу клапана. Тарелка клапана удерживается на одном конце рычага привода. Упругая прокладка расположена между тарелкой клапана и рычагом привода. Упругая прокладка выполнена с возможностью принудительного отделения тарелки клапана от рычага привода, когда тарелка клапана приподнята с седла клапана.
Область техники, к которой относится полезная модель
Данная полезная модель относится к области моторных транспортных средств, а более конкретно, к снижению испускания шума из турбонагнетателя.
Уровень техники
Система турбонагнетателя моторного транспортного средства может включать в себя компрессор и турбину, с регулятором давления наддува, избирательно присоединяющему впуск турбины к выпуску (см. патент США 4463564, F01D 17/10, 07.08.1984). Регулятор давления наддува может открываться для снижения давления наддува. В современных стратегиях управления двигателем, регулятор давления наддува может удерживаться открытым в условиях частичной нагрузки для снижения противодавления двигателя. Более низкое противодавление снижает работу прокачки и, тем самым, улучшает экономию топлива, когда не требуется наддув высокого давления. Недостатком указанной системы турбонагнетателя моторного транспортного средства является то, что при работе регулятора давления происходят вызывающий шум удары тарелки клапана о рычаг привода из-за предусмотренного зазора теплового расширения между тарелкой клапана и рычагом привода.
Сущность полезной модели
Современный регулятор давления наддува включает в себя рычажную передачу из подвижных частей, которые покрывают необыкновенно широкий диапазон температур - например, от 1050°С на тарелке клапана до температуры окружающей среды на исполнительном механизме. Соответственно, рычажная передача должна быть теплостойкой и предусматривать тепловое расширение и износ частей со временем. Некоторые регуляторы давления наддува включают в себя экзотические высокотемпературные материалы и многочисленные соединения с высоким зазором. Однако, высокие зазоры, используемые для допуска расширения, также могут обеспечивать вибрации, приводя к нежелательному импульсному шуму, в то время как различные части в рычажной передаче сталкиваются друг с другом.
Следовательно, задачей, на решение которой направлена полезная модель, является предложение турбонагнетателя или системы моторного транспортного средства для уменьшения шума, вызванного ударом тарелки клапана о рычаг привода. Техническим результатом заявленной полезной модели является работа турбонагнетателя или системы моторного транспортного средства с уменьшенным шумом, вызванным ударами тарелки клапана о рычаг привода регулятора давления.
Соответственно, согласно одному аспекту полезной модели предложен турбонагнетатель моторного транспортного средства. Турбонагнетатель включает в себя турбину с регулятором давления наддува и компрессор, механически присоединенный к турбине. Регулятор давления наддува включает в себя тарелку клапана, подогнанную к седлу клапана. Тарелка клапана удерживается на одном конце рычага привода. Упругая прокладка расположена в зазоре теплового расширения в контакте с тарелкой клапана и рычагом привода. Упругая прокладка является частично сжимаемой, когда тарелка клапана приподнята с седла клапана, и поддерживает первую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода, и прокладка сжимается в большей степени, когда тарелка клапана посажена, и поддерживает вторую, большую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода. Таким образом, вызывающий шум удар тарелки клапана о рычаг привода снижается даже в случаях, где относительно большой зазор теплового расширения предусмотрен между тарелкой клапана и рычагом привода.
Сила, прикладываемая через рычаг привода, предпочтительно обратимо сажает тарелку клапана в седло клапана, при этом упругая прокладка является сжимаемой такой силой, так что тарелка клапана приближается к рычагу привода, когда тарелка клапана посажена.
Сила предпочтительно является крутящей силой, приложенной в точке поворота рычага привода.
Тарелка клапана предпочтительно удерживается на рычаге привода удерживающим элементом.
Удерживающий элемент предпочтительно является штифтом.
Упругая прокладка предпочтительно окружает удерживающий элемент.
Упругая прокладка, частично сжатая, когда тарелка клапана приподнята с седла клапана, предпочтительно прикладывает возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода, при этом тарелка клапана удерживается на месте силой реакции удерживающего элемента на тарелке клапана.
Возвращающая сила предпочтительно достаточна для подавления вибрации тарелки клапана по отношению к рычагу привода во время работы моторного транспортного средства.
Упругая прокладка предпочтительно включает в себя пружину.
Упругая прокладка предпочтительно включает в себя тарельчатую пружину.
Упругая прокладка предпочтительно включает в себя винтовую пружину.
Упругая прокладка предпочтительно включает в себя пластинчатую пружину.
Упругая прокладка предпочтительно включает в себя два или более упругих элементов.
Два или более упругих элемента предпочтительно расположены последовательно.
Согласно другому аспекту полезной модели предложена система моторного транспортного средства, содержащая турбонагнетатель, включающий в себя компрессор, механически присоединенный к турбине, имеющей регулятор давления наддува с тарелкой клапана, подогнанной к седлу клапана, при этом тарелка клапана удерживается на одном конце рычага привода, а зазор теплового расширения расположен между тарелкой клапана и рычагом привода, упругую прокладку, расположенную в зазоре теплового расширения в контакте с тарелкой клапана и рычагом привода, при этом прокладка является частично сжимаемой, когда тарелка клапана приподнята с седла клапана, и поддерживает первую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода, причем прокладка сжимается в большей степени, когда тарелка клапана посажена, и поддерживает вторую, большую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода, пневматический исполнительный механизм, механически присоединенный к рычагу привода, и электронную систему управления, выполненную с возможностью возбуждения пневматического исполнительного механизма.
Электронная система управления предпочтительно выдает сигнал возбуждения, чтобы побуждать пневматический исполнительный механизм прикладывать силу закрывания к рычагу привода, чтобы посадить тарелку клапана на седло клапана, при этом сила закрывания является достаточной для сжимания упругой прокладки для того, чтобы тарелка клапана приближалась к рычагу привода, и отпускать силу закрывания, чтобы расширять упругую прокладку для того, чтобы тарелка клапана отделялась от рычага привода.
Сущность полезной модели, приведенная выше, предоставлена для ознакомления с выборочной частью этой полезной модели в упрощенной форме, а не для идентификации ключевых или существенных признаков. Заявленный предмет полезной модели, определенный формулой полезной модели, не ограничен ни содержанием этой сущности полезной модели, ни вариантами осуществления, которые принимают меры в ответ на проблемы или недостатки, отмеченные в материалах настоящей заявки.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 и 2 представляют собой схематичные виды аспектов системы двигателя в соответствии с вариантами осуществления этой полезной модели.
Фиг.3 представляет собой схематичный вид аспектов турбонагнетателя в соответствии с вариантом осуществления этой полезной модели.
Фиг.4 представляет собой вид в перспективе турбонагнетателя в соответствии с вариантом осуществления этой полезной модели.
Фиг.5-8 представляют собой схематичные виды аспектов регуляторов давления наддува турбонагнеателя в соответствии с вариантами осуществления этой полезной модели.
Фиг.9 иллюстрирует примерный способ для приведения в действие моторного транспортного средства, снабженного регулятором давления наддува турбонагнетателя, в соответствии с вариантом осуществления этой полезной модели.
Подробное описание полезной модели
Аспекты этой полезной модели далее будут описаны посредством примера и со ссылкой на показанные варианты осуществления, перечисленные выше. Компоненты, этапы последовательности операций и другие элементы, которые могут быть по существу идентичными в одном или более вариантах осуществления, идентифицируются соответственно и описаны с минимальным повторением. Однако следует отметить, что элементы, идентифицированные соответственно, к тому же, могут отличаться в некоторой степени. За исключением тех случаев, когда отмечено особо, чертежи в этом описании являются схематичными и, в целом, не начерчены в масштабе. Скорее, различные масштабы чертежей, коэффициенты пропорциональности и количества компонентов, показанных на чертежах, могут быть преднамеренно искажены, чтобы сделать некоторые признаки или зависимости более легкими для понимания.
На фиг.1 схематично показаны аспекты примерной системы 10 двигателя моторного транспортного средства. В показанной системе двигателя, свежий воздух вводится в воздушный фильтр 12 и течет в компрессор 14. В показанном варианте осуществления, компрессор механически присоединен к турбине 16 в турбонагнетателе 18, турбина приводится в движение расширением отработавших газов двигателя из выпускного коллектора 20.
Компрессор 14 присоединен по текучей среде к впускному коллектору 22 через охладитель 24 наддувочного воздуха (САС) и дроссельный клапан 26. Сжатый воздух из компрессора протекает через САС и дроссельный клапан по пути во впускной коллектор. В показанном варианте осуществления, перепускной клапан 28 компрессора присоединен между впуском и выпуском компрессора. Перепускной клапан компрессора может быть нормально закрытым клапаном, выполненным с возможностью открытия, чтобы понижать избыточное давление наддува при выбранных условиях эксплуатации.
Выпускной коллектор 20 и впускной коллектор 22 присоединены к ряду цилиндров 30 через ряд впускных клапанов 32 и выпускных клапанов 34, соответственно. В одном из вариантов осуществления, выпускные и/или впускные клапаны могут быть с электронным приводом. В еще одном варианте осуществления, выпускные и/или впускные клапаны могут быть с кулачковым приводом. С любым из электронного привода или кулачкового привода, установка моментов открывания и закрывания выпускных и впускных клапанов может настраиваться по необходимости под требуемые эксплуатационные качества сгорания и снижения токсичности отработавших газов.
Цилиндры 30 могут питаться любым из многообразия видов топлива: бензином, спиртами или их смесями. В показанном варианте осуществления, топливо из топливного насоса 36 подается в цилиндры с помощью непосредственного впрыска через топливные форсунки 38. В различных вариантах осуществления, рассмотренных в материалах настоящей заявки, топливо может подаваться с помощью непосредственного впрыска, оконного впрыска, впрыска через корпус дросселя, или любой их комбинации. В системе 10 двигателя, сгорание инициируется посредством искрового зажигания на свечах 40 зажигания. Свечи зажигания приводятся в действие синхронизированными по времени импульсами высокого напряжения из блока электронного зажигания (не показан на чертежах).
Система 10 двигателя включает в себя клапан 42 рециркуляции отработавших газов (EGR) высокого давления (HP) и охладитель 44 EGR HP. Когда клапан EGR HP открыт, некоторое количество отработавших газов высокого давления из выпускного коллектора 20 втягивается через охладитель EGR HP во впускной коллектор 22. Во впускном коллекторе, отработавшие газы высокого давления разбавляют заряд всасываемого воздуха для более низких температур сгорания, сниженных выбросов и других преимуществ. Оставшиеся отработавшие газы втекают в турбину 16 для приведения в движение турбины. Когда требуется уменьшенный крутящий момент турбины, взамен, некоторое количество или все отработавшие газы могут направляться через регулятор 46 давления наддува, обходя турбину. Смешанный поток из турбины и регулятора давления наддува затем течет через различные устройства последующей очистки отработавших газов системы двигателя, как дополнительно описано ниже.
В системе 10, бензинового двигателя, каскад 48 трехкомпонентного каталитического преобразователя (TWC) присоединен ниже по потоку от турбины 16. Каскад TWC включает в себя внутреннюю конструкцию носителя катализатора, на которую нанесено тонкое покрытие. Тонкое покрытие выполнено с возможностью окисления остаточных CO, водорода и углеводородов, и восстановления оксидов (NOx) азота, присутствующих в отработавших газах двигателя. В системах двигателя на обедненном низкопробном бензине или дизельного двигателя, уловитель 50 NOx (LNT) присоединен ниже по потоку от каскада 48 TWC. LNT выполнен с возможностью улавливания NOx из потока отработавших газов, когда поток отработавших газов обеднен, и восстановления улавливаемых NOx, когда поток отработавших газов обогащен.
Природа, количество и компоновка каскадов последующей очистки отработавших газов в системе двигателя могут отличаться для разных вариантов осуществления этой полезной модели. Например, сажевый фильтр может быть включен в некоторые конфигурации. Другие варианты осуществления могут включать в себя каскад многоцелевой последующей очистки отработавших газов, который объединяет фильтрацию с другими функциями снижения токсичности отработавших газов, такими как улавливание NOx.
Продолжая по фиг.1, все или часть очищенных отработавших газов могут выпускаться в окружающую среду через глушитель 52. В зависимости от условий эксплуатации, однако, некоторое количество очищенных отработавших газов может отводиться через охладитель 54 ЕСК низкого давления. Отработавшие газы могут отводиться посредством открывания клапана 56 EGR LP, соединенного последовательно с охладителем EGR LP. Из охладителя 54 EGR LP, охлажденные отработавшие газы втекают в компрессор 14. Посредством частичного закрывания клапана 58 обратного давления отработавших газов, потенциал потока для LP EGR может повышаться во время выбранных условий эксплуатации. Другие конфигурации могут включать в себя дроссельный клапан выше по потоку от воздушного фильтра 12 взамен клапана обратного давления отработавших газов.
Система 10 двигателя включает в себя электронную систему 60 управления, выполненную с возможностью управления различными функциями системы двигателя. Электронная система управления включает в себя память и один или более процессоров, выполненных с возможностью надлежащего принятия решения, реагирующего на входной сигнал датчика и направленного на интеллектуальное управление компонентами системы двигателя. Такое принятие решения может происходить согласно различным стратегиям, таким как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. Таким образом, электронная система управления может быть выполнена с возможностью определения любого или всех аспектов способов, раскрытых в дальнейшем. Соответственно, этапы способов, раскрытые в дальнейшем - например, операции, функции и/или действия - могут быть воплощены в качестве машинной программы, запрограммированной на машинно-читаемом запоминающем носителе, в электронной системе управления.
Электронная система 62 управления включает в себя интерфейс 62 датчиков, интерфейс 64 управления двигателем и блок 66 бортовой диагностики (OBD). Для оценки условий эксплуатации системы 10 двигателя и транспортного средства, в котором установлена система двигателя, интерфейс 62 датчиков принимает входные сигналы с различных датчиков, расположенных в транспортном средстве - датчиков расхода, датчиков температуры, датчиков положения педали, датчиков давления, и т.д. Некоторые примерные датчики показаны на фиг.1 - датчик 68 давления воздуха в коллекторе (MAP), датчик 70 температуры воздуха в коллекторе (МАТ), датчик 72 массового расхода воздуха (MAF), датчик 74 содержания NOx и датчик 76 температуры системы выпуска отработавших газов. Различные другие датчики также могут быть предусмотрены.
Электронная система 60 управления также включает в себя интерфейс 64 управления двигателем. Интерфейс управления двигателем выполнен с возможностью приведения в действие электронно-управляемых клапанов, исполнительных механизмов и других компонентов транспортного средства - например, дроссельного клапана 24, перепускного клапана 26 компрессора, регулятора 46 давления наддува и клапанов 42 и 56 EGR. Интерфейс управления двигателем функционально присоединен к каждому электронно-управляемому клапану и исполнительному механизму, и выполнен с возможностью выдачи команды его открывания, закрывания и/или настройки, как необходимо для предписания функций управления, описанных в материалах настоящей заявки.
Электронная система 60 управления также включает в себя блок 66 бортовой диагностики (OBD). Блок OBD является частью электронной системы управления, выполненной с возможностью диагностирования ухудшения характеристик различных компонентов системы 10 двигателя. Такие компоненты, в качестве примеров, могут включать в себя датчики кислорода, топливные форсунки и компоненты снижения токсичности отработавших газов.
На фиг.2 показаны аспекты еще одной системы 78 двигателя - дизельный двигатель, в котором сгорание инициируется посредством воспламенения от сжатия. Соответственно, цилиндры 30 системы 78 двигателя питаются дизельным топливом, биодизельным топливом, и т.д., из топливного насоса 36.
В системе 78 двигателя, окислительный нейтрализатор 80 дизельного топлива (DOC) присоединен ниже по потоку от турбины 16. DOC включает в себя внутреннюю конструкцию носителя катализатора, на которую нанесено тонкое покрытие DOC. DOC выполнен с возможностью окисления остаточных CO, водорода и углеводородов, присутствующих в отработавших газах двигателя.
Дизельный сажевый фильтр 82 (DPF) присоединен ниже по потоку от DOC 80. DPF является фильтром восстанавливаемой сажи, выполненным с возможностью улавливания сажи, вовлеченной в поток отработавших газов двигателя; он содержит основу фильтрации сажи. На основу нанесено тонкое покрытие, которое содействует окислению накопленной сажи и восстановлению пропускной способности фильтра в определенных условиях. В одном из вариантов осуществления, накопленная сажа может подвергаться условиям периодического окисления, в которых функционирование двигателя настраивается, чтобы временно выдавать отработавшие газы более высокой температуры. В еще одном варианте осуществления, накопленная сажа может непрерывно или псевдонепрерывно окисляться во время нормальных условий эксплуатации.
Форсунка 84 восстановителя, смеситель 86 восстановителя и каскад 88 SCR присоединены ниже по потоку от DPF 46 в системе 78 двигателя. Форсунка восстановителя выполнена с возможностью приема восстановителя (например, раствора карбамида) из резервуара 90 с восстановителем и управляемым образом впрыскивания восстановителя в поток отработавших газов. Форсунка восстановителя может включать в себя сопло, которое распыляет раствор восстановителя в виде аэрозоли. Расположенный ниже по потоку от форсунки восстановителя смеситель восстановителя выполнен с возможностью увеличения содержания и/или однородности рассеяния впрыснутого восстановителя в потоке отработавших газов. Смеситель восстановителя может включать в себя одну или более лопастей, выполненных с возможностью завихрения потока отработавших газов и вовлеченного восстановителя для улучшения рассеяния. При рассеянии в горячих отработавших газах двигателя, по меньшей мере некоторое количество впрыснутого восстановителя может разлагаться. В вариантах осуществления, где восстановитель является раствором карбамида, восстановитель будет разлагаться на воду, аммиак и углекислый газ. Оставшийся карбамид разлагается при столкновении с каскадом SCR (см. ниже).
Каскад 88 SCR присоединен ниже по потоку от смесителя 86 восстановителя. Каскад SCR может быть выполнен с возможностью содействия одной или более химических реакций между аммиаком, сформированным посредством разложения впрыснутого восстановителя, и NOx из отработавших газов двигателя, в силу этого, снижая количество NOx , выпускаемых в окружающую среду. Каскад SCR содержит внутреннюю структуру носителя катализатора, на которую нанесено тонкое покрытие SCR. Тонкое покрытие SCR выполнено с возможностью поглощения NOx и аммиака, и катализирования их окислительно-восстановительной реакции для образования газообразного азота (N2) и воды.
На фиг.3 схематично показаны аспекты примерного турбонагнетателя 18 в одном из вариантов осуществления. Турбонагнетатель включает в себя компрессор 14 с впуском 92 свежего воздуха и выпуском 94 сжатого воздуха. Компрессор механически присоединен к турбине 16, которая включает в себя впуск 96 отработавших газов и выпуск 98 отработавших газов. В турбине 16, регулятор 46 давления наддува избирательно присоединяет впуск отработавших газов к выпуску отработавших газов. Регулятор давления наддува включает в себя тарелку 100 клапана, приводимую в действие пневматическим исполнительным механизмом 102 через механический рычажный привод. Механический рычажный привод включает в себя внешний вал 104, внешний рычаг 106, сквозной вал 108 и другие компоненты, дополнительно описанные ниже. Электронная система 110 управления выполнена с возможностью выдачи надлежащих электронных сигналов возбуждения на пневматический исполнительный механизм, чтобы полностью открывать и закрывать регулятор давления наддува. В некоторых вариантах осуществления, пневматический исполнительный механизм также может быть выполнен с возможностью расположения регулятора давления наддува в одном или более частично открытых состояний.
На фиг.4 показан вид в перспективе турбонагнетателя 18, который наблюдается с выпуска 98 отработавших газов. Этот вид показывает регулятор 46 давления наддува, находящийся ниже по потоку по текучей среде от рабочего колеса 112 турбины. Фиг.4 представляет собой чертеж в масштабе неограничивающего одного из вариантов осуществления, но также иллюстрирует другие варианты осуществления, в которых некоторые аспекты могут отличаться по масштабу или конструкции.
На фиг.4 показана тарелка 100 клапана, подогнанная к седлу 114 клапана. Тарелка клапана удерживается на одном конце рычага 116 привода. Тарелка клапана может удерживаться на рычаге привода любым пригодным удерживающим элементом - например, штифтом 118 в показанном варианте осуществления. В турбине 16, рычаг 116 привода присоединен к сквозному валу 108. Сквозной вал проходит через выпуск 98 отработавших газов благодаря втулке 120, которая дает возможность вращения сквозного вала, но предохраняет отработавшие газы от выхода. Вне выпуска 98 отработавших газов, сквозной вал присоединен к внешнему рычагу 106. Внешний рычаг с возможностью поворота установлен на наружной поверхности выпуска отработавших газов; он шарнирно поворачивается вследствие толкающему-тянущему действию пневматического исполнительного механизма 102 посредством внешнего вала 104. Через этот рычажный привод, пневматический исполнительный механизм механически присоединен к рычагу привода.
Для обеспечения расширения, обусловленного большими градиентами температуры на выпуске 98 отработавших газов, механический рычажный привод, описанный выше, может быть сконструирован с соединениями с высоким зазором между его элементами. Например, штифт 118 может иметь такую длину, чтобы обеспечивать зазор теплового расширения вплоть до приблизительно одного миллиметра, между тарелкой 100 клапана и рычагом 116 привода. Когда регулятор давления наддува закрыт, сжимающая сила от сиденья 114 клапана закрывает этот зазор, так что тарелка клапана выравнивается по отношению к рычагу привода. Когда регулятор давления наддува открыт, однако, зазор может давать тарелке клапана возможность вибрировать на конце рычага привода, вызывая нежелательный шум. Эта проблема всецело более важна в современных стратегиях управления для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском и турбонаддувом (GDI). Здесь, регулятор давления наддува может быть оставлен открытым во время условий частичной нагрузки для повышенной экономии топлива.
Соответственно, конфигурации регулятора давления наддува, описанные здесь, включают в себя упругую прокладку в зазоре теплового расширения между тарелкой 100 клапана и рычагом 116 привода. Один из примеров показан на фиг.5. Этот чертеж показывает аспекты регулятора 461 давления наддува турбонагнетателя, включающего в себя тарелку 100 клапана и седло 114 клапана, с зазором 122 теплового расширения, расположенным между ними. Тарелка клапана присоединена к рычагу 116 привода через упругую прокладку 124.
Сила закрывания, прикладываемая посредством рычага 116, обратимо садит тарелку 100 клапана в седло 114 клапана. Упругая прокладка 124 является сжимаемой под действием такой силы, так что тарелка клапана приближается к рычагу привода, когда тарелка клапана садится. Упругая прокладка частично сжата (например, является более короткой, чем ее естественная длина), даже когда тарелка клапана приподнята от седла клапана и, в этом состоянии, сохраняет свою возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода. Таким образом, упругая прокладка выполнена с возможностью принудительного отделения тарелки клапана от рычага привода, когда тарелка клапана приподнята с седла клапана. Тарелка клапана удерживается на месте силой реакции удерживающего элемента - например, штифта 118 - на тарелке клапана. Упругая прокладка может преимущественно выбираться, так что возвращающая сила достаточна для прижимания тарелки клапана через зазор и удерживания ее в таком положении. Это устраняет шум, ассоциативно связанный с тарелкой клапана, движущейся через зазор. Другими словами, возвращающая сила прокладки может быть достаточна, в приподнятом с седла клапана, частично сжатом состоянии, для подавления вибрации тарелки клапана по отношению к рычагу привода во время работы моторного транспортного средства. Вызывающий шум удар тарелки клапана о рычаг привода, поэтому, снижается даже в случаях, где относительно большой зазор теплового расширения предусмотрен между тарелкой клапана и рычагом привода.
Упругая прокладка сжимается в большей степени, когда тарелка клапана посажена. В этом состоянии, она поддерживает большую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода, которая действует для разделения этих компонентов. В некоторых вариантах осуществления, упругая прокладка подчиняется закону Гука; например, она может демонстрировать динамическую жесткость порядка от 104 до 105 фунтов на дюйм сжатия.
В вариантах осуществления, показанных в материалах настоящей заявки, сила, прикладываемая через рычаг привода, является крутящей силой вокруг точки 126 шарнирного поворота рычага привода. Однако, следует отметить, что это описание полностью совместимо с конфигурациями, в которых прикладываемая сила является линейной вместо крутящей.
В варианте осуществления по фиг.5, удерживающий элемент является штифтом 118 с плоской шайбой 128, вставленной между головкой штифта и рычагом привода. В этом варианте осуществления, упругая прокладка 124 окружает удерживающий элемент. В некоторых вариантах осуществления, упругая прокладка может включать в себя пружину той или иной разновидности. В варианте осуществления по фиг.5, упругая прокладка является тарельчатой пружиной, также известной в качестве конической дисковой пружины, конической пружинной тарелки, дисковой пружины, пружины Бельвиля или чашеобразной пружинной тарелки. В одном из вариантов осуществления, тарельчатая пружина может иметь складчатую, усеченно-коническую форму. Подобно другим упругим прокладкам, раскрытые в материалах настоящей заявки, тарельчатая пружина может быть изготовлена из стали или любого другого упругого теплостойкого материала.
На фиг.6 показаны аспекты еще одного регулятора 462 давления наддува турбонагнетателя с другой упругой прокладкой. В этом варианте осуществления, упругая прокладка включает в себя установленную впритык задом на зад пару тарельчатых пружин 1241 и 1242. В более общем смысле, упругая прокладка может включать в себя два или более упругих элемента, расположенных последовательно - а именно, передом на зад, задом на зад или задом на перед. На фиг.7 показаны аспекты еще одного регулятора 463 турбонагнетателя с другой упругой прокладкой. В этом варианте осуществления, упругая прокладка является винтовой пружиной 130. На фиг.8 показаны аспекты еще одного регулятора 464 давления наддува турбонагнетателя с еще одной другой упругой прокладкой. В этом варианте осуществления, упругая прокладка является пластинчатой пружиной 132.
Никакие аспекты вышеизложенных чертежей не подразумеваются ограничивающими, так как многочисленные варианты также предполагаются. Например, тарельчатая пружины 124 может быть прорезана в некоторых примерах для снижения динамической жесткости. В других примерах, пластинчатая пружина 132 может быть многослойной пластинчатой пружиной. Каждая уникальная комбинация может давать преимущества для поддержания динамической реакции системы.
Конфигурации, описанные выше, дают возможность различных способов для приведения в действие моторного транспортного средства с турбонаддувом. Некоторые такие способы описаны далее, в качестве примера, с непрерывной ссылкой на вышеприведенные конфигурации. Однако следует понимать, что способы, описанные здесь и другие, в пределах объема этой полезной модели, также могут быть задействованы другими конфигурациями. Способы могут начинаться в любой момент времени, когда работает система двигателя, и могут выполняться повторно. Естественно, каждое выполнение способа может изменять начальные условия для последующего выполнения и, в силу этого, активизировать сложную логику принятия решений. Такая логика полностью продумана в этом описании.
Кроме того, некоторые из этапов последовательностей операций, описанных и/или показанных в материалах настоящей заявки, в некоторых вариантах осуществления, могут быть опущены, не выходя из объема этой полезной модели. Подобным образом, указанная последовательность этапов последовательностей операций не всегда может требоваться для достижения намеченных результатов, но предоставлена для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из показанных действий, функций или операций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.
На фиг.9 проиллюстрирован примерный способ 134 приведения в действие моторного транспортного средства, снабженного регулятором давления наддува турбонагнетателя, как описано выше. На 136 способа, определяется нагрузка двигателя. Нагрузка двигателя может определяться непосредственно или опосредованно, например, с помощью замещающего показателя, такого как МАР. На 138, может определяться, находится ли нагрузка двигателя выше порогового значения. В одном из вариантов осуществления, пороговое значение нагрузки двигателя может быть установлено для условий высокой нагрузки, где требуется максимальный наддув. Если нагрузка двигателя находится выше порогового значения, то способ продвигается на 140. На 140, сила закрывания прикладывается к рычагу привода регулятора давления наддува турбонагнетателя, чтобы садить тарелку клапана на седло клапана. Сила закрывания может быть достаточна для сжатия упругой прокладки регулятора давления наддува, из условия чтобы тарелка клапана приближалась к рычагу привода. Сила закрывания может быть большей, чем возвращающая сила упругой прокладки, по меньшей мере когда тарелка клапана и рычаг привода находятся на максимальном расстоянии.
Продолжая по фиг.9, если нагрузка двигателя не находится выше порогового значения, то способ продвигается на 142. На 142, определяется, требуется ли снижение обратного давления в двигателе. Снижение обратного давления, например, может требоваться во время так называемых условий частичной нагрузки, где максимальный наддув не требуется. Если требуется снижение обратного давления, то способ продвигается на 144, а затем, на 146. На 144, сила закрывания на рычаге привода освобождается, тем самым, расширяя упругую прокладку, из условия чтобы тарелка клапана отделялась от рычага привода. На 146, сила открывания прикладывается к рычагу привода, в то время как отпущена сила закрывания. Сила открывания может быть направлена противоположно силе закрывания. В одном из вариантов осуществления, как закрывающая сила, так и открывающая сила могут быть крутящими силами.
В более конкретном варианте осуществления, сила закрывания и сила открывания могут прикладывать пневматическим исполнительным механизмом, возбуждаемым электронной системой управления моторного транспортного средства. Электронная система управления может выдавать подходящие сигналы возбуждения, чтобы заставлять пневматический исполнительный механизм проводить описанные здесь способы.
Следует понимать, что изделия, системы и способы, описанные выше, являются вариантами осуществления этой полезной модели -не ограничивающими примерами, для которых также предполагаются многочисленные варианты и расширения. Соответственно, это описание включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации изделий, систем и способов, раскрытых в материалах настоящей заявки, а также любых и всех их эквивалентов.
1. Турбонагнетатель моторного транспортного средства, содержащий:
турбину, имеющую регулятор давления наддува с тарелкой клапана, подогнанной к седлу клапана, при этом тарелка клапана удерживается на одном конце рычага привода;
упругую прокладку, расположенную в зазоре теплового расширения в контакте с тарелкой клапана и рычагом привода, при этом прокладка является частично сжимаемой, когда тарелка клапана приподнята с седла клапана, и поддерживает первую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода, причем прокладка сжимается в большей степени, когда тарелка клапана посажена, и поддерживает вторую, большую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода; и
компрессор, механически присоединенный к турбине.
2. Турбонагнетатель по п.1, в котором сила, прикладываемая через рычаг привода, обратимо сажает тарелку клапана в седло клапана, при этом упругая прокладка является сжимаемой такой силой, так что тарелка клапана приближается к рычагу привода, когда тарелка клапана посажена.
3. Турбонагнетатель по п.2, в котором сила является крутящей силой, приложенной в точке поворота рычага привода.
4. Турбонагнетатель по п.1, в котором тарелка клапана удерживается на рычаге привода удерживающим элементом.
5. Турбонагнетатель по п.4, в котором удерживающий элемент является штифтом.
6. Турбонагнетатель по п.4, в котором упругая прокладка окружает удерживающий элемент.
7. Турбонагнетатель по п.4, в котором упругая прокладка, частично сжатая, когда тарелка клапана приподнята с седла клапана, прикладывает возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода, при этом тарелка клапана удерживается на месте силой реакции удерживающего элемента на тарелке клапана.
8. Турбонагнетатель по п.7, в котором возвращающая сила достаточна для подавления вибрации тарелки клапана по отношению к рычагу привода во время работы моторного транспортного средства.
9. Турбонагнетатель по п.1, в котором упругая прокладка включает в себя пружину.
10. Турбонагнетатель по п.1, в котором упругая прокладка включает в себя пружину Бельвиля.
11. Турбонагнетатель по п.1, в котором упругая прокладка включает в себя винтовую пружину.
12. Турбонагнетатель по п.1, в котором упругая прокладка включает в себя пластинчатую пружину.
13. Турбонагнетатель по п.1, в котором упругая прокладка включает в себя два или более упругих элементов.
14. Турбонагнетатель по п.13, в котором два или более упругих элемента расположены последовательно.
15. Система моторного транспортного средства, содержащая:
турбонагнетатель, включающий в себя компрессор, механически присоединенный к турбине, имеющей регулятор давления наддува с тарелкой клапана, подогнанной к седлу клапана, при этом тарелка клапана удерживается на одном конце рычага привода, а зазор теплового расширения расположен между тарелкой клапана и рычагом привода;
упругую прокладку, расположенную в зазоре теплового расширения в контакте с тарелкой клапана и рычагом привода, при этом прокладка является частично сжимаемой, когда тарелка клапана приподнята с седла клапана, и поддерживает первую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода, причем прокладка сжимается в большей степени, когда тарелка клапана посажена, и поддерживает вторую, большую возвращающую силу между тарелкой клапана и рычагом привода;
пневматический исполнительный механизм, механически присоединенный к рычагу привода; и
электронную систему управления, выполненную с возможностью возбуждения пневматического исполнительного механизма.
16. Система по п.15, в которой электронная система управления выдает сигнал возбуждения, чтобы побуждать пневматический исполнительный механизм:
прикладывать силу закрывания к рычагу привода, чтобы посадить тарелку клапана на седло клапана, при этом сила закрывания является достаточной для сжимания упругой прокладки для того, чтобы тарелка клапана приближалась к рычагу привода; и
отпускать силу закрывания, чтобы расширять упругую прокладку для того, чтобы тарелка клапана отделялась от рычага привода.
