Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способам и системам перепускного устройства, устанавливаемого в выпускном канале турбонагнетателя для направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов.
Уровень техники и раскрытие сущности изобретения
Часть потока отработавших газов в системе турбонагнетателя может быть направлена к турбине, приводимой в действие отработавшими газами, при этом турбина приводит в действие компрессор, обеспечивающий подачу воздуха в цилиндры двигателя; в то же время другая часть отработавших газов может быть направлена через обходной канал в обход турбины к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, расположенному ниже по потоку от указанной турбины. Обходной канал может содержать перепускной клапан, который может быть приведен в открытое положение, делая возможным движение отработавших газов в обход турбины к каталитическому нейтрализатору. Указанный перепускной клапан может быть приведен в закрытое положение, в котором происходит по меньшей мере частичная блокировка потока отработавших газов в обходной канал, в результате чего большая часть отработавших газов, поступающего из двигателя, оказывается направленной в турбину. Во время холодного запуска двигателя по меньшей мере часть отработавших газов может быть направлена через обходной канал и перепускное устройство для направления потока отработавших газов к фронтальной поверхности каталитического нейтрализатора, обеспечивая тем самым более быструю активацию каталитического нейтрализатора.
Один из вариантов осуществления перепускного клапана в выпускном канале турбонагнетателя раскрыт Грабовской (Grabowska) в заявке на патент US 2015/0345375. В указанной заявке перепускной клапан, имеющий конструктивные особенности, способствующие движению потока, выполнен с возможностью направления потока отработавших газов в первичном направлении потока, снижая при этом потери отработавших газов во вторичных направлениях потока. В частности, указанное перепускное устройство имеет конструктивные особенности, способствующие движению потока, предусмотренные на корпусе клапана, причем указанный корпус клапана прикреплен к рычагу клапана, который в свою очередь прикреплен к корпусу турбины с возможностью поворота указанного рычага.
Примерами конструктивных особенностей, способствующих движению потока, предусмотренных на корпусе клапана, являются вогнутый диск, неглубокие продольные ребра и протяженная полукруглая поверхность, выполненные на корпусе клапана для направления потока отработавших газов в первичном направлении.
Авторы настоящей заявки обнаружили ряд недостатков у решения, раскрытого выше. К примеру, в корпусе клапана, выполненного с вогнутым диском или неглубокими продольными ребрами, поток отработавших газов может рассеиваться в нескольких направлениях, сталкиваясь со стенками турбонагнетателя и создавая условия турбулентного потока. В результате чего энергия отработавших газов может быть передана стенкам турбонагнетателя, приводя к снижению эффективности потока и потерям энергии. К тому же из-за того, что указанный поток рассеивается в нескольких направлениях до того, как он оказывается направленным ниже по потоку, каталитический нейтрализатор может получать меньше теплоты отработавших газов, в связи с чем активация каталитического нейтрализатора может происходить с некоторым опозданием.
Авторы настоящего изобретения разработали конструкцию перепускного устройства, которая по меньшей мере частично компенсирует недостатки, упомянутые выше. В одном из вариантов осуществления изобретения перепускное устройство может содержать: клапанную пластину, имеющую изогнутую в нескольких плоскостях поверхность на внутренней стороне клапанной пластины, причем указанная изогнутая поверхность образует отбортовку на первой стороне клапанной пластины и боковой вырез на второй стороне клапанной пластины; канал, имеющий суженный участок, расположенный выше по потоку от клапанной пластины и расположенный на одной линии с указанной отбортовкой, причем указанная клапанная пластина расположена на конце указанного канала.
Таким образом, конструкция перепускного устройства может быть использована для повышения эффективности потока и уменьшения потерь энергии в турбонагнетателе, улучшая при этом активацию каталитического нейтрализатора. К примеру, изогнутая в нескольких плоскостях поверхность на клапанной пластине совместно с суженным участком канала выполнены с возможностью направления потока отработавших газов и увеличения скорости указанного потока ниже по потоку от перепускного устройства. Таким образом, представленная конструкция перепускного устройства может предложить несколько преимуществ. За счет направления потока отработавших газов ниже по потоку вместо рассеивания потока в нескольких направлениях перепускное устройство может уменьшить потери энергии на стенках турбонагнетателя. Кроме того, суженный участок в канале может обеспечить ускорение потока отработавших газов до его выхода из перепускного устройства. Таким образом, указанный перепускной клапан может сократить потери энергии отработавших газов, улучшая условия осуществления активации каталитического нейтрализатора и уменьшая выбросы топлива.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое раскрытие изобретения служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно в разделе «Осуществление изобретения». Это раскрытие не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного объекта изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлено схематичное изображение системы двигателя, имеющей систему турбонагнетателя с обходным каналом для отработавших газов, оснащенным перепускным клапаном.
На Фиг. 2 представлен пример турбонагнетателя, содержащего обходной канал для отработавших газов, имеющий перепускной клапан.
На Фиг. 3 представлено схематическое изображение первого варианта осуществления перепускного устройства, содержащего перепускной клапан с приводом клапанной пластины.
На Фиг. 4А изображен первый вид второго варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении, имеющего канал с суженным участком, выполненном на внутренней стенке указанного канала.
На Фиг. 4Б изображен второй вариант осуществления перепускного клапана в открытом положении.
На Фиг. 4В изображен альтернативный вариант осуществления перепускного клапана в открытом положении, имеющего канал без суженного участка, выполненного на внутренней стенке указанного канала.
На Фиг. 5А изображен первый вид клапанной пластины третьего варианта осуществления перепускного клапана.
На Фиг. 5Б изображен второй вид клапанной пластины третьего варианта осуществления перепускного клапана.
На Фиг. 5В изображен третий вид клапанной пластины третьего варианта осуществления перепускного клапана.
На Фиг. 6А изображен первый вид третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении.
На Фиг. 6Б изображен второй вид третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении.
На Фиг. 6В изображен четвертый вариант осуществления перепускного клапана в закрытом положении.
На Фиг. 7А изображен первый вид третьего варианта осуществления перепускного клапана в частично открытом положении.
На Фиг. 7Б изображен второй вид третьего варианта осуществления перепускного клапана в частично открытом положении.
На Фиг. 8А изображен первый вид третьего варианта осуществления перепускного клапана в полностью открытом положении.
На Фиг. 8Б изображен второй вид третьего варианта осуществления перепускного клапана в полностью открытом положении.
На Фиг. 9А изображен первый вид третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении в разрезе.
На Фиг. 9Б изображен второй вид третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении в разрезе.
Фиг. 2-9Б представлены в масштабе, однако при необходимости могут быть использованы другие относительные размеры.
Осуществление изобретения
Представленное ниже описание относится к системе турбонагнетателя с обходным каналом для отработавших газов, оснащенным перепускным клапаном для управления движением потока отработавших газов в обход турбины, к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, расположенному ниже по потоку от указанной турбины в двигателе, как показано на Фиг. 1. На Фиг. 2 приведен пример турбонагнетателя двигателя, имеющего перепускной клапан, который содержит приводной механизм клапана для управления движением потока отработавших газов в обходном канале в обход турбины, к каталитическому нейтрализатору отработавших газов. Перепускной клапан может быть приведен в открытое или закрытое положение с помощью указанного приводного механизма, используя механические, гидравлические, электрические и другие подходящие способы приведения в действие. На Фиг. 3 представлено схематическое изображение первого варианта осуществления указанного перепускного устройства, содержащего клапанную пластину и привод клапанной пластины. Указанное перепускное устройство также имеет канал с изогнутой внутренней поверхностью, выполненной с возможностью направления потока отработавших газов, поступающего от цилиндров двигателя (через выпускной канал), к каталитическому нейтрализатору отработавших газов. На Фиг. 4А представлен первый вид второго варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении, имеющего канал с суженным участком, выполненным на внутренней стенке указанного канала. Указанный перепускной клапан может быть приведен в открытое положение, делая возможным движение потока отработавших газов через выпускное отверстие указанного перепускного устройства, как показано на Фиг. 4Б. Альтернативный вариант осуществления перепускного клапана в открытом положении, имеющего канал без суженного участка, выполненного на внутренней стенке указанного канала, показан на Фиг. 4В. В представленном случае отработавшие газы могут течь в нескольких направлениях, как показано на рисунке. Поток отработавших газов, рассеиваясь в нескольких направлениях, может наталкиваться на стенки выпускного канала ниже по потоку от указанного клапана и создавать условия турбулентного потока, что может привести к потерям энергии потока отработавших газов. На Фиг. 5А-5В представлены схематические изображения клапанной пластины третьего варианта осуществления перепускного клапана. На Фиг. 5А-5Б показаны соответственно первый и второй виды клапанной пластины третьего варианта осуществления перепускного клапана. На Фиг. 5В представлен третий вид клапанной пластины третьего варианта осуществления перепускного клапана. На Фиг. 6А-6Б представлены схематические изображения третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении. На Фиг. 6А показан первый вид закрытого перепускного клапана. На Фиг. 6Б представлен второй вид перепускного клапана в закрытом положении. На каждом из видов: первом и втором, представленных на Фиг. 6А-6Б, перепускной клапан имеет те же конструктивные особенности, что и клапанная пластина, описанная со ссылкой на Фиг. 5А-5В. На Фиг. 6В представлено схематическое изображение четвертого варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении. На Фиг. 7А-7Б приведены схематические изображения третьего варианта осуществления перепускного клапана в частично открытом положении. На Фиг. 7А показан первый вид перепускного клапана в частично открытом положении. На Фиг. 7Б представлен второй вид перепускного клапана в частично открытом положении. На каждом из видов: первом и втором, представленных на Фиг. 7А-7Б, перепускной клапан частично открыт для того, чтобы пропустить поток отработавших газов по направлению к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, расположенному ниже по потоку от перепускного устройства. На Фиг. 8А-8Б представлены первый и второй виды перепускного клапана в полностью открытом положении. Когда перепускной клапан полностью открыт, поток отработавших газов, проходящий через выпускное отверстие перепускного устройства, может увеличиться, приводя к сокращению продолжительности разогрева каталитического нейтрализатора. На Фиг. 9А-9Б представлены первый и второй виды третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении в разрезе. Отбортовка, выполненная на внутренней поверхности перепускного клапана, совместно с суженным участком, выполненным на внутренней стенке канала перепускного устройства, выполнены с возможностью направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов через выпускное отверстие клапана. За счет этого перепускной клапан и указанный канал могут способствовать более быстрой активации каталитического нейтрализатора, минимизируя при этом выбросы топлива.
На Фиг. 2-9Б показаны примеры конфигураций с относительным расположением различных компонентов перепускного клапана и выпускного канала. Если показано, что элементы непосредственно контактируют друг с другом или непосредственно соединены, то такие элементы могут называться непосредственно контактирующими или непосредственно соединенными, соответственно, по меньшей мере в одном примере. Аналогично, элементы, показанные соседними или смежными друг другу могут быть соседними или смежными друг другу, соответственно, по меньшей мере в одном примере. Например, компоненты, находящиеся в поверхностном контакте друг с другом, могут называться находящимися в поверхностном контакте. Согласно другому примеру, элементы, расположенные отдельно друг от друга с некоторым промежутком между ними без других компонентов, могут так и называться, по меньшей мере в одном примере. Согласно другому примеру, элементы, показанные выше/ниже друг относительно друга, с противоположных сторон друг относительно друга или слева/справа друг относительно друга, могут быть так и обозначены, друг относительно друга. Кроме того, как показано на фигурах, самый высокий элемент или точка элемента может называться «верхом» компонента, а самый нижний элемент или точка элемента может называться «низом» компонента, по меньшей мере в одном примере. В контексте настоящей заявки верх/низ, более высокий/более низкий выше/ниже, могут обозначать положения относительно вертикальной оси фигур и использоваться для описания расположения элементов на фигурах друг относительно друга. По существу, элементы, показанные выше других элементов, расположены вертикально выше других элементов, в одном примере. В другом примере формы элементов, показанные на фигурах, могут называться имеющими такие формы (в частности, такие как круглые, прямые, плоские, изогнутые, сферические, скошенные, угловые или т.п.). Кроме того, элементы, показанные пересекающими друг друга, могут называться пересекающимися элементами или пересекающими друг друга, по меньшей мере в одном примере. Кроме того, элемент, показанный внутри другого элемента или показанный вне другого элемента, может так и называться, согласно одному примеру.
На Фиг. 1 представлен схематичный чертеж системы 100 транспортного средства, содержащей двигатель 10, в состав которого входит турбонагнетатель. Двигатель 10 может иметь множество камер сгорания (т.е. цилиндров). Двигатель 10 может иметь множество цилиндров 20, установленных по схеме, в которой четыре цилиндра выстроены в ряд. Следует понимать, что, несмотря на то, что на Фиг. 1 изображено четыре цилиндра, двигатель 10 может содержать любое число цилиндров. Например, двигатель 10 может содержать любое подходящее число цилиндров, к примеру, 2, 3, 4, 5, 6 или более, в любой конфигурации, например, в конфигурации V-6, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами, и т.д.
Каждый цилиндр 20 двигателя 10 может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 27 через впускной канал 28, в котором может быть предусмотрен дроссель 62 для всасываемого воздуха. Положение дросселя 62 может регулироваться системой 14 управления с помощью дроссельного привода (не показан), соединенного с возможностью сообщения с прибором 12 управления, соединенного в свою очередь с датчиками 16 и приводами 18. При изменении положения дросселя 62 через впускной канал 29 может осуществляться забор порции атмосферного воздуха, этот воздух может быть подан через фильтр 30 воздуха и сжат компрессором 90 перед подачей в цилиндры двигателя. Как было упомянуто выше, впускной коллектор 27 может быть соединен с одним или несколькими цилиндрами двигателя 10. В некоторых вариантах осуществления один или несколько впускных каналов могут иметь турбонагнетатель, имеющий компрессор 90, приводимый в действие турбиной 92, приводимой отработавшими газами и соединенной с указанным компрессором посредством вала 94. В частности, лопасти турбины 92 могут быть приведены в действие частью потока отработавших газов или потоком, поступающим от двигателя 10, приводя вал 94 во вращение, что в свою очередь приводит в действие указанный компрессор. Компрессор 90 может, например, быть соединен с турбиной 92 таким образом, что компрессор 90 может быть приведен в действие, если лопасти турбины 92 вращаются с некоторой заданной скоростью. Когда компрессор 90 приведен в действие, он может производить забор воздуха из атмосферы через впускной канал 29, а затем направлять сжатый воздух к впускному каналу 28, по которому указанный воздух может быть направлен к двигателю 10. Скорость турбины 92 может быть определена по одному или нескольким режимам работы двигателя. В альтернативном случае сжатый воздух может быть отведен через обходной канал 164, выполненный с регулирующим клапаном 126 и соединенный с впускными каналами 28 и 29, такой отвод воздуха осуществляется во избежание перегрузки компрессора во время работы в установившемся и не установившихся режимах.
Впускной коллектор 27 может быть соединен с цилиндрами 20 через впускные окна (не показаны). Каждое впускное окно может быть выполнено с возможностью подачи воздуха и/или топлива к соответствующему цилиндру для сжигания. Каждое впускное окно цилиндра может быть выборочно соединено с цилиндром с помощью одного или нескольких впускных клапанов. В изображенном примере каждый цилиндр 20 показан с двумя впускными клапанами I1 и I2. В одном из вариантов осуществления из впускного коллектора 27 может быть сформирован впускной канал, выполненный с возможностью выборочного соединения с каждым впускным клапаном. В других вариантах осуществления впускной канал для отдельного цилиндра может быть разделен в непосредственной близости от указанного цилиндра на два прилежащих пути, разделенных стенкой, при этом каждый из указанных путей канала соединен с отдельным впускным клапаном. В другом варианте осуществления каждый из двух впускных клапанов может быть приведен в открытое положение при определенных скоростях двигателя, и поэтому может быть соединен с впускным коллектором посредством общего впускного окна.
Каждый цилиндр 20 может выпускать газы, образующиеся при сгорании, через выпускное окно (не показано), соединенное с указанным цилиндром. Каждое выпускное окно может направлять газы, образующиеся при сгорании, от соответствующего цилиндра к выпускному коллектору 54. К примеру, каждое выпускное окно цилиндра может быть выборочно соединено с указанным цилиндром с помощью выпускных клапанов Е1 и Е2. В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр может иметь два или несколько выпускных клапанов. Выпускной коллектор 54 выполнен соединенным по текучей среде с выпускным каналом 59, делая возможным отток отработавших газов к турбине 92. К примеру, отработавшие газы, произведенные цилиндром 20, текут к выпускному коллектору 54, откуда они далее направляются к турбине через выпускной канал 59. В одном из вариантов осуществления подача отработавших газов к турбине вызывает вращение лопастей турбины, приводя в действие компрессор 90 через вал 94. Кроме того, выпускной канал 59 может быть соединен с каналом 140 рециркуляции отработавших газов (РОГ), имеющим регулирующий клапан 142, причем указанный канал соединен с впускным каналом 28. Клапан 142 контролирует объем отработавших газов, повторно поступающих во впускной канал 28 из канала 140 рециркуляции отработавших газов.
Кроме того, в обходном канале 166 может быть размещено перепускное устройство 128 (к примеру, перепускной клапан), установленное в пространстве между входом (или выше по потоку от входа) и местом, ниже по потоку от выхода турбины, приводимой отработавшими газами, для регулирования объема отработавших газов, подаваемых к указанной турбине и к каталитическому нейтрализатору 72 отработавших газов, установленному ниже по потоку от указанной турбины. Когда перепускное устройство 128 закрыто, большая часть или все отработавшие газы от двигателя 10 подаются к турбине, а затем к каталитическому нейтрализатору отработавших газов. Перепускное устройство 128 может быть полностью открыто для отвода потока отработавших газов в обход турбины 92, к фронтальной поверхности каталитического нейтрализатора 72 отработавших газов, в частности, в режиме холодного запуска, делая возможным более быстрый прогрев каталитического нейтрализатора. К примеру, перепускное устройство 128 и обходной канал 166 могут иметь некоторые конструктивные особенности, способствующие движению потока, для направления потока отработавших газов ниже по потоку, к каталитическому нейтрализатору. В одном из примеров конструктивные особенности, способствующие движению потока, могут включать в себя суженный участок, выполненный в канале перепускного устройства 128, расположенный выше по потоку от перепускного устройства 128, там, где канал перепускного устройства является частью обходного канала 166 и непосредственно с ним соединен. В другом варианте осуществления перепускное устройство 128 может содержать клапанную пластину, выполненную с полукруглой отбортовкой, которая выступает в канал перепускного устройства, и с боковым вырезом, направляющим поток отработавших газов ниже по потоку в обходном канале 166, уменьшая склонность к столкновению отработавших газов со стенками канала. Перепускное устройство 128 выполнено с возможностью в открытом положении направлять поток отработавших газов ниже по потоку, к каталитическому нейтрализатору 72, минимизируя при этом потери энергии отработавших газов, вызванные столкновением отработавших газов со стенками обходного канала 166. Детали, касающиеся перепускного устройства 128 и обходного канала 166, раскрыты ниже со ссылками на Фиг. 3-9В.
Отработавшие газы, выходящие из обходного канала 166 и турбины 92, могут пройти через каталитический нейтрализатор 72, который в одном из вариантов осуществления может включать в себя несколько блоков каталитического нейтрализатора. В другом примере может быть использовано несколько каталитических нейтрализаторов, каждый с несколькими блоками каталитического нейтрализатора. В некоторых вариантах осуществления каталитический нейтрализатор 72 может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. В других примерах каталитический нейтрализатор 72 может содержать один или несколько дизельных окислительных катализаторов и катализатор с селективным каталитическим восстановлением. После прохождения через каталитический нейтрализатор 72 отработавшие газы могут быть направлены к выхлопной трубе 58.
Таким образом, система, представленная на Фиг. 1 может содержать: турбонагнетатель, содержащий обходной канал, установленный в обход турбины турбонагнетателя; каталитический нейтрализатор, расположенный ниже по потоку от указанной турбины и обходного канала; перепускное устройство, расположенное в обходном канале, причем указанное перепускное устройство содержит: канал перепускного устройства, встроенный в обходной канал, при этом указанный канал перепускного устройства имеет суженный участок и краевой участок, выполненный ниже по потоку от указанного суженного участка, на конце канала перепускного устройства; клапанную пластину, расположенную на конце канала перепускного устройства, ниже по потоку от указанного краевого участка, при этом указанная клапанная пластина имеет изогнутую в нескольких плоскостях поверхность на внутренней стороне клапанной пластины, причем указанная изогнутая поверхность образует отбортовку на первой стороне клапанной пластины и боковой вырез на второй стороне клапанной пластины, при том что указанный суженный участок расположен на той же стороне канала перепускного устройства, что и указанная первая сторона клапанной пластины. За счет изогнутой в нескольких плоскостях поверхности на клапанной пластине перепускного устройства и суженного участка в канале перепускного устройства отработавшие газы могут быть направлены ниже по потоку в обходном канале, к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, не сталкиваясь при этом с боковыми стенками обходного канала и минимизируя потери энергии отработавших газов, способствуя более быстрой активации каталитического нейтрализатора.
На Фиг. 2 изображен трехмерный вид варианта осуществления турбонагнетателя 200 двигателя внутреннего сгорания (такого, как двигатель 10, изображенный на Фиг. 1), который может быть включен в двигательную систему автомобиля. Турбонагнетатель 200 содержит корпус 202 компрессора, средний корпус 208, соединенный с указанным корпусом компрессора, корпус 216 турбины, имеющий основное отверстие 240. Корпус 202 компрессора может содержать компрессор, осуществляющий сжатие и подачу воздуха к двигателю по воздушному тракту 204, как показано стрелкой 206. Обходной канал (не показан), имеющий перепускной клапан 220, может быть соединен с основным отверстием 240 по текучей среде, когда перепускной клапан 220 приведен в открытое положение.
Как показано на Фиг. 2, поток отработавших газов от двигателя может поступать в корпус 216 турбины через канал 205, как показано стрелкой 245. Канал 205 может быть соединен с выпускным коллектором (таким как выпускной канал 59 на Фиг. 1), соединенным с множеством цилиндров двигателя (таких как цилиндры 20 на Фиг. 2), делая возможным поступление отработавших газов от двигателя в турбину. Множество отверстий 219, выполненных на впускном фланце 218, прикрепленном к основанию корпуса 216 турбины, может быть выполнено с возможностью установки в них болтов или других подходящих крепежных деталей для безопасного крепления корпуса 216 турбины к выпускному коллектору, соединенному с двигателем. На верхнем по потоку конце корпус 216 турбины может быть соединен с корпусом 202 компрессора через средний корпус 208. В таком примере корпус 216 турбины прикреплен к среднему корпусу 208 с помощью узла 212 V-образного ленточного хомута. Выпускное отверстие 203 в среднем корпусе 208 ведет к основному отверстию 240, имеющему внутренние стенки 213 корпуса 216 турбины. Фланец 214, выполненный на выходном конце 242 корпуса 216 турбины, может быть присоединен к выпускному тракту для направления отработавших газов от основного отверстия 240 к каталитическому нейтрализатору отработавших газов (к примеру, каталитическому нейтрализатору 72 на Фиг. 1), расположенному ниже по потоку от указанного тракта. Фланец 214 может быть надежно закреплен на выпускном тракте посредством болтов или других крепежных деталей, вставленных в отверстия 215, выполненных на указанном фланце, таким образом, что основное отверстие 240 оказывается соединенным по текучей среде с выпускным трактом. В таком случае поток отработавших газов от корпуса 216 турбины может быть направлен через главное отверстие 240, откуда отработавшие газы оказываются затем направлены, к примеру, к каталитическому нейтрализатору отработавших газов.
Поток отработавших газов, направляемый от двигателя к корпусу 216 турбины, поступает в турбину через канал 205 на впускном фланце 218 и обходной канал (не показан), как показано стрелкой 245. Перепускное устройство 220, установленное в обходном канале (не показан), может быть предусмотрено для регулирования движения потока отработавших газов от обходного канала к основному отверстию 240, откуда отработавшие газы оказываются затем направлены к каталитическому нейтрализатору отработавших газов в направлении 250 потока. Перепускное устройство 220 может содержать удлиняемый рычаг 222, прикрепленный на одном из концов к клапанной пластине 223 перепускного устройства 220 и соединенный на другом конце с первым рычагом 224 приводного механизма 225 клапана в месте 227 соединения. К примеру, удлиняемый рычаг 222 может представлять собой рычаг L-образной формы, установленный с возможностью соединения с первым рычагом 224, соединенным со вторым рычагом 226 в раздвижном соединении 233.
Приводной механизм 225 клапана может быть соединен с плунжерным механизмом 228 посредством надежного прикрепления дальнего конца второго рычага 226 к кольцевой трубе 230 плунжера. Как показано, плунжерный механизм 228 установлен в отверстии 235, образованном цельной консолью 234, присоединенной к корпусу 202 компрессора и имеющей множество цилиндрических элементов 236 и цилиндр 237 кольцевого сечения. К примеру, цилиндрические элементы 236 и цилиндр 237 кольцевого сечения могут обеспечивать дополнительную структурную целостность цельной консоли 234. Плунжерный механизм 228 соединен с электрическим мотором 232, который может предоставить электрическую энергию, необходимую для работы приводного механизма 225 клапана. В одном из примеров для приведения перепускного устройства в открытое положение управляют приводом клапана, что делает возможным движение избытка воздуха в обход турбины для производства мощности, необходимой для повышения избыточного давления компрессора при определенных условиях работы двигателя. В других примерах для приведения перепускного клапана в открытое или закрытое положение во время работы двигателя приводной механизм клапана 225 может управляться механически, гидравлически или электрически. В других примерах для приведения в действие перепускного клапана во время работы двигателя может использоваться комбинация способов: механического, гидравлического и электрического.
Перепускной клапан может быть приведен в полностью открытое положение в направлении 250 потока отработавших газов, делая возможным поступление отработавших газов от двигателя в основное отверстие 240 через канал 205 турбины, откуда отработавшие газы оказываются затем направлены к каталитическому нейтрализатору отработавших газов. Перепускной клапан может иметь конструктивные особенности, способствующими движению потока, такие как изогнутая внутренняя стенка и боковой вырез в клапанной пластине 223, которые совместно с суженным участком в канале перепускного устройства выполнены с возможностью более точного направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, а не к боковым стенкам основного отверстия 240 корпуса 216 турбины. За счет этого перепускной клапан может снизить потери энергии потока отработавших газов, вызванные столкновением потока отработавших газов со стенками основного отверстия 240 корпуса 216 турбины. В результате, может быть ускорена активация каталитического нейтрализатора во время работы двигателя при одновременной минимизации выбросов топлива. Детали, касающиеся изогнутой внутренней стенки перепускного клапана и суженного участка в канале перепускного устройства, раскрыты далее со ссылкой на Фиг. 3-9Б.
На Фиг. 3 представлен схематический вид 300 первого варианта осуществления перепускного клапана 301 и приводного механизма 302 клапана. Перепускной клапан 301 содержит клапанную пластину 320, имеющую отбортовку 326, боковой вырез 307, и ступенчатые цилиндры 318 кольцевого сечения. Приводной механизм 302 клапана содержит рычаг 303 кольцевого сечения, соединенный с переходным рычагом 305.
Как показано, отбортовка 326 на клапанной пластине 320 может быть выполнена на верхней круглой поверхности 321, имеющей боковую поверхность 322 и нижнюю выступающую часть 323, соединенную со ступенчатыми цилиндрами 318 кольцевого сечения. К примеру, отбортовка 326 может быть выполнена на верхней круглой поверхности 321 и может частично обрамлять внутреннюю стенку 315. К примеру, отбортовка 326 может быть выполнена с изогнутой в нескольких плоскостях поверхностью 324, образующей часть внутренней стенки 327 и боковой вырез 307, для направления потока отработавших газов в первом направлении 325, когда перепускное устройство находится в открытом положении. Ступенчатые цилиндры 318 кольцевого сечения могут содержать первый и второй цилиндры кольцевого сечения, соединенные с боковой частью 316 переходного рычага 305; указанная боковая часть выполнена примыкающей к одной или нескольким поверхностям цилиндров 318 и нижней выступающей части 323.
Рычаг 303 кольцевого сечения имеет больший диаметр на его удаленном конце 311, выполненный сужающимся до цилиндрической части 304 постоянного диаметра, соединенной с переходным рычагом 305, имеющим верхнюю поверхность 312, фронтальную поверхность 317 и боковую поверхность 319. К примеру, первый конец переходного рычага 305 может быть центрально соединен с рычагом 303 кольцевого сечения, причем фронтальная поверхность 308 в этом случае выполнена переходящей в верхнюю поверхность 312 переходного рычага 305. Второй конец переходного рычага 305 может быть соединен с нижней частью 330 перепускного клапана 301, ниже клапанной пластины 320. Нижняя часть 330 клапанной пластины 320 содержит ступенчатые цилиндры 318 кольцевого сечения, соединенные друг с другом и соединенные с частью переходного рычага 305.
Перепускной клапан 301 может быть установлен в канале перепускного устройства (не показан) для управления движением потока отработавших газов от указанного канала к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, расположенному ниже по потоку от перепускного устройства. В открытом положении перепускного устройства поток отработавших газов через канал перепускного устройства может быть направлен из указанного канала через боковой вырез 307 по второму направлению в сторону каталитического нейтрализатора отработавших газов. К примеру, конструктивные особенности, способствующие движению потока, предусмотренные на перепускном клапане 301, включающие в себя изогнутую в нескольких плоскостях поверхность 324 и боковой вырез 307, выполнены с возможностью направления потока отработавших газов ниже по потоку, к каталитическому нейтрализатору, минимизируя при этом потери энергии потока отработавших газов за счет предотвращения столкновения потока отработавших газов со стенками канала перепускного устройства. Хотя и не показано, указанный канал перепускного устройства может быть выполнен с суженным участком, расположенным выше по потоку от перепускного клапана, для направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору, ниже по потоку от перепускного устройства. Детали, касающиеся конструктивных особенностей, способствующих движению потока, предусмотренных на перепускном клапане 301, и суженного участка в канале перепускного клапана, раскрыты ниже со ссылкой на Фиг. 4А-4В. Перепускной клапан 301, приводной механизм 302 и канал перепускного клапана могут быть выполнены, к примеру, из нержавеющей стали или чугуна.
Таким образом, перепускной клапан может иметь изогнутую в нескольких плоскостях поверхность и боковой вырез, служащие для более точной подачи потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору. К примеру, суженный участок в канале перепускного устройства совместно с изогнутой поверхностью на клапанной пластине выполнены с возможностью направления потока отработавших газов ниже по потоку, к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, делая возможным более быструю активацию каталитического нейтрализатора.
На Фиг. 4А-4В представлены схематические виды вариантов осуществления перепускного устройства 401, содержащего клапанную пластину 403 и канал 410 перепускного устройства. На Фиг. 4А изображен первый вид 400 канала 410 перепускного устройства с закрытым перепускным клапаном. Канал 410 перепускного устройства имеет суженный участок 414, выполненный на первой внутренней стенке 415 указанного канала. Более того, канал 410 перепускного устройства может иметь первый диаметр 426 в суженном участке 414 и второй диаметр 428, выше по потоку от суженного участка 414, причем первый диаметр 426 может быть меньше второго диаметра 428. Кроме того, часть канала 410 перепускного клапана, ниже по потоку от суженного участка 414 и выше по потоку от клапанной пластины 403, может иметь второй диаметр 428. На Фиг. 4Б представлен второй вид 402 канала 410 перепускного клапана с перепускным клапаном, приведенным в открытое положение. На каждом: первом и втором виде, вторая внутренняя стенка 417 каждого из каналов перепускного клапана не имеет суженного участка. Таким образом, суженный участок 414 может быть расположен только на одной стороне канала 410 перепускного устройства относительно центральной оси 430 канала 410 перепускного устройства. Клапанная пластина 403 и канал 410 перепускного устройства могут быть включены в обходной канал, ведущий в обход турбины (как например, обходной канал 166, раскрытый выше со ссылкой на Фиг. 1), в качестве участка указанного канала. Альтернативный вариант осуществления 404 канала 410 перепускного устройства, не имеющего суженного участка ни на первой внутренней стенке 415, ни на второй внутренней стенке 417 канала, изображено на Фиг. 4В.
Клапанная пластина 403 может содержать кольцевую часть 413, выполненную на верхней цилиндрической части 407, и отбортовку 406, выполненную с возможностью размещения в выпускном отверстии 409 канала перепускного клапана. В закрытом положении основание 408 отбортовки оказывается расположенным вблизи суженного участка 414, выполненного на первой внутренней стенке 415 канала 410 перепускного устройства. Основание 408 отбортовки 406 может располагаться на расстоянии 429 от кромки 435 краевого участка суженного участка 414. Когда отбортовка 406 клапанной пластины 403 оказывается помещенной в канал 410 перепускного устройства, указанная отбортовка может находиться вблизи или в поверхностном контакте с поверхностью 432 краевого участка канала 410. К примеру, суженный участок 414, выполненный в канале 410 перепускного устройства, может быть расположен выше по потоку от отбортовки 406. Поверхность 432 краевого участка канала 410 перепускного устройства может быть частью указанного канала ниже по потоку от суженного участка 414, такой, что в закрытом положении в ней помещается отбортовка 406 клапанной пластины 403. К примеру, поверхность 432 краевого участка канала 410 перепускного устройства может иметь длину 436. В таком случае поверхность 432 краевого участка канала 410 перепускного устройства может проходить на расстояние от выпускного отверстия 409 перепускного устройства до кромки 435 краевого участка. В других примерах поверхность 432 краевого участка является внутренней стенкой канала 410 перепускного устройства, образующей краевой участок, а кромка 435 краевого участка является частью стенки, образующей суженный участок 414.
Изогнутая поверхность (к примеру, изогнутая в нескольких плоскостях поверхность) 405 клапанной пластины 403 может образовывать отбортовку 406 и боковой вырез 422 для направления потока отработавших газов по первому направлению, как показано стрелкой 427. К примеру, изогнутая поверхность 405 совместно с суженным участком 414 в канале 410 выполнены с возможностью направления потока отработавших газов непосредственно к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, ниже по потоку от клапанной пластины 403. Отбортовка 406 клапанной пластины 403 может иметь длину 434. В одном из примеров длина 434 отбортовки 406 может быть выбрана на основании расположения суженного участка 414 на первой внутренней стенке 415 канала 410 перепускного устройства равной первой длине. В других примерах длина 434 отбортовки 406 может быть выбрана имеющей вторую длину, больше указанной первой длины. В других примерах длина 434 отбортовки 406 может быть характерной для геометрии канала 410 перепускного устройства и величины поворота потока, необходимой для направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору.
Более того, верхняя цилиндрическая часть 407 клапанной пластины 403 может иметь выступающую поверхность 411, образующую нижнюю часть верхней цилиндрической части, которая может быть выполнена соединенной с отбортовкой. В закрытом положении выступающая поверхность 411 клапанной пластины 403 может соприкасаться с верхними (или быть в поверхностном контакте) поверхностями 412 у выпускного отверстия канала 410 перепускного устройства. Как показано на Фиг. 4Б, поток отработавших газов из двигателя может быть отведен в канал 410 перепускного устройства, так, как показано направлением 420, у впускного отверстия 416 канала. Когда клапанная пластина 403 открыта, отработавшие газы текут по каналу 410 перепускного устройства и их скорость может увеличиться при приближении к суженному участку 414, перед выходом из указанного канала через выпускное отверстие 409 канала и прохождением через боковой вырез 422 в клапанной пластине 403. В качестве примера, суженный участок 414 может быть расположен на первой стороне канала перепускного устройства, но не на второй стороне канала, причем вторая сторона канала расположена напротив первой стороны канала относительно центральной оси 430 канала. В другом примере суженный участок 414, имеющий выступающую по окружности поверхность, может быть расположен на первой внутренней стенке 415 для ограничения потока выше по потоку от клапанной пластины 403. В одном из примеров расстояние 429 может быть выбрано так, что суженный участок 414 расположен на расстоянии от основания 408 отбортовки 406 клапанной пластины 403, равном первому расстоянию. В других примерах расстояние 429 может быть выбрано равным второму расстоянию, причем второе расстояние больше первого расстояния. В других примерах суженный участок 414 может быть выбран имеющим первый диаметр, меньше второго диаметра канала перепускного устройства, для ускорения движения потока в канале перепускного устройства в случае, когда перепускное устройство открыто. В одном из примеров первый диаметр может быть диаметром суженного участка, а второй диаметр может быть диаметром канала. Диаметр суженного участка может быть выбран меньше диаметра канала для увеличения скоростей потока отработавших газов у выпускного отверстия канала, минимизируя при этом условия возникновения турбулентных потоков. Кроме того, диаметр суженного участка может быть выбран таким, что поток отработавших газов оказывается направленным к стороне перепускного устройства, которая содержит изогнутую поверхность 405 и боковой вырез 422. Как показано на Фиг. 4А-4Б, суженный участок 414 может быть изогнут вовнутрь, в направлении центральной оси 430, но затем может резко отклоняться обратно наружу к первой внутренней стенке 415 канала 410 перепускного устройства. Однако в альтернативных вариантах осуществления суженный участок 414 может быть изогнутым более выражено или более плавно в обоих направлениях: внутрь и затем обратно наружу. К примеру, суженный участок 414 может быть выполненным имеющим круглую или продолговатую форму, имеющую разнообразные углы или радиусы кривизны. Как показано, форма суженного участка 414 делает возможным направление потока отработавших газов к выпускному отверстию 409 канала, как показано стрелкой 425. Более того, суженный участок 414 совместно с изогнутой поверхностью 405 клапанной пластины 405 выполнены с возможностью направления потока отработавших газов через боковой вырез 422, как показано стрелкой 427.
В случае, когда суженный участок отсутствует и на первой и на второй внутренних стенках канала перепускного устройства, часть отработавших газов может течь ниже по потоку, в то время как оставшаяся часть отработавших газов может быть отклонена вдоль направления 424 до того, как будет направлена ниже по потоку, как показано на Фиг. 4В. При отклонении вдоль направления 424 отработавшие газы могут сталкиваться со стенками канала (не показано) ниже по потоку от перепускного устройства до того, как отработавшие газы направятся ниже по потоку к каталитическому нейтрализатору отработавших газов. В таком случае отработавшие газы могут потерять значительное количество энергии (из-за энергии, переданной стенкам канала посредством кондуктивной теплопередачи) до того, как они достигнут каталитического нейтрализатора, приводя к задержке активации каталитического нейтрализатора.
Как показано на Фиг. 4А-4Б, суженный участок 414 выполнен на первой стороне канала 410 перепускного устройства относительно центральной оси 430. Отбортовка 406 выполнена на первой стороне клапанной пластины 403, причем первые стороны клапанной пластины 403 и канала 410 перепускного устройства расположены на одной линии. Более того, суженный участок 414 выполнен изгибающимся вовнутрь, к центральной оси 430, и изогнутая поверхность 405 выполнена изгибающейся вовнутрь, к центральной оси 430 и второй стороне клапанной пластины 403, в направлении потока отработавших газов, проходящего через канал 410 перепускного устройства. Таким образом, суженный участок 414, выполненный на первой внутренней стенке 415 канала 410 перепускного устройства, совместно с изогнутой поверхностью 405 клапанной пластины 403 выполнены с возможностью направления потока отработавших газов ниже по потоку, к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, делая возможным более быструю активацию каталитического нейтрализатора, уменьшая при этом выбросы топлива.
На Фиг. 5А-5В представлены схематические виды, изображающие третий вариант осуществления клапанной пластины 501 перепускного устройства. На Фиг. 5А изображен первый вид 500 клапанной пластины 501 перепускного устройства. На Фиг. 5Б изображен второй вид 502 клапанной пластины 501 перепускного устройства. Клапанная пластина на первом и втором виде показана с видимой фронтальной частью 503 и задней частью 521. На Фиг. 5В изображен третий вид 504 клапанной пластины 501 перепускного устройства с боковой стороны клапанной пластины 501.
Как показано на Фиг. 5А-5В, клапанная пластина 501 перепускного устройства имеет внутреннюю круглую грань 512 и круглую часть 510, выполненную по окружности вокруг внешней части клапанной пластины. Клапанная пластина 501 может содержать изогнутую поверхность (к примеру, изогнутую в нескольких плоскостях поверхность) 513, образующую отбортовку 505 на первой стороне 532 клапанной пластины 501 и боковой вырез 506 на второй стороне 533 клапанной пластины 501. При установке в канале перепускного устройства (такого, как канал 410 перепускного устройства, изображенный на Фиг. 4А-4Б) и в закрытом положении перепускного клапана внутренняя круглая грань 512 и изогнутая поверхность 513 клапанной пластины 501 обращены к внутреннему пространству канала перепускного устройства. Отбортовка 505 может иметь боковую стенку 514 и изогнутый край 516. Боковая стенка 514 поднимается (к примеру, выступает наружу) от внутренней круглой грани 512 к внешнему краю отбортовки 505. К примеру, отбортовка 505 может иметь длину 525, равную длине 434 отбортовки 406, изображенной на Фиг. 4А. Изогнутая поверхность 513 выполнена с плавным скосом от отбортовки 505 к глубокой части 520, которая образует часть бокового выреза 506. К примеру, отбортовка 505 может иметь полукруглую форму с боковым вырезом 506, выполненным напротив отбортовки 505 для направления потока отработавших газов по первому направлению, показанному стрелкой 515. В другом примере отбортовка 505 клапанной пластины 501 может быть выполнена в другой подходящей геометрической конфигурации. В других примерах боковой вырез 506 может быть выполнен на второй стороне 533 клапанной пластины, напротив первой стороны 532 клапанной пластины 501, которая содержит большую часть отбортовки 505. К примеру, указанная большая часть отбортовки 505 может быть расположена ниже первой оси 540 клапанной пластины, при том, что вторая ось 550 разделяет клапанную пластину на две симметричные части. Боковой вырез 506 на изогнутой поверхности 513 может направлять поток отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, расположенному ниже по потоку от клапанной пластины 501. К примеру, боковой вырез 506 может быть выполнено в таком размере, который обеспечит достаточный поток отработавших газов через выпускное отверстие клапана для более быстрой активации каталитического нейтрализатора. Изогнутый край 516 может обрываться на противоположных концах отбортовки 505 для образования изогнутой части 523, плавно скашивающейся и переходящей в боковой вырез 506. Изогнутая поверхность 513 изгибается в пределах боковых стенок 514 отбортовки 505 во множестве направлений, образуя изогнутую в нескольких плоскостях поверхность, которая направляет поток отработавших газов по первому направлению, показанному стрелкой 515.
Рычаг 507 клапана, имеющий плоскую поверхность 509 и боковую грань 511, может быть присоединен к цилиндрическому элементу 517, выполненному на цилиндрическом элементе 519, установленном на задней поверхности 522 клапанной пластины. К примеру, ближайшая часть 526 рычага 507 клапана может быть присоединена к клапанной пластине 501, в то время как дальняя часть 527 рычага 507 клапана может быть присоединена к приводному механизму (такому, как механизм 225, изображенный на Фиг. 2), по направлению 530, для управления открытием и закрытием клапанной пластины, когда указанная пластина установлена на канал перепускного устройства (такой, как канал 410 перепускного устройства, изображенный на Фиг. 4А-4Б). В одном из примеров приводной механизм, управляющий клапанной пластиной, может приводиться в действие разными способами, в том числе механически, гидравлически или электрически, но могут использоваться и другие подходящие способы. Таким образом, с помощью приводного механизма, присоединенного к дальнему концу пластины, клапанная пластина может быть приведена в открытое положение, направляя поток отработавших газов из канала перепускного устройства к каталитическому нейтрализатору, расположенному ниже по потоку от клапанной пластины.
На Фиг. 6А-6Б представлены схематические виды, изображающие третий вариант осуществления перепускного устройства (к примеру, перепускного клапана), содержащего клапанную пластину 501 и рычаг 507 клапана приводного механизма, изображенных на Фиг. 5А-5В, и канал 604 перепускного устройства. На Фиг. 6А представлен первый вид 600 третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении. На Фиг. 6Б представлен второй вид 602 третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении. На каждом из видов: первом и втором, клапанная пластина 501 имеет те же конструктивные особенности, что и клапанная пластина, раскрытая со ссылкой на Фиг. 5А-5В. Поток отработавших газов из двигателя (показан направлением 601 потока) поступает во впускное отверстие 614, выполненное во внутренней области канала перепускного устройства, у верхнего по потоку конца 607 канала. Поток отработавших газов от верхнего по потоку конца 607 может проходить через основное отверстие 614 канала перепускного устройства к нижнему по потоку концу 608 перепускного устройства.
Клапанная пластина 501 может быть установлена на нижнем по потоку конце 608 канала 604 перепускного устройства. Когда клапанная пластина 501 закрыта, внутренняя круглая грань 512 клапанной пластины упирается (к примеру, находится в поверхностном контакте) во внутреннюю часть 620 канала 604 перепускного устройства, и герметично закрывает указанный канал. В закрытом положении отбортовка 505 размещается внутри основного отверстия 614 на нижнем по потоку конце 608 перепускного устройства, с боковым вырезом, выполненным на противоположном конце отбортовки, закрытым стенками канала. К примеру, изогнутая поверхность 513, образующая боковой вырез 506, может направлять поток отработавших газов через выпускное отверстие канала перепускного устройства, когда клапанная пластина 501 приведена в открытое положение, как описано ниже со ссылкой на Фиг. 7А-7Б. В одном из примеров боковой вырез 506 может иметь диаметр 650, имеющий такой размер, который позволяет направить поток отработавших газов через выпускное отверстие канала 604, когда клапанная пластина приведена в открытое положение. В других примерах диаметр 650 бокового выреза 506 может быть равен или больше диаметра 652 канала 604 перепускного устройства. В других примерах клапанная пластина 501 может быть приведена в закрытое положение, так, что основание клапанной пластины 501 покрывает отверстие в конце канала, а внутренняя часть основания находится в контакте с указанным концом канала.
Кроме того, изогнутая поверхность 513, образующая отбортовку 505 и боковой вырез 506, может быть выполнена с наклонной вогнутой поверхностью (как показано на Фиг. 5А-5В) для направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору, когда клапанная пластина 501 приведена в открытое положение. Изогнутая поверхность 513 может быть изогнута в пределах боковой стенки 514 в нескольких направлениях, образуя изогнутую в нескольких плоскостях поверхность, которая образует боковой вырез 506 и отбортовку 505. К примеру, изогнутая поверхность 513 может изгибаться в направлении бокового выреза 506, направляя, таким образом, поток отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, как показано ниже со ссылкой на Фиг. 7А-7Б.
Как показано на Фиг. 6А, первый зазор 616 и второй зазор 617 могут быть образованы между боковой стенкой 514 отбортовки 505 и кромкой 613 краевого участка на первой внутренней стенке 609 канала 604 перепускного устройства. Каждый из зазоров: первый и второй, может иметь такой размер, который обеспечивает легкое открытие и закрытие клапанной пластины 501, без трения о внутренние стенки канала перепускного устройства. Отбортовка 505 может иметь длину 622, минимизирующую условия возникновения турбулентного потока отработавших газов у выпускного отверстия перепускного устройства. Как показано на Фиг. 6Б, длина 622 отбортовки 505 может быть равной первой длине, обусловленной положением суженного участка 612, выполненного между первой внутренней стенкой 609 и поверхностью 610 краевого участка канала перепускного устройства, и/или обусловленную необходимым углом изгиба изогнутой поверхности 513 (к примеру, длина 622 может быть увеличена, чтобы обеспечить больший изгиб изогнутой поверхности 513). В других примерах в качестве длины 622 отбортовки 505 может быть выбрана вторая длина, причем вторая длина может быть больше первой длины. В других примерах длина 622 может быть характерной для геометрии канала 604 перепускного устройства и величины поворота потока, необходимой для направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов.
Отбортовка 505 может быть расположена, к примеру, на расстоянии 618 от суженного участка 612. В одном из примеров расстояние 618 быть может быть сокращено так, что отбортовка 505 будет находиться в поверхностном контакте или вблизи края суженного участка 612.
Как показано на Фиг. 6А-6Б, суженный участок 612 выполнен в месте соединения первой внутренней стенки 609 и поверхности 610 краевого участка канала перепускного устройства. К примеру, суженный участок 612 может быть выполнен только на первой стороне 644 канала перепускного устройства, относительно центральной оси 603 канала, причем первая сторона 644 является той же стороной, что и первая сторона 624 клапанной пластины. Суженный участок 612 имеет высоту 627, которая может быть меньше предельной высоты. К примеру, указанная предельная высота может быть высотой суженного участка, минимизирующей условия возникновения турбулентного потока у выпускного отверстия канала. Высота 627 суженного участка 612 и расстояние 618 от клапанной пластины 501 могут быть выбраны с целью обеспечения скоростей потока у выпускного отверстия канала, варьирующихся от минимальной до максимальной необходимой скорости потока в перепускном устройстве. Указанная область значений скоростей потока отработавших газов у выпускного отверстия канала может варьироваться в зависимости от типа двигателя, типа турбонагнетателя и числа турбонагнетателей, установленных в указанном двигателе.
Рычаг 507 клапана, установленный на задней поверхности 522 клапанной пластины 501, может быть соединен с приводным механизмом, показанным по направлению 530. Приводной механизм может быть отрегулирован на открытие клапанной пластины 501, делая возможным движение потока отработавших газов в направлении каталитического нейтрализатора отработавших газов, ниже по потоку от клапанной пластины 501, через выпускное отверстие канала. Приводной механизм может управляться различными способами, в том числе, к примеру, гидравлически, механически или электрически. Пример, демонстрирующий клапанную пластину 501 в открытом положении, раскрыт ниже, со ссылкой на Фиг. 7А-7Б.
На Фиг. 6В раскрыт схематический вид, изображающий четвертый вариант осуществления 605 перепускного устройства (к примеру, перепускного клапана), который включает в себя клапанную пластину 501, рычаг 507 клапана приводного механизма и канал 604 перепускного устройства. Клапанная пластина 501, установленная на нижнем по потоку конце 608 канала 604 перепускного устройства, может иметь изогнутую поверхность 513, образующую отбортовку 505 и боковой вырез 506. Отбортовка 505 имеет боковую стенку 514, изогнутый край 516, изогнутый участок 523, плавно скашивающийся и переходящий в боковой вырез 506 клапанной пластины 501. В данном примере длина 622 отбортовки 505 показана превышающей длину отбортовки, изображенной на Фиг. 5А-6Б. Кроме того, внутренняя круглая поверхность 512, обрамляющая отбортовку 505 и боковой вырез 506, имеет меньшую площадь поверхности по сравнению с внутренней круглой поверхностью, показанной на Фиг. 5А-6Б.
Как показано на Фиг. 6В, отбортовка 505 изображена имеющей круглую форму, но могут использоваться и другие геометрические формы. Кроме того, клапанная пластина 501 содержит круглую часть 510, которая присоединяет боковую стенку 514 к круглому элементу 519, выполненному на задней поверхности 522 клапанной пластины. Когда перепускное устройство закрыто, клапанная пластина 501 может быть соосно установлена на нижнем по потоку конце 608 канала перепускного устройства, вдоль центральной оси 603 входа.
Поток отработавших газов из двигателя поступает в канал 604 перепускного устройства через основное отверстие 614 на верхнем по потоку конце 607 канала. Когда перепускное устройство приведено в закрытое положение, отбортовка 505 клапанной пластины 501 может быть размещена внутри основного отверстия 614, на нижнем по потоку конце 608 канала 604 перепускного устройства. В закрытом положении перепускного устройства боковая стенка 514 отбортовки 505 не касается первой внутренней стенки 630 канала 604 перепускного устройства, а боковой вырез 506, выполненный на противоположной стороне 626 отбортовки 505, обращен ко второй внутренней стенке 632 указанного канала. Изогнутая поверхность 513 на клапанной пластине 501 может направлять поток отработавших газов вдоль направления 628, когда перепускной клапан приведен в открытое положение. К примеру, изогнутая поверхность 513 может быть изогнута между боковой стенкой 514 в нескольких направлениях, образуя изогнутую в нескольких плоскостях поверхность, которая образует боковой вырез 506 и отбортовку 505. В одном примере изогнутая поверхность 513 может быть выполнена изогнутой в направлении бокового выреза 506, направляя, таким образом, поток отработавших газов по направлению 628.
Рычаг 507 клапана, имеющий плоскую поверхность 509 и плоскую грань 511, может быть присоединен на первом конце 634 к задней поверхности 522 клапанной пластины 501, в то время как второй конец 635 рычага 507 клапана может быть соединен с приводным механизмом по направлению 530. К примеру, приводной механизм может быть механическим, гидравлическим или электрическим приводом, который может быть отрегулирован на приведение клапанной пластины в открытое или закрытое положение во время работы двигателя. Во время работы двигателя приводной механизм может быть отрегулирован на приведение в движение рычага 507 клапана для приведения клапанной пластины 501 в открытое положение поворотом, и сохранении указанного отрытого положения клапанной пластины, тем самым делая возможным движение потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, расположенного ниже по потоку от перепускного устройства. Когда перепускное устройство находится в открытом положении, боковая стенка 514 и изогнутая поверхность 513, которые могут быть частично расположены в основном отверстии, могут направлять поток отработавших газов через боковой вырез 506 к каталитическому нейтрализатору отработавших газов.
Таким образом, перепускное устройство может направлять поток отработавших газов непосредственно через канал перепускного устройства к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, минимизируя при этом потери энергии, вызванные столкновением потока отработавших газов со стенками канала. За счет более направленного движения потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, энергия отработавших газов может быть более эффективно использована для разогрева каталитического нейтрализатора, что в свою очередь способствует более быстрой активации каталитического нейтрализатора, сокращая при этом выбросы топлива.
На Фиг. 7А-7Б представлены схематические виды третьего варианта осуществления перепускного устройства (к примеру, перепускного клапана), содержащего клапанную пластину 501 в частично открытом положении, рычаг 507 клапана приводного механизма и канал 604 перепускного устройства. На Фиг. 7А изображен первый вид 700 третьего варианта осуществления перепускного клапана в частично открытом положении. На Фиг. 7Б изображен второй вид 702 третьего варианта осуществления перепускного клапана в частично открытом положении. Частично открытым положением перепускного клапана может быть положение между полностью закрытым положением и полностью открытым положением. В полностью закрытом положении нет движения потока отработавших газов через выпускное отверстие 720 канала, при этом полностью открытое положение подразумевает максимальное открытие, при котором максимальный объем потока отработавших газов проходит через выпускное отверстие 720 канала и ниже по потоку в обходном канале. В каждом из видов: первом и втором, клапанная пластина 501 находится в частично открытом положении, позволяя потоку отработавших газов течь в первом направлении, показанном стрелкой 709. Канал 604 перепускного устройства содержит круглую внутреннюю грань 705, круглую внешнюю грань 706 и основное отверстие 614.
В частично отрытом положении, заданном приводным механизмом, расположенным по направлению 530, рычаг 507 клапана может наклонить клапанную пластину 501 так, что она откроется наружу в направлении 716 таким образом, что внутренняя грань 715 клапанной пластины 501 может оказаться расположенной вдоль оси 712, образуя первый угол 710 наклона между осью 712 и осью 714. Когда перепускное устройство перемещается из закрытого положения в частично открытое положение (или в полностью открытое положение), отбортовка 505 на клапанной пластине 501, к примеру, поворачивается в пределах поверхности 610 краевого участка, а боковой вырез 506 смещается наружу, на некоторое расстояние от канала 604. В другом примере клапанная пластина 501 может быть приведена в открытое положение так, что первая сторона 624 клапанной пластины 501 поворачивается внутри канала 604 у первой стороны 644 канала 604, которая содержит суженный участок 612, а вторая сторона 625 клапанной пластины 501 смещается на некоторое расстояние от канала у второй стороны 645 канала, которая не содержит суженный участок. К примеру, первая сторона 624 клапанной пластины 501 может содержать отбортовку 505 при том, что вторая сторона 625 содержит боковой вырез 506. В другом примере первая внутренняя стенка 609 и поверхность 610 краевого участка канала 604 перепускного устройства могут образовывать первую сторону 644 канала, а вторая внутренняя стенка 611 может образовывать вторую сторону 645 канала. Кроме того, первая сторона 624 клапанной пластины 501 и первая сторона 644 канала перепускного устройства могут быть расположены на одной линии (к примеру, на одной стороне перепускного устройства относительно центральной оси 603). Аналогично, вторая сторона 625 клапанной пластины 501 и вторая сторона 645 канала 604 перепускного устройства могут быть расположены на одной линии (к примеру, на одной стороне перепускного устройства относительно центральной оси 603).
Перепускной клапан может быть приведен в частично открытое положение с углом 710 наклона в пределах, к примеру, 5-12 градусов. Когда перепускное устройство приведено в частично открытое положение, боковая стенка 514 отбортовки 505 может частично располагаться в нижнем по потоку конце 608 основного отверстия 614 для направления потока отработавших газов через выпускное отверстие 720 перепускного устройства. Поступление потока отработавших газов из двигателя (показано направлением 601 потока) может продолжаться в основное отверстие 614 через верхний по потоку конец 607 канала 604 перепускного устройства. Суженный участок 612, выполненный в месте соединения первой внутренней стенки 609 и поверхности 610 краевого участка канала 604 перепускного устройства, может способствовать увеличению скорости потока отработавших газов выше по потоку от клапанной пластины 501 перед тем, как указанный поток выйдет из бокового выреза 506 вдоль первого направления, изображенного стрелкой 709. Объем потока отработавших газов (к примеру, объем отработавших газов), выходящий из выпускного отверстия 720 перепускного устройства может зависеть от величины угла 710 наклона перепускного клапана. При увеличении угла 710 наклона объем отработавших газов, выходящих из выпускного отверстия 720 перепускного устройства и поступающего в каталитический нейтрализатор отработавших газов, расположенный ниже по потоку от перепускного клапана, может увеличиться.
На Фиг. 8А-8Б показаны схематические виды, изображающие третий вариант осуществления перепускного устройства (к примеру, перепускного клапана), содержащего клапанную пластину 501 в полностью открытом положении, рычаг 507 клапана приводного механизма, и канал 604 перепускного устройства. На Фиг. 8А изображен первый вид 800 третьего варианта осуществления перепускного клапана в полностью открытом положении. На Фиг. 8Б изображен второй вид 802 третьего варианта осуществления перепускного клапана в полностью открытом положении. На каждом из видов: первом и втором, клапанная пластина 501 находится в полностью открытом положении, что делает возможным движение потока отработавших газов по направлению 709.
Канал 604 перепускного устройства содержит первую внутреннюю стенку 609, выполненную выше по потоку от поверхности 610 краевого участка. В одном из примеров первая внутренняя стенка 609 имеет кромку 613 краевого участка, выполненную на суженном участке 612, который скашивается до перехода в поверхность 610 краевого участка канала 604 перепускного устройства. К примеру, поверхность 610 краевого участка может быть выполнена ниже по потоку от суженного участка 612, указанная поверхность 610 краевого участка имеет первый диаметр 722, больше второго диаметра 724 суженного участка 612. В другом примере первый диаметр 722 поверхности 610 краевого участка может быть равен третьему диаметру 725 канала 604, выше по потоку от суженного участка 612. В других примерах суженный участок 612 может быть расположен только на некоторой части окружности канала 604, причем указанная часть расположена на одной линии с первой стороной 624 клапанной пластины 501. Первая внутренняя стенка 609 и поверхность 610 краевого участка могут соответствовать первой стороне 644 канала перепускного устройства, а вторая внутренняя стенка 611 соответствует второй стороне 645 канала.
Как показано на Фиг. 8А-8Б, рычаг 507 клапана, прикрепленный к задней поверхности 522 клапанной пластины 501, может быть приведен приводом, расположенным по направлению 530, в положение, при котором происходит полное открытие перепускного клапана. К примеру, при переходе перепускного устройства из частично открытого в полностью открытое положение отбортовка 505 на клапанной пластине 501 поворачивается в пределах поверхности 610 краевого участка, а боковой вырез 506 смещается наружу, на некоторое расстояние от канала 604. В другом примере перепускной клапан может быть открыт поворотом за счет наклона клапанной пластины 501 на величину второго угла 806 наклона, образованного между осями 712 и 714. В одном из примеров перепускной клапан может оставаться повернутым в открытое положение с углом наклона 806 в пределах 12-25 градусов, обеспечивая движение большого объема потока отработавших газов через выпускное отверстие 720 перепускного устройства вдоль первого направления, показанного стрелкой 709. В других примерах клапанная пластина 501 может иметь изогнутую поверхность (такую, как изогнутая поверхность 513 на Фиг. 7А), образующую боковой вырез 506, и совместно с суженным участком 612 в канале 604 выполнены с возможностью направления потока отработавших газов через выпускное отверстие 720 перепускного устройства к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, расположенному ниже по потоку от перепускного клапана.
Таким образом, изогнутая поверхность, образующая боковой вырез 506 на клапанной пластине 501, совместно с суженным участком в канале 604 перепускного устройства выполнены с возможностью направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, уменьшая при этом потери энергии отработавших газов, вызванные столкновением потока отработавших газов с боковыми стенками канала. За счет направления потока отработавших газов непосредственно ниже по потоку, к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, продолжительность разогрева каталитического нейтрализатора может быть сокращена, приводя к более быстрой активации каталитического нейтрализатора при одновременной минимизации выбросов топлива.
На Фиг. 9А-9Б показаны схематические виды, изображающие третий вариант осуществления перепускного устройства (к примеру, перепускного клапана), содержащего клапанную пластину 501 в закрытом положении, рычаг 507 клапана, прикрепленный к приводному механизму, и канал 604 перепускного устройства. На Фиг. 9А показан первый вид 900 третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении в разрезе. На Фиг. 9Б показан второй вид 902 третьего варианта осуществления перепускного клапана в закрытом положении в разрезе. На каждом из видов: первом и втором, клапанная пластина 501 установлена на нижнем по потоку конце 608 канала 604 перепускного устройства, а поток отработавших газов поступает в указанный канал через основное отверстие 614 на верхнем по потоку конце 607 указанного канала.
Канал 604 перепускного устройства имеет первую внутреннюю стенку 609 и поверхность 610 краевого участка, образующие первую сторону 644 указанного канала. Канал 604 перепускного устройства также имеет вторую внутреннюю стенку 611, образующую вторую сторону 645 указанного канала. Вторая внутренняя стенка 611 имеет передний конец 912, который может находиться в поверхностном контакте с внутренней круглой поверхностью 512 клапанной пластины 501. Первая внутренняя стенка 609 имеет боковую границу 909, являющуюся границей между первой внутренней стенкой 609 и второй внутренней стенкой 611. Первая внутренняя стенка 609 может быть выполнена выше по потоку от поверхности 610 краевого участка, так, что суженный участок 612, выполненный между двумя стенками, скашивается и переходит в поверхность 610 краевого участка вдоль кромки 613 краевого участка. В одном примере поверхность 610 краевого участка может быть выполнена ниже по потоку от суженного участка 612, при этом поверхность 610 краевого участка имеет первый диаметр (такой, как диаметр 722 на Фиг. 8А), больше второго диаметра 920 суженного участка. Когда перепускное устройство находится в закрытом положении, отбортовка 505 на клапанной пластине 501 может, к примеру, размещаться в пределах поверхности 610 краевого участка. В других примерах суженный участок 612 может быть выполнен изогнутым вовнутрь, в направлении центральной оси 603 канала 604, от места, выше по потоку от клапанной пластины 501, до места на поверхности 610 краевого участка, вблизи клапанной пластины 501.
Первая внутренняя стенка 609 имеет толщину 906 стенки, постепенно увеличивающуюся в размере по направлению 601 потока отработавших газов внутри канала 604 перепускного устройства 604. К примеру, толщина 906 стенки первой внутренней стенки 609 может быть равной первой толщине стенки у верхнего по потоку конца 607, и второй толщине стенки у суженного участка 612 канала 604 перепускного устройства, причем указанная вторая толщина стенки больше первой толщины стенки. В одном примере толщина 906 стенки первой внутренней стенки 609 может варьироваться в пределах 4-8 мм. В других примерах боковая стенка 913 канала 604 перепускного устройства может сужаться в направлении центральной оси 603 канала 604 у суженного участка 612, и сужение может увеличиваться при приближении боковой стенки 913 к клапанной пластине. И наоборот, вторая внутренняя стенка 611 может иметь постоянную толщину 907 стенки по всей длине канала 604 перепускного устройства. К примеру, вторая внутренняя стенка 611 может иметь толщину стенки в пределах 4-5 мм.
Когда клапанная пластина 501 находится в закрытом положении, отбортовка 505 может располагаться внутри канала 604 перепускного устройства с изогнутым краем 516 отбортовки 505, образующим зазор 927 между изогнутым краем 516 и кромкой 613 краевого участка выше по потоку от поверхности 610 краевого участка. К примеру, отбортовка 505 может помещаться в пределах поверхности 610 краевого участка, когда перепускное устройство находится в закрытом положении. Когда перепускной клапан приведен в открытое положение, изогнутая поверхность 513, образующая боковой вырез 506 напротив отбортовки 505, может направлять поток отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов. К примеру, изогнутая поверхность 513 может быть выполнена изогнутой между боковой стенкой 514 в нескольких направлениях, образуя поверхность, изогнутую в нескольких плоскостях, которая образует боковой вырез 506 и отбортовку 505. В одном примере изогнутая поверхность 513 совместно с суженным участком 612 в канале 604 выполнены с возможностью направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов.
Передняя часть поверхности 610 краевого участка может находиться в поверхностном контакте с внутренней круглой поверхностью 512 перепускного клапана, образуя с отбортовкой 505 кольцеобразное замкнутое пространство 917 между кромкой 613 краевого участка, внутренней круглой поверхностью 512 и поверхностью 610 краевого участка. Внутренняя круглая поверхность 512 клапанной пластины 501 может упираться в передний участок 912 канала 604 перепускного устройства вдоль контактной поверхности 914. Похожим образом, между следующими поверхностями: поверхностью 610 краевого участка, внутренней круглой поверхностью 512 и боковой стенкой 514 отбортовки 505, с боковой гранью 916, образующей одну из ограждающих стенок, может быть образован кольцевой зазор 908.
Рычаг 507 клапана может быть прикреплен к центральной части 910 клапанной пластины 501 при том, что нижний конец 935 рычага 507 клапана может быть соединен с приводным механизмом, расположенным по направлению 530. К примеру, рычаг 507 клапана для приведения перепускного клапана в открытое и закрытое положение во время работы двигателя может регулироваться, используя разные виды приводов, в том числе механический, гидравлический и электрический приводы. Когда перепускное устройство приведено в открытое положение, отбортовка 505 клапанной пластины 501 совместно с суженным участком 612 в канале 604 перепускного устройства выполнены с возможностью направления потока отработавших газов к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, ниже по потоку от перепускного клапана. Таким образом, перепускное устройство может улучшить эффективность потока отработавших газов за счет минимизации потерь энергии отработавших газов, вызванных столкновением потока отработавших газов о боковые стенки канала перепускного устройства, сокращая тем самым продолжительность разогрева каталитического нейтрализатора при одновременном уменьшении выбросов топлива.
В одном примере перепускное устройство содержит: клапанную пластину, имеющую изогнутую в нескольких плоскостях поверхность на внутренней стороне клапанной пластины, указанная изогнутая поверхность образует отбортовку на первой стороне клапанной пластины и боковой вырез на второй стороне клапанной пластины; канал, имеющий суженный участок, расположенный выше по потоку от клапанной пластины и расположенный на одной линии с указанной отбортовкой, указанная клапанная пластина расположена на конце канала. В вышеописанном примере, дополнительно или по усмотрению, указанный суженный участок расположен только на некоторой части окружности указанного канала, причем указанная часть расположена на одной линии с указанной первой стороной клапанной пластины. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, на суженном участке внутренняя боковая стенка указанного канала выполнена суженной в направлении центральной оси, причем сужение увеличивается при приближении внутренней боковой стенки к клапанной пластине. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, указанный канал имеет краевой участок, выполненный ниже по потоку от суженного участка, причем указанный краевой участок имеет диаметр, больше диаметра суженного участка.
Кроме того, в любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, указанный диаметр краевого участка равен диаметру канала выше по потоку от суженного участка. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, суженный участок выполнен изогнутым вовнутрь, к центральной оси канала, от места, выше по потоку от клапанной пластины, до места на указанном краевом участке, вблизи указанной пластины. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, при пребывании клапанной пластины в закрытом положении, отбортовка помещается в указанном краевом участке. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, при пребывании клапанной пластины в закрытом положении, указанная изогнутая в нескольких плоскостях поверхность клапанной пластины обращена к внутреннему пространству канала, а боковой вырез обращен к внутренней боковой стенке указанного канала.
В других вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, при пребывании клапанной пластины в открытом положении указанная отбортовка поворачивается в указанном краевом участке, а боковой вырез смещается наружу, на некоторое расстояние от указанного канала. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, указанная вторая сторона клапанной пластины располагается напротив указанной первой стороны клапанной пластины относительно центральной оси канала, общей для канала и клапанной пластины. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, указанная изогнутая в нескольких плоскостях поверхность является вогнутой. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, суженный участок расположен только на одной стороне первого канала, относительно центральной оси канала, причем указанная одна сторона является той же стороной, что и первая сторона клапанной пластины. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, при пребывании клапанной пластины в открытом положении первая сторона клапанной пластины поворачивается в указанном канале у первой стороны канала, имеющей указанный суженный участок, а вторая сторона клапанной пластины смещается на некоторое расстояние от указанного канала у второй стороны канала, не имеющей суженный участок.
В другом примере, дополнительно или по усмотрению, перепускное устройство содержит: клапанную пластину, имеющую изогнутую в нескольких плоскостях поверхность, выполненную на внутренней стороне основания клапанной пластины, указанная изогнутая поверхность образует отбортовку на первой стороне клапанной пластины и боковой вырез на второй стороне клапанной пластины; канал, имеющий суженный участок, расположенный выше по потоку от клапанной пластины, на первой стороне указанного канала, причем первая сторона канала расположена на одной линии со второй стороной клапанной пластины, клапанная пластина расположена на конце указанного канала; привод клапана, соединенный с клапанной пластиной и выполненный с возможностью поворота клапанной пластины у первой стороны указанного канала для того, чтобы открыть клапанную пластину у второй стороны указанного канала.
В других примерах, дополнительно или по усмотрению, вторая сторона канала расположена напротив первой стороны канала относительно центральной оси канала, причем суженный участок расположен только на первой стороне канала, но не на второй стороне канала. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, при пребывании перепускного устройства в закрытом положении основание клапанной пластины покрывает отверстие на конце канала, а внутренняя сторона основания находится в контакте с указанным концом канала. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, при пребывании перепускного устройства в закрытом положении отбортовка клапанной пластины располагается в краевом участке, выполненном на указанном конце канала, ниже по потоку от суженного участка, причем указанный краевой участок имеет диаметр, больше диаметра суженного участка.
В других примерах, дополнительно или по усмотрению, система содержит: турбонагнетатель, содержащий обходной канал, установленный в обход турбины турбонагнетателя; каталитический нейтрализатор, расположенный ниже по потоку от указанной турбины и обходного канала; перепускное устройство, расположенное в обходном канале, указанное перепускное устройство содержит: канал перепускного устройства, встроенный в указанный обходной канал, канал перепускного устройства имеет суженный участок и краевой участок, выполненный, ниже по потоку от суженного участка, на конце канала перепускного устройства; клапанную пластину, расположенную на указанном конце канала перепускного устройства, ниже по потоку от указанного краевого участка, клапанная пластина имеет изогнутую в нескольких плоскостях поверхность на внутренней стороне клапанной пластины, указанная изогнутая поверхность образует отбортовку на первой стороне клапанной пластины и боковой вырез на второй стороне клапанной пластины, причем суженный участок расположен на той же стороне канала перепускного устройства, что и первая сторона клапанной пластины. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, привод перепускного устройства соединен с внешней стороной клапанной пластины, указанный привод перепускного устройства имеет вертикально расположенный рычаг, соединенный с шарнирным механизмом. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, привод перепускного устройства соединен с внешней стороной клапанной пластины, указанный привод перепускного устройства имеет вертикально расположенный рычаг, соединенный с шарнирным механизмом, который приводит указанное перепускное устройство в открытое положение поворотным движением, вследствие чего поток воздуха течет в обход указанной турбины. В любом или всех из вышеперечисленных примерах, дополнительно или по усмотрению, изогнутая в нескольких плоскостях поверхность на внутренней стороне клапанной пластины совместно с суженным участком канала перепускного устройства выполнены с возможностью направления потока отработавших газов из указанного канала к каталитическому нейтрализатору, ниже по потоку от клапанной пластины.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры систем могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем перепускного клапана. Следует понимать, что раскрытые в настоящей заявке конфигурации по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны разнообразные их модификации. К примеру, описанная выше технология может быть применена к разнообразным системам перепускного клапана. Объект настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая наличие двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в объект настоящего изобретения.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонагнетателем, который имеет обходной канал в обход турбины к каталитическому нейтрализатору. Перепускное устройство (401) содержит канал (410) и клапанную пластину (403), имеющую изогнутую в нескольких плоскостях поверхность (405) на внутренней стороне клапанной пластины (403). Изогнутая поверхность (405) образует отбортовку (406) на первой стороне клапанной пластины (403) и боковой вырез (422) на второй стороне клапанной пластины (403). Канал (410) имеет суженный участок (414), расположенный выше по потоку от клапанной пластины (403) и расположенный на одной линии с отбортовкой (406). Клапанная пластина (403) расположена на конце канала (410). На суженном участке (414) внутренняя боковая стенка (415) канала выполнена с сужением в направлении центральной оси (430) канала (410). Сужение увеличивается при приближении внутренней боковой стенки (415) к клапанной пластине (403). Раскрыты вариант выполнения перепускного устройства и система двигателя. Технический результат заключается в предотвращении рассеивания потока в нескольких направлениях и в уменьшении потерь энергии на стенках турбонагнетателя. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 18 ил.
1. Перепускное устройство, содержащее:
клапанную пластину, имеющую изогнутую в нескольких плоскостях поверхность на внутренней стороне указанной клапанной пластины; причем изогнутая поверхность образует отбортовку на первой стороне клапанной пластины и боковой вырез на второй стороне клапанной пластины; и
канал, имеющий суженный участок, расположенный выше по потоку от указанной клапанной пластины и расположенный на одной линии с указанной отбортовкой, при этом клапанная пластина расположена на конце указанного канала;
причем на указанном суженном участке внутренняя боковая стенка канала выполнена с сужением в направлении центральной оси канала, причем сужение увеличивается при приближении указанной внутренней боковой стенки к клапанной пластине.
2. Перепускное устройство по п. 1, в котором указанный суженный участок расположен только на части окружности указанного канала, причем указанная часть расположена на одной линии с первой стороной клапанной пластины.
3. Перепускное устройство по п. 1, в котором указанный канал имеет краевой участок, выполненный ниже по потоку от указанного суженного участка, причем указанный краевой участок имеет диаметр больше диаметра указанного суженного участка.
4. Перепускное устройство по п. 3, в котором указанный диаметр краевого участка равен диаметру указанного канала выше по потоку от указанного суженного участка.
5. Перепускное устройство по п. 3, в котором указанный суженный участок выполнен изогнутым вовнутрь, по направлению к центральной оси указанного канала, от места выше по потоку от указанной клапанной пластины до места на указанном краевом участке, вблизи указанной клапанной пластины.
6. Перепускное устройство по п. 3, в котором при нахождении указанной клапанной пластины в закрытом положении указанная отбортовка помещается в указанном краевом участке.
7. Перепускное устройство по п. 6, в котором при нахождении указанной клапанной пластины в закрытом положении указанная изогнутая в нескольких плоскостях поверхность клапанной пластины обращена к внутреннему пространству указанного канала, а указанный боковой вырез обращен к внутренней боковой стенке указанного канала.
8. Перепускное устройство по п. 3, в котором при нахождении указанной клапанной пластины в открытом положении указанная отбортовка может поворачиваться в указанном краевом участке, а указанный боковой вырез может смещаться наружу, на некоторое расстояние от указанного канала.
9. Перепускное устройство по п. 1, в котором указанная вторая сторона клапанной пластины расположена напротив указанной первой стороны клапанной пластины относительно центральной оси, общей для указанного канала и клапанной пластины.
10. Перепускное устройство по п. 1, в котором указанная изогнутая в нескольких плоскостях поверхность является вогнутой.
11. Перепускное устройство по п. 1, в котором указанный суженный участок расположен только на одной стороне первого канала относительно центральной оси канала, причем указанная одна сторона является той же стороной, что и указанная первая сторона клапанной пластины.
12. Перепускное устройство по п. 1, в котором при пребывании указанной клапанной пластины в открытом положении указанная первая сторона клапанной пластины может поворачиваться внутри указанного канала на первой стороне указанного канала, имеющей указанный суженный участок, а вторая сторона клапанной пластины может смещаться на некоторое расстояние от указанного канала на второй стороне указанного канала, не имеющей указанного суженного участка.
13. Перепускное устройство, содержащее:
клапанную пластину, имеющую изогнутую в нескольких плоскостях поверхность, выполненную на внутренней стороне основания указанной клапанной пластины, причем указанная изогнутая поверхность образует отбортовку на первой стороне указанной клапанной пластины и боковой вырез на второй стороне указанной клапанной пластины;
канал, имеющий суженный участок, расположенный выше по потоку от указанной клапанной пластины, на первой стороне указанного канала, причем указанная первая сторона канала расположена на одной линии со второй стороной клапанной пластины, при этом указанная клапанная пластина расположена на конце указанного канала; и
привод клапана, соединенный с указанной клапанной пластиной и выполненный с возможностью поворота указанной клапанной пластины на указанной первой стороне канала для открытия указанной клапанной пластины на второй стороне канала;
причем на указанном суженном участке внутренняя боковая стенка канала выполнена с сужением в направлении центральной оси канала, причем сужение увеличивается при приближении указанной внутренней боковой стенки к клапанной пластине.
14. Перепускное устройство по п. 13, в котором указанная вторая сторона канала расположена напротив указанной первой стороны канала относительно центральной оси канала, причем указанный суженный участок расположен только на первой стороне канала, но не на второй стороне канала.
15. Перепускное устройство по п. 13, в котором при нахождении указанного перепускного устройства в закрытом положении указанное основание клапанной пластины покрывает отверстие на конце указанного канала, а внутренняя сторона указанного основания находится в контакте с указанным концом канала.
16. Перепускное устройство по п. 15, в котором при нахождении указанного перепускного устройства в закрытом положении указанная отбортовка располагается в краевом участке, выполненном на указанном конце канала, ниже по потоку от указанного суженного участка, причем указанный краевой участок имеет диаметр больше диаметра указанного суженного участка.
17. Система двигателя, содержащая:
турбонагнетатель, имеющий обходной канал, установленный в обход турбины указанного турбонагнетателя;
каталитический нейтрализатор, расположенный ниже по потоку от указанной турбины и обходного канала; и
перепускное устройство, расположенное в обходном канале, причем указанное перепускное устройство содержит:
канал перепускного устройства, соединенный с обходным каналом, причем указанный канал перепускного устройства имеет суженный участок и краевой участок, выполненный ниже по потоку от указанного суженного участка на конце указанного канала перепускного устройства; и
клапанную пластину, расположенную на указанном конце канала перепускного устройства, ниже по потоку от указанного краевого участка, причем указанная клапанная пластина имеет изогнутую в нескольких плоскостях поверхность на внутренней стороне клапанной пластины, при этом указанная изогнутая поверхность образует отбортовку на первой стороне клапанной пластины и боковой вырез на второй стороне клапанной пластины, причем указанный суженный участок расположен на той же стороне указанного канала перепускного устройства, что и указанная первая сторона клапанной пластины;
причем на указанном суженном участке внутренняя боковая стенка канала перепускного устройства выполнена с сужением в направлении центральной оси канала перепускного устройства, причем сужение увеличивается при приближении указанной внутренней боковой стенки к клапанной пластине.
18. Система по п. 17, дополнительно содержащая привод перепускного устройства, соединенный с внешней стороной указанной клапанной пластины, причем привод перепускного устройства имеет вертикально расположенный рычаг, соединенный с шарнирным механизмом, выполненный с возможностью приведения указанного перепускного устройства в открытое положение поворотным движением, вследствие чего поток воздуха течет в обход указанной турбины.
19. Система по п. 17, в которой указанная изогнутая в нескольких плоскостях поверхность на внутренней стороне клапанной пластины совместно с указанным суженным участком канала перепускного устройства выполнены с возможностью направления потока отработавших газов из указанного канала к каталитическому нейтрализатору, ниже по потоку от указанной клапанной пластины.
| US 7562528 B2, 21.07.2009 | |||
| DE 102012218137 A1, 12.06.2014 | |||
| US 8449250 B2, 28.05.2013 | |||
| US 9021802 B2, 05.05.2015 | |||
| Способ приготовления лака | 1924 |
|
SU2011A1 |
| Машина для сортировки плодов | 1961 |
|
SU146120A1 |
