分流閥系統以及具有其的汽車發動機和汽車的制作方法

技術領域

本實用新型涉及用于渦輪增壓或機械增壓機動車輛的分流閥系統。

背景技術：

大多數現代渦輪增壓車輛發動機的進氣管內包括某些形式的工廠裝配放氣閥或旁通閥，其目的是在節氣門關閉期間打開，以從用于分流加壓空氣的分流孔提供釋放路徑，否則加壓空氣將引起嚴重的壓力尖峰，導致渦輪增壓器損壞或壽命縮短，此外還導致不愉快的顫動噪音，這對于道路客車而言是不可接受的。

此外還存在潛在的性能改進，這是因為在沒有釋放路徑的情況下，節氣門迅速關閉以及由此產生的壓力尖峰可迅速使渦輪壓縮機變緩，從而導致當節氣門重新打開時，返回峰值增壓的延遲較長(即，渦輪遲滯增加)。類似地，允許旁通閥釋放過多壓力也會對渦輪遲滯產生不利影響，即排空進氣管的整個容積意味著盡管在短時間內使壓縮機保持較高的速度，但是當節氣門重新打開時，必須重新對進氣管進行加壓，這會導致遲滯增加。

許多工廠裝配的旁通閥會執行額外任務，例如如果檢測到增壓壓力高于正常情況，則限制增壓壓力以保護發動機，以及當需要進行牽引控制時或在自動變速器的換擋期間減小瞬時功率。

工廠或OEM裝配的旁通閥。直到最近才將大多數工廠裝配的旁通閥定位在發動機進氣管的處于渦輪壓縮機下游的某個位置處，通常通過軟管或法蘭連接安裝。從旁通閥排放的空氣然后經由另一個軟管或管道被引導回渦輪壓縮機，從而在壓縮機周圍形成旁通回路。

新的實施例包括直接構造入渦輪的壓縮機蓋中的安裝法蘭，該安裝法蘭包括分別用于進入壓力和排放的以在一個法蘭內再循環的空氣的分離路徑。

工廠旁通閥可裝配至該類型的法蘭，且為受來自汽車發動機控制單元(ECU)的信號控制的直接致動式螺線管類型。該類型閥門的特征在于具有電螺線管線圈，電螺線管線圈具有插棒式鐵心，插棒式鐵心上安裝有打開或關閉進氣管中的分流孔的閥門構件。插棒式鐵心和閥門構件被彈簧偏壓至關閉位置。當對螺線管通電時，會克服彈簧的偏壓將插棒式鐵心拉入螺線管線圈內，且閥門構件將因此打開分流孔。當斷電時，彈簧使插棒式鐵心和閥門構件返回至關閉狀態。在該系統中，插棒式鐵心直接連接至打開和關閉分流孔從而打開和關閉旁通路徑的閥門構件。

OEM系統的操作如下：ECU監控加速踏板的位置，且如果檢測到加速踏板的位置迅速下降，則ECU使螺線管線圈通電以打開閥門構件從而打開旁通路徑。ECU通常使旁通閥保持打開大約2秒，除非其檢測到加速踏板的位置升高，此時其將立即使螺線管線圈斷電，從而關閉分流孔和旁通路徑。

使用的工廠分流閥已知有三種：第一種類型的分流閥使用連接至螺線管插棒式鐵心的隔膜和提升式閥。活塞正面上具有孔，該 孔將壓力轉移至隔膜背面以平衡由作用于隔膜前面和后面的區域的壓力造成的相反的力，以便力的總和在理論上為零。這就意味著當通電時，螺線管線圈能夠克服回位彈簧拉動插棒式鐵心、隔膜和提升閥，從而打開分流孔和旁通路徑。當螺線管斷電時，回位彈簧使插棒式鐵心、隔膜和提升閥返回至關閉位置。

第二種類型的分流閥使用連接至螺線管插棒式鐵心的塑料活塞式閥。同樣，活塞的正面上設置有用于使前面和后面的壓力相等的孔，從而在理論上不會產生合力。其工作方式與以上描述的隔膜類型的閥相同。

除了具有遮蔽活塞的帶槽“籃狀物”之外，第三種類型的分流閥與第二種相同。其目的可僅僅假定為當活塞打開時幫助活塞關閉，然后螺線管被斷電。

工廠裝配的旁通閥的缺陷。這些工廠裝配的旁通閥類型的均具有共用的工作原理，該原理主要設計成消除壓力尖峰及相關噪音。ECU可僅使螺線管在兩種狀態下操作，即接通或斷開。因此，由于閥門在所有情況下均直接連接至螺線管插棒式鐵心，因此閥門可僅打開或關閉。未提供響應于進氣管內的壓力而改變開口大小的方法，結果是這些汽車的渦輪遲滯未達到最優化。

此外，工廠裝配的旁通閥的發展表明閥本身的設計存在固有缺陷。

第一種類型的旁通閥的固有缺陷在于，眾所周知其即便在正常工作狀態下也會因隔膜斷裂或活塞上的面密封件撕裂而發生故障。第二種類型和第三種類型的旁通閥試圖解決隔膜撕裂的問題，然而活塞由塑料制成這一事實意味著活塞與套筒之間無法實現緊密公差配合。由于無隔膜密封該間隙，因此大量空氣能夠從活塞的后腔泄漏，經過間隙并進入再循環路徑。由于加壓空氣丟失，因此該情況對于性能而言并不理想。其次，活塞類型的閥門會出現無法關閉的情況， 導致顯著的功率損耗。一旦節氣門打開且當大量空氣被旁路時，如果節氣門非常快地重新打開且螺線管斷電，則由于回位彈簧弱且由快速流經活塞正面的空氣的動壓力在活塞上引起的力不平衡，活塞無法關閉，在這些情況下，作用于活塞正面的力大于作用于活塞背面的力，從而使活塞保持打開。一旦發生這種情況，使活塞再次關閉的唯一方式是再次關閉節氣門，直至旁通空氣壓力下降至足以使活塞關閉。

第三種類型是第二類型的進一步的發展，其中排放的“籃狀物”的用意明顯，即使旁通空氣擴散以減小其速度，以便其可進入活塞正面上的轉移孔以使力平衡并允許其關閉。遺憾的是，該解決方案僅適度有效，且一些情況仍可造成該閥門類型保持打開。

當已對汽車進行改裝以通過更高的增壓壓力提高性能時，所有上述三種類型的工廠裝配旁通閥的缺陷便特別明顯，這是因為這常常與更高的進氣溫度相關，更高的進氣溫度可加速隔膜類型的旁通閥斷裂，并加劇活塞類型的旁通閥的不關閉問題及泄漏。

售后市場閥：售后市場旁通閥制造商通常采取兩種方法來解決工廠裝配的旁通閥的問題。兩種方法均包括以氣動操作閥完全更換整個工廠裝配的螺線管線圈和閥。然而，兩種方法的不同之處在于如何控制氣動閥。

一種方法提供了3端口螺線管閥，其交替地將真空源和壓力源連接至氣動旁通閥，真空使得旁通閥打開，而壓力使其關閉。被供以該成套配件的3端口螺線管閥連接至發動機艙內的工廠線束，因此其利用來自ECU的相同信號來確定何時打開旁通閥。

第二種方法完全不使用ECU信號。而是，其僅僅將旁通閥直接連接至進氣歧管，從而使閥在節氣門關閉且進氣歧管處于真空狀態時打開，而當節氣門打開時，進氣歧管被加壓，因此旁通閥關閉。這是大多數售后市場旁通閥常用的方法。

售后市場閥的缺陷：盡管售后市場閥使用的兩種方法確保了可克服工廠裝配旁通閥的缺陷(即，堅固、防止增壓壓力泄漏以及在需要時關閉的能力)，但是這些方法自身具有無論硬件設計如何均無法克服的一系列缺陷。

第一種方法保留了ECU控制，這對于旁通閥打開的迅速響應是理想的，然而為了實現此，所提供的用于執行該方法的設備龐大、昂貴且安裝耗時。執行第一種方法所需的設備必須包括：使軟管連接至進氣歧管的裝置；3端口螺線管閥；將3端口螺線管閥電連接至工廠線束的裝置；將3端口螺線管閥保持在適當位置的安裝支架；連接3端口螺線管閥的足夠長的真空軟管；和氣動操作的旁通閥。有經驗的車輛技工安裝該設備需要很長時間，通常需要至少一個小時。

即便已安裝了上述設備，反應時間方面仍存在關鍵性能缺陷。增加3端口螺線管閥以及將螺線管閥連接至旁通閥的真空軟管的相關長度意味著ECU使3端口螺線管閥通電與旁通閥打開之間存在延時。該設備在旁通閥可開始打開之前仍需要真空這一事實進一步妨礙了此，即便當3端口螺線管已將源切換至進氣歧管時，在進氣歧管具有足以打開旁通閥的真空之前，節氣門仍需大部分關閉。此時，可能已經產生了壓力尖峰。

第二種方法存在類似缺陷。執行第二種方法所需的設備必須包括：使軟管連接至進氣歧管的裝置；為工廠線束提供電子鎮流器負載以防止ECU檢測到旁通閥故障(由于已移除了工廠裝配的螺線管線圈)的裝置；將進氣歧管閥連接至旁通閥的足夠長的真空軟管；和氣動操作的旁通閥。與第一種方法相似，有經驗的車輛技工安裝該設備需要很長時間，通常需要至少一個小時。

此外，由于與第一種方法的原因相同，該方法的打開時間也會延遲，即設備需要進氣歧管實現足以幫助旁通閥打開的真空，到那時已產生了壓力尖峰。

兩種方法均需要附加設備，這大大增加了成套配件的成本、復雜性和安裝時間，因此增加了安裝成本。所有這一切的代價是旁通閥的響應時間延遲，從而無法實現旁通閥的主要目的之一。

除非存在相反表述，否則本文中對公知現有技術的任何引用并非承認這種現有技術在本申請的優先權日是本申請涉及的技術領域的技術人員所普遍公知的。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種增壓進氣管分流閥系統，其具有適于密封地安裝至與該進氣管關聯的節氣門上游的進氣管的閥體；該閥體包括關閉裝置，以可操作地關閉該進氣管中的分流孔以便在預定時間將該進氣管中的加壓氣體排放至旁通路徑或大氣；該系統包括致動裝置，致動裝置允許該關閉裝置打開，借此該進氣管中的加壓氣體將穿過該分流孔進入該旁通路徑或大氣，該系統的特征在于該關閉裝置包括與該閥體關聯的腔和與該腔配合以關閉該分流孔的閥構件；所述閥構件包括至少一個貫穿其的轉移孔，所述閥構件被構造成使得借助該加壓氣體，所述閥構件便具有由所述閥構件的相對側的表面面積差提供的凈力以便關閉該分流孔或使其保持關閉，當所述閥構件的相對側的氣體壓力相等，且當形成壓力差以便所述閥構件的上游側的壓力大于下游側的壓力時，所述閥構件將會移動以打開該分流孔；該系統包括與該腔或所述閥構件關聯的該致動裝置，借此當受控這樣做時，該致動裝置將打開與該腔或該閥關聯的控制孔，以在閥構件上形成該壓力差，從而使閥構件打開該分流孔。

閥構件可以是基本中空的活塞，其中該孔貫穿該活塞的否則將封閉的端部。

腔可由附接至該閥體的側壁和該活塞形成。

閥構件和該腔可具有大體為圓柱形的構造。

該轉移孔的截面面積與該控制孔的截面面積之比小于或等于1:2。換一種說法，即控制孔的截面面積是至少閥構件中的轉移孔的截面面積大小的兩倍。

所述閥構件上游側的直接暴露于該加壓氣體的表面面積小于所述閥構件下游側的經由該轉移孔暴露于該加壓氣體的表面面積。

所述閥構件下游側的表面面積可以是以下的一個或多個：至少比上游側的表面面積大10％；至少比上游側的表面面積大20％；至少比上游側的表面面積大30％。

致動裝置可由車輛的發動機控制單元或ECU激活。

致動裝置可包括螺線管，或與螺線管配合的控制閥構件，以打開或關閉該控制孔。

可在該腔的一端與所述閥構件之間設置回位彈簧，以便所述閥構件處于關閉狀態時具有以下之一：無來自回位彈簧的預加載力；預加載力在大于零且至多為0.2kg的范圍內。

彈簧提供大于零的預加載力，以便以合適的壓力差促使閥構件關閉該分流孔。

回位彈簧可提供所述閥構件的行程長度，行程長度取決于該進氣管內的壓力的量。

當該管內的壓力不足以克服該回位彈簧打開所述閥構件時，分流孔可保持完全關閉，即便當車輛的發動機控制單元正對致動裝置通電時也如此。

如上所述的分流閥系統可設置和/或構造成OEM部件或總成。

如上所述的分流閥系統可設置或構造成售后市場部件或總成，在這種情況下，閥可由成套零件構造而成，其利用車輛的原廠裝配螺線管線圈和閥安裝法蘭。進一步地，也可利用車輛的原廠裝配螺線管回位彈簧，或最優選的是，可提供比工廠彈簧更硬的彈簧。

致動裝置可位于閥體內與閥構件相鄰，或致動裝置可位于遠離具有所述閥構件的閥體定位的主體內；在這種情況下，在遠離具有所述閥構件的該閥體定位的該主體與具有所述閥構件的該閥體之間，各個端口借助柔性管相互連接。

本實用新型還提供了操作渦輪增壓或機械增壓進氣管分流閥系統的方法，該方法包括以下步驟：提供活塞以打開和關閉旁通路徑的分流孔，該活塞具有貫穿其的轉移孔，和適于與該分流孔的上游側的加壓氣體接觸的上游表面面積，該上游表面面積小于下游表面面積，下游表面面積將在穿過該轉移孔的氣體的壓力下作用；提供與該活塞配合的腔，活塞中具有控制孔；該方法包括借助可致動閥構件關閉或打開該控制孔以允許該活塞打開或關閉該分流孔的步驟。

該腔的一部分與該活塞之間可設置回位彈簧，以便該活塞的行程長度將取決于該進氣管內的壓力的量。

當車輛的發動機控制單元正對螺線管通電時，在壓力不足以打開閥構件時，分流孔可保持完全關閉。

本實用新型進一步提供了具有如上所述的渦輪增壓或機械增壓進氣管分流閥或具有通過以上描述的方法工作的分流閥的汽車發動機。

本實用新型還提供了具有如上所述的汽車發動機的汽車。

附圖說明

現在將僅通過實例參考附圖描述本實用新型的實施方案， 其中：

圖1圖示了通過處于關閉狀態的渦輪增壓或機械增壓進氣管分流閥的截面。

圖2圖示了與圖1相似的視圖，其示出了附加部件并指示了活塞的內徑和外徑。

圖3圖示了圖1和圖2中的部件的分解截面圖。

圖4圖示了與圖1相似的截面圖，其中控制孔打開且閥構件處于打開狀態。

圖5圖示了通過處于關閉狀態的閥的截面圖，除了未使用回位彈簧之外，其與圖1中的截面圖相似。

圖6圖示了圖5中的閥因控制孔被螺線管打開而處于打開狀態的截面圖。

圖7圖示了現有技術分流閥(例如，工廠裝配的分流閥或OEM閥)的截面圖。

圖8圖示了圖1至5的閥布置中的閥體4的上部透視圖。

圖8A圖示了圖8中的閥體4的側視圖。

圖9圖示了圖8中的閥體的下部透視圖。

圖10是前面的附圖中的活塞10的局部截面透視圖，其更詳細地示出了活塞的一些特征。

圖11是前述實施方案中的閥的一些零件遠離其它零件定位的閥系統的截面圖。

圖12是本實用新型的分流閥系統的操作方法的框圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，分流閥系統包括閥體1，其外部輪廓與車輛的工廠裝配的螺線管線圈主體2以及安裝法蘭3的外部輪廓相符，安裝法蘭3可位于渦輪增壓器壓縮機或發動機進氣管的其它部件上，以便閥體1夾在主體2與法蘭3之間。

閥體1包含圓柱形壁4，壁4為旁通路徑9的一部分，旁通路徑9返回至渦輪增壓器壓縮機入口。壁4包括由圓柱形壁4的上部圓柱形壁5.2形成的腔5.1，閥體1內的端部處的壁5將腔5.1關閉。壁5包含控制孔或孔洞6，其允許空氣通過其進入位于壁5另一側的腔7，并在組裝時由螺線管線圈主體2的面界定。閥體1包括至少一個或多個轉移通道8以當將閥安裝在車輛上時，允許空氣經由再循環通道或旁通路徑9從腔7到達閥體1外部。從圖1和圖8將注意到，圓柱形壁4形成截頭圓錐形構形1.6，且該構形1.6的最低邊緣1.5位于大約5mm的距離處(參見圖4中的箭頭4.2)。該距離與圖7中的活塞閥將打開的距離測量相同。進一步地，該5mm的距離將形成開口，該開口允許分流孔4.1的空氣直接流經其進入路徑9，以便分流孔4.1與經過邊緣1.5的通道的截面面積相似，從而防止邊緣阻礙空氣流入旁通通道9。

從圖8和圖8A將注意到，四個轉移通道8以等間隔成角度地在截頭圓錐形部分1.6的周邊間隔開，其中心位于同心節圓直徑上，從而從圓柱形壁4徑向向外，這從每一個通道8形成橢圓形出口。由于轉移通道所穿過的壁的厚度以及其它制造原因，圖8和圖8A中的實施方案使用了四個轉移通道。然而應理解，只要通過轉移通道的流動不妨礙空氣從控制孔的流動，轉移通道的數量并不重要，如以下在段落[081]中描述的那樣。如將在稍后的實施方案中描述的那樣，當主體分離以便閥體與致動器主體可遠離定位時，通過硅膠軟管連接的單個轉移通道將足夠，只要其直徑足夠大足以允許所需的氣流便可。因此通道的數量或轉移通道的大小需使得必須具有足夠的截面面 積以不妨礙流動。圖10中詳細圖示的圓柱形活塞10由具有基本關閉的端部10.1的空心圓柱體形成。活塞10被構造成適配在腔5.1內部，其中配合的緊密程度盡可能根據實際情況以允許進行自由軸向運動，間隙通常為0.015mm-0.05mm。關閉端部10.1還包括面密封件11，面密封件11將優選包括周向布置的粘合硅膠墊圈，用于在安裝時抵靠再循環通道或旁通路徑9的底部密封，以當活塞10處于關閉位置時在旁通路徑的起點處關閉分流孔4.1。關閉端部10.1還包括轉移孔或平衡孔12，其允許空氣通過，從活塞面的上游側(即，分流孔4.1側)到達活塞10內部的下游側。重要的是，該轉移孔或平衡孔12的截面面積將需要至少比閥體膛孔的壁5上的控制孔或孔洞6小2倍。進一步地，活塞關閉端部10.1的由面密封件墊圈11的接觸周邊限定的面10.2的表面面積應至少比基于活塞10的外徑計算的總表面面積的大小至少小大約22％(即活塞外徑與面密封面積之比為1:0.78)。就直徑比而言，這與關閉分流孔的表面的直徑相等，大約為活塞10外徑大小的0.885。換句話說，壓力作用于活塞10背面或下游側的有效面積比作用于活塞上游側的由關閉分流孔4.1的粘合硅膠面密封件11.1限定的有效面積大大約27％(即，面密封件表面面積與外徑表面面積之比為1:1.27)。活塞10的該相對側(即上游側和下游側)的表面面積差將確保當活塞10的相對側的氣體壓力相等時，活塞10會關閉分流孔4.1或使其保持關閉。

雖然優選僅圖示單個轉移孔或平衡孔12，但將很容易理解的是，可使用一個以上轉移孔或平衡孔12。如果使用一個以上轉移孔或平衡孔12，則每一個孔的截面面積的總和將需要總計比閥體膛孔的壁5上的控制孔或孔洞6至少小2倍(即為50％或更小)。

如圖2最佳所示，鋼螺線管插棒式鐵心13的設計、大小和形狀設置成在組裝時，通過提供工廠回位彈簧15，裝配在工廠裝配的螺線管線圈2的插口14上。插棒式鐵心13還包括面密封件或O型環16，當工廠裝配的螺線管線圈2斷電時，且當插棒式鐵心13處于關閉位置時，面密封件或O型環16確保閥體1的壁5上的控制孔 或孔洞6關閉且密封。提供O型環17是為了當螺線管線圈通電時，緩沖插棒式鐵心13的回縮移動，以防止產生否則將聽到的“噼啪”聲。

提供了尺寸和規格合適的主回位壓縮彈簧18以對活塞10產生附加偏壓或返回的回復力。優選當活塞10處于關閉位置時回位彈簧不提供預加載，或如果當活塞10處于關閉位置時回位彈簧提供預加載，則預加載大于零但至多且優選不超過0.2kg，例如對于以下提到的車輛而言。預加載為零，或如果存在預加載，則將預加載保持在所描述的較窄范圍內以防止或最大程度地減少渦輪壓縮機喘振的發生。彈簧剛度應使得當這種車輛的活塞處于最大提升時，彈力在1-1.5kg之間。然而，對于其它車輛發動機，這些彈簧參數可根據系統內的壓力以及其它因素(如渦輪規格)變化。需要通過反復試驗確定準確的彈力以及彈簧剛度(其為彈簧尺寸的函數)以確定在壓縮機喘振開始之前對活塞10的最大預加載。據信，僅0.2kg的預加載將會防止或最大程度地減少這種壓縮機喘振。

在閥系統總成中，通過將活塞10的尺寸設置成使得腔5.1的尺寸，或將彈簧的非壓縮高度設置成使得當組裝活塞和彈簧時，活塞10已關閉了分流孔4.1且回位彈簧18處于未壓縮狀態，壓縮回位彈簧18可不提供預加載。另一種確保回位彈簧18不提供預加載的方式是，當活塞10相對于分流孔4.1處于關閉位置時，使彈簧18的未壓縮高度小于腔5.1的高度。這將確保對于活塞10至關閉位置的沖程的最后一部分，活塞10未受回位彈簧18的推動。

可通過移除原分流閥的一些部件，并利用原廠裝配的螺線管線圈2將圖1和圖2中的閥構造在現有車輛上。一旦從螺線管線圈移除工廠裝配的閥機構，可將其丟棄。還使用了工廠裝配的螺線管回位彈簧15和安裝法蘭3，安裝法蘭3可集成到渦輪增壓器壓縮機蓋中，或可遠距離安裝并經由軟管連接至進氣系統，這取決于原始的車輛上具有什么。然后將以上描述的部件組裝到安裝法蘭上，如圖3中的分解視圖所圖示。

設備的操作：無論螺線管線圈2何時斷電，螺線管插棒式鐵心13始終借助回位彈簧15保持在關閉位置，如圖1和圖2所圖示，從而確保活塞10和膛孔或腔5.1限定下游端基本封閉的容積。當渦輪系統中存在增壓壓力，且增壓壓力傳遞至活塞10的上游面(相對于轉移孔12的上游)時，相同的壓力也通過貫穿活塞10的封閉端部10.1的轉移孔12進入活塞后面處于封閉端部10.1和轉移孔12下游側的封閉容積內。由于壓力作用于活塞10背面或下游側的有效面積比作用于活塞上游側的由關閉分流孔4.1的粘合硅膠面密封件11.1限定的有效面積大大約優選27％(面密封件表面面積與OD表面面積之比為1:1.27)，因此安裝法蘭3上存在推動活塞10抵靠分流孔4.1的上部邊緣關閉的不平衡力或凈力。無論增壓壓力多高或可能有多高，由于該布置，活塞10將總是受到比否則將會推開活塞的力大27％的力的推動而關閉。

當ECU對螺線管線圈2通電時，螺線管插棒式鐵心13縮回，從而打開閥體1的壁5上的控制孔或孔洞6，如圖4最佳所示。然后，允許受壓空氣流動至腔5.1外部并進入由閥體壁5和螺線管線圈主體2限定的腔7。然后，該空氣可通暢地通過轉移通道8進入再循環腔或旁通路徑9，通常是在大氣壓下。由于活塞10的封閉端部10.1上的轉移孔12小于閥體壁5和轉移通道8上的控制孔或孔洞6，因此由活塞10和閥體或壁5.2限定的腔5.1內的壓力將大大減小以允許不平衡的力或凈力將活塞10推開。當活塞10處于打開位置時，加壓空氣可借助旁通路徑9再循環以防止進氣管產生壓力尖峰。

當ECU對螺線管線圈2斷電時，插棒式鐵心13在彈簧15的偏壓下回移以關閉控制孔6并再次密封閥體腔5.1，使得活塞10兩側的壓力相等。在壓力相等但曝光于壓力的面積不相等的情況下，活塞10又被迫再次關閉。

在圖1至圖4的實施方案中，閥利用回位彈簧18。然而，如圖5和圖6所圖示，存在實現不同的但理想的性能目標的另一種構 造的設備。當被構造或組裝成不具有回位彈簧18時，如圖5和圖6所圖示，閥最接近地復制工廠裝配旁通閥的作用，這是因為其僅在兩種狀態下操作，即圖6中的打開狀態或圖5中的關閉狀態。該構造確保可盡可能安靜地操作，但仍具有可靠地打開和關閉的能力，即便在更高的增壓壓力和溫度下也是如此。

然而，當使用主回位彈簧18時，主回位彈簧18會影響活塞10響應于進氣管中存在的并由分流孔4.1傳遞的增壓壓力而形成的開口的大小。如果增壓壓力低，則活塞10僅打開很小的旁通開口，其主要目的是僅排放足以防止壓力尖峰的空氣量。由于增壓壓力通過旁通作用減小，因此活塞10關閉分流孔4.1或減小旁通開口的大小，直至不再有壓力且活塞10完全將分流孔4.1關閉，即便當ECU正對螺線管線圈2時也如此。如果當ECU對螺線管線圈2通電時增壓壓力高，則活塞10將比壓力較低時更進一步打開以允許更多空氣再循環。在這種情況下，旁通通道或開口的大小可描述為可變的，或取決于待釋放增壓壓力的量，這與一些現有技術系統不同，在現有技術系統中，由于直接起作用的螺線管的行程長度，閥的開度在所有壓力下均相同。

如此，便為活塞10提供了控制其開口行程長度的第二種方法或參數。當節氣門關閉時，通過打開僅足以防止壓力尖峰的開口，而未完全排空進氣管，可使渦輪遲滯最小化。這意味著當需要更好的性能時，可優選圖1至圖4中的實施方案，但利用該實施方案可導致操作噪音略微增大。

設備和方法的售后市場實施方案的主要益處：1.操作改進，即便是在增壓和操作溫度升高的情況下也如此；2.設備簡化，確保了解決方案成本低，易安裝；3.操作速度快，這是因為該設備不需要真空歧管打開，也不需要連接將延遲壓力/真空信號的真空軟管；4.利用工廠提供的螺線管線圈，這意味著保留了ECU控制信號的益處，且未浪費發揮作用的螺線管線圈。

雖然以上說明描述了售后市場修改方案以便使用現有安裝系統等，但還應理解，本實用新型的分流閥可代替現有OEM分流閥或旁通閥作為OEM分流閥提供。

設備和方法的OEM創造性實施方案的主要益處：1.操作可靠或改進，即便是在增壓和操作溫度升高的情況下也如此；2.操作速度快，這是因為該設備不需要真空歧管打開，也不需要連接延遲壓力/真空信號的真空軟管。

圖12圖示了以下將描述的圖1至圖6以及圖11中的閥系統的操作方法的框圖。在圖12中，項目編號表示以下框圖步驟：

1000-螺線管線圈未通電

1010-活塞10和插棒式鐵心13處于關閉位置

1020-作用于活塞面上的壓力經由活塞面上的轉移孔12傳輸至活塞后面的腔

1030-活塞下游側的壓力所作用的面積比活塞上游側的壓力所作用的面積大27％

1040-合力使活塞保持在關閉位置，防止渦輪旁通

1045-節氣門關閉輸入

1050-發動機的ECU輸出對螺線管線圈通電

1060-插棒式鐵心13縮回，從而打開腔壁5上的控制孔6

1070-空氣流動通過轉移孔，就該轉移孔而言，這有效地減小了下游表面面積上的壓力

1080-壓力差克服回位彈簧偏壓(如果存在回位彈簧)和/或腔壁與活塞之間的摩擦和/或活塞的慣性，推動活塞打開分流器通道

1090-渦輪空氣通過閥進入旁通通道或分流器通道

1100-由于旁通，渦輪管道中的壓力減小至零

1110-壓力差的合力減小至零

1120-回位彈簧克服減小的壓力差并使活塞移動至關閉位置，且渦輪旁通停止

1095-發動機節氣門打開

1096-ECU單元使螺線管線圈斷電

1097-回位彈簧推動插棒式鐵心13關閉腔壁5上的控制孔6

1098-活塞兩側的壓力相等，從而導致將活塞偏壓至關閉位置的27％的壓力差

1099-合力和主回位彈簧結合使活塞保持關閉，從而停止分流或旁通狀況。

如上所述的先導或閥操作系統的操作依賴于許多特定設計標準以適當地發揮作用，如以下描述的那樣。

當螺線管通電且插棒式鐵心13縮回螺線管內時，必須使通過控制孔6且隨后通過腔7和轉移孔8的氣流大于通過活塞轉移孔12的氣流，以便活塞10后面的壓力將減小至接近零。

在優選的實施方案中，活塞轉移孔12的直徑大約為2mm，而控制孔6的直徑大約為5mm，且有四個轉移通道8，每一個轉移通道8的直徑大約為3mm。四個轉移通道8的截面面積大于控制孔6的截面面積，從而確保轉移通道8不會因其湍流和/或長度形成附加下游流動限制或回壓。由于活塞轉移孔12與控制孔6同心，因此穿過活塞轉移孔12的空氣直接噴射入控制孔6，這會帶走腔5.1周圍的 空氣，導致腔5.1內略微形成真空，從而有助于活塞10移動至打開狀態。

插棒式鐵心13形成排空活塞腔5.1時空氣必須經過的路徑的一部分，因此插棒式鐵心13的縮回距離在確定控制孔6的總過流能力方面也會起作用。插棒式鐵心13必須充分縮回，以免限制通過控制孔6的流動。優選為1mm至2mm的縮回距離將滿足此。

壓力作用于活塞上游面的表面面積由模制面密封件11的凸起的墊圈11.1的直徑決定。在關閉位置處，凸起的墊圈11.1與圍繞分流孔4.1的上部邊緣的旁通路徑9的底部9.1(參見圖1)接觸，因此壓力僅作用于墊圈11.1所包圍的區域。當插棒式鐵心的處于關閉位置時，活塞兩側(轉移孔12的上游和下游)的壓力相等，但活塞10背面的壓力作用于活塞外徑的整個面積，這因此形成了推動活塞10關閉的合力。

對于以上描述的實施方案，可利用的墊圈直徑優選為19.5mm，且還利用22mm的活塞外徑，使得面表面面積(上游)與活塞表面面積(下游)之比為1:1.27，計算時已從有效表面面積中除去了轉移孔12的表面面積。在替代實施方案中，可利用的墊圈直徑為21.5mm，其中活塞外徑為24mm，然而這使得面表面面積(上游)與活塞表面面積(下游)之比為1:1.247，計算時已從有效表面面積中除去了轉移孔12的表面面積。

要設計另一個參數是活塞10將從關閉位置移動至打開位置的速度。已經發現，以上選擇的參數將使活塞10產生合適的速度來有效地打開分流器通道，以代替工廠螺線管分流閥(例如，Pierburg為大眾汽車/奧迪制造的分流閥)，其中圖7中的閥的零件編號為06F 145 710G，其通常被奧迪/大眾社區稱為“修訂G”型號。一些高爾夫GTI以及發動機相同的其它奧迪/大眾/西雅特/斯柯達車型使用該閥。寶馬、保時捷、標致和奔馳車也使用了由相同公司制造的類似的閥。

如圖7所示，標準直接致動螺線管閥具有安裝法蘭3，且閥活塞位于其內，螺線管的回位彈簧15推動閥活塞關閉。當ECU對螺線管通電時，直接耦合致動器桿打開分流路徑。

圖8和圖9為前面的附圖中的閥體1的透視圖，示出了三個穿過閥體的安裝孔1.1，而下面上設有圓形O型環通道1.2以便容置O型環以與安裝法蘭3的上表面密封。然而在圖9中，在上側可看到腔7和入口位置或四個轉移通道8的孔。還存在代替圖7中的工廠閥的插入腔9.3的材料的圓形法蘭1.3，和提供腔7的圓柱形壁的圓柱形法蘭1.4。

雖然以上描述和附圖示出O型環密封件16位于插棒式鐵心13的端部，但將很容易理解的是，密封件16可定位在控制孔6上或周圍。

可以任何合適的材料和任何合適的制造方法來制造閥體1。雖然最優選由鋁加工閥體1，或可使用其它金屬(例如，黃銅或不銹鋼)或塑料；或閥體1可用聚合材料注射成型，可以是壓鑄件，或由燒結金屬制成。也可使用金屬沉積技術，且可能使用3D印刷，這取決于可用于這種印刷的聚合物。

活塞10可由任何合適的材料制成，包括鋁、不銹鋼或合適的聚合材料或金屬。

如上所述的分流閥通常處于兩個位置之一，其中一個位置是在安裝法蘭上，安裝法蘭形成機械增壓器或渦輪壓縮機蓋的一部分且包括用于進入的增壓壓力的通道，而另一個用于再循環路徑。使用的第二個位置是具有相同入口和出口特征但經由軟管遠距離連接至進氣管的鑄造或加工安裝法蘭。

雖然以上描述是針對利用已有螺線管來打開或關閉控制孔6或使用螺線管來進行相同操作的OEM閥的實施方案，但應理解 的是，可利用其它打開和關閉控制孔6的動力方法(例如氣動操作)，由此進氣管中的負壓力用于提供動力來移動控制閥構件，以代替O型環密封件16和插棒式鐵心13。

圖11圖示了另一個實施方案，其中分流閥系統具有兩個分開的主體零件，以允許“上部”或第一或致動器主體零件處于發動機艙內的一個位置，而“下部”或第二或閥體零件位于發動機艙內的渦輪增壓器壓縮機或發動機進氣管的其它部件上的第二位置。在圖1至圖6的實施方案中，相同零件的標號相同。圖11中的實施方案在以下情況下特別有利，即對發動機艙進行了組織，以便其上可安裝分流閥的渦輪增壓器壓縮機或發動機進氣管的其它部件上方無太多空間。

在圖11中的分離系統中，孔6被有效分開，以便遠距離上部或第一或致動器主體1.2上的孔6借助管6.2連接至下部或第二或閥體1上的端口6.1。然而單個轉移通道8被分離，以便下部或第二或閥體1具有位于渦輪增壓器壓縮機或發動機進氣管的其它部件上的通道端部8.3，而遠距離定位的主體1.2具有轉移通道8的另一個通道端部8.1，其中端部8.3與端部8.1通過管8.2連接。管6.2和8.2為硅橡膠管，其能夠承受渦輪增壓器系統中可出現的增壓壓力。用于此類目的的典型的硅膠真空軟管可很容易承受超過50psi的壓力，但是軟管的特征可根據將應用本實施方案的渦輪增壓系統中普遍存在的情況選擇。在圖11的實施方案中，僅提供了單個轉移通道8以使需要連接的管8.2的數量最小化，從而還使安裝時間、所需的管長度以及分流閥系統部件周圍的任何附加雜亂最小化。

雖然以上實施方案描述了在分流閥系統中使用旁通路徑，但應理解，分流器系統可代替旁通路徑向大氣中分流。

在本說明書中，除非上下文另有要求，否則表示方向的術語例如垂直、上、下、左、右等或旋轉應理解為是指相對于相應附圖的方向，而非絕對方向。

無論在何處使用，均應以“開放式”含義來理解詞語“包括”，即以“包含”的含義來理解，而非僅限于以“僅由...組成”的封閉式含義來理解。相應的含義還包括相應的詞，即出現的該動詞的變體。

應理解，本文公開且限定的本發明延伸至正文所提及或根據正文顯而易見的各個特征的兩個或多個的所有可選組合。所有這些不同組合構成本發明的各種可選方面。

雖然已描述了本發明的特定實施方案，但對于本領域的技術人員將很明顯的是，在不脫離本發明的本質特征的情況下，本發明可以其它特定形式體現。因此，本實施方案和實例在所有方面均應認為是說明性而非限制性的，且因此對于本領域的技術人員將顯而易見的所有修改都應包括在本發明內。