用于對(duì)車輛引擎部件進(jìn)行水防護(hù)的加壓系統(tǒng)的制作方法

本公開(kāi)涉及用于對(duì)車輛引擎的皮帶蓋施加壓力的系統(tǒng)。加壓系統(tǒng)還可以用來(lái)對(duì)車輛引擎的起動(dòng)機(jī)馬達(dá)施加壓力。

背景技術(shù)：

用在車輛上的正時(shí)皮帶部件的設(shè)計(jì)目的不在于在水下淹沒(méi)狀態(tài)下操作。雖然起動(dòng)機(jī)馬達(dá)部件是密封的，但是它的設(shè)計(jì)目的也不在于在水下淹沒(méi)狀態(tài)下操作。

附圖說(shuō)明

結(jié)合所附附圖，參照下面的描述可以最好地理解公開(kāi)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作的安排和方式，及其進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)，其中附圖不必按比例繪制，并且相似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)相似的元件，圖中：

圖1是車輛的立體圖；

圖2和圖3是結(jié)合本公開(kāi)的特征的車輛的引擎的立體圖；

圖4是正時(shí)皮帶、它的操作部件、它的蓋和引擎缸體的橫截面視圖；

圖5是圖4的部件的又一橫截面視圖；

圖6是起動(dòng)機(jī)馬達(dá)和引擎缸體的橫截面視圖；以及

圖7-圖18是包括結(jié)合本公開(kāi)的特征的加壓系統(tǒng)的引擎的多個(gè)實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

提供了一種用于車輛22的引擎20，引擎20具有加壓系統(tǒng)24，加壓系統(tǒng)24用于對(duì)由正時(shí)帶蓋28形成的腔室26施加壓力，并且可以被用來(lái)對(duì)構(gòu)成起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32的部分的腔室30施加壓力，以便當(dāng)車輛22被淹沒(méi)時(shí)使水和/或碎片最少地進(jìn)入到腔室26、30中或阻止水和/或碎片進(jìn)入到腔室26、30中，以便當(dāng)車輛22在陸地上行駛時(shí)阻止水(例如，雨水)和/或碎片進(jìn)入，或當(dāng)車輛22在灰塵嚴(yán)重的情況下行駛時(shí)防止灰塵/碎片進(jìn)入腔室26、30中。加壓系統(tǒng)24將壓力下的氣體引入到腔室26、30中以使水/灰塵/碎片最少地侵入到腔室26、30中或阻止水/灰塵/碎片進(jìn)入到腔室26、30，由此保護(hù)腔室26、30內(nèi)的部件。

引擎20具有引擎缸體34，引擎缸體34包括用于使車輛22能夠運(yùn)行的慣常部件。涉及加壓系統(tǒng)24的具體部件在此具體論述。

在典型的引擎20中，來(lái)自大氣的氣體通過(guò)進(jìn)氣系統(tǒng)36流到引擎缸體34。廢氣從引擎缸體34行進(jìn)到出口37。進(jìn)氣系統(tǒng)36包括空氣過(guò)濾器38、空氣軟管39、渦輪壓縮機(jī)40、空氣軟管41、空氣冷卻器42、空氣軟管43和進(jìn)氣歧管44，空氣過(guò)濾器38接收來(lái)自大氣的氣體，空氣軟管39在空氣過(guò)濾器38和渦輪壓縮機(jī)進(jìn)口之間，渦輪壓縮機(jī)40從渦輪壓縮機(jī)進(jìn)口接收氣體并且對(duì)氣體進(jìn)行壓縮，空氣軟管41在渦輪壓縮機(jī)40和空氣冷卻器進(jìn)口之間，空氣冷卻器42從空氣冷卻器進(jìn)口接收壓縮氣體以冷卻由渦輪壓縮機(jī)40生成的壓縮氣體，空氣軟管43在空氣冷卻器42和進(jìn)氣歧管進(jìn)口之間，進(jìn)氣歧管44從空氣冷卻器42接收冷卻的氣體。冷卻的壓縮氣體流經(jīng)進(jìn)氣歧管44并流到引擎缸體34中，用于被引擎20采用典型的方式使用。進(jìn)氣歧管44中的氣體的壓力大于環(huán)境中的氣體的壓力。

正時(shí)皮帶蓋28以慣常的方式附接至引擎缸體34。在操作引擎20時(shí)按已知的方式使用的正時(shí)皮帶46安裝在腔室26內(nèi)。正時(shí)皮帶46以常規(guī)的方式被驅(qū)動(dòng)并且包括操作部件48，例如曲軸、鏈輪、皮帶輪、軸承、油封等，操作部件48安裝在腔室26內(nèi)并且與引擎缸體34中的部件相互作用。正時(shí)皮帶蓋28沒(méi)有完全密封至引擎缸體34。正時(shí)皮帶46及其部件48沒(méi)有被設(shè)計(jì)成在淹沒(méi)情況下操作。

起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32以慣常的方式附接至引擎缸體34。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32的部件50安裝在腔室30內(nèi)，腔室30由起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52形成。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32通常被保護(hù)而不被水入侵，但是起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52沒(méi)有完全的密封來(lái)抵抗水的入侵。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32沒(méi)有被設(shè)計(jì)成在淹沒(méi)情況下操作。

如圖所示，加壓系統(tǒng)24包括氣體管道54，氣體管道54在進(jìn)氣歧管44和正時(shí)皮帶蓋28之間延伸，用于將增壓氣體從進(jìn)氣歧管44供給到正時(shí)皮帶腔室26。氣體管道54密封至進(jìn)氣歧管44和密封至正時(shí)皮帶蓋28，并且可以設(shè)置合適的連接器(未示出)以產(chǎn)生這些連接。當(dāng)增壓氣體被引入腔室26中時(shí)，大體上穩(wěn)定的超壓在腔室26中生成并且使水和/或灰塵和/或碎片等最少地通過(guò)正時(shí)皮帶蓋28中的任何氣隙進(jìn)入到腔室26中。

在圖8、11和14示出的實(shí)施例中，除了氣體管道54之外，加壓系統(tǒng)24還可以包括氣體管道56，氣體管道56在進(jìn)氣歧管44和起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52之間延伸，以將增壓氣體從進(jìn)氣歧管44供給到腔室30，腔室30形成于起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32內(nèi)。氣體管道56密封至進(jìn)氣歧管44并密封至起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52，并且可以設(shè)置任何合適的連接器來(lái)產(chǎn)生這些連接。當(dāng)增壓氣體被引入腔室30中時(shí)，大體上穩(wěn)定的超壓在腔室30中產(chǎn)生并且使水和/或灰塵和/或碎片等最少地通過(guò)起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52中的任何氣隙進(jìn)入到腔室30中。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體管道54、56可以形成Y形，從而單個(gè)氣體管道從進(jìn)氣歧管44延伸，氣體管道的第一支路延伸到正時(shí)皮帶蓋28，第二支路延伸到起動(dòng)機(jī)電機(jī)蓋52。氣體管道54、56和支路密封至進(jìn)氣歧管44、正時(shí)皮帶蓋28和起動(dòng)電極蓋52，并且可以設(shè)置合適的連接器(未示出)來(lái)產(chǎn)生這些連接。因此，增壓氣體從進(jìn)氣歧管44流出以對(duì)腔室26和30這兩者施加壓力。當(dāng)增壓氣體被引入腔室26、30中時(shí)，大體上穩(wěn)定的超壓在腔室26、30中生成并且使水和/或灰塵和/或碎片等最少地通過(guò)正時(shí)皮帶蓋28和起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52中的任何氣隙進(jìn)入到腔室26、30中。

在圖9、12和15示出的實(shí)施例中，第一氣體管道54從進(jìn)氣歧管44延伸到正時(shí)皮帶蓋28，并且第二氣體管道56從正時(shí)皮帶蓋28延伸至起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52。氣體管道54密封至進(jìn)氣歧管44并密封至正時(shí)皮帶蓋28，并且可以設(shè)置合適的連接器(未示出)來(lái)產(chǎn)生這些連接。氣體管道56密封至進(jìn)氣歧管44并密封至起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52，并且可以設(shè)置合適的連接器(未示出)來(lái)產(chǎn)生這些連接。因此，增壓氣體從進(jìn)氣歧管44流出以對(duì)腔室26和30這兩者施加壓力。當(dāng)增壓氣體被引入腔室26、30中時(shí)，大體上穩(wěn)定的超壓在腔室26、30中生成并且使水和/或灰塵和/或碎片等最少地通過(guò)正時(shí)皮帶蓋28和起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52中的任何氣隙進(jìn)入到腔室26、30中。

在圖7-圖9中示出的實(shí)施例中，加壓系統(tǒng)24是閉環(huán)反饋系統(tǒng)和/或方法。在這些實(shí)施例中，加壓系統(tǒng)24包括控制閥58和壓力傳感器60，控制閥58和壓力傳感器60兩者都與電子控制模塊(ECM)62通信。如同示出的，控制閥58安裝在進(jìn)氣歧管44上。在圖7和9示出的實(shí)施例中，控制閥58可以安裝在氣體管道54上?？梢匝刂鴼怏w管道54，在正時(shí)皮帶蓋28中，和/或在進(jìn)氣歧管44中安裝壓力傳感器60。如果向起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32輸送壓力，那么可以沿著氣體管道56或在起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52中和/或在進(jìn)氣歧管44中設(shè)置壓力傳感器64，參見(jiàn)圖8和9。壓力傳感器64不是必需的。(多個(gè))壓力傳感器60、64測(cè)量氣體壓力并且發(fā)送信息到ECM62。ECM62處理信息并且被配置成控制控制閥58的打開(kāi)和關(guān)閉以適當(dāng)?shù)叵?多個(gè))腔室26、30供應(yīng)滿足要求的增壓量所必需的氣體。這些實(shí)施例提供高水平的控制并且可以用來(lái)最小化防止水入侵所需的增壓氣體量，由此最小化對(duì)引擎20性能的影響。

在圖10-圖12示出的實(shí)施例中，控制閥58被去掉并且加壓系統(tǒng)24包括壓力釋放閥66，壓力釋放閥66安裝在正時(shí)皮帶蓋28上。氣體通常經(jīng)由氣體管道54供應(yīng)到正時(shí)皮帶蓋28。當(dāng)壓力超過(guò)預(yù)定壓力時(shí)壓力釋放閥66打開(kāi)；這使得對(duì)正時(shí)皮帶46中的油封的影響最小化，正時(shí)皮帶46的油封能夠在有限的正壓下運(yùn)行。如果壓力經(jīng)由氣體管道56輸送到起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32，如圖11和12所示，那么壓力釋放閥68也可以設(shè)置在起動(dòng)機(jī)馬達(dá)52上。當(dāng)壓力超過(guò)預(yù)定壓力時(shí)壓力釋放閥68打開(kāi)。(多個(gè))壓力釋放閥66、68是機(jī)械閥，其在預(yù)定氣體壓力下自動(dòng)打開(kāi)并且當(dāng)壓力降低至低于這個(gè)預(yù)定氣體壓力的水平時(shí)關(guān)閉。這類壓力釋放閥在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。替代地，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32可以不具有單獨(dú)的壓力釋放閥68，并且被傳送到起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32的增壓氣體的量由氣體管道56的尺寸和已知的泄露水平控制以提供適當(dāng)?shù)脑鰤毫俊?/p>

在圖13-圖15示出的實(shí)施例中，設(shè)置有控制閥58、壓力傳感器60和壓力釋放閥66。控制閥58和壓力傳感器60與ECM62通信并且控制閥58由ECM62操作。如圖14和15所示，也可以包括壓力傳感器64和壓力釋放閥68。在這些實(shí)施例中，如果加壓系統(tǒng)24經(jīng)歷極大的動(dòng)壓變化，那么壓力釋放閥66、68提供機(jī)械的、瞬時(shí)的壓力釋放，比在ECM62的控制下的控制閥58提供的要快。

除了止回閥76在設(shè)置有氣體管道54和/或56的點(diǎn)處安裝在進(jìn)氣歧管44上之外，圖16-圖18示出的實(shí)施例與圖10-圖12的實(shí)施例相同。止回閥76可以采用隔膜形式。止回閥76控制從進(jìn)氣歧管44流到氣體管道54和/或56中的氣體。止回閥76是機(jī)械閥，其能夠在進(jìn)氣歧管44和氣體管道54和/或56之間的正壓差發(fā)生時(shí)自動(dòng)打開(kāi)并且在壓力降低至預(yù)定水平時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。氣體只通過(guò)止回閥76從進(jìn)氣歧管44流到氣體管道54和/或56，而不能通過(guò)止回閥76返回到進(jìn)氣歧管44。這類止回閥在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。

控制閥58可以是電控制的或真空控制的。當(dāng)控制閥58是電控制的時(shí)，控制閥58是電驅(qū)動(dòng)的；可以具有控制閥位置的致動(dòng)器；控制可以通過(guò)螺線管、步進(jìn)馬達(dá)或其它電控裝置完成。當(dāng)控制閥58是真空控制的時(shí)，在一些實(shí)施例中，真空泵可以與引擎20或與交流發(fā)電機(jī)相配，以生成真空壓力，從而控制控制閥58。無(wú)論是電控制的或是真空控制的，控制閥58都可以是“開(kāi)/關(guān)”控制閥58(打開(kāi)或關(guān)閉)，或都可以是逐級(jí)/連續(xù)控制閥58，其能夠沿著打開(kāi)和關(guān)閉之間的范圍在任何位置(或離散)位置停止。逐級(jí)/連續(xù)控制閥58可以被ECM62控制或通過(guò)結(jié)合到主車輛電子控制模塊(未示出)的算法控制，以將正時(shí)皮帶蓋28中的腔室26中的氣體壓力保持在希望的水平。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以設(shè)置水傳感器70以便當(dāng)車輛22被淹沒(méi)時(shí)自動(dòng)地操作控制閥58。水傳感器70可以設(shè)置在車輛22上或引擎20上以感測(cè)水傳感器70何時(shí)被淹沒(méi)，這指示了引擎20被淹沒(méi)。水傳感器70連接至ECM62并且來(lái)自水傳感器70的信息被ECM62處理，并且ECM62被配置成操作控制閥58以將增壓氣體從進(jìn)氣歧管44傳送到正時(shí)皮帶蓋28，并且在一些實(shí)施例中傳送到起動(dòng)機(jī)馬達(dá)蓋52。在一個(gè)實(shí)施例中，車輛儀表板74上設(shè)置有開(kāi)關(guān)72，開(kāi)關(guān)72連接至ECM62以在車輛22被淹沒(méi)之前手動(dòng)地操作控制閥58。在淹沒(méi)之前，車輛22操作者激活開(kāi)關(guān)72；這個(gè)信息被傳達(dá)給ECM62并且ECM62被配置成操作控制閥58。在這些實(shí)施例中，當(dāng)車輛22在正常工況下(例如，未被淹沒(méi))操作時(shí)，引擎20性能不受影響，因?yàn)闅怏w沒(méi)有傳送到正時(shí)皮帶蓋28并且在一些實(shí)施例中沒(méi)有傳送到起動(dòng)機(jī)馬達(dá)32。

在空氣冷卻器42之后，空氣從進(jìn)氣歧管44被引導(dǎo)到(多個(gè))腔室26、30，從而冷卻空氣被供應(yīng)到(多個(gè))腔室26、30，以防止對(duì)設(shè)在其中的部件的損壞。

上述系統(tǒng)、方法等可以采用很多不同方法，采用硬件、軟件、固件或其任意組合的很多不同組合實(shí)施。在一個(gè)示例中，能夠用處理器和存儲(chǔ)器實(shí)施加壓系統(tǒng)24的ECM62，其中存儲(chǔ)器存儲(chǔ)指令，當(dāng)處理器執(zhí)行指令時(shí)，它會(huì)引起處理器進(jìn)行系統(tǒng)和方法等。

ECM62能夠基于針對(duì)加壓系統(tǒng)24的確定的實(shí)施的多種閾值、參數(shù)、表和/或算法控制控制閥58的開(kāi)啟和關(guān)閉以適當(dāng)?shù)叵?多個(gè))腔室26、30供應(yīng)氣體。另外地或替代地，ECM62可以包括界面，用戶可以通過(guò)界面與控制閥58相互作用。ECM62可以被配置成通過(guò)界面從用戶接收輸入以允許用戶設(shè)置或修改一個(gè)或多個(gè)閾值、表或算法。ECM62可以被配置成通過(guò)界面從用戶接收輸入以允許用戶確定可以使用哪個(gè)參數(shù)來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉控制器58。其它變體是可能的。

當(dāng)ECM62確定用于操作加壓系統(tǒng)24的技術(shù)參數(shù)(例如，何時(shí)或以什么方式打開(kāi)和關(guān)閉控制閥58)時(shí)，ECM62可以將信號(hào)或指令發(fā)送到加壓系統(tǒng)24的部件以根據(jù)確定的技術(shù)參數(shù)操作。例如，當(dāng)控制閥該打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)，ECM62可以發(fā)送信號(hào)到控制閥58。在其它示例中，ECM62可以不直接指示部件根據(jù)確定的技術(shù)參數(shù)操作，而可以替代地指示中間部件(例如引擎控制單元)操作希望的部件(例如，控制閥58)。仍在其它示例中，ECM62可以根據(jù)確定的技術(shù)參數(shù)操作希望的部件本身。其它變體和示例是可能的。

ECM62可以包括用戶界面或顯示器，或與用戶界面或顯示器連接。顯示器可以基于感測(cè)到的參數(shù)向用戶提供視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)指示器。如果用戶希望監(jiān)視加壓系統(tǒng)24的參數(shù)或狀況，和/或如果用戶會(huì)希望手動(dòng)控制加壓系統(tǒng)24的部件，這可以是有用的。作為示例，當(dāng)顯示器上的第一燈發(fā)亮?xí)r(或，處于另外的狀態(tài)，例如不同顏色、閃光模式或順序)，例如注意到水和/或碎片進(jìn)入到腔室26、30中時(shí)，用戶可以開(kāi)啟加壓系統(tǒng)24。用戶可以監(jiān)視顯示器上的燈，例如第二燈。當(dāng)ECM62基于感測(cè)到的參數(shù)確定加壓系統(tǒng)24可以終止時(shí)，例如當(dāng)環(huán)境中沒(méi)有水和/或碎片時(shí)，第二燈可以開(kāi)啟。第二燈可以保持發(fā)亮，直到用戶關(guān)掉加壓系統(tǒng)24為止。在其它示例中，顯示器可以提供關(guān)于感測(cè)到的參數(shù)的信息，關(guān)于加壓系統(tǒng)24的操作的信息(例如，它的操作歷史和它的當(dāng)前操作狀態(tài))，關(guān)于負(fù)荷的信息，或多種其它信息。其它示例是可能的。另外地或替代地，ECM62能夠例如基于感測(cè)到的操作參數(shù)自動(dòng)地開(kāi)啟和關(guān)掉加壓系統(tǒng)24。

上述系統(tǒng)、方法、裝置和邏輯可采用很多不同方式，采用硬件、軟件或硬件和軟件的很多不同組合實(shí)施。例如，加壓系統(tǒng)的部件(包括ECM62)可以包括控制器、微處理器或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)中的電路，或可以用結(jié)合在單一集成電路上的或分布在多個(gè)集成電路中的離散邏輯或部件、或其它類型的模擬電路或數(shù)字電路的組合實(shí)施。上述邏輯的全部或部分可以被實(shí)施成指令，指令用于被處理器、控制器或其它處理裝置執(zhí)行，并且可以存儲(chǔ)在可觸知或永久機(jī)械可讀或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，例如，閃速存儲(chǔ)器、隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、或諸如光盤只讀存儲(chǔ)器(CDROM)或磁盤或光盤的其它機(jī)器可讀介質(zhì)。產(chǎn)品(例如，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)可以包括存儲(chǔ)介質(zhì)或存儲(chǔ)在介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)在端點(diǎn)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其它裝置上執(zhí)行的時(shí)候，它將引起裝置根據(jù)上面的任何描述進(jìn)行操作。

系統(tǒng)的處理能力可以分布在多個(gè)系統(tǒng)部件中，例如分布在多個(gè)處理器或存儲(chǔ)器中，可選地包括多個(gè)分布式處理系統(tǒng)。參數(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)或其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)地存儲(chǔ)和管理，可以被結(jié)合到單個(gè)存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以采用很多不同方式邏輯或物理地組織，并且可以用很多方法實(shí)施，其中方法包括諸如鏈表、散列表或隱式存儲(chǔ)機(jī)制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。程序可以是分布在數(shù)個(gè)存儲(chǔ)器和處理器中的，或采用很多不同方法(例如，采用諸如共享庫(kù)(例如動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL))的庫(kù)的形式)實(shí)施的單個(gè)程序、單獨(dú)程序的部分(例如，子程序)。DLL例如可以存儲(chǔ)進(jìn)行上述任何系統(tǒng)處理的代碼。

描述的方法可以包括與一個(gè)或多個(gè)閾值相關(guān)的確定。雖然這些方法可以涉及關(guān)于參數(shù)是否超過(guò)閾值的確定，但是確定可以采用其它變體，可以是參數(shù)是否大于或等于，小于，等于，或小于等于閾值。其它變體是可能的。

這些公開(kāi)的實(shí)施例所屬的領(lǐng)域中的技術(shù)人員在上述描述和相關(guān)聯(lián)的附圖所提出的教導(dǎo)下將想到文中詳述的發(fā)明的很多修改和其它實(shí)施例。隱藏，應(yīng)理解的是，本公開(kāi)不限于文中公開(kāi)的具體實(shí)施例，并且修改和其它實(shí)施例旨在被包括在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。而且，盡管在元件和/或功能的某些示例的組合的情況下上述描述和相關(guān)聯(lián)的附圖描述了示例的實(shí)施例，但是將了解的是，在不背離本公開(kāi)的范圍的情況下，可以通過(guò)替代的實(shí)施例提供元件和/或功能的不同組合。因此，例如在本公開(kāi)的范圍內(nèi)，也可以想到不同于明確描述的那些的元件和/或功能的組合。盡管文中采用具體的術(shù)語(yǔ)，但是只是使用它們的一般描述性意義，而不是為了限制。