CN103782019B - 内燃机进气线路以及包括该进气线路的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃机(M)的进气线路，在主分支上包括以下顺序的：设有机壳的空气过滤器(1)；涡轮增压压缩机(2)；空气计量阀(3)，其中，所述进气线路还包括：从压缩机(2)的下游和上游之间的主分支分出的回流分支(4)，以及适于禁止或允许流体在回流分支(4)中流通的排放阀(5)，其特征在于，所述回流分支(4)的第一端部(41)通过空气过滤器(1)的机壳与主分支连接。本发明还涉及有利地适于应用这样一种进气线路的空气过滤器机壳以及包括这样一种进气线路的机动车辆(V)。

Description

内燃机进气线路以及包括该进气线路的机动车辆
本发明要求2011年1月17日提交的法国专利申请1150341的优先权，该申请的内容(说明书文本、附图及权利要求)均并入为本发明作为参考。
技术领域
本发明涉及用于车辆的空气过滤器领域，所涉及的车辆具有带排放阀(英文中通常称为“放泄阀”(dump valve))的增压式内燃机，本发明还涉及这种类型内燃机构造的领域。
背景技术
内燃机的涡轮增压压缩机装备有称为“放泄阀”的压缩机的排放系统，防止超压和喘振现象。在“松脚”期间(快速释放内燃机油门导致转速上升中断)，进气口的空气计量阀或“节气门”关闭并因此在涡轮内燃机和节气门之间加压的进气线路中产生压力峰值。所述排放阀可以向负压的进气回路(在涡轮增压压缩机之前)中排出超压并由此避免压缩机的喘振现象，并且避免任何可以损坏压缩机涡轮的压力峰值。
该系统通常集成于压缩机中。因此，在现有技术中，已知一种集成于压缩机中的放泄阀构造：从压缩机旁分出的管道连接负压空气线路部分和加压线路部分以便在放泄阀的作用下绕流过压缩机。所述排放阀或放泄阀可以例如不加区别地为电动的或气动的。
由于集成放泄阀，这种传统构造导致压缩机的机壳体积庞大并且笨重。因此，排放阀(例如电动或气动技术)相对体积较大的这种构造带来的限制使压缩机难以具有紧凑的结构。
当内燃机的布局受到较大限制时，例如在机动车辆应用领域，这样一种构造尤其成问题。
这样一种构造还有第二个主要缺陷。为了确保排放阀最好的效率，必须将其放置在离内燃机节气门尽可能近的地方，因为节气门是进气线路中超压的来源。然而，从流控上来看，压缩机通常离节气门较远。因此，可能需要在压缩机和节气门之间集成多样元件，例如称为“增压空气冷却器”的交换器，以降低内燃机进气口中的空气温度。另外，这样的元件通常要设置在车辆的前面，这种布局可能需要长度很长的管道。
发明内容
本发明旨在通过提出一种最佳构造的内燃机进气线路解决上述这些问题并且改进带有排放阀的内燃机的整体紧凑性。本发明还涉及用于根据本发明的进气线路的空气过滤器。
更具体地，本发明的第一目的涉及一种用于内燃机的进气线路，在主分支上包括以下顺序的：
-设有机壳的空气过滤器；
-涡轮增压压缩机；
-空气计量阀；
所述进气线路还包括：从压缩机的下游和上游之间的主分支分出的回流分支，以及适于禁止或允许流体在回流分支中流通的排放阀，
其特征在于，所述回流分支的第一端部通过空气过滤器的机壳与主分支连接。这可以获得进气线路的理想构造，同时避免使用沉重并且昂贵的具有集成排放阀的增压压缩机。
优选地，空气过滤器包括沿空气在主分支中的流动方向位于上游室和下游室之间的过滤设备，回流分支的第一端部与下游室连接。这样，回流分支被设置在主分支的两个部位之间，通过空气过滤器过滤后的空气在其间流通，避免了未经过滤的空气通过回流分支进入内燃机进气口的风险。
优选地，主分支还包括位于压缩机和空气计量阀之间的热交换器，回流分支的第二部端连接至热交换器和计量阀之间。这样，当进气口的空气计量阀快速关闭、排放阀还未开启之前，避免了热交换器出现超压。所述回流分支的第二端部连接至离空气计量阀尽可能近的地方，那里是当计量阀快速关闭时可能产生的超压的源头，通常限制进气线路的长度可以使其在排放阀开启之前使其经受住这些超压。
优选地，排放阀具有与空气过滤器的机壳连为一体的阀体。本发明的这一变型可以令排放阀的安装大大地简化。
在本发明一种优选的变型中，空气过滤器的机壳的形状设计成构成排放阀的阀体。通过实施本发明，可以使重量在最大程度上获得减轻，并且降低由实施本发明带来的制造成本和相关的后勤费用。
在本发明的一种变型中，排放阀为电动阀。这是一种在排放阀领域中安全可靠并得以成功运用的技术。在另一种变型中，排放阀可以包括气动致动器。
本发明的第二个目的涉及用于对进入内燃机的空气进行过滤的空气过滤器的机壳，其特征在于，所述机壳的形状设计成构成排放阀的阀体。这样一种空气过滤器的机壳是使符合本发明第一目的的进气线路得以实施的主要元件。
优选的，所述空气过滤器的机壳通过模制成型或二次模制成型设计成构成排放阀的阀体。
本发明同样涉及一种包括根据本发明第二目的的机壳以及排放阀的组合件，所述排放阀的阀体由所述机壳构成。
最后，本发明涉及一种装备有包括根据本发明第一目的的进气线路的内燃机的机动车辆。
附图说明
本发明的详细内容将在以下进行描述，并通过附图的图解描述两种优选实施方式的装置结构以供参考。
图1以图解形式显示了例如安装于机动车辆中的内燃机，该内燃机包括符合本发明一种变型的进气线路。
图2a和图2b以图解形式显示了包括空气过滤器和排放阀的组合件，运用于根据本发明的进气线路的第一优选变型中。图2a显示的排放阀处于关闭位置，图2b显示的排放阀处于开启位置。
图3a和3b以图解形式显示了包括空气过滤器和排放阀的组合件，运用于根据本发明的进气线路的第二优选变型中。图3a显示的排放阀处于关闭位置，图3b显示的排放阀处于开启位置。
具体实施方式
图1以图解形式显示了例如安装于机动车辆V中的内燃机M，所述内燃机包括符合本发明一种变型的进气线路。根据本发明的进气线路包括主分支，该主分支自身沿空气在所述进气线路中的流动方向包括按照以下顺序的：
-空气过滤器1；
-涡轮增压压缩机2；以及
-进气口的空气计量阀3，例如可以为常用的节气门( papillon)。
在本发明中，进气线路包括从压缩机2的下游和上游之间的主分支分出的回流分支4，“上游”与“下游”的概念，与在本说明书的其它部分中一样，应被理解为当内燃机M正常运转、进气线路用于供给空气时，沿着空气在该进气线路的主分支中的流动方向。
排放阀5可以禁止或允许回流分支中流体的流通。众所周知，所述排放阀或“放泄阀”可以朝向位于涡轮增压压缩机的进气线路的一个部位排出形成于压缩机2的下游的尤其是当计量阀3突然关闭时所产生的非常大的超压。
在这里所描述的变型中，所述回路还包括设置于位于压缩机2与进气口的空气计量阀3之间的主分支上的热交换器6，在这里具体为增压空气冷却器。
在本发明中，回流分支的特点在于它的其中一个端部—第一端部41通过空气过滤器机壳与进气线路的主分支连接。这样，回流分支与空气过滤器的内部容积相连通。
在这里所描述的本发明的变型中，回流分支的第二端部42连接至位于热交换器6与计量阀3之间的主分支上。这种设置尤其可以避免计量阀3快速关闭时(尤其是当内燃机M的油门操纵装置突然松开时)热交换器6产生超压导致排放阀5开启。
同样，回流分支的第二端部42在主分支上的接口(piquage)优选尽可能地靠近计量阀3(但一定位于计量阀的上游位置)，以便在排放阀5开启之前，限制出现超压的进气线路主分支的长度。
图2a和图2b以图解形式显示了包括空气过滤器1和排放阀5的组合件，应用于根据本发明的进气线路的第一优选变型中。图2a显示的排放阀5处于关闭位置，图2b显示的排放阀5处于开启位置。在图2a和图2b所示的本发明的变型中，排放阀5为与空气过滤器1的机壳11连为一体的电动阀。更确切地说，排放阀5包括阀体51和在螺线管53的作用下可以在阀体51中移动的气门52。
阀体51尤其可以与空气过滤器1的机壳11一起被模制成型或者二次模制成型在该机壳上。这样，所述机壳11的形状设计成形成排放阀的阀体51。
更简单地，排放阀5(其阀体51)可以被添加并固定于空气过滤器1的机壳11上。
当所述排放阀被添加或者其阀体51集成于机壳11上时，所述阀可以有利地被定位在空气过滤器的盖子(机壳11的部件)上。相对于传统的盖子，所述盖子与回流分支4的连接可以有利地被加强。
图3a与图3b以示意图形式显示了包括空气过滤器与排放阀的组合件，应用于根据本发明的进气线路第二优选变型中。图3a显示的排放阀处于关闭位置，图3b显示的排放阀处于开启位置。在本发明的该变型中，排放阀5并不与空气过滤器1的机壳11连为一体，而是被定位在回流分支4的另一个部位上。该变型对于进气线路的简化较少，但为排放阀5的定位提供了更大的自由度，以便可以采用沿回流分支4的任意体积以定位排放阀5。
图2b和3b中，排放阀5的气门52开启后，在回流分支4中流通的气流以虚线箭头示出。
优选地，且如示于图2a、2b和3a、3b中的变型，空气过滤器1包括位于所述空气过滤器的上游室13与下游室14之间的过滤设备12。上游室13与靠近“污浊”空气(过滤前)这侧的空气过滤器机壳内部容积相对应，下游室14与靠近“洁净”空气(过滤后)这侧的空气过滤器机壳内部容积相对应。这样，回流分支安装于位于洁净空气这侧的主分支上的两个部位之间，可以避免任何未经过滤的空气通过所述回流分支4进入内燃机M的进气口(例如排放阀5密封性差的情况下)。
因此，本发明提出一种具备多种优点的装置。由此，还可以优化内燃机进气线路的构造。尤其是采用涡轮增压压缩机时，压缩机不需要装备有集成的排放阀和排气管道，缩小了体积并减少安装上的限制，这使得进气线路在总体上达到理想状态。并且，本发明易于实施，这尤其因为保留了排放阀的传统功能，可以在其上设置标准的控制阀(非常明显的情形是当排放阀为导向阀时)。
尽可能靠近节气门设置放泄阀，可以确保快速的响应并避免进气线路的大部分处于加压状态(尤其是装备有增压空气冷却器的内燃机的进气线路)。
采用了根据本发明的进气线路还带来其它一些优点。尤其要提到的是大大减轻了重量(特别是当所述阀处于受到较少限制的环境中，尤其是热限制)。在机动车辆的应用中，本发明的使用同样得以优化内燃机罩下方空间中质量的分布，例如将排放阀添加在车辆的前桥总成后方)。

Claims (6)

1.用于内燃机(M)的进气线路，在主分支上包括以下顺序的：
-设有机壳(11)的空气过滤器(1)；
-涡轮增压压缩机(2)；
-空气计量阀(3)；
所述进气线路还包括：从压缩机(2)的下游和上游之间的主分支分出的回流分支(4)，以及适于禁止或允许流体在回流分支(4)中流通的排放阀(5)，
其特征在于，所述回流分支(4)的第一端部(41)通过空气过滤器(1)的机壳(11)与主分支连接，排放阀(5)具有与空气过滤器(1)的机壳(11)连为一体的阀体(51)，空气过滤器(1)的机壳(11)的形状设计成构成排放阀的阀体(51)。
2.根据权利要求1所述的进气线路，空气过滤器(1)包括沿空气在主分支中的流动方向位于上游室(13)和下游室(14)之间的过滤设备(12)，其中，回流分支(4)的第一端部(41)与下游室(14)连接。
3.根据权利要求1或2所述的进气线路，主分支还包括位于压缩机(2)和空气计量阀(3)之间的热交换器(6)，其中，回流分支(4)的第二部端(42)连接至热交换器(6)和计量阀(3)之间。
4.根据权利要求1或2所述的进气线路，其中，排放阀(5)为电动阀。
5.根据权利要求1或2所述的进气线路，其中，排放阀(5)包括气动致动器。
6.一种装备有包括根据权利要求1至5中任一项的进气线路的内燃机(M)的机动车辆(V)。
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