CN103890344B - 用于内燃机的进气模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于车辆内燃机的进气模块（10），其具有至少一个导气元件（12），空气可通过该导气元件输入到内燃机中，并且还具有与导气元件（12）相连的气缸盖罩（14），借助该气缸盖罩可至少局部地遮盖内燃机的气缸盖，其中润滑剂分离装置（28）和用于冷却空气的冷却装置（26）集成在该进气模块（10）中。

Description

用于内燃机的进气模块
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的进气模块。
背景技术
DE 37 30817 C2公开了一种用于四冲程-往复活塞式内燃机的、具有进气歧管装置的气缸盖罩，其构成一结构单元。该结构单元的气缸盖罩借助螺钉并经由密封件保持在内燃机的气缸盖上。在此规定，所述螺钉拧入同轴设置的固定螺钉的头部中，它们将多部件式的气缸盖保持在适当位置。
由DE 10 2009 020 100 A1已知一种用于内燃机的气缸盖，其具有通过密封面与气缸盖相连的气缸盖罩。设置有进气模块以及排气模块，它们分别通过相对应的密封凸缘面与气缸盖相连。气缸盖和气缸盖罩之间的密封面在此集成在进气模块和/或排气模块的相应的密封凸缘面中。
此外，从内燃机的批量生产中已知，需要数量众多的内燃机部件，以实现内燃机的有效且低排放的运行。这些大量的部件要求进行复杂的安装，这使整个内燃机的安装耗费大量的时间和成本。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种尤其用于车辆内燃机的进气模块，通过该进气模块能够使内燃机的安装成本保持得特别低。
此目的通过具有如下特征的、尤其用于车辆内燃机的进气模块实现：
所述进气模块具有至少一个导气元件，空气能通过该导气元件输入到内燃机中，并且所述进气模块还具有与所述导气元件相连的气缸盖罩，借助该气缸盖罩能至少局部地遮盖内燃机的气缸盖，其中，所述进气模块还具有润滑剂分离装置和用来冷却空气的冷却装置，其中，所述至少一个导气元件、所述气缸盖罩、所述润滑剂分离装置和所述冷却装置构成集成的一体化模块部件；
其中，所述导气元件的第一连接凸缘面和所述气缸盖罩的第二连接凸缘面至少基本上设置在共同的平面中，所述导气元件能通过所述第一连接凸缘面与气缸盖相连，所述气缸盖罩能通过所述第二连接凸缘面与气缸盖相连；
其中，所述导气元件包括空气分配器，空气能够借助该空气分配器分配到内燃机的多个燃烧室中；
其中，所述冷却装置沿其纵向方向被推到所述进气模块中。
如下说明了有利的构造方案，所述构造方案具有本发明的适宜的且有意义的改进方案：
所述冷却装置设置在容纳腔中，该容纳腔局部地由所述导气元件并且局部地由所述气缸盖罩界定。
至少一个空气导管局部地由所述导气元件并且局部地由所述气缸盖罩界定，空气能够通过所述空气导管输入到内燃机中。
进气模块的壳体上部与壳体下部通过螺纹连接、焊接、胶接和/或铆接彼此连接，和/或所述壳体上部与壳体下部至少部分地设计成一体。
这种尤其用于车辆内燃机的进气模块包括至少一个导气元件，空气可通过该导气元件输入到内燃机中。此外，该进气模块还包括与导气元件相连的气缸盖罩，借助该气缸盖罩能至少局部地遮盖内燃机的气缸盖。
根据本发明，润滑剂分离装置和用来冷却空气的冷却装置集成在该进气模块中。这意味着，导气元件、气缸盖罩、润滑剂分离装置和冷却装置构成形式为进气模块的模块部件，并且作为进气模块以对时间和成本都特别有利的方式安装在内燃机上，并且由此安装在车辆的其他部分上。
该进气模块能够作为模块构件在时间上与内燃机的其他部件的制造至少部分同时地进行预安装，并且为作预安装的进气模块安装在内燃机上。导气元件、气缸盖罩、润滑剂分离装置和冷却装置的安装与进气模块的安装同时进行。由此可知，并未设置并且不需要额外的花费时间且成本高昂的安装步骤来单独地安装润滑剂分离装置、气缸盖罩和冷却装置。
根据本发明的进气模块由于其模块化结构，还在进气模块的期望功能方面具有有利的可检测性。换言之，该进气模块的部件，即至少导气元件、气缸盖罩、润滑剂分离装置和冷却装置，能够在其共同作用时检查期望的功能性。并未设置并且不需要对所述部件进行单独的检查。这使得用于检查进气模块的功能性或功能满足性的时间花费和成本花费保持较低。由于根据本发明的进气模块的零件数量非常少，所以也能够实现非常简单的有逻辑的操作。由于这些部件集成在进气模块中，所以根据本发明的进气模块还具有非常小的构造空间需求以及轻的重量。
另一优点在于，进气模块由于接口数量非常少，所以也只具有非常小的公差。此外，还可使外部的——亦即从外部连接到进气模块上的——导线数量保持较少。这样也使重量减轻，并且解决和/或避免了尤其在位置关键的区域中，像在例如设计为乘用车的车辆的发动机舱中的封装(Package)问题。
该润滑剂分离装置用来使润滑剂(尤其是油)从润滑剂-空气混合物或润滑剂-气体混合物中分离。润滑剂分离装置在此例如应用在内燃机的曲轴箱通风的范围内，其中所谓的窜缸气(Blow-by-Gas)从内燃机的曲轴箱中排出。该窜缸气在此至少基本上通过由来自曲柄箱的气体和润滑剂形成的润滑剂-空气混合物或润滑剂-气体混合物构成。在曲轴箱通风的范围内，窜缸气的气体或空气成分被循环到内燃机的空气侧上。在此不希望，窜缸气的润滑剂成分也被循环到空气侧上。为了避免这一点，设置了润滑剂分离装置，它使润滑剂成分至少大部分与窜缸气的气体成分分离，因此至少基本上只有气体成分会被引导到内燃机的空气侧上，并被引导到内燃机的至少一个燃烧室中。这使内燃机的排放保持得特别低。
该冷却装置例如起增压空气冷却器的作用，用来冷却借助废气涡轮增压器的压缩机压缩的空气。通过冷却经压缩且因此被加热的空气，能够提高发动机的增压度。因此，能够特别有效地且由此对燃料消耗有利地运行内燃机。
由此可知，根据本发明的进气模块具有非常高的功能集成度。在此尤其简单地使窜缸气被循环到空气侧以及进而至内燃机的进气系统中，因为用来控制或调节该循环的控制或调节元件能够处在非常靠近取出位置和循环位置的地方，窜缸气在该取出位置处被取出，窜缸气或其气体成分在该循环位置处被导入。该取出位置在此例如设置在气缸盖的润滑剂腔或油腔中。该循环位置优选在空气的流动方向上位于冷却装置(废气涡轮增压器)的下游或在通向废气涡轮增压器的纯净空气导管中。
在本发明的有利的实施方案中，导气元件的第一连接凸缘面和气缸盖罩的第二连接凸缘面至少基本上设置在一共同的平面中，导气元件通过该第一连接凸缘面与气缸盖相连，气缸盖罩通过该第二连接凸缘面与气缸盖相连。因此，该根据本发明的进气模块能够特别简单地安装，并且被特别简单地且对时间和成本有利地制造。对此相应的是，气缸盖的与第一连接凸缘面相对应的第三连接凸缘面以及与第二连接凸缘面相对应的第四连接凸缘面同样至少基本上设置在一共同的平面中。因此，无需昂贵的适配元件就能够把进气模块安装在气缸盖上。根据本发明的进气模块尤其简单地安装在这种气缸盖上，其中第三连接凸缘面集成在第四连接凸缘面中(或反过来)。
在另一有利的设计方案中，导气元件包括空气分配器，空气能够借助于该空气分配器分配到内燃机的多个燃烧室、尤其是气缸中。该空气分配器例如具有收集腔，例如经压缩的且待输入到内燃机中的空气首先集中到收集腔中。多个与燃烧室相对应的空气通道从该收集腔中分支出来，例如经压缩的空气能够从收集腔流入这些空气通道中，并且可以从这些空气通道流入燃烧室中。因此，实现了进气模块的特别高的功能集成度。
此外，已证明有利的是，冷却装置设置在容纳腔中，所述容纳腔局部地由导气元件并且局部地由气缸盖罩界定。换言之，气缸盖罩和导气元件在形成容纳腔的情况下彼此连接，其中冷却装置设置在容纳腔中。因此，能以简单的、成本低廉的方式只借助少量的零件数量制成该容纳腔，这使进气模块的构造空间需求和成本保持较低。
在本发明的另一有利的实施方案中，至少一个空气导管局部地通过导气元件并且局部地通过气缸盖罩界定，空气能够通过所述空气导管输入到内燃机中。这使进气模块具有特别成本低廉且紧凑的设计。
冷却装置优选被推入进气模块、尤其是容纳腔中。因此，冷却装置能够时间有利且成本有利地进行安装，由此能够时间有利且成本有利地安装整个内燃机。这能够在相对于冷却装置的主延伸方向的纵向方向和横向方向上进行。
在特别优选的实施方案中，壳体的部件——尤其是壳体上部与壳体下部——通过螺纹连接和/或焊接、和/或胶接和/或铆接彼此连接，和/或这些部件至少局部地设计成一体。通过这些连接技术，可特别持久紧密且容易地将这些壳体部件相互连接。尤其为了连接由塑料制成的壳体部件，在焊接这些部件时能够至少部分地省略金属连接元件。因此，能使这种布置的整体重量保持较轻。
本发明还涉及一种具有根据本发明的进气模块的内燃机。在此，内燃机包括气缸盖，根据本发明的进气模块例如借助螺钉保持在该气缸盖上。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节从对优选实施例的以下描述中并且借助附图得出。在不脱离本发明的框架的情况下，以上在说明书中所述的特征和特征组合以及随后在附图说明中所述的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅能以各个给出的组合使用，而且还能以其它组合或单独地使用。
其中：
图1在示意性的透视图中示出了用于设计为往复活塞式内燃机的内燃机的进气模块，所述进气模块具有导气元件、气缸盖罩、油分离器和增压空气冷却器，它们集成在进气模块中；并且
图2在示意性的剖面图中示出了根据图1的进气模块。
具体实施方式
图1示出了进气模块10，其用于车辆、尤其是乘用车的设计为往复活塞式内燃机的内燃机。如同结合图2可看到的一样，进气模块10包括导气元件12，空气借助该导气元件输入到内燃机中。该导气元件12因此也称为进气管，因为内燃机能够通过该导气元件吸入空气。
此外，该进气模块10还包括气缸盖罩14，借助该气缸盖罩可至少局部地遮盖内燃机的气缸盖，并且该气缸盖罩与导气元件12构成为一体。该导气元件12配备有空气通道16，空气能够通过所述空气通道流入内燃机的气缸中，并且所述空气通道一方面由进气模块10的壳体上部18局部地界定，另一方面由进气模块10的壳体下部20局部地界定。在此，气缸盖罩14由壳体下部20构成。
如同从图1和2可看到的一样，壳体上部18和壳体下部20通过各自的连接凸缘22在形成容纳腔24的情况下彼此相连。换言之，该容纳腔24局部地通过导气元件12并且局部地通过气缸盖罩14界定。气缸盖罩14以及用来容纳增压空气冷却器26的壳体都部分地由壳体下部20构成。
在此，增压空气冷却器26设置在容纳腔24中，待输入到内燃机中的且借助废气涡轮增压器的压缩机压缩并因此被加热的空气可以借助该增压空气冷却器被冷却。为了表现特别简单的安装，增压空气冷却器26被推到进气模块10的容纳腔24中。这意味着，气缸盖罩14、导气元件12以及增压空气冷却器26都集成在进气模块10中。
在进气模块10中还集成了油分离区域28，其用于在曲轴箱通风的范围内提供油分离。借助于曲轴箱通风，使所谓的窜缸气从内燃机的曲轴箱中排出。该窜缸气在此形成为油和气体的混合物。油成分在此再次输入到内燃机的油循环中，而气体成分引导到内燃机的进气系统中并因此输入到气缸中。借助油分离区域28进行的油分离用于实现该分开的输入，油成分通过所述油分离至少大部分与窜缸气的气体成分分开。
导气元件12还配备有连接管接头30，由压缩机压缩并因此加热的空气能够通过该连接管接头输入到容纳腔24中，并进而输入到增压空气冷却器26中。此外，导气元件12还包括增压空气分配器32，经压缩的空气以及借助增压空气冷却器26冷却的空气借助该增压空气分配器可输入到内燃机的气缸中。
尤其由于导气元件12、气缸盖罩14、增压空气冷却器26和油分离区域28集成在进气模块10中，进气模块具有高的功能集成度、极低的构造空间需求以及轻的重量。进气模块10在此可作为模块部件固定在气缸盖上，其中该进气模块的固定与导气元件12、气缸盖罩14、增压空气冷却器26和油分离区域28的固定同时进行。因此能够保持低的内燃机的安装成本。
因此，进气模块10是高度集成的进气模块10，它尤其有利地应用在直列构型的内燃机中，并且尤其在直列式发动机中能使构造空间需求保持在特别低的范围内。
螺钉34用于使壳体上部18与壳体下部20连接，该螺钉穿过壳体上部18和壳体下部20的相应的通孔并且拧入气缸盖中。整个进气模块10借助所述螺钉34固定在气缸盖上。其它的螺钉36用于进一步连接进气模块10与气缸盖，所述螺钉穿过壳体下部20的相应的通孔。同样可设想，壳体上部30与壳体下部34通过其它类型的螺纹连接、焊接、胶接和/或铆接彼此连接，和/或这些部件至少部分地设计成一体。
第一连接凸缘面和第二连接凸缘面有利地设置在一至少基本上共同的平面38中，导气元件12或进气管可通过该第一连接凸缘面与气缸盖相连，气缸盖罩14可通过该第二连接凸缘面与气缸盖相连。由此说明了进气模块10的特别简单的安装和制造情形。
附图标记列表
10 进气模块
12 导气元件
14 气缸盖罩
16 空气通道
18 壳体上部
20 壳体下部
22 连接凸缘
24 容纳腔
26 增压空气冷却器
28 油分离区域
30 连接管接头
32 增压空气分配器
34 螺钉
36 螺钉
38 平面

Claims (5)

1.一种用于内燃机的进气模块(10)，所述进气模块具有至少一个导气元件(12)，空气能通过该导气元件输入到内燃机中，并且所述进气模块还具有与所述导气元件(12)相连的气缸盖罩(14)，借助该气缸盖罩能至少局部地遮盖内燃机的气缸盖，其特征在于，所述进气模块(10)还具有润滑剂分离装置(28)和用来冷却空气的冷却装置(26)，其中，所述至少一个导气元件、所述气缸盖罩、所述润滑剂分离装置和所述冷却装置构成集成的一体化模块部件；
其中，所述导气元件(12)的第一连接凸缘面和所述气缸盖罩(14)的第二连接凸缘面至少基本上设置在共同的平面(38)中，所述导气元件(12)能通过所述第一连接凸缘面与气缸盖相连，所述气缸盖罩(14)能通过所述第二连接凸缘面与气缸盖相连；
其中，所述导气元件(12)包括空气分配器(32)，空气能够借助该空气分配器分配到内燃机的多个燃烧室中；
其中，所述冷却装置(26)沿其纵向方向被推到所述进气模块(10)中。
2.根据权利要求1所述的进气模块(10)，其特征在于,所述冷却装置(26)设置在容纳腔(24)中，该容纳腔局部地由所述导气元件(12)并且局部地由所述气缸盖罩(14)界定。
3.根据权利要求1或2所述的进气模块(10)，其特征在于，至少一个空气导管(16)局部地由所述导气元件(12)并且局部地由所述气缸盖罩(14)界定，空气能够通过所述空气导管输入到内燃机中。
4.根据权利要求1所述的进气模块(10)，其特征在于，进气模块的壳体上部与壳体下部通过螺纹连接、焊接、胶接和/或铆接彼此连接，和/或所述壳体上部与壳体下部至少部分地设计成一体。
5.一种内燃机，其具有根据上述权利要求中任一项所述的进气模块(10)。
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