CN106150791A - 一种发动机进气管及发动机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机进气管，该发动机进气管内壁的底部具有与发动机进气管一体成型的肋部，所述肋部由发动机进气管内壁向发动机进气管内部空间凸起，以将所述发动机进气管内壁的底部分隔成若干冰块捕集空间。本发明还公开了一种发动机系统，该发动机系统具有本发明所述的发动机进气管。本发明所述的发动机进气管能够有效地防止吹漏气冷凝积聚成体积较大的冰块，从而避免此类冰块在离开进气管时妨碍发动机的其他部件的正常工作，进而有利地保障发动机运行的稳定性和安全性。本发明所述的发动机系统的运行稳定性好，安全系数高且使用寿命长。

Description

一种发动机进气管及发动机系统

技术领域

本发明涉及一种气体输送管道，尤其涉及一种用于发动机的进气管道。

背景技术

汽车内燃机的燃烧过程会导致一些气体(包括燃烧产物和汽化的润滑油，统称为吹漏气)由旁路通过柱塞环而进入至曲轴箱内。这些气体最终会通过曲轴箱强制通风系统(Positive Crankcase Ventilation，PVC)从发动机的上部区域排放至进气系统中。该吹漏气与通过发动机的常规空气混合后，在随后的燃烧过程中燃烧，以确保吹漏气中残留的、未燃尽的碳氢化合物充分燃烧，从而减少发动机的有害污染物。该吹漏气包括大量的水蒸气，其是燃烧所产生的主要副产物。

涡轮增压发动机的曲轴箱强制通风系统通常包括两个曲轴箱强制通风路径。其中，第一路径从发动机(通常从凸轮轴盖)到进气歧管，当进气歧管中的压力低于发动机的曲轴箱中的压力时，使用该第一路径；第二路径从发动机到设置于涡轮增压器前的进气导管，当进气升压来自于涡轮增压器且当进气歧管中的压力高于发动机的曲轴箱中的压力时，使用该第二路径。在上述情况下，设置于涡轮增压器前的进气导管中的压力低于曲轴箱中的压力。因此，在低温情况下，发动机进气管内往往会积存由吹漏气冷凝形成的大冰块，这些大冰块会对相关部件的正常工作造成不利影响。

图1和图2分别显示了在低温情况下吹漏气在发动机进气管中冷凝结成大冰块的示意图，而图3和图4则分别显示了图1和图2所示的大冰块离开进气管道时的状态示意图。

如图1和图2所示，在极端寒冷的情况下，从进气管道21通过的吹漏气a往往冷凝形成小冰粒，这些小冰粒最终积聚在进气管道21的底部，进一步形成大冰块b。如图3和图4所示，一旦这些大冰块b在气流的带动下从进气管道21中离开时，就会对其他相关部件造成不利影响，例如，很可能会阻断节流阀。更严重的是，某些体积较大的大冰块b会锁定节流阀板，使得节流阀板不能开启，甚至影响汽车的驾驶性能，并妨碍汽车的安全行驶。

对于涡轮增压发动机的曲轴箱强制通风系统来说，该通风系统的次要路径使得吹漏气通过主进气系统，该主进气系统包括增压空气冷却器(中间冷却器)及进气导管的各个部分。由于这些吹漏气的存在，使得在节流阀板前可能会有大量的水分，并随后会冷凝冻结成冰块。另外，这些水分也可以通过主空气入口进入进气系统，从而也会影响汽车的驾驶性能，并造成汽车安全行驶的问题。

因此，需要获得一种可以防止积聚大冰块的进气管道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机进气管，该进气管能够有效地防止吹漏气在进气管内冷凝积聚成体积较大的冰块，从而避免此类冰块在离开进气管时妨碍发动机的其他部件的正常工作，进而有利地保障发动机运行的稳定性和安全性。

根据本发明的上述目的，本发明提出了一种发动机进气管，该发动机进气管内壁的底部具有与发动机进气管一体成型的肋部，该肋部由发动机进气管内壁向发动机进气管内部空间凸起，以将发动机进气管内壁的底部分隔成若干冰块捕集空间。

在本发明的技术方案中，在进气管内壁的底部设置有若干向其内部空间凸起的肋部，该肋部将一整片较大空间分成若干个较小的空间，即将进气管内壁的底部分隔成若干较小的冰块捕集空间，以防止吹漏气在进气管内壁的底部冻结形成一整块体积较大的冰块，取而代之的是，使吹漏气在进气管内壁的底部冻结成若干体积较小(例如，长细条形状)的冰块，这些体积较小的冰块在离开进气管底部时很容易被破碎，另外，体积较小的冰块也更容易融化，由此，这些体积较小的冰块在离开进气管后不会干扰相关部件的正常工作，例如不会阻断节流阀。

此外，较之于非一体成型的肋部，一体成型的肋部通常具有更高的强度和使用寿命，该肋部在受到外部冲击时，先发生形变再发生折弯或折断，因此，这样的肋部不易损坏，从而减少了进气管的维修和更换频率，进而降低了发动机及其零部件的维修成本。

需要说明的是，在本技术方案中，所谓“发动机进气管内壁的底部”是指发动机进气管的中轴线以下的管壁部分，并非仅限于发动机进气管最低处的管壁部分。

在某些实施方式中，本发明所述的发动机进气管中的上述肋部的长度方向与发动机进气管内气体流动的方向基本一致。

也就是说，在这种技术方案中，在由肋部构成的捕集空间内所形成的冰块的长度方向与发动机进气管内气体流动的方向基本保持一致，这种设置方式使得凸起的肋部对进气管内气体流通的影响较小。

如果将上述肋部的长度方向与发动机进气管内气体流动的方向基本一致的设置方式称为肋部的竖向设置，那么根据需要，在其他的一些实施方式中，也可以将肋部设置为横向(肋部的长度方向垂直于气体流动的方向)或者斜向(肋部的长度方向与气体流动的方向具有锐角夹角)，当然，横向或斜向的设置方式较之于竖向设置的肋部，会对进气管内的气体流通产生较大的影响。

在某些实施方式中，本发明所述的发动机进气管中的上述各肋部在其长度方向上互不交叉地设置。

在另外一些实施方式中，以上各肋部在其长度方向上相互交叉地设置也是可行的，这样有利于吹漏气冷凝冻结形成体积更小的冰块。但是另一方面，这种相互交叉的设置方式较之于互不交叉的设置方式，也会对进气管内的气体流通产生较大的影响。

在某些实施方式中，本发明所述的发动机进气管中的上述各肋部均竖直设置。在这种设置方式下，各肋部形成的冰块捕集空间(除了肋部与进气管管壁形成的冰块捕集空间)的顶部开口面积与底部面积差别不大，冰块更容易从各冰块捕集空间内出来。

与上述实施方式不同的是，在另外一些实施方式中，本发明所述的发动机进气管中的至少一肋部在高度方向上倾斜设置，以使至少一冰块捕集空间的顶部开口面积小于底部面积。

在高度上倾斜设置的肋部可以形成顶部开口面积小于底部面积的冰块捕集空间，这种设置方式能够更牢固地捕获因冷凝冻结而成的冰块。也就是说，吹漏气以气体或液体状态进入冰块捕集空间后，一旦冻结成冰块就被固定捕获于冰块捕集空间内，只有冰块受热融化成更小的体积时，其才能从冰块捕集空间中离开。

在某些实施方式下，本发明所述的发动机进气管中的与发动机进气管一体成型的肋部通过模铸工艺形成。

此外，除了采用模铸工艺之外，上述与发动机进气管一体成型的肋部也可以采用本领域技术人员知晓的其他一体成型加工工艺。

在某些实施方式下，本发明所述的发动机进气管中的上述肋部可以设置为实心结构，从而进一步地提升肋部的强度。

相对地，在其他一些实施方式下，上述肋部也可以设置为内部中空的结构，从而减少肋部材料的使用量并减轻发动机进气管的自身重量。

在一些实施方式下，本发明所述的发动机进气管中的肋部由发动机进气管壁向发动机进气管内部弯折形成。该种结构易于制造，可降低生产成本。

在某些实施方式下，本发明所述的发动机进气管中的上述肋部设置为：具有在长度方向上不连续的间断结构。

与之相对的，在另外一些实施方式下，上述肋部设置为：具有在长度方向上连续的不间断结构。

具有在长度方向上连续的不间断结构的肋部相对于具有间断结构的肋部来说，其强度相对较高。但是另一方面，由于吹漏气经冷凝后会变成冷凝水从进气管内壁的两侧自上往下流，将肋部设置为具有在长度方向上的不连续的间断结构可以在冷凝水的流经路径上形成若干通道，从而使得冷凝水经过这些通道可以流至进气管内壁的底部最低处和较低处，以此避免冷凝水积聚于最外侧肋部与进气管两侧内壁所形成的冰块捕集空间中。

需要说明的是，在本技术方案中，上文所提到的对于各个技术特征的进一步限定或描述，彼此之间是可以相互组合的，且各种组合方案均包括在本发明所要保护的范围内，除非组合之间出现了无法实施的矛盾。例如，肋部互不交叉的设置可以与肋部基本竖直地设置以及肋部设置为实心结构组合；又例如，至少一个肋部在高度方向上倾斜设置则可以与肋部设置为内部中空的结构以及肋部具有在长度方向上不连续的间断结构相组合。

本发明的另一目的在于提供一种发动机系统。在极端寒冷温度下，该发动机系统中由吹漏气冷凝冻结形成的冰块的体积小，易破碎，不会对发动机内的其他部件的运行造成影响，从而保证了发动机系统的稳定运行。

基于本技术方案的另一目的，本发明所提供的发动机系统具有如上文所提及的任意一种发动机进气管。

本发明所述的发动机进气管有效地避免了吹漏气冷凝积聚成体积较大的冰块，从而避免此类冰块在离开进气管时影响发动机的其他部件的正常工作，进而有利地保障发动机运行的稳定性和安全性。

此外，本发明所述的发动机进气管的结构简单，加工制造方便，易于实现。

对于本发明所述的发动机系统来说，由于吹漏气冷凝冻结形成的冰块的体积小，易破碎，不会对发动机内的其他部件的运行造成影响，(例如，不会影响节流阀板的开启而阻断节流阀)，因此该发动机系统的运行稳定性好、安全系数高且使用寿命长。

附图说明

图1显示了在低温情况下吹漏气在进气管道内冷凝积聚形成大冰块的状态示意图。

图2为图1中A-A处的剖视图。

图3显示了图1所示的吹漏气冷凝积聚成的大冰块离开进气管道时的状态示意图。

图4为图3中A’-A’处的剖视图。

图5为本发明所述的发动机进气管在一种实施方式下的结构示意图。

图6为图5所示的发动机进气管在B-B处的剖视图。

图7对应图5和图6示意性地显示了冷凝水在冰块捕集空间中的积聚过程。

图8对应图5和图6示意性地显示了冰块离开冰块捕集空间的状态图。

图9为图8中B’-B’处的剖视图。

图10为本发明所述的发动机进气管在另一种实施方式下的结构示意图。

图11为图10所示的发动机进气管在C-C处的剖视图。

图12对应图10和图11示意性地显示了冷凝水在冰块捕集空间中的积聚过程。

图13对应图10和图11示意性地显示了冰块离开冰块捕集空间的状态图。

图14为图13中C’-C’处的剖视图。

图15为本发明所述的发动机进气管在又一种实施方式下的结构示意图。

图16对应图15示意性地显示了冰块离开冰块捕集空间的状态图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例来对本发明所述的发动机进气管及发动机系统进行进一步地详细说明，但是该详细说明不构成对本发明的限制。

图5至图9分别显示了本发明所述的发动机进气管在一种实施方式下的结构和状态。

如图5和图6所示，沿着发动机进气管10的气体流动方向，该发动机进气管10具有进气端口11和出气端口12，在该发动机进气管10的内壁的底部具有与发动机进气管一体成型的多个肋部13，这些肋部13由发动机进气管10内壁向发动机进气管内部空间凸起，从而将发动机进气管内壁的底部分隔成多个冰块捕集空间15。从图6中可以看出，在本实施方式下，肋部13被设置为内部中空的结构，该中空结构的肋部13可以由发动机进气管壁向发动机进气管内部弯折形成。需要说明的是，虽然图6示出的肋部13的数目是三个，但其只是示意性的描绘，并非表示肋部13只设置有三个，本领域内的技术人员可以根据需要设置肋部的数量。另外，在该实施例中，肋部13的长度方向与发动机进气管内气体流动方向X基本保持一致，且各肋部13之间互不交叉的设置，从而最大限度的降低肋部对发动机进气管内部气体流通的影响。此外，在本实施例中，各肋部13在其高度方向上是竖直设置的，因此形成的冰块捕集空间15(除了肋部13与进气管管壁形成的冰块捕集空间15)的底部面积和顶部开口面积基本相同。另外，从图5还可以看出，在本实施例中，肋部13被设置为在长度方向上不间断的连续结构，即对于一个肋部13来说，其被设置为一个不间断的连续整体。此外，从图5中还可以看出，肋部13的顶部为弧形，但是该弧形并不作为对本技术方案的限定，本领域内的技术人员根据需要也可以将弧形顶部设置为平的顶部或是下凹形顶部。

请继续参阅图7，由于在发动机进气管10的底部设置了肋部13，因此，吹漏气冷凝后所形成的冷凝水沿着发动机进气管10的管壁从上往下流，会先进入到肋部13和发动机进气管10形成的冰块捕集空间15中，当该冰块捕集空间内储满水后，冷凝水再流到其他冰块捕集空间中。

如图8和图9所示，随着温度的进一步降低，冷凝水冻结成类似于长条形的冰块14。在气流的带动下，长条形的冰块14会离开冰块捕集空间15，并在离开的过程中被破碎，从而形成体积较小的冰块，进而避免对发动机相关部件产生不利影响。

当然，在其他的实施例中，上述肋部也可以是实心结构的。

图10至图14分别显示了本发明所述的发动机进气管在另一种实施方式下的结构。

如图10和图11所示，在该实施例中，沿着发动机进气管10的气体流动方向，发动机进气管10具有进气端口11和出气端口12，在该发动机进气管10的内壁的底部具有与发动机进气管一体成型的肋部13，这些肋部13由发动机进气管内壁向发动机进气管内部空间凸起，从而将发动机进气管内壁的底部分隔成多个冰块捕集空间15。从图11中可以看出，在上述实施方式下，肋部13被设置为内部中空的结构，该中空结构的肋部13可以由发动机进气管壁向发动机进气管内部弯折形成。需要说明的是，虽然图11示出的肋部13的数目是五个，但其只是示意性的描绘，并非表示肋部13只设置有五个，本领域内的技术人员可以根据需要设置肋部的数量。另外，在该实施例中，肋部13的长度方向与发动机进气管内气体流动方向基本保持一致，且各肋部13之间互不交叉的设置，从而最大限度的降低肋部13对发动机进气管内部气体流通的影响。同样地，从图10可以看出，在本实施例中，肋部13被设置为在长度方向上不间断的连续结构。此外，从图10中还可以看出，肋部13的顶部为弧形，同样该弧形并不作为对本技术方案的限定，本领域内的技术人员根据需要也可以将弧形顶部设置为平的顶部或是下凹形顶部。此外，与图5-图9描述的实施例不同的是，在本实施例中，肋部13在高度方向上倾斜设置，从而使得冰块捕集空间15(除了肋部13与进气管管壁形成的冰块捕集空间15)的顶部开口面积小于底部面积，这样一旦冰块14被固定捕获于冰块捕集空间15内，只有冰块受热融化成更小的体积时，才能从冰块捕集空间15中脱离。

请参阅图12，由于在发动机进气管10的底部设置了肋部13，因此，吹漏气冷凝后所形成的冷凝水沿着发动机进气管10的管壁从上往下流，会先进入到肋部13和发动机进气管10形成的冰块捕集空间15中，当该冰块捕集空间内储满水后，冷凝水再流到其他冰块捕集空间中。

如图13和图14所示，冰块14被牢固地捕获于冰块捕集空间15内，在气流的带动下，因为融化而体积变小的冰块14才会离开冰块捕集空间15，并在离开的过程中被破碎，从而形成体积更小的冰块，进而避免对发动机相关部件产生不利影响。

当然，在其他的实施例中，上述肋部也可以是实心结构的。

图15和图16分别显示了本发明所述的发动机进气管在又一种实施方式下的结构。

如图15和图16所示，在该实施例中，沿着发动机进气管10的气体流动方向，发动机进气管10具有进气端口11和出气端口12，在该发动机进气管10的内壁的底部具有与发动机进气管一体成型的肋部13，这些肋部由发动机进气管内壁向发动机进气管内部空间凸起，从而将发动机进气管内壁的底部分隔成多个冰块捕集空间15。另外，在该实施例中，肋部13的长度方向与发动机进气管内气体流动方向基本保持一致，且各肋部13之间互不交叉的设置，从而最大限度的降低肋部13对发动机进气管内部气体流通的影响。此外，从图15中可以看出，肋部13的顶部为弧形，同样该弧形并不作为对本技术方案的限定，本领域内的技术人员根据需要也可以将弧形顶部设置为平的顶部或是下凹形顶部。从图15还可以看出，与上文所述的实施例的不同之处在于：在本实施例中的肋部13被设置为具有在长度方向上不连续的间断结构，也就是说，对于单一的某一个肋部13来说，其在长度方向上并不是一个整体部件，而是由若干个更小的肋部片13a组成的，这种设置方式使得相邻的肋部片13a之间可以形成通道。由于冷凝水从进气管两侧管壁自上而下的流动过程中容易积聚于最外侧肋部与进气管两侧内壁所形成的冰块捕集空间内，因此通道的设置可以使得冷凝水流至其他冰块捕集空间。

请继续参阅图15和图16，在此实施例下，冰块14被牢固地捕获于冰块捕集空间15内，在气流的带动下，因为融化而体积变小的冰块14才可以离开冰块捕集空间15，并在离开的过程中被破碎，从而形成体积更小的冰块，进而避免对发动机相关部件产生不利影响。

在某些实施方式下，具有在长度方向上不连续的间断结构的各肋部可以竖直设置。在另外一些实施方式下，部分肋部或者全部肋在高度方向上也可以倾斜设置，如此可以形成顶部开口面积小于底部面积的冰块捕集空间。

需要说明的是，在某些实施方式中，发动机进气管的内壁的底部一体成型的多个肋部中，可以设置为有的肋部具有在长度方向上不连续的间断结构，有的肋部被设置为具有在长度方向上不间断的连续结构。

另外需要说明的是，上述各实施例中肋部和发动机进气管可以通过模铸工艺一体成型，也可以采用本领域技术人员知晓的其他工艺一体成型。

基于本发明的技术方案，在上述各实施例下的发动机进气管的结构特征都可以进行自由的组合，并不局限于上文描述的几种具体实施方式。

本发明所述的发动机系统可以包括本发明所述的任意一种发动机进气管。由于本技术方案仅对发动机进气管的结构进行了改进，而对发动机系统的其他部分均没有进行改进，故在此不再对发动机系统进行详细描述。

需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种发动机进气管，其特征在于：

所述发动机进气管内壁的底部具有与发动机进气管一体成型的肋部，所述肋部由发动机进气管内壁向发动机进气管内部空间凸起，以将所述发动机进气管内壁的底部分隔成若干冰块捕集空间。

2.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，所述肋部的长度方向与发动机进气管内气体流动的方向基本一致。

3.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，所述各肋部在其长度方向上互不交叉地设置。

4.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，所述各肋部均竖直地设置。

5.如权利要求1或所述的发动机进气管，其特征在于，至少一所述肋部在高度方向上倾斜设置，以使至少一冰块捕集空间的顶部开口面积小于底部面积。

6.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，与发动机进气管一体成型的肋部通过模铸工艺形成。

7.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，所述肋部设置为实心结构。

8.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，所述肋部设置为内部中空的结构。

9.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，所述肋部由发动机进气管壁向发动机进气管内部弯折形成。

10.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，所述肋部设置为：具有在长度方向上不连续的间断结构。

11.如权利要求1所述的发动机进气管，其特征在于，所述肋部设置为：具有在长度方向上连续的不间断结构。

12.一种发动机系统，其特征在于，其具有如权利要求1-11中任意一项所述的发动机进气管。