CN106460736A - 用于对内燃发动机、尤其是汽油发动机重新吸入窜气气体的回路的联接装置 - Google Patents
用于对内燃发动机、尤其是汽油发动机重新吸入窜气气体的回路的联接装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于重新吸入窜气气体的回路(230)的连接器(230)，该连接器旨在将所述重新吸入回路的两个支路连接到油分离装置上，所述连接器(230)是由主管道(231)形成的，该主管道在分叉(232)处分离成第一次级管道(233)和第二次级管道(234)。该连接器包括内部管(235)，该内部管至少部分地在该主管道(231)之内延伸并且具有比该主管道的内部横截面更小的外部横截面。这个内部管道(235)通过其末端之一(235a)被紧固到该第一次级管道(233)上、与其处于流体连通、并且具有配备有穿孔(236)的另一个自由末端(235b)，该穿孔被定位在该主管道之内在该主管道的自由末端(231a)与所述分叉(232)之间或在所述主管道的自由末端处从该主管道突出。
Description
本发明涉及一种用于对内燃发动机、尤其是汽油发动机重新吸入窜气气体的回路的联接装置，以及对应的重新吸入回路和发动机。
窜气气体(也被称为曲轴箱气体)主要自来于现代内燃发动机的分段区域中的泄漏。这些气体一旦处于发动机曲轴箱中就变得充满油并且变成故障源、或甚至对发动机有危害。确切地，这些气体涉及油消耗、引起曲轴箱的加压、并且导致催化系统的降级(即，污染源)。因此必须将其排出。因为防污染标准，窜气气体不再直接喷射到大气中，而是通过所谓的重新吸入回路被重新注入发动机的进气口中。窜气气体在被引入到进气口中之前例如在挡板式油分离器或沉淀分取器中经受处理，使其可以移除包含在其中的较大部分的油。
由于在窜气气体中的水蒸气的含量，在由车辆在非常寒冷条件(负的室外温度)中的运动所产生的空气循环的影响下在重新吸入回路中可能形成冰。结冰的这种问题尤其针对汽油发动机的两支路重新吸入回路发生。
这种重新吸入回路具有：
-所谓的“高”支路，该支路在发动机以满负荷运转时使用，可以将窜气气体排出在调节发动机中的进气口的节流阀本体上游，
-另一个所谓的“低”支路，可以在该节流阀本体关闭、发动机以无负荷或很小部分的负荷运转时将窜气气体排出在该节流阀本体下游。
为了保证预定的曲轴箱压力(例如在0mbar至50mbar之间)，通过在这些支路上安装吸嘴(另外被称为内部横截面收缩部)来调整重新吸入支路的压头损失。典型地，高支路的吸嘴在直径方面具有量级为5mm至6.5mm的横截面。低支路的吸嘴在直径方面具有量级为1.5mm至1.8mm的横截面，因为涉及的局部真空更大(可能达到-800mbar)。
在重新吸入回路中的窜气气体在横截面收缩部中结冰的风险增加，其中冰的形成可以快速地堵塞重新吸入回路并且因此堵塞窜气气体的排出，这将导致曲轴箱(更准确地说是曲轴箱的下部分)的压力增加。因此结冰的风险在低支路的吸嘴的区域中更大。为此原因，建议将低支路的吸嘴定位成距油分离装置(一般为沉淀分取器)的出口最近，因为从该处出来的窜气气体是热的，但是随着其被引导至进气口而将逐渐冷却下来。
因此一种解决方案可以在于将低支路的吸嘴定位在来自沉淀分取器的出口处。然而，这种解决方案是昂贵的，因为它需要在沉淀分取器的区域中开发双出口，一个出口用于高支路并且一个出口用于低支路。此外，当只有高支路工作时，这种解决方案不保证将低支路的吸嘴重新加热至足以防止结冰。最后，这种解决方案增加了回路松散以及其曝露于露天环境的风险。
还存在用于将重新吸入回路重新加热的装置，从而可以避免窜气气体在非常寒冷条件下的结冰，这些装置包括散热器水的循环、油的循环、或使用加热元件。其他解决方案涉及修改发动机在检测到结冰条件时的运作。然而，这些解决方案是复杂且昂贵的，并且可能需要对结冰条件的控制。
本发明旨在通过提出一种用于重新吸入窜气气体的回路的联接装置来消除这些缺点中的至少一些缺点，该联接装置被设计成用于将该重新吸入回路的两个支路连接到油分离装置上，该联接装置是由一个主管道形成的，该主管道在分叉的区域中划分成第一次级管道和第二次级管道，其特征在于，该联接装置包括内部管，该内部管至少部分地在该主管道之内延伸并且具有小于该主管道的内部横截面的外部横截面，所述内部管道通过其末端之一被紧固到该第一次级管道上并且与该第一次级管道处于流体连通，所述内部管具有另一个自由末端，该另一个自由末端具有预定横截面的穿孔，所述内部管被适配成使得预定横截面的该穿孔被布置在该主管道之内在该主管道的自由末端与所述分叉之间、或者预定横截面的该穿孔在所述主管道的自由末端处从该主管道突出。
该内部管因此基本上被布置在该联接装置之内并且被确定尺寸以便允许：
-从该主管道通向该第一次级管道的气体流动的循环，该气体流动然后穿过该内部管的内部，
-或从该主管道通向该第二次级管道的气体流动的循环，该气体流动然后经过该内部管周围。
形成吸嘴的具有预定横截面的穿孔因此被转置到该联接装置的被沐浴在(在该联接装置之内循环的)气体流动中的一部分，无视由这个气体流动采取的路径。具体地，当气体流动仅仅在联接装置的主管道和第二次级管道中循环时，管的外壁以及尤其预定横截面的穿孔处于气体流动中。当这些气体是热的时，预定横截面的这个穿孔因此被加热，从而防止结冰。当气体流动仅仅在联接装置的主管道和第一次级管道中循环时，气体流动然后同样在内部管之内循环、穿过预定横截面的穿孔，该穿孔然后被这个气体流动的热量加热。因此，根据本发明的联接装置可以在室外温度低时通过简单且便宜的方式避免在预定横截面的穿孔的区域中的结冰。
有利地并且以非限制性的方式，该第一次级管道可以在该主管道的延长部分中延伸。这可以有助于联接装置的制造并且有助于气体在联接装置之内的流动。具体地，该第一次级管道和该主管道可以是直线的并且在彼此的延长部分中延伸。
为了有助于其制造，该联接装置的主管道和次级管道可以有利地是圆柱形的，类似于内部管，该内部管可以有利地与该主管道和该第一次级管道同轴。
通过联接装置的设计，该内部管的一个末端被固定在该第一次级管道之内，该内部管的其余部分能够延伸该主管道的长度中的一些或全部、或甚至在其自由末端处从其突出。
然而，有利地并且以非限制性的方式，预定横截面的该穿孔可以被布置在该主管道之内在该分叉的区域中。则只有该内部管的自由末端被布置在该主管道之内。这可以使其限制在主管道中由于内部管的存在而造成的压头损失，同时确保在预定横截面的穿孔处有足够的气体流动以便避免在这个穿孔处结冰。
有利地，预定横截面的穿孔可以被布置在该主管道之内与该第二次级管道相反，即，与这个第二次级管道露出到该主管道中的开口相反。具体地，当该穿孔被定位在对应于该开口的在垂直于该主管道的轴线的方向上的突出部的区域中、或对应于该第二次级管道的在该主管道之内的延长部分的区域中、或在这两个区域之间时，这个穿孔可以被定位成与该第二次级管道“相反”。
预定横截面的该穿孔例如可以被布置在该主管道之内在该第二次级管道的壁的延长部分中、尤其在该第二次级管道的壁的延长部分中邻近于该第一次级管道。
根据本发明的联接装置可以由聚合物材料制成。则该联接装置可以由整体件例如通过注塑模制制成，这可以减少其制造之间和成本。该聚合物材料可以是聚酰胺，例如压载有玻璃纤维的聚酰胺或任何其他合适的聚合物材料。
然而，还可以设想其他材料，尤其是金属材料。
根据本发明的联接装置还可以由组装在一起的若干件制成。
本发明同样涉及一种用于重新吸入内燃发动机、尤其是汽油发动机的窜气气体的回路，该回路包括油分离装置、第一支路和第二支路以及根据本发明的联接装置，该主管道的该自由末端被连接到所述油分离装置上，该联接装置的该第一次级管道被连接到该第一支路上，并且该联接装置的该第二次级管道被连接到该第二支路上。
此外，本发明涉及一种内燃发动机、尤其是汽油发动机，该内燃发动机包括装备有调节阀的进气回路和根据本发明的用于重新吸入窜气气体的回路，其中所述重新吸入回路的该第一支路被连接到该进气回路上在该调节阀的相对于该进气回路中的进入空气的循环方向的下游，所述重新吸入回路的该第二支路被连接到该进气回路上在该调节阀的上游。
该重新吸入回路的第一支路因此形成上述的所谓“低”支路，该重新吸入回路的第二支路形成所谓的“高”支路。
使该油分离装置变热的气体、根据本发明的联接装置在这个分离装置下游的定位、以及该联接装置直接通至这个分离装置的附接确保了热的气体在根据本发明的联接装置之内的循环，从而减小了低支路的预定横截面的穿孔(即，吸嘴)结冰的风险。
最后，本发明涉及一种包括如上所述的内燃发动机的机动车辆。
现在参照非限制性的附图来描述本发明，在附图中：
-图1是内燃发动机、该内燃发动机的进气回路以及该内燃发动机的用于重新吸入窜气气体的回路的示意图示；
-图2是根据本发明的一个实施例的联接装置的示意横截面图示；
-图3是根据本发明的另一个实施例的联接装置的横截面图示；
-图4是根据本发明的另一个实施例的联接装置的横截面图示。
在本说明中，术语“上游”和“下游”应被理解为是相对于管道中的流体(尤其是进入空气和窜气气体)的循环的方向。
图1是汽油类的内燃发动机10的示意图示，仅呈现了其多个气缸中的单独一个气缸11。
气缸11通过进气回路12吸入空气，该进气回路包括空气流速调节阀13，一般是节流阀，通常被称为“节流阀本体”。在调节阀13的相对于空气循环的方向的上游，空气过滤器14可以在空气流被允许进入气缸之前消除存在于空气流中的任何杂质。在图1中，箭头表征流体的循环。
内燃发动机10同样配备有用于重新吸入窜气气体的回路20，该回路包括：
-油分离装置21，该油分离装置通过管道22来连接到该发动机的下曲轴箱15上；
-第一、所谓的“低”支路23，该第一支路将油分离装置21连接到调节阀13下游的进气回路12上；
-第二、所谓的“高”支路24，该第二支路将油分离装置21连接到调节阀13上游的进气回路12上。
当发动机10以无负荷或很小部分负荷运行时，第一支路23可以将窜气气体排出在调节阀13下游。当发动机10以满负荷运行时，第二支路24可以将窜气气体排出在调节阀13上游。
油分离装置21例如是沉淀分取器。
联接装置30可以将油分离装置21分别联接到用于重新吸入窜气气体的回路20的第一支路23和第二支路24各自上。参照图2至图4对这个联接装置30进行更详细地描述。
参见图2，联接装置30是由主管道31形成的，该主管道在分叉32的区域中划分成第一次级管道33和第二次级管道34。联接装置30基本上具有大体的T形或Y形。
在图2至图4中呈现的实例中，第一次级管道33在主管道31的延长部分中延伸，这两个管道31、33是直线的。
联接装置30被主管道31的自由末端31a连接到油分离装置21上。该联接装置分别通过第一次级管道33的自由末端33a和第二次级管道34的自由末端34a来连接到第一支路23和第二支路24上。
根据本发明，联接装置30包括与第一次级管道33处于流体连通的内部管35。为此目的，内部管35的一个末端35a例如在第一次级管道33的自由末端33a的区域中被紧固到第一次级管道33上、更准确地说是被紧固到该第一次级管道的内部壁上，如在图2中所示。这个内部管35此外在主管道31之内延伸并且具有小于主管道31的内部横截面的外部横截面，从而不妨碍流体在主管道31的自由末端31a与第二次级管道34之间的循环。
内部管35的形成自由末端的另一个末端35b具有预定横截面的穿孔36，总体上对应于低支路23的吸嘴横截面，即，重新吸入回路的惯常低支路的吸嘴横截面。穿孔36的横截面因此可以具有1.5mm至1.8mm的量级。
一般而言，将可以由技术人员取决于所期望的流速来确定不同管道的内部直径。作为实例，主管道的内部直径可以具有17mm的量级，内部管的内部直径可以为9mm。内部管的壁的小厚度(例如具有1mm的量级)此外可以允许减少由内部管在主管道之内占据的体积。
在图2中示出的实例中，内部管35在主管道31之内与其同轴地延伸，该内部管的自由末端35b被定位在主管道31的自由末端31a的区域中。在此，联接装置30的不同管道和管是圆柱形的。
如已经描述的，内部管35的自由末端35b同样可以在主管道的自由末端31a处从主管道31突出。在这种情况下(未示出)，内部管35比主管道31更长。
内部管35同样可以更短，其自由末端35b和因此的穿孔36例如被定位成与第二次级管道34的排空到主管道31中的开口34b相反(参见图2)。换言之，参见图2，这个自由末端35b则可以被定位在对应于开口34b的在垂直于主管道31的轴线31c的方向上的突出的区域A与对应于第二次级管道34在主管道31之内的延长部分的区域B之间，内部管35的自由末端35b还能够占据这两个区域A或B之一。
在图3中示出的实例与图2的实例的不同之处在于内部管的长度。相同的元件由相同的参考号之前加“1”来指代。在图3的实施例中，内部管135的这些末端之一135a在主管道131的分叉132的附近(换言之，在第一次级管道133的入口的区域中)被紧固到第一次级管道133上。内部管135的由穿孔136穿透的自由末端135b被定位在主管道131之内在具有第二次级管道134的分叉132与主管道131的自由末端131a之间。在这个图3中，还示出了用于将联接装置131分支到油分离装置(未示出)上的固定联接装置125。
在图4中示出的实例与图2的实例的不同之处同样在于内部管的长度。相同的元件由相同的参考号之前加“2”来指代。在图4的实施例中，内部管235的这些末端之一235a在主管道231的分叉232的附近(换言之，在第一次级管道233的入口的区域中)被紧固到第一次级管道233上。内部管235的由穿孔236穿透的自由末端235b被定位在主管道231之内在具有第二次级管道234的分叉232的区域中。更准确地说，内部管235的由穿孔236穿透的自由末端235b被布置在第二次级管道234的壁234c的延长部分中邻近于该第一次级管道233。在这个图4中，还示出了用于将联接装置231分支到油分离装置(未示出)上的固定联接装置225。
在图2至图4中，箭头示出了当所谓的低支路23关闭时的气体流动。将注意到的是，分别具有穿孔36、136、236并且构成吸嘴的自由末端35b、135b、235b是与热的气体接界的，因此可以避免这些气体分别在这个穿孔36、136、236的区域中的结冰。
本发明不限于所描述的实施例。这些不同的实施例此外可以彼此结合。
Claims (10)
1.用于重新吸入窜气气体的回路(20)的联接装置(30，130，230)，该联接装置被设计成用于将所述重新吸入回路的两个支路(23，24)连接到一个油分离装置(21)上，所述联接装置(30，130，230)是由一个主管道(31，131，231)形成的，该主管道在一个分叉(32，132，232)的区域中划分成一个第一次级管道(33，133，233)和一个第二次级管道(34，134，234)，其特征在于，该联接装置包括一个内部管(35，135，235)，该内部管至少部分地在该主管道(31，131，231)之内延伸并且具有小于该主管道的内部横截面的外部横截面，所述内部管道(35，135，235)通过其末端之一(35a，135a，235a)被紧固到该第一次级管道(33，133，233)上并且与该第一次级管道处于流体连通，所述内部管(35，135，235)具有另一个自由末端(35b，135b，235b)，该另一个自由末端具有预定横截面的一个穿孔(36，136，236)，所述内部管(35，135，235)被适配成使得预定横截面的该穿孔(36，136，236)被布置在该主管道之内在该主管道的一个自由末端(31a，131a，231a)与所述分叉(32，132，232)之间、或者预定横截面的该穿孔在所述主管道的自由末端处从该主管道突出。
2.如权利要求1所述的用于重新吸入回路的联接装置(30，130，230)，其特征在于，该第一次级管道(33，133，233)在该主管道(31，131，231)的延长部分中延伸。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的用于重新吸入回路的联接装置(30，130，230)，其特征在于，预定横截面的该穿孔(36，136，236)被布置在该主管道之内在该分叉(32，132，232)的区域中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于重新吸入回路的联接装置(30，130，230)，其特征在于，预定横截面的该穿孔(36，136，236)被布置在该主管道之内与该第二次级管道(34，134，234)相反。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于重新吸入回路的联接装置(30，130，230)，其特征在于，预定横截面的该穿孔(36，136，236)被布置在该主管道之内在该第二次级管道(34，134，234)的壁的延长部分中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于重新吸入回路的联接装置(30，130，230)，其特征在于，预定横截面的该穿孔(236)被布置在该主管道之内在该第二次级管道的壁(234c)的延长部分中邻近于该第一次级管道。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于重新吸入回路的联接装置(30，130，230)，其特征在于，该联接装置由聚合物材料、例如由整体件制成。
8.一种用于重新吸入内燃发动机(10)的窜气气体的回路(20)，该回路包括一个油分离装置(21)、一个第一支路(23)和一个第二支路(24)，其特征在于，该回路包括根据权利要求1至7之一所述的一个联接装置(30，130，230)，该主管道(31，131，231)的该自由末端(31a，131a，231a)被连接到所述油分离装置(21)上，该联接装置的该第一次级管道(33，133，233)被连接到该第一支路(23)上，并且该联接装置的该第二次级管道(34，134，234)被连接到该第二支路(24)上。
9.一种内燃发动机(10)，包括装备有调节阀(13)的一个进气回路(12)和根据权利要求8所述的用于重新吸入窜气气体的一个回路(20)，其中所述重新吸入回路(20)的该第一支路(23)被连接到该进气回路(12)上在该调节阀(13)的相对于该进气回路(20)中的进入空气的循环方向的下游，所述重新吸入回路的该第二支路(24)被连接到该进气回路(12)上在该调节阀(13)的上游。
10.一种机动车辆，包括根据权利要求9所述的内燃发动机(10)。
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Patent Citations (2)
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