CN108869000A - 用于通风装置的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于通风装置的方法和系统。在一个示例中，系统包括设置在进气歧管和汽缸盖之间的空间内的紧凑通风装置。通风装置的泵设置为与汽缸盖相邻。

Description

用于通风装置的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月12日提交的德国专利申请No.102017208034.5的优先权。为了所有目的，上述申请的整个内容被并入本文以供参考。

技术领域

本说明书大体涉及紧密耦接到汽缸盖的通风装置/通风布置(ventilatingarrangement)。

背景技术

内燃发动机的各个汽缸可以包括至少一个汽缸盖和至少一个汽缸体。汽缸体可以包含一定数量的汽缸孔，汽缸孔的数量与设置在汽缸中的活塞数量相等。活塞可以以振荡运动被引导通过孔，活塞连同汽缸壁可以形成内燃发动机的燃烧室。

汽缸盖包含被配置为调整进气交换的一个或多个气门。在进气交换期间，燃烧气体经由排气排放系统的排放可以经由至少一个出气口进行，并且新鲜空气经由进气系统的供给可以经由汽缸的至少一个进气口进行。进气系统的部件和/或排气排放系统的部件可以被集成在汽缸盖中。

可以通过设置在内燃发动机的空间内的冷却装置将内燃发动机的热负载维持在期望的运转范围内。冷却装置可以是液体或空气型冷却装置。在本文中，本公开可具体指代液体型冷却装置，然而，本领域普通技术人员将理解，本公开可另外应用于空气型冷却装置。

在一些示例中，冷却装置可以被设置为与燃烧室的汽缸壁相邻的(adjacent)冷却套。热可以被散发到冷却剂，该冷却剂可以是存在于汽缸盖或汽缸体的冷却套中的任选地与添加剂混合的水。可以通过泵输送冷却剂使得其循环，所述泵可以被设置在冷却回路中并且可以通过牵引机构驱动被机械地驱动。散发到冷却剂的热以此方式从汽缸盖或汽缸体的内部排出，并且可以在热交换器中再次从冷却剂被抽出。设置在冷却回路中的通风容器(vessel)可用于使冷却剂或回路通风。

空气可以从外面进入冷却回路。例如，在利用冷却剂填充冷却回路或混合添加剂以降低冷却剂的凝固点(这可以被执行以使得内燃发动机更适于冬季运转)期间，空气会不期望地进入冷却回路。然而，在未密封冷却回路的情况下，例如在多孔冷却剂软管的情况下，空气也可以进入。冷却剂回路中的空气会使发动机劣化，这是因为冷却剂泵中形成气泡，导致冷却剂泵泵送空气而不是冷却剂。通过这样做，冷却剂可以不再被充分冷却，并且内燃发动机会热过载(例如，在大于期望温度范围的温度下运转)。

另外，空气不会吸收热以及液体冷却剂，并且可以在冷却剂表面和冷却套表面之间形成屏障，从而缓解从汽缸盖和/或汽缸体到冷却套的热传递。空气屏障会产生局部最大值和/或热点，这也会导致劣化(例如，破裂)。

由于上述原因，诸如脱气瓶的通风系统可以被设置在冷却装置中以除去冷却回路中捕集的空气以及在其中形成的冷却剂蒸汽气泡。通风系统可以被策略性地设置为使得冷却剂回路的状况可以自调节其中流过的冷却剂流，其中自调节可以基于温度。

通风系统可以被设置在冷却装置的大地测量学最高点处，由此空气和蒸汽气泡的排出可以通过浮力发生，浮力作用在气泡上并且将位于回路中的气体向上驱动并通过通风系统。在内燃发动机的设置位置中，冷却套、冷却剂管道和/或软管可以沿通风系统的方向上升，这样气泡被引导至通风系统。

根据前述示例，诸如上述系统的通风系统可大体被设置在隔板(bulkhead)上并紧固到隔板，该隔板将发动机舱相对于乘客舱限定在距内燃发动机一定距离处。通风系统的这种布置需要长冷却剂软管，尤其是通向通风系统的长通风管路和从通风系统分支出来的长回流管路。此外，期望的冷却剂容量增加，并且冷却剂容量越大，发动机冷却装置的重量随之增加。与具有较少冷却剂的冷却剂系统相比，较大的冷却剂容量在内燃发动机冷起动后还需要较长的预热过程，这会降低燃料经济性并增加排放。

长冷却剂软管或长冷却剂管路可以与所述软管或管路的弯曲和曲线有关，并且还与低梯度(即每单位距离的小的上升)有关。后者尤其会减少通风并促进流动死区的形成。整个发动机冷却装置的成本会增加。换言之，当软管较长时，需要较大的浮力作用于气泡上。

发明内容

在一个示例中，可以通过液冷式内燃发动机来解决上述问题，所述液冷式内燃发动机具有包含至少一个汽缸的至少一个汽缸盖、用于供应空气的进气系统和液体型冷却装置，所述进气系统包括入口歧管，所述入口歧管侧向地邻接(laterally adjoining)所述至少一个汽缸盖并包含集气室，用于每个汽缸的至少一个汽缸专用进气管路从所述集气室分支出来，为了形成冷却回路，所述液体型冷却装置配备有用于输送冷却剂的泵以及通风容器，所述通风容器通过通风管路和回流管路并入内燃发动机的冷却回路中，并且其中内燃发动机还包含其中通风容器被设置在入口歧管上方且设置在入口歧管和至少一个汽缸盖之间，入口歧管和所述至少一个汽缸盖之间的虚拟(virtual)连接管路贯穿(intersect)通风容器。以此方式，通风容器的紧凑(compact)布置可以减少期望的冷却剂容量、降低制造成本并提高燃料经济性。

作为一个示例，通风容器被设置在入口歧管和汽缸盖之间的紧密耦接位置中，具体地在入口歧管上方。在此，将入口歧管和汽缸盖彼此连接的虚拟管路可以贯穿通风容器。根据公开的通风容器的布置可以在发动机舱中提供驱动单元作为整体的紧凑设计和密集封装。相对于上述通风容器被紧固到隔板的前述示例，冷却剂软管的长度可以被减小。尤其，可以缩短通向容器的通风管路以及从容器分支出来的回流管路。以此方式，可以减少期望的冷却剂量，并且由此能够降低发动机冷却装置的重量。

减少的冷却剂量可以确保在内燃发动机的冷起动期间的加速预热过程，并因此确保减小内燃发动机的摩擦损失及在冷起动期间减少排放。

较短的冷却剂软管或较短的冷却剂管路可包含较少的弯曲和曲线。在一些情况下，根据公开的通风容器的布置可以包含集成到内燃发动机中的管路，例如集成到汽缸盖中的管路。附加地或替代地，可以从通风容器省略外部软管。由此可以降低发动机冷却装置渗漏的可能性。另外，由于较短的冷却剂软管包含较少的扭曲和/或弯曲，所以可以缓解热点或局部最大值的形成。

此外，根据公开的通风容器的布置可以导致冷却回路中的较高的梯度，即较陡的梯度，由此可以辅助和/或促进发动机冷却装置的通风。换句话说，作用于气泡以从设置在冷却剂回路中的冷却剂除去气体所需的浮力可小于上述软管较长的前述示例中所需的浮力。此外，能够降低发动机冷却装置的成本。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中提供机械增压装置或机械增压设备。

机械增压可以增加发动机中的燃烧过程所需的空气被压缩的功率，由此可以在每个工作周期中向每个汽缸提供较大的增压空气质量。以此方式，能够增加燃料质量并因此增大平均压力。

机械增压可以提高内燃发动机的功率输出同时维持不变的扫掠体积，或者用于减小扫掠体积同时维持相同的功率。无论如何，机械增压可以导致体积功率输出的增加以及更有利的功率重量比。如果扫掠体积减小，则在给定相同的车辆边界条件的情况下，可以将负载集合朝向较高的负载转移，在该负载下燃料消耗率较低。内燃发动机的机械增压可以使燃料消耗最小化，即它可以提高内燃发动机的效率。

在一些实施例中，变速器配置可以提供降速，由此同样实现较低的燃料消耗率。在降速的情况下，利用这种事实，即低发动机转速下的燃料消耗率通常较低，特别是在存在相对高的负载的情况下。

由于与自然进气式发动机相比平均压力增加，所以机械增压式内燃发动机的热负载会更高，并且因此可以增加对冷却装置的需求，并且因此机械增压式内燃发动机会需要液体型冷却装置。

在此，液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中提供至少一个排气涡轮增压器用于内燃发动机的机械增压，其中压缩机和涡轮被设置在同一轴上。

在排气涡轮增压器中，压缩机和涡轮被设置在同一轴上。热排气流可以被供给到涡轮中并且随着能量的释放在涡轮中膨胀，由此使轴处于旋转。由排气流供给轴的能量用于驱动同样设置在轴上的压缩机。压缩机输送并压缩供应给它的增压空气，由此获得至少一个汽缸的机械增压。增压空气冷却器可以被设置在压缩机下游的进气系统中，其中在经压缩的增压空气进入至少一个汽缸之前，增压空气冷却器冷却经压缩的增压空气。冷却器降低增压空气的温度并因此提高增压空气的密度，使得冷却器也有助于改进汽缸的充气，即更高的空气质量。实际上，可以获得通过冷却完成的压缩。

排气涡轮增压器与能通过辅助驱动装置驱动的机械增压器相比，其区别在于，排气涡轮增压器利用热排气的排气能量，而机械增压器直接或间接地从内燃发动机吸取驱动机械增压器所需的能量，因此给效率带来不利影响，即降低效率(至少在驱动能量不是来自能量回收源的情况下)。

如果机械增压器不能通过电机驱动，即不能被电动驱动，那么在机械增压器和内燃发动机之间会需要用于动力传输的机械或运动连接。

机械增压器和排气涡轮增压器之间的区别在于，具体地，不管内燃发动机的运转状态如何，特别是，不管曲轴的当前转速如何，机械增压器都可以在较大的发动机状况范围内产生所需的升压压力。这尤其适用于能够通过电机电动驱动的机械增压器。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含能够通过辅助驱动装置驱动的至少一个机械增压器。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含集成到至少一个汽缸盖中的排气排出系统的排气歧管。

由于汽缸盖内排气管路的合并，排气管路的总长度会减小，并且排气歧管的管路体积减小。汽缸盖内的排气管路的合并可以允许驱动单元的密集封装。

因为涡轮能够被设置在紧密耦接的位置中，所以在排气涡轮增压的情况下会有好处，由此可以基于排气压力和排气温度的热排气的排气焓可以被最佳地利用，并且更可能发生涡轮或涡轮增压器的快速响应行为。此外，到不同排气后处理系统的热排气的路径可以较短，由此排气温度可保持相对不受影响并且排气后处理系统快速达到其运转温度或起燃温度，特别是在内燃发动机的冷起动之后。

具有集成排气歧管的内燃发动机可以承受高热负载并且会需要上述液体型冷却装置。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中通风容器与入口歧管至少部分地一体形成。

特别地，液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中通风容器与入口歧管被形成为单件。

与入口歧管至少部分地一体形成的通风容器可以包含较小的空间需求，这可以减少封装约束。

通风容器与入口歧管的整体形式可以消除对通风容器的其他或更多紧固件的需求。因此，制造成本会降低并且制造效率会提高，由此改进制造实践。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中通风容器至少部分地与至少一个汽缸盖的气门盖一体形成。气门盖可用作设置在汽缸盖中的气门驱动装置的盖。在一些示例中，气门盖是凸轮盖。

在一些示例中，已经存在于内燃发动机上的气门盖可以形成通风容器的至少一部分。

气门盖可以是通过注塑成型到进气歧管中成形的塑料部件，并且可以在通风容器制造之前存在。因此，通风容器可以集成和/或并入已经存在的气门盖中。附加地或替代地，通风容器可以被模制到进气歧管中，与气门盖分离。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中通风管路至少部分地集成到至少一个汽缸盖中。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中回流管路至少部分地集成到至少一个汽缸盖中。

将管路至少部分地或分段地集成到汽缸盖中可能完全消除对外部软管的需求。此外，可以降低管路劣化(例如，形成裂缝和/或渗漏)的可能性。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中回流管路将通风容器连接到泵。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中通风容器由塑料制造。塑料可以包含低比重，其中相对低的热负载容量可以提供期望的稳定性和通过其中的热连通。良好的成型性和关于成形的自由度会是额外的好处。

液冷式内燃发动机的实施例可以包含其中泵可以是电动运转泵，其例如由车载电池供电，并且即使在内燃发动机被停用时也能够输送冷却剂。电动运转泵可以根据需要调整冷却剂压力和冷却剂吞吐量。附加地或替代地，泵可以是机械运转泵和/或牵引运转泵。可以通过将牵引运转泵设置为与汽缸盖相邻或在汽缸盖中并因此也与通风容器相邻，由内燃发动机的凸轮轴来运转该泵。牵引机构可以包括皮带，其中皮带可以是低摩擦皮带。在一些示例中，泵可以在进口侧被紧固到至少一个汽缸盖。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出混合动力车辆的发动机。

图2以侧视图及部分截面图的方式示意性地示出液冷式内燃发动机连同通风容器的第一实施例的片段。

图3示出通风容器的透视图。

图2和图3大致按比例显示。

具体实施方式

以下描述涉及用于紧密耦接到发动机的通风系统的系统和方法。更具体地，通风系统可以被集成到发动机的一个或多个预先存在的部件中。发动机的示意图在图1中示出。在图2中示出了包含气门盖和通风系统的发动机的详细描述。其中，通风系统被集成到气门盖中以减少发动机的封装限制，并进一步使得通风系统的一个或多个通道被设置在汽缸盖中。这会缩短软管长度并增强发动机的热调节。图3示出与凸轮盖一体化的通风容器的透视图。

图1至图3示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。如果被示为直接彼此接触或直接耦接，那么至少在一个示例中，这些元件可以分别被称为直接接触或直接耦接。同样地，至少在一个示例中，被示为彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。作为一个例子，彼此共面接触的部件可以被称为处于共面接触。作为另一个例子，在至少一个示例中，彼此分开定位并在其间仅有间隔而没有其他部件的元件可以被如此称呼。作为又一个例子，被示为在彼此的上方/下方、彼此的相反侧或彼此的左侧/右侧的元件可以相对于彼此被如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最高点可以被称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的最低点可以被称为部件的“底部”。如本文中所使用的，顶部/底部、上面/下面、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线而言的，并且用来描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件位于所述其他元件的竖直上方。作为又一个例子，附图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如环形的、直线的、平面的、弯曲的、圆形的、倒角的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被示为相互交叉的元件可以被称为相交元件或相互交叉。更进一步地，在一个示例中，被示为在另一个元件内或在另一个元件外面的元件可以被如此称呼。应认识到，根据制造公差(例如，在1-5％的偏差内)，被称为“大体类似和/或相同”的一个或多个部件各不相同。

图1描绘了用于车辆的发动机系统100。车辆可以是具有接触路面的驱动轮的道路车辆。发动机系统100包括发动机10，所述发动机10包含多个汽缸。图1详细描述了一个这样的汽缸或燃烧室。发动机10的各种部件可以由电子发动机控制器12控制。

发动机10包括汽缸体14和汽缸盖16，所述汽缸体14包括至少一个汽缸孔20，所述汽缸盖16包括进气门152和排气门154。在其他示例中，在发动机10被配置为二冲程发动机的示例中，汽缸盖16可以包括一个或多个进气道和/或排气道。汽缸体14包括汽缸壁32，活塞36被定位在其中并连接到曲轴40。因此，当耦接在一起时，汽缸盖16和汽缸体14可以形成一个或多个燃烧室。因此，基于活塞36的振荡来调节燃烧室30的容积。燃烧室30在本文中也可以被称为汽缸30。燃烧室30被示为分别经由进气门152和排气门154与进气歧管144和排气歧管148连通。每个进气门和排气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。替代地，进气门和排气门中的一个或多个可通过机电控制的阀线圈和电枢组件运转。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。因此，当气门152和154关闭时，燃烧室30和汽缸孔20可以被流体密封，使得气体不会进入或离开燃烧室30。

燃烧室30可以由汽缸体14的汽缸壁32、活塞36和汽缸盖16形成。汽缸体14可以包括汽缸壁32、活塞36、曲轴40等。汽缸盖16可以包括一个或多个燃料喷射器诸如燃料喷射器66、一个或多个进气门152以及一个或多个排气门诸如排气门154。汽缸盖16可通过诸如螺栓和/或螺钉的紧固件被耦接至汽缸体14。特别地，当被耦接时，汽缸体14和汽缸盖16可以通过垫圈彼此密封接触，并且由此汽缸体14和汽缸盖16可以密封燃烧室30，使得当进气门152打开时气体可以经由进气歧管144仅流进和/或流出燃烧室30，和/或当排气门154打开时可以经由排气歧管148仅流进和/或流出燃烧室30。在一些示例中，每个燃烧室30可以仅包括一个进气门和一个排气门。然而，在其他示例中，发动机10的每个燃烧室30中可以包括多于一个进气门和/或多于一个排气门。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于启动燃烧的火花塞192。响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统190能够在选择运转模式下通过火花塞192向汽缸14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可以省略火花塞192，例如在发动机10可以通过自动点火或通过喷射燃料来启动燃烧，诸如在某些柴油发动机中可能出现这种情况。

燃料喷射器66可以被定位成将燃料直接喷射到燃烧室30中，本领域技术人员已知这是直接喷射。燃料喷射器66以与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的燃料系统(未示出)将燃料输送到燃料喷射器66。从响应于控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供应运转电流。在一些示例中，发动机10可以是汽油发动机，并且燃料箱可以包括汽油，其可以通过喷射器66喷射到燃烧室30中。然而，在其他示例中，发动机10可以是柴油发动机，燃料箱可以包括柴油燃料，柴油燃料可以通过喷射器66被喷射到燃烧室中。此外，在发动机10被配置为柴油发动机的这样的示例中，发动机10可以包括电热塞以启动燃烧室30中的燃烧。

进气歧管144被示为与节气门62连通，节气门62调整节流板64的位置以控制到发动机汽缸30的气流。这可以包括控制来自进气升压室146的升压空气的气流。在一些实施例中，可以省略节气门62，而通过耦接至进气通道42且位于进气升压室146上游的单个进气系统节气门(AIS节气门)82来控制到发动机的气流。在又一些示例中，可以省略AIS节气门82，而可以使用节气门62来控制到发动机的气流。

在一些实施例中，发动机10被配置为提供排气再循环或EGR。当包括EGR时，可以提供EGR作为高压EGR和/或低压EGR。在发动机10包括低压EGR的示例中，可以经由EGR通道135和EGR阀138从涡轮164下游的排气系统位置将低压EGR提供给在进气系统(AIS)节气门82下游和压缩机162上游的位置处的发动机进气系统。当存在压力差以驱动流时，可以从排气系统将EGR抽吸到进气系统。通过部分地关闭AIS节气门82能够产生压力差。节流板84控制压缩机162进口处的压力。可以电动控制AIS，而且可以基于可选的位置传感器88来调整AIS的位置。

环境空气经由包括空气过滤器156的进气通道42被抽吸到燃烧室30中。因此，首先空气通过空气过滤器156进入进气通道42。然后压缩机162从进气通道42抽吸空气以经由压缩机出口管(图1中未示出)向升压室146供应压缩空气。在一些示例中，进气通道42可以包括具有过滤器的空气箱(未示出)。在一个示例中，压缩机162可以是涡轮增压器，其中通过涡轮164从排气流取得到压缩机162的动力。具体地，排气可以使经由轴161耦接至压缩机162的涡轮164旋转。废气门72允许排气绕过涡轮164，使得能够在变化的工况下控制升压压力。响应于增加的升压需求，例如在操作员踩加速器踏板期间，可以关闭废气门72(或者可以减小废气门的开度)。通过关闭废气门，能够增加涡轮上游的排气压力，从而提高涡轮转速和峰值功率输出。这样允许升压压力被提高。另外，当压缩机再循环阀部分打开时，废气门能够朝关闭位置移动以维持期望的升压压力。在另一个示例中，响应于减少的升压需求，例如在操作员松开加速器踏板期间，可以打开废气门72(或者可以增大废气门的开度)。通过打开废气门，能够减小排气压力，从而降低涡轮转速和涡轮功率。这样允许升压压力被降低。

然而，在替代实施例中，压缩机162可以是机械增压器，其中从曲轴40取得到压缩机162的动力。因此，压缩机162可以经由机械连接件(例如皮带)耦接到曲轴40。因此，由曲轴40输出的转动能的一部分可被传递到压缩机162用于驱动压缩机162。

压缩机再循环阀(CRV)158可以设置在压缩机162周围的压缩机再循环路径159中，使得空气可以从压缩机出口移动到压缩机进口，以便降低可以在压缩机162两端产生的压力差。增压空气冷却器157可以被定位在升压室146中、在压缩机162的下游，用于冷却输送到发动机进气装置的升压空气充气。然而，在图1所示的其他示例中，增压空气冷却器157可以被定位在进气歧管144中的电子节气门62的下游。在一些示例中，增压空气冷却器157可以是空气-空气增压空气冷却器。然而，在其他示例中，增压空气冷却器157可以是液体-空气冷却器。

在所描绘的示例中，压缩机再循环路径159被配置为使冷却的压缩空气从增压空气冷却器157的上游再循环至压缩机进口。在替代示例中，压缩机再循环路径159可以被配置为使压缩空气从压缩机的下游和增压空气冷却器157的下游再循环至压缩机进口。CRV158可以通过来自控制器12的电信号被打开和关闭。CRV 158可以被配置为具有默认半开启位置的三态阀，所述三态阀能够从所述默认半开启位置被移动到完全打开位置或完全关闭位置。

通用排气氧(UEGO)传感器126被示出耦接至排放控制装置70上游的排气歧管148。替代地，双态排气氧传感器可代替UEGO传感器126。在一个示例中，排放控制装置70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，能够使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。虽然所描绘的示例示出了涡轮164上游的UEGO传感器126，但应认识到，在替代实施例中，UEGO传感器可以被定位在涡轮164下游和排放控制装置70上游的排气歧管中。附加地或替代地，排放控制装置70可以包含柴油氧化催化剂(DOC)和/或柴油冷起动催化剂、微粒过滤器、三元催化剂、NO_x捕集器、选择性催化还原装置及其组合。在一些示例中，传感器可以被设置在排放控制装置70的上游或下游，其中传感器可以被配置为诊断排放控制装置70的状况。

控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12被示为从耦接至发动机10的传感器接收各种信号，除了先前讨论过的那些信号之外，还包括：来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；耦接至输入装置130的用于感测由车辆操作员132调整的输入装置踏板位置(PP)的位置传感器134；用于确定尾气点火的爆震传感器(未示出)；来自耦接至进气歧管144的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自耦接至升压室146的压力传感器122的升压压力的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压力也可以被感测(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，曲轴每旋转一次(由曲轴的旋转能够确定发动机转速(RPM))，霍尔效应传感器118就产生预定数量的等距脉冲。输入装置130可以包含加速器踏板和/或制动踏板。因此，来自位置传感器134的输出可以用于确定输入装置130的加速器踏板和/或制动踏板的位置，从而确定期望的发动机扭矩。因此，可以基于输入装置130的踏板位置估计车辆操作员132所要求的期望的发动机扭矩。

在一些示例中，车辆5可以是具有多个扭矩源的混合动力车辆，所述多个扭矩源可用于一个或多个车辆车轮59。在其他示例中，车辆5是仅具有一个发动机的传统车辆或仅具有(一个或多个)电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机(M/G)。当一个或多个离合器56被接合时，发动机10的曲轴40和电机52经由变速器54被连接到车辆车轮59。在所描绘的示例中，第一离合器56被设置在曲轴40和电机52之间，并且第二离合器56被设置在电机52和变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或分离离合器，以便将曲轴40与电机52和与电机52连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和与变速器54连接的部件连接或断开。变速器54可以是变速箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式进行配置，包括作为并联、串联或串并联混合动力车辆。

电机52从牵引电池58接收电力以向车辆车轮59提供扭矩。电机52也可以作为发电机运转，以例如在制动运转期间提供电力从而为电池58充电。

现在转向图2，其以侧视图及部分截面图的方式示意性地示出与液冷式内燃发动机连同通风容器205的第一实施例的片段。

该图示示出了汽缸盖203的一部分，汽缸盖203在组装端侧连接到汽缸体204以形成内燃发动机的汽缸220。

汽缸体204可以用作曲轴箱用于容纳汽缸220的活塞。汽缸盖203可以用于容纳为进气交换而成形的气门驱动装置，其中气门盖207用作气门驱动装置的盖。气门盖207可以基本上类似于凸轮盖。在本文中，气门盖207可以可互换地称为凸轮盖207。

气门的气门致动装置可以包含具有凸轮和至少一个凸轮从动件元件的凸轮轴，该凸轮从动件元件被设置在凸轮轴(即凸轮)与相关联的气门之间的力流中。在本实例中，摇臂形成凸轮从动件元件。致动机构(包括气门自身)可以被称为气门驱动装置。气门驱动装置可以被配置为在期望的时间打开和关闭汽缸220的进气口和出气口，并且确保汽缸220的充气和燃烧气体的排放。

为了供应空气，提供进气系统201，该进气系统201包含可以侧向地邻接汽缸盖203的入口歧管206。入口歧管206可以包含集气室206a，进气管路206b从集气室分支出来并通向汽缸专用进气口。

为使汽缸盖203上的热负载保持在极限内和/或期望的热范围内，内燃发动机可以被配备有液体型冷却装置，例如通风容器205。在汽缸盖203中，设置有冷却套和多个冷却剂管道，冷却剂管道引导冷却剂通过汽缸盖203。此处，通过沿冷却回路设置的泵208输送冷却剂，泵208设置在汽缸盖203上或部分地设置在汽缸盖203中。泵208可以示出泵208在汽缸盖203中的任选位置。应认识到，泵208可以可选地定位在汽缸盖的不同部分中。如所描述的，泵208可以布置成利用汽缸盖203的一个或多个机械元件来降低对额外致动元件的需求，从而减少封装限制。

通风容器205通过通风管路和回流管路202并入内燃发动机的冷却回路中，其中回流管路从通风容器205通向泵208。在一个示例中，通风容器205是脱气瓶。

在一些示例中，附加地或替代地，泵208可以被紧固到汽缸盖203的进口侧。在任何情况下，回流管路202和/或通风管路可以被设置在汽缸盖203的内部。也就是说，汽缸盖203可以被加工成包括用于安装通风管路和回流管路202的通道。附加地或替代地，通气管路和/或回流管路202可以被流体地耦接到汽缸220的冷却套(例如，图1的冷却套114)。

通风容器205可以被设置在入口歧管206和汽缸盖203之间。入口歧管206和汽缸盖203之间的虚拟连接管路211可以贯穿通风容器205。在一些示例中，附加地或替代地，通风容器205可以被一体地模制到入口歧管206上，使得容器的壁是一体的并且被永久地附接到盖，且所得到的接合部没有接缝。

现在转向图3，其示出了与凸轮盖207一体化的通风容器205的实施例300。在该示例中，通风容器205被直接且永久地安装在凸轮盖207的入口侧302上。通过将通风容器205布置在凸轮盖207上，可以增加相对于冷却剂通道和/或冷却剂软管的重力的梯度，这可以提高通风容器205的填充性能，同时减少通风容器205和冷却剂通道和/或冷却剂软管内捕获的空气。

轴线系统390被示为包括三个轴线，即与水平方向平行的x轴线、与竖直方向平行的y轴线以及与x轴线和y轴线中的每一个垂直的z轴线。通过箭头392示出重力方向，其中盖安装在平地上的车辆发动机上。

冷却剂管路310可布置在凸轮盖207上。在一些示例中，冷却剂管路310可从冷却剂管路进口312延伸出来并遵循凸轮盖207的外轮廓延伸。因此，冷却剂管路310可围绕凸轮盖207的周边蛇形弯曲前进和/或迂回前进。更具体地说，冷却剂管路进口312可以布置在凸轮盖207的排气侧304上，其中冷却剂管路310从冷却剂管路进口312延伸出来并围绕凸轮盖207的周边脊314延伸。周边脊314可以是凸轮盖207的凸起表面，其中周边脊314在进气凹部320和排气凹部330上方的位置处围绕凸轮盖207延伸。

在一些示例中，冷却剂管路310可以包括U形。在图3的示例中，U形可以是不对称的，其中冷却剂管路310在排气侧304上的一部分比冷却剂管路310在进气侧302上的一部分更长。冷却剂管路310可流体地耦接到进气侧302上的通风系统205。

冷却剂管路310还可以包括一对安装支架316，安装支架316从冷却剂管路310的外表面沿远离凸轮盖207的方向延伸。安装支架316可以成形为允许单独部件的紧固件延伸穿过其中，由此允许分离部件物理地耦接到冷却剂管路310。

以此方式，冷却剂管路310可以经由排气侧304上的冷却剂进口312接收冷却剂。冷却剂进口312可以接收来自EGR冷却器、汽缸冷却套、涡轮增压器冷却套或布置成邻近发动机和/或排气通道的一些其他冷却剂管路中的一个或多个的冷却剂。冷却剂可在到达通风容器205之前流过冷却剂管路310。通过围绕凸轮盖207的周边脊316延伸冷却剂管路310，冷却剂可比冷却剂管路直接从冷却剂进口312延伸到通风容器205的示例更快变热。通过这样做，相对于其他配置而言，冷启动持续时间可以缩短。

如图所示，凸轮盖207还包括多个孔340，多个孔340中的每个孔可以成形为接收多个紧固件342中的一个。多个孔340可以围绕凸轮盖207的整个周边布置。另外，孔340可布置在进气凸轮凹部320和排气凸轮凹部330之间。在一个示例中，每个孔340可以与每个紧固件342螺纹互补地螺纹连接。在一个示例中，紧固件342是螺栓。紧固件342可以延伸穿过汽缸盖(例如，图2的汽缸盖203)的一个或多个孔，以将凸轮盖207物理地耦接到汽缸盖。

进气凸轮凹部320可成形为容纳发动机(例如，图1的发动机10)的一个或多个汽缸的一个或多个凸轮轴和/或气门。同样地，排气凸轮凹部330可成形为容纳发动机的一个或多个汽缸的一个或多个凸轮轴和/或气门。在一个示例中，进气凸轮凹部320可以容纳进气凸轮，排气凸轮凹部330可以容纳排气凸轮。进气凸轮凹部320可以包括纵向轴线322，纵向轴线322可以平行于排气凸轮凹部330的纵向轴线332。纵向轴线322和332中的每一个可以分别平行于布置在进气凸轮凹部320和排气凸轮凹部中的凸轮轴。

在图3的示例中，通风容器205可布置在进气凸轮凹部320之上，其中通风容器205的纵向长度平行于进气凸轮凹部320的纵向轴线322。在一些示例中，通风容器205可仅布置在进气凸轮凹部320上方。因此，在一个示例中，通风容器205可以不布置在排气凸轮凹部330之上。换言之，通风容器205可以不与从排气凸轮盖330延伸出来的竖直管路相交，使得通风容器205和排气凸轮凹部330之间沿着y轴线不存在重叠。

通风容器205可沿进气凸轮凹部320的整个纵向长度延伸。通风容器205的宽度和/或横向长度可小于紧固件342A和342B之间的距离。通过这样做，装配工人和/或修理人员在不需要将通风容器205从凸轮盖205移除的情况下就可以接近紧固件342中的每个。

通气容器205还可以包括从通风容器205的第一侧面318A延伸的出口352。第一侧318A可以与第二侧面318B相反，其中第二侧面318B可以接收冷却剂管路310。这样，出口352可以设置在通风系统205的与接收冷却剂管路310的那面相反的一面上。出口352可以是冷却剂出口，其可以将冷却剂引导至另一个液冷式装置。附加地或替代地，出口352可以是气体出口，其中通风系统可以经由出口352排气。

通风容器354还包括布置在顶部纵向表面319上的填充盖354。顶部纵向表面319可以是离进气凸轮凹部320最远的纵向表面。这样，底部纵向表面可以与凸轮盖207直接面对面接触。因此，顶部纵向表面319可以面向与进气凸轮凹部320相反的方向。以此方式，装配工人和/或修理人员可以容易地接近填充盖354。

以此方式，通风系统可以被模制和/或集成到发动机的一个或多个预先存在的部件中。将通风系统设置到先前存在的发动机部件(例如气门盖或进气歧管)中或设置为与先前存在的发动机部件(例如气门盖或进气歧管)相邻的技术效果是可以减少通风系统的软管管路以降低冷却剂容量需求并缩短软管长度。通过这样做，与具有较长软管管路的通风系统相比，冷却剂可以更快地预热，从而缩短冷起动持续时间。另外，较短的软管可以降低气体被捕集在通风系统的通道内的可能性，这会提高发动机的热负载。

液冷式内燃发动机的一个实施例包含：包含至少一个汽缸的至少一个汽缸盖；成形为供应空气的进气系统，所述进气系统包含入口歧管，所述入口歧管侧向地邻接所述至少一个汽缸盖并包含集气室，至少一个汽缸进气管路从所述集气室分支出来用于每个汽缸；和包含冷却回路的液体型冷却装置，所述冷却回路配备有用于输送冷却剂的泵并且配备有通风容器，所述通风容器经由通风管路和回流管路被流体地耦接到所述内燃发动机的所述冷却回路；其中，所述通风容器被设置在所述入口歧管上方且设置在所述入口歧管和所述至少一个汽缸盖之间，从所述入口歧管和所述至少一个汽缸盖延伸的虚拟连接管路贯穿所述通风容器。液冷式内燃发动机的第一示例还包含其中通风容器与进气歧管至少部分地一体形成。液冷式内燃发动机的第二示例任选地包括第一示例，还包含其中通风容器与入口歧管被形成为单件。液冷式内燃发动机的第三示例任选地包括第一和/或第二示例，还包含其中通风容器与至少一个汽缸盖的气门盖至少部分地一体形成。液冷式内燃发动机的第四示例任选地包括第一至第三示例中的一个或多个，还包括其中冷却回路至少部分地集成到至少一个汽缸盖中。液冷式内燃发动机的第五示例任选地包括第一至第四示例中的一个或多个，还包括其中回流管路至少部分地集成到至少一个汽缸盖中。液冷式内燃发动机的第六示例任选地包括第一至第五示例中的一个或多个，还包括其中回流管路将通风容器连接到泵。液冷式内燃发动机的第七示例任选地包括第一至第六示例中的一个或多个，还包括其中泵是电动运转泵。液冷式内燃发动机的第八示例任选地包括第一至第七示例中的一个或多个，还包括其中泵是机械运转泵。液冷式内燃发动机的第九示例任选地包括第一至第八示例中的一个或多个，还包括其中通过使用包含内燃发动机的凸轮轴的牵引机构来驱动泵。液冷式内燃发动机的第十示例任选地包括第一至第九示例中的一个或多个，还包括其中泵在进口侧被紧固到与进气歧管相邻的至少一个汽缸盖。液冷式内燃发动机的第十一示例任选地包括第一至第十示例中的一个或多个，还包括其中通风容器包含塑料材料。

系统的一个实施例包含发动机，该发动机包含被物理地耦接到汽缸体的汽缸盖，所述汽缸盖包含与其耦接的气门盖，并且其中通风装置被集成到所述气门盖中且被设置在进气歧管和汽缸盖之间的位置中。系统的第一示例还包括其中通风装置包含流体地耦接到发动机的至少一个汽缸的至少一个冷却套的冷却回路。系统的第二示例任选地包括第一示例，还包括其中冷却回路延伸穿过汽缸盖。系统的第三示例任选地包括第一和/或第二示例，还包括其中通风系统包含被设置成与所述汽缸盖相邻的泵。系统的第四示例任选地包括第一至第三示例中的一个或多个，还包括其中泵设置在汽缸盖内部。系统的第五示例任选地包括第一至第四示例中的一个或多个，还包括其中泵被紧固在汽缸盖的进口侧处。系统的第六示例任选地包括第一至第五示例中的一个或多个，还包括其中经由凸轮轴运转泵。

发动机的一个实施例包含被设置在汽缸盖和汽缸体内的至少一个汽缸，所述汽缸包含被流体地耦接到通风装置的冷却回路的冷却套，所述通风装置被物理地耦接到所述汽缸盖的气门盖并且被设置在所述汽缸盖和进气歧管之间的空间中，并且其中所述冷却回路的泵被紧固在所述汽缸盖的进口侧处。

发动机的另一实施例包含：设置在汽缸盖和汽缸体内的至少一个汽缸，所述汽缸包含一个或多个进气门和排气门；包含成形为容纳进气和排气凸轮轴的进气凸轮凹部和排气凸轮凹部的凸轮盖，所述进气和排气凸轮轴分别成形为驱动所述进气门和排气门；以及模制到所述凸轮盖并且仅设置在所述进气凸轮凹部上方的通风装置，并且其中所述通风装置流体地耦接到冷却剂管路，所述冷却剂管路从所述凸轮盖的排气侧延伸到设置有所述通风装置的所述凸轮盖的进气侧，并且其中所述冷却剂管路流体地耦接到汽缸冷却套。

应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造以及其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

随附权利要求具体地指出被认为是新颖的且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求而要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求相比范围更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种液冷式内燃发动机，其包含：

包含至少一个汽缸的至少一个汽缸盖；

被成形为供应空气的进气系统，所述进气系统包含入口歧管，所述入口歧管侧向地邻接所述至少一个汽缸盖并且包含集气室，至少一个汽缸进气管路从所述集气室分支出来用于每个汽缸；和

包含冷却回路的液体型冷却装置，所述冷却回路配备有用于输送冷却剂的泵并且配备有通风容器，所述通风容器经由通风管路和回流管路被流体地耦接到所述内燃发动机的所述冷却回路；其中

所述通风容器被设置在所述入口歧管上方并且被设置在所述入口歧管和所述至少一个汽缸盖之间，从所述入口歧管和所述至少一个汽缸盖延伸的虚拟连接管路贯穿所述通风容器。

2.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述通风容器与所述入口歧管至少部分地一体形成。

3.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述通风容器与所述入口歧管被形成为单件。

4.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述通风容器与所述至少一个汽缸盖的气门盖至少部分地一体形成。

5.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述冷却回路被至少部分地集成到所述至少一个汽缸盖中。

6.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述回流管路被至少部分地集成到所述至少一个汽缸盖中。

7.根据权利要求6所述的液冷式内燃发动机，其中所述回流管路将所述通风容器连接到泵。

8.根据权利要求7所述的液冷式内燃发动机，其中所述泵是电动运转泵。

9.根据权利要求7所述的液冷式内燃发动机，其中所述泵是机械运转泵。

10.根据权利要求7所述的液冷式内燃发动机，其中通过使用包含所述内燃发动机的凸轮轴的牵引机构驱动所述泵。

11.根据权利要求7所述的液冷式内燃发动机，其中所述泵在进口侧被紧固到与所述进气歧管相邻的所述至少一个汽缸盖。

12.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述通风容器包含塑料材料。

13.一种系统，其包含：

发动机，其包含被物理地耦接到汽缸体的汽缸盖，所述汽缸盖包含与其耦接的气门盖，并且其中通风装置被集成到所述气门盖中并且被设置在所述进气歧管和所述汽缸盖之间的位置中。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述通风装置包含被流体地耦接到所述发动机的至少一个汽缸的至少一个冷却套的冷却回路，并且其中所述气门盖是凸轮盖，并且其中所述冷却回路围绕所述凸轮盖的一部分从排气侧延伸到所述通风装置被定位的进气侧。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述冷却回路延伸穿过所述汽缸盖。

16.根据权利要求13所述的系统，其中所述通风系统包含被设置成与所述汽缸盖相邻的泵。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述泵被设置在所述汽缸盖内部。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述泵被紧固在所述汽缸盖的进口侧处。

19.根据权利要求16所述的系统，其中所述泵经由凸轮轴运转。

20.一种发动机，其包含：

至少一个汽缸，其被设置在汽缸盖和汽缸体内，所述汽缸包含一个或多个进气门和排气门；

凸轮盖，其包含被成形为覆盖进气和排气凸轮轴的进气凸轮凹部和排气凸轮凹部，所述进气和排气凸轮轴分别被成形为驱动所述进气门和排气门；以及

通风装置，其被一体地模制到所述凸轮盖并且仅设置在所述进气凸轮凹部上方，并且其中所述通风装置被流体地耦接到冷却剂管路，所述冷却剂管路从所述凸轮盖的排气侧延伸到所述凸轮盖的设置有所述通风装置的进气侧，并且其中所述冷却剂管路被流体地耦接到汽缸冷却套。