CN109538384B - 进气系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种进气系统及车辆，涉及车辆技术领域。本发明的进气系统包括节气门和进气歧管。节气门用于调节进入发动机的空气的进气量。进气歧管设置于节气门的上方且与节气门相连通。每个进气歧管的管壁处均设有用于加热进气歧管的管壁的第一加热装置，以防止空气中的水汽在进气歧管的内壁凝结。采用上述结构，在进气歧管管壁处设置加热装置，对进气歧管管壁进行加热，减小甚至消除进气歧管内壁与进气之间的温差，使管壁的温度大于等于空气的进气温度，避免空气中的水汽在进气歧管内壁凝结形成霜，消除冷凝水来源，有效避免节气门结冰，保证寒冷的冬季发动机冷启动时工作可靠。

Description

进气系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种进气系统及车辆。

背景技术

发动机的节气门体包括外壳和节气门，是控制发动机动力输出的装置。天气寒冷时，节气门位置会结冰，严重影响节气门附近的气体流通，，使得发动机的性能和油耗恶化，还会导致发动机难以启动。因此，节气门结冰和发动机冷启动问题一直是困扰汽车发动机启动的一大难题。

目前解决节气门结冰的常用方法是自带加热系统或破冰功能。但是，上述方法无法从根本上解决节气门结冰问题。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种用于车辆的进气系统，以解决现有技术中因节气门结冰导致发动机冷启动时无法正常启动的问题。

本发明一个进一步的目的是要使得可根据外界环境温度选择性地对进气歧管加热，以保证在寒冷环境下对发动机冷启动。

本发明另一个目的是要提供一种车辆，以解决现有技术中因节气门结冰导致发动机冷启动时无法正常启动的问题。

一方面，本发明提供了一种进气系统，用于为发动机输送空气，包括：

节气门，用于调节进入所述发动机的空气的进气量；和

进气歧管，设置于所述节气门的上方，所述进气歧管与所述节气门相连通；

其中，所述进气歧管的管壁处设有用于加热所述进气歧管的管壁的第一加热装置，以防止进入所述进气歧管的空气中的水汽在所述进气歧管的内壁凝结成霜。

可选地，还包括：

壁面温度传感器，设置于所述进气歧管的管壁处，用于检测所述进气歧管的内壁温度；和

温度调节器，与所述第一加热装置相连，用于控制所述第一加热装置以调节所述进气歧管的内壁温度；

其中，当所述进气歧管的内壁温度小于预设温度时，所述温度调节器控制所述第一加热装置加热所述进气歧管的内壁。

可选地，还包括：

壁面温度传感器，设置于所述进气歧管的管壁处，用于检测所述进气歧管的内壁温度；

设置于所述节气门上游的进气温度传感器，用于检测将要进入所述节气门的空气的进气温度；和

温度调节器，与所述第一加热装置相连，用于控制所述第一加热装置以调节所述进气歧管的内壁温度；

其中，当所述进气温度高于所述内壁温度时，所述温度调节器控制所述第一加热装置加热所述进气歧管的内壁以使所述内壁温度大于所述进气温度。

可选地，还包括：

设置于所述节气门上游的进气温度传感器，用于检测将要进入所述节气门的空气的进气温度；和

温度调节器，与所述第一加热装置相连，控制所述第一加热装置以调节所述进气歧管的内壁温度；

其中，当所述进气温度高于预设温度时，所述温度调节器控制所述第一加热装置加热所述进气歧管的内壁。

可选地，还包括：

大气温度传感器，用于检测大气温度；

调节器开关装置，用于开启或关闭所述温度调节器，所述调节器开关装置配置成当所述大气温度低于预设阈值时，控制所述温度调节器开启。

可选地，还包括：

调节器开关装置，用于手动开启或关闭所述温度调节器。

可选地，还包括：

与所述进气歧管相连通的曲轴箱通风系统出气管，所述曲轴箱通风系统出气管末端的管壁处设有第二加热装置。

可选地，所述第一加热装置和所述第二加热装置均为加热电阻，且所述第一加热装置和第二加热装置分别预埋于所述进气歧管和所述曲轴箱通风系统出气管的管壁内。

可选地，所述第二加热装置的最大加热温度大于所述第一加热装置的最大加热温度。

另一方面，本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括上述的用于为发动机输送空气的进气系统。

本发明的进气系统包括节气门和进气歧管。节气门用于调节进入发动机的空气的进气量。进气歧管设置于节气门的上方且与节气门相连通。每个进气歧管的管壁处均设有用于加热进气歧管的管壁的第一加热装置，以防止空气中的水汽在进气歧管的内壁凝结。采用上述结构，在进气歧管管壁处设置加热装置，对进气歧管管壁进行加热，减小甚至消除进气歧管内壁与进气之间的温差，使管壁的温度大于等于空气的进气温度，避免空气中的水汽在进气歧管内壁凝结形成霜，消除冷凝水来源，有效避免节气门结冰，保证寒冷的冬季发动机冷启动时工作可靠。

进一步地，本发明的进气系统，通过布置在节气门前的进气温度传感器读取进气温度，并与安装在进气歧管壁面的壁面温度传感器反馈的信号进行对比，当壁面温度传感器反馈的温度低于进气温度时，发动机ECU向温度调节器发出指令，调节进气歧管内部预埋的加热电阻的温度，从而调节支管内腔壁面的温度。将支管内壁的温度控制在一定范围并始终高于进气温度，避免空气内的水汽在支管壁面凝结成霜。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的进气系统的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的进气歧管的示意性截面图；

图3是根据本发明另一个实施例的进气系统的示意性工作原理图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的进气系统的示意性结构图。图2是根据本发明一个实施例的进气歧管1的示意性截面图。图3是根据本发明另一个实施例的进气系统的示意性工作原理图。下面参照图1至图3来描述本发明实施例的进气系统。

申请人发现，车辆在寒冷、潮湿地区运行过程中，受机舱内气流影响，进气歧管壁面温度较低(低于0℃)，空气可能会在进气歧管内壁凝结形成一层霜；尤其是对于增压型发动机，新鲜空气经增压器压缩后温度升高(高于0℃)，由于进气温度明显高于进气歧管壁面温度，压缩后空气中的水汽，会在进气歧管内壁凝结形成一层霜。当车辆停机后，由于机舱内无明显气体流动，机舱内温度迅速升高，导致进气歧管内壁凝结的霜融化形成水珠，在重力作用下向下流动至节气门位置，由于外部温度较低且节气门体一般为金属结构，节气门温度降低快，水珠在节气门位置凝结形成冰，导致发动机冷启动时无法正常启动。为解决上述问题，申请人设计了如下方案。

参考图1，图中的箭头指气体流动方向。本实施例中的进气系统，用于为发动机输送空气，其包括增压器3、节气门2和进气歧管1。外界的新鲜空气被吸入到增压器3中增压后，流经节气门2，通过进气歧管1进入到发动机的气缸内。节气门2设置于增压器3下游，用于调节进入发动机的空气的进气量。进气歧管1设置于节气门2的上方，进气歧管1与节气门2相连通。进气歧管1包括进气总口14、稳压腔11、分别与稳压腔11相连通的多个支管12，进气总口14与节气门2相连通。为了防止空气中的水汽在进气歧管1的内壁凝结，进气歧管1的管壁处均设有用于加热进气歧管1的管壁的第一加热装置13，以防止进入进气歧管1的空气中的水汽在进气歧管1的内壁凝结成霜。第一加热装置13可以为加热电阻，加热电阻的加热电源一般指发动机蓄电池电源及由发电机产生的电能。参考图3，第一加热装置13可以预埋于进气歧管1的管壁内，该嵌入式结构还能有效提高进气歧管1的强度。

采用上述结构，在进气歧管1管壁处设置加热电阻，对进气歧管1管壁进行加热，减小甚至消除进气歧管1内壁与进气之间的温差，使管壁的温度大于等于空气的进气温度，避免空气中的水汽在进气歧管1内壁凝结形成霜，消除冷凝水来源，有效避免节气门2结冰，保证寒冷的冬季发动机冷启动时工作可靠。

参考图2，在一个进一步地实施例中，进气系统还包括壁面温度传感器4和温度调节器5。图2中的虚线代表的是信号连接。壁面温度传感器4设置于进气歧管1的管壁处，用于检测进气歧管1的内壁温度。温度调节器5与第一加热装置13相连，控制第一加热装置13以调节进气歧管1的内壁温度。当进气歧管1的内壁温度小于预设温度时，温度调节器5控制第一加热装置13加热进气歧管1的内壁。这里的预设温度可以是工作人员或驾驶员自己设定的，预设温度的范围可以是0℃，还可以是其他数值，该数值根据不同区域的环境设置，此处不做详细限定。温度调节器5可以集成到发动机ECU中，还可以单独设置。当壁面温度传感器4检测到进气歧管1的管壁的温度低于预设温度时，发动机ECU发出信号给温度调节器5，温度调节器5接收到信号后控制第一加热装置13对进气歧管1的管壁进行加热并使其保持在某一温度以上。在其他实施例中，进气系统还包括大气温度传感器7和调节器开关装置8。大气温度传感器7，可以设置于发动机舱外，用于检测大气温度。调节器开关装置8用于开启或关闭温度调节器5，调节器开关装置8配置成当大气温度低于预设阈值时，调节器开关装置8控制温度调节器5开启。这里的预设阈值可以由工作人员设定，还可以由用户根据自身所在地的环境自己设定，例如，可以是0℃，也可以是10℃，这里的数值只是举例，并不是对预设阈值进行限定。此外，调节器开关装置8还可以配置成用于手动开启或关闭温度调节器5。调节器开关装置8可以设置成按钮状，设置于驾驶室内。驾驶员通过手动按钮即可控制温度调节器5，避免大气温度传感器7出现故障时，温度调节器5不能正常开启或关闭。

继续参考图2，在另一个进一步地实施例中，进气系统还包括壁面温度传感器4、进气温度传感器6和温度调节器5。壁面温度传感器4设置于进气歧管1的管壁处，用于检测进气歧管1的内壁温度。进气温度传感器6设置于节气门2上游，用于检测将要进入节气门2的空气的进气温度。温度调节器5与第一加热装置13相连，控制第一加热装置13以调节进气歧管1的内壁温度。当进气温度高于内壁温度时，温度调节器5控制第一加热装置13加热进气歧管1的内壁以使内壁温度大于进气温度。进气系统的工作原理大致如下：通过布置在节气门2前的进气温度传感器6读取进气温度，并与安装在进气歧管1壁面的壁面温度传感器4反馈的信号进行对比，当壁面温度传感器4反馈的温度低于进气温度时，发动机ECU向温度调节器5发出指令，调节进气歧管1内部预埋的加热电阻的温度，从而调节支管12内腔壁面的温度。将支管12内壁的温度控制在一定范围并始终高于进气温度，避免空气内的水汽在支管12壁面凝结成霜。在其他实施例中，进气系统还包括大气温度传感器7和调节器开关装置8。大气温度传感器7，可以设置于发动机舱外，用于检测大气温度。调节器开关装置8用于开启或关闭温度调节器5，调节器开关装置8配置成当大气温度低于预设阈值时，调节器开关装置8控制温度调节器5开启。这里的预设阈值可以由工作人员设定，还可以由用户根据自身所在地的环境自己设定，例如，可以是0℃，也可以是10℃，这里的数值只是举例，并不是对预设阈值进行限定。调节器开关装置8可以设置成按钮状，设置于驾驶室内。此外，调节器开关装置8还可以配置成用于手动开启或关闭温度调节器5。驾驶员通过手动按钮即可控制温度调节器5，避免大气温度传感器7出现故障时，温度调节器5不能正常开启或关闭。具体地，发动机冷启动后，发动机ECU通过安装在车体上的大气温度传感器7，识别大气温度，当大气温度低于限定值时或者调节器开关装置8的按钮为ON时，发动机ECU接受指令，联通进气温度传感器6与外部电源，开启进气歧管1加热系统。

继续参考图2，在又一个进一步地实施例中，进气系统还包括进气温度传感器6和温度调节器5。进气温度传感器6设置于节气门2的上游，用于检测将要进入节气门2的空气的进气温度。温度调节器5与第一加热装置13相连，控制第一加热装置13以调节进气歧管1的内壁温度。进气温度高于预设温度时，温度调节器5控制第一加热装置13加热进气歧管1的内壁。这里的预设温度可以是工作人员或驾驶员自己设定的，预设温度的数值可以是20℃，还可以是其他数值，该数值根据不同区域的环境、不同车型等设置，此处不做详细限定。温度调节器5可以集成到发动机ECU中，还可以单独设置。当进气温度传感器6检测到进入节气门2前的空气的温度高于预设温度时，发动机ECU发出信号给温度调节器5，温度调节器5接收到信号后控制第一加热装置13对进气歧管1的管壁进行加热并使其保持在某一温度以上。这里的温度可以根据实际情况设定。在其他实施例中，进气系统还包括大气温度传感器7和调节器开关装置8。大气温度传感器7，可以设置于发动机舱外，用于检测大气温度。调节器开关装置8用于开启或关闭温度调节器5，调节器开关装置8配置成当大气温度低于预设阈值时，调节器开关装置8控制温度调节器5开启。这里的预设阈值可以由工作人员设定，还可以由用户根据自身所在地的环境自己设定，例如，可以是0℃，也可以是10℃，这里的数值只是举例，并不是对预设阈值进行限定。此外，调节器开关装置8还可以配置成用于手动开启或关闭温度调节器5。调节器开关装置8可以设置成按钮状，设置于驾驶室内。驾驶员通过手动按钮即可控制温度调节器5，避免大气温度传感器7出现故障时，温度调节器5不能正常开启或关闭。

继续参考图1和图3，在一个实施例中，为保证曲轴箱通风的进气均匀性，现有技术中曲轴箱通风系统出气管9常常布置在进气总口14位置。曲轴箱通风系统中的气体经常携带含水量较高的混合气，该混合气进入进气歧管1后，在进气歧管1入口处由于温度突降，凝结成霜，当车辆停止后，霜融化形成水珠，在节气门2位置凝结形成冰，导致发动机冷启动时无法正常启动。因此，在进气歧管1管壁处设置加热装置，对进气歧管1管壁进行加热，减小甚至消除进气歧管1内壁与进气之间的温差，使管壁的温度大于等于空气的进气温度，避免空气中的水汽在进气歧管1内壁凝结形成霜，消除冷凝水来源，有效避免节气门2结冰，保证寒冷的冬季，发动机冷启动时工作可靠。

此外，由于曲轴箱通风系统出气管9的出口温度较低，曲轴箱通风系统中的气体经常携带含水量较高的混合气。在遇到寒冷天气时，混合气中的水汽容易在此处出风口与进气歧管1接壤处凝结成霜，因此，在一个实施例的进气系统中，曲轴箱通风系统出气管9末端的管壁处设有第二加热装置91。第二加热装置91同样可以为加热电阻，第二加热装置91预埋于出气管的管壁内。由于曲轴箱通风管道内整体温度较高，从曲轴箱进入进气歧管1的混合气，在气体流动的作用下，直接进入发动机燃烧室参与燃烧，不会在节气门2附近凝结成霜，从而避免节气门2结冰现象。第二加热装置91可以由温度调节器5控制，温度调节器5可控制第二加热装置91一直工作，使出气管末端温度一直保持在某一范围内，这里的温度范围可以跟从曲轴箱出来的气体的温度差不多。

在一个优选地实施例中，第二加热装置91所达到的最大加热温度大于第一加热装置13所达到的最大加热温度。具体地，曲轴箱通风系统出气管9内嵌的加热电阻排布密度较进气歧管1的加热电阻更加多而密，以达到提高局部温度的目的。

本发明还提供了一种车辆，车辆包括上述实施例中的用于为发动机输送空气的进气系统。车辆采用上述实施例中进气系统后，可以达到以下效果：

通过加热进气歧管1内腔壁面，避免冷凝水的产生，从根本上消除节气门2结冰的隐患，有效避免节气门2结冰，保证寒冷的冬季发动机冷启动时工作可靠；

不受进气歧管1结构影响，加热电阻为预埋在塑料进气歧管1壁里，对进气均匀性无影响，且能有效提高进气歧管1强度；

结构简单，布置方便，相对于带有破冰功能的节气门2来说，成本低。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种进气系统，用于为发动机输送空气，其特征在于，包括：

节气门，用于调节进入所述发动机的空气的进气量；和

进气歧管，设置于所述节气门的上方，所述进气歧管与所述节气门相连通；

其中，所述进气歧管的管壁处设有用于加热所述进气歧管的管壁的第一加热装置，以防止进入所述进气歧管的空气中的水汽在所述进气歧管的内壁凝结成霜；

还包括：

设置于所述节气门上游的进气温度传感器，用于检测将要进入所述节气门的空气的进气温度；和

温度调节器，与所述第一加热装置相连，控制所述第一加热装置以调节所述进气歧管的内壁温度；

其中，当所述进气温度高于预设温度时，所述温度调节器控制所述第一加热装置加热所述进气歧管的内壁。

2.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于，还包括：

壁面温度传感器，设置于所述进气歧管的管壁处，用于检测所述进气歧管的内壁温度；

其中，当所述进气温度高于所述内壁温度时，所述温度调节器控制所述第一加热装置加热所述进气歧管的内壁以使所述内壁温度大于所述进气温度。

3.根据权利要求2所述的进气系统，其特征在于，还包括：

大气温度传感器，用于检测大气温度；

调节器开关装置，用于开启或关闭所述温度调节器，所述调节器开关装置配置成当所述大气温度低于预设阈值时，控制所述温度调节器开启。

4.根据权利要求2所述的进气系统，其特征在于，还包括：

调节器开关装置，用于手动开启或关闭所述温度调节器。

5.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于，还包括：

与所述进气歧管相连通的曲轴箱通风系统出气管，所述曲轴箱通风系统出气管末端的管壁处设有第二加热装置。

6.根据权利要求5所述的进气系统，其特征在于，

所述第一加热装置和所述第二加热装置均为加热电阻，且所述第一加热装置和第二加热装置分别预埋于所述进气歧管和所述曲轴箱通风系统出气管的管壁内。

7.根据权利要求6所述的进气系统，其特征在于，

所述第二加热装置的最大加热温度大于所述第一加热装置的最大加热温度。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-7中任一项所述的用于为发动机输送空气的进气系统。

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