CN110388291A - 用于内燃机的进气段的进气管的管区段 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于尤其是机动车的内燃机的进气段的进气管的管区段（10），进气段用于抽吸燃烧空气。管区段（10）包括至少一部分用于从燃烧空气分离水的水分离装置（24）和管壁（14）和至少一个空气引导区段（26），管壁在周围包围管区段（10）的假想的轴线（12），空气引导区段关于轴线（12）径向地在管壁（14）内延伸。至少一个空气引导区段（26）具有用于水的至少一个分离面（36），分离面关于轴线（12）螺旋式地延伸。

Description

用于内燃机的进气段的进气管的管区段

技术领域

本发明涉及一种用于尤其是机动车的内燃机的进气段的进气管的管区段，进气段用于抽吸燃烧空气，管区段具有至少一部分用于从燃烧空气分离水的水分离装置、管壁和至少一个空气引导区段，管壁在周围包围管区段的假想的轴线，空气引导区段关于轴线径向地在管壁内延伸。

背景技术

由EP 1 167 743 B1已知了用于机动车的内燃机的进气系统，其具有初始空气管路。在初始空气管路中，进入的空气被置于旋转中。旋转通过布置在初始空气管路中的引导叶片产生。通过空气的旋转，包含在空气中的水滴向外甩出，在那里，水滴在初始空气管路上分离。

发明内容

本发明的任务是设计一种开头提到的类型的管区段，其中可以进一步改进对包含在燃烧空气中的水的分离。

该任务根据本发明以如下方式解决，至少一个空气引导区段具有用于水的至少一个分离面，分离面关于轴线螺旋式地延伸。

根据本发明如此设计至少一个空气引导区段，从而其可以使燃烧空气置于旋转中，并且可以使水粒在至少一个分离面上直接分离。与之不同地，利用由现有技术已知的引导叶片仅产生旋转。实际的水分离在那里只有在管区段的外壁上才进行。通过至少一个分离面的螺旋式的设计，水滴可以基于其惯性直接朝至少一个分离面撞击并且分离。通过旋转水滴此外可以基于离心力关于轴线径向向外到达管壁的径向内部的周侧，并且在那里传送。

在有利的实施方式中，至少一个分离面可以包含轴线。以该方式，至少一个分离面可以至少延伸到管区段的被管壁包围的内部空间的中心。因此也可以在中心分离水滴。

在另外的有利的实施方式中，至少一个分离面可以在管壁的整个内横截面上延伸。在管壁的整个内横截面上延伸的至少一个分离面中，不能够实现用于在至少一个分离面旁边经过的燃烧空气的通路，从而改进用于水的分离效率。

在另外的有利的实施方式中，至少一个分离面的斜度在关于轴线的轴向的范围上可以是恒定的。以该方式可以实现在管区段中的更均匀的流动。

有利地，至少一个分离面的斜度可以是在40º至60º之间。证实的是，在这些斜度中，一方面可以实现更好的水分离，并且另一方面可以避免、至少减小管区段中的涡流。

在另外的有利的实施方式中，至少一个分离面的关于轴线的轴向的螺旋高度可以是大约在150mm至180mm之间、尤其是大约165mm。以该方式可以实现水分离与空气流动之间的更好的比。

有利地，管壁的内直径可以是在大约5cm至大约30cm之间。在这种管直径中可以实现足够大的体积流。此外，在这种管刀（Rohrmesser）中，根据本发明的水分离是特别有效的。

在另外的有利的实施方式中，至少一个分离面可以是连贯的。以该方式可以更简单地实现分离面。此外，因此可以避免或至少减小可能的过渡部，过渡部可能导致涡流和分流。

在另外的有利的实施方式中，至少一个分离面可以在其关于燃烧空气通过管区段的主流动方向在下游的端部的区域中具有至少一个凸肩。在至少一个凸肩上可以获取在至少一个分离面上分离的水。

通过至少一个凸肩的相应的造型和/或定向，获取的水可以关于轴线径向向外从流动空间导出。在径向外部，水可以间接通过至少一个相应的水导出通道或直接进入排水口。通过排水口，分离的水可以从管区段排出。

有利地，至少一个凸肩可以在大约90º的角度下从至少一个分离面凸出。以该方式，凸肩也可以用作用于水的碰撞面。

在另外的有利的实施方式中，至少一个分离面可以在其关于轴线的轴向的范围上围绕轴线螺旋式地扭转大约在180º至230º之间、尤其是225º的圆周角。以该方式，沿关于轴线轴向的方向来看，不能够实现针对燃烧空气的笔直的通路。

在另外的有利的实施方式中，至少一个分离面可以在其关于燃烧空气通过管区段的主空气流动方向在下游的边缘上大约V形地成形，其中“V”的尖部可以与主空气流动方向相反地指向。以该方式，至少一个分离面的下游的边缘可以具有两个对置的关于轴线径向向外的倾斜部。因此，在至少一个分离面上分离的水粒可以随着空气流动沿至少一个分离面的下游的边缘的倾斜部径向向外流动。因此，尤其是与至少一个分离面的下游的边缘上的至少一个凸肩相结合地，可以改进水从至少一个分离面径向向外的导出。

有利地，“V”的尖部可以大约位于轴线上。在该情况下，分离的水可以在至少一个分离面的下游的边缘上均匀地在两侧从管区段的中心径向向外导出。

在另外的有利的实施方式中，在管壁中可以布置至少一个关于轴线盘旋式（schraubenartig）地延伸的水导出通道，水导出通道在其径向内部的周侧至少部分相对管区段的引导燃烧空气的流动空间是敞开的，并且水导出通道至少部分沿至少一个分离面的相应的径向外部的侧边缘延伸。在至少一个水导出通道中，分离的水可以在用于燃烧空气的流动空间外部导出。通过在径向内部的周侧的至少部分的开口，分离的水可以从至少一个分离面进入水导出通道。由于至少一个水导出通道位于管区段的流动空间的径向外部，所以可以通过该水导出通道较少地影响流动空间中的空气流动。水导出通道可以径向地完全布置在管区段的外部，从而管区段中的在水导出通道的区域中的流动空间相应于在具有水导出通道的区域前方和/或后方的流动空间。由此，流动没有被损害，并且使燃烧空气流动中的压力损失最小化。

有利地，在管壁中可以布置两个水导出通道。因此可以改进分离的水的流出。

有利地，两个水导出通道可以关于轴线在径向对置的侧面上延伸。以该方式，可以在至少一个分离面、尤其是至少一个在整个内横截面上延伸的分离面的对置的边缘上分别布置水导出通道。

在另外的有利的实施方式中，至少一个水导出通道可以关于轴线沿燃烧空气通过管区段的主空气流动方向来看，至少部分在至少一个分离面的相应的侧边缘前方延伸，和/或至少部分在至少一个分离面的相应的侧边缘后方延伸。在此，水导出通道可以在至少一个分离面的相应的侧边缘的前方和后方延伸。至少一个分离面的相应的侧边缘也可以关于水导出通道的轴向高度大约居中地延伸。

有利地，水导出通道的至少一个径向内部的开口可以沿主流动方向来看，在至少一个分离面前方延伸。以该方式，在至少一个分离面上分离的水可以通过开口进入水导出通道中。

水导出通道可以至少部分在至少一个分离面后方延伸。以该方式，可以从水导出通道的开口来看形成凸肩，在凸肩中，在下游形成一种用于分离的和传送到水导出通道中的水的“闸阀”。因此可以阻止水从水导出通道返回管区段的流动空间中。

在另外的有利的实施方式中，至少一个分离面可以必要时借助至少一个水导出通道与水分离装置的至少一个排水口连接。以该方式，分离的水可以从至少一个分离面必要时通过至少一个水导出通道，经由至少一个排水口离开管区段。

在特别有利的实施方案中，水分离装置除了空气引导区段和至少一个水导出通道以外还附加地具有水平静区域和水积聚区域。在沿主流动方向来看在轴向后方的侧面上，水平静区域过渡为水积聚区域。水积聚区域有利地同样在周围连贯地延伸，并且自身没有与流动空间连接。管区段的排水口从水积聚区域导出。

在另外的有利的实施方式中，管壁和至少一个空气引导区段可以单件式地或多件式地实现。管区段可以与至少一个空气引导区段单件式地更简单地预制造。不需要安装，并且不需要各个构件之间的校准。在多件式的设计方案中，构件可以总体上更复杂地设计。

有利地，本发明可以使用在机动车的内燃机中。然而，本发明也可以在机动车技术以外尤其是使用在工业发动机中。

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节由随后的描述得到，在描述中，借助附图详细阐述本发明的实施例。本领域技术人员适宜地将在附图、说明书和权利要求书中组合地公开的特征也单独地考虑，并且概括为有意义的另外的组合。其中示意性地：

图1示出用于机动车的内燃机的进气段的进气管的管区段的等距图，其具有用于从燃烧空气分离水的水分离装置；

图2示出图1的管区段的入口侧的斜视图；

图3示出图1的管区段的横截面图；

图4示出图1的管区段的入口侧的横向视图；

图5示出图1的管区段的纵向侧的第一视图；

图6示出图1的管区段的沿图5的切割线VI-VI的第一纵截面图；

图7示出图1的管区段的纵向侧的第二视图；并且

图8示出图1的管区段的沿图7的切割线VIII-VIII的第二纵截面图。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1至8中以不同的立体图和截面图示出了用于机动车的内燃机的进气段的在其他方面未示出的进气管的管区段10。进气段用于抽吸为了燃烧而输送至内燃机的燃烧空气。

管区段10具有圆柱形的、与轴线12同轴的管壁14。

当随后提到“轴向”、“同轴”、“径向”、“在周围”等时，只要没有不同的描述，那么这与轴线12相关联。

管壁14在周围连贯地包围出用于燃烧空气的流动空间16。燃烧空气通过管区段10的主流动方向18平行于轴线12地延伸。主流动方向18仅说明了平均方向，沿平均方向流过管区段10。

管壁14在其轴向对置的端部上是敞开的。在上游，管壁14的开口形成用于燃烧空气的空气入口20。管壁14的下游的开口形成空气出口22。

管区段10此外具有水分离装置24，利用水分离装置可以分离出包含在燃烧空气中的水滴。水分离装置24包括空气引导区段26、两个水导出通道28、水平静区域30、水积聚区域32和排水口34。

空气引导区段26实现为关于轴线12螺旋式地弯曲的具有均匀的厚度的壁，壁在流动空间16中、对角地在管壁14的整个内横截面上延伸。空气引导区段26在管壁的径向内部的周侧与管壁14单件式地连接。

空气引导区段26的对置的侧面分别形成用于包含在燃烧空气中的水滴的分离面36。分离面36分别包含轴线12。空气引导区段26和因此分离面36总体上在其轴向长度上、在图3所示的225º的圆周角37上螺旋式地扭转。

空气引导区段26和分离面36的面对空气出口22的边缘V形地成形，如图8所示的那样。在此，“V”的尖部位于轴线12上，并且与主流动方向18相反地指向。

在下游的边缘上，空气引导区段26此外在“V”的支脚的每个支脚上具有凸肩38，其相应在90º的角度下从相应的分离面36凸出。

分离面36的在图8中表示的轴向的螺旋高度40示例性地是大约165mm。分离面36的斜度在其轴向的范围上是恒定的，并且示例性地是大约50º。管壁14的内直径42示例性地是大约150mm。

水导出通道28分别一体式地成形在管壁14中的径向外部的周侧上。水导出通道28分别沿空气引导区段26和分离面36的相应的侧边缘盘旋式地延伸。水导出通道28总体上位于流动空间16外部。

两个水导出通道28在轴线12的对角地对置的侧面上延伸。水导出通道28在其形状方面相同地设计。

随后示例性地详细描述水导出通道28中的一个水导出通道。水导出通道28在其径向内部的周侧具有开口44，开口在其整个长度上延伸。开口44的轴向的范围大约相应于水导出通道28的轴向高度的一半。开口44位于水导出通道28的上游的一半。水导出通道28的下游的一半朝流动空间16封闭。

在开口44的下游安置空气引导区段26的相应的侧边缘。相应的分离面36的相应的侧边缘关于水导出通道28的轴向的范围大约居中地延伸。水导出通道28因此沿主流动方向18来看相应大约一半位于分离面36的侧边缘前方，并且一半位于分离面36的侧边缘后方。

在空气引导区段26的下游的端部的高度上，水导出通道28分别通入水平静区域30中。水平静区域30环形地在周围连贯地在管壁14的径向外部的周侧上延伸。水平静区域30自身没有与流动空间16连接。

在其沿主流动方向18来看沿轴向在后方的侧面上，水平静区域30过渡为水积聚区域32。水积聚区域32同样在周围连贯地延伸，并且自身没有与流动空间16连接。管区段10的排水口34从水积聚区域32导出。

在内燃机运行时，燃烧空气通过空气入口20流入管区段10中。

燃烧空气首先沿主流动方向18朝空气引导区段26的分离面36流动。

利用空气引导区段26，燃烧空气被置于旋转中。此外，包含在燃烧空气中的水滴基于惯性在分离面36上分离。

通过燃烧空气的旋转，被分离的水粒的一部分基于离心力被径向向外运输，并且通过相应的开口44到达水导出通道28中的一个水导出通道。通过相应的水导出通道28的开口44后方的凸肩46确保的是，在那里获取的水不再返回到流动空间16中。

到达分离面36的下游的边缘的水通过凸肩38获取，并且基于凸肩38的V形的布置，在凸肩上同样径向向外被导入水导出通道28中。

来自水导出通道28的水到达水平静区域30，水在那里平静下来。水从水平静区域30流到水积聚区域32，水从那里通过排水口34从管区段10导出。

清除了水的燃烧空气通过空气出口22离开管区段10。

Claims (13)

1.一种用于尤其是机动车的内燃机的进气段的进气管的管区段（10），进气段用于抽吸燃烧空气，管区段具有至少一部分用于从燃烧空气分离水的水分离装置（24）、管壁（14）和至少一个空气引导区段（26），管壁在周围包围管区段（10）的假想的轴线（12），空气引导区段关于轴线（12）径向地在管壁（14）内延伸，其特征在于，至少一个空气引导区段（26）具有用于水的至少一个分离面（36），分离面关于轴线（12）螺旋式地延伸。

2.根据权利要求1所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）包含轴线（12）。

3.根据权利要求1或2所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）在管壁（14）的整个内横截面上延伸。

4.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）的斜度在关于轴线（12）的轴向的范围上是恒定的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）的关于轴线（12）的轴向的螺旋高度（40）是大约在150mm至180mm之间、尤其是大约165mm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）是连贯的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）在其关于燃烧空气通过管区段（10）的主流动方向（18）在下游的端部的区域中具有至少一个凸肩（38）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）在其关于轴线（12）的轴向的范围上围绕轴线（12）螺旋式地扭转大约在180º至230º之间、尤其是225º的圆周角（37）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）在其关于燃烧空气通过管区段（10）的主空气流动方向（18）在下游的边缘上大约V形地成形，其中“V”的尖部与主空气流动方向（18）相反地指向。

10.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，在管壁（14）中布置至少一个关于轴线（12）盘旋式地延伸的水导出通道（28），所述水导出通道在其径向内部的周侧至少部分相对管区段（10）的引导燃烧空气的流动空间（16）是敞开的，并且所述水导出通道至少部分沿至少一个分离面（36）的相应的径向外部的侧边缘延伸。

11.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，至少一个水导出通道（28）关于轴线（12）沿燃烧空气通过管区段（10）的主空气流动方向（18）来看，至少部分在至少一个分离面（36）的相应的侧边缘前方延伸，和/或至少部分在至少一个分离面（36）的相应的侧边缘后方延伸。

12.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，至少一个分离面（36）必要时借助至少一个水导出通道（28）与水分离装置（24）的至少一个排水口（34）连接。

13.根据前述权利要求中任一项所述的管区段，其特征在于，管壁（14）和至少一个空气引导区段（26）单件式地或多件式地实现。