CN110735739B - 带有设置在引导流体的构件中的文丘里喷嘴的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有燃料箱(36)、箱通风管路(38)和设置在引导流体的构件(16)中的文丘里喷嘴(30)的内燃机，其中，文丘里喷嘴(30)具有流入通道(28)；在流入通道(28)下游联接的、与箱通风管路(38)流体连接的通入部位(40)；和在通入部位(40)下游联接的流出通道(32)。在此，文丘里喷嘴在通入部位(48)的下游的流出区段(48)如此由构件(16)包围，使得围绕流出区段(48)周围形成探测腔(46)，其中，探测腔(46)具有至少一个进入开口(50)，经由其可以压力加载探测腔(46)，并且其中，至少一个压力传感器(34)设置用于监控探测腔(46)中的压力。

Description

带有设置在引导流体的构件中的文丘里喷嘴的内燃机
技术领域
本发明涉及一种带有至少一个设置在引导流体的构件中的文丘里喷嘴(Venturidüse，有时称为文丘里管喷嘴)的内燃机。
背景技术
由文件DE 10 2011 084 539 B3已知一种带有压缩机的涡轮增压器，其中，压缩机具有与抽吸管的低压侧相连接的低压入口区域和与抽吸管的高压侧相连接的高压出口区域。涡轮增压器具有文丘里喷嘴，其布置在低压入口区域与高压出口区域之间。此外，文丘里喷嘴与在箱通风管路中的活性炭过滤器相连接，使得活性炭过滤器通风或再生。文丘里喷嘴可被集成到压缩机的壳体中或固定在其处。从该文献中不可获悉对于将文丘里喷嘴集成或固定在压缩机的壳体处的细节。
由文献DE 41 24 465 A1已知一种箱通风设备以及用于检查这种箱通风设备的功能性的方法和装置。该装置具有压力联接部，利用其箱能够以压力加载，其中，经由压力传感器可检验箱中的压力。该文献在此基本上涉及箱、箱联接管路和吸收过滤器的领域。文丘里喷嘴或探测在将箱气体导入到抽吸管中的区域中的泄漏的可能性在该文献中未说明。
由文献US 5,918,580 A已知一种箱通风设备，其具有箱通风管路，其通入到抽吸管中并且包括吸收过滤器。该文献主要涉及箱气体在抽吸管方向上的输送。从该文献中不可获悉关于文丘里喷嘴在抽吸管的区域中的布置方案的细节。
发明内容
本发明所基于的任务在于，提供一种内燃机以供使用，借助于其能可靠地防止含有燃料的空气到达到周围环境中。
该任务的解决方案利用根据本发明的特征来实现。
根据本发明的内燃机包括燃料箱、箱通风管路和设置在引导流体的构件中的文丘里喷嘴，其中，文丘里喷嘴具有流入通道，其尤其流体地与在废气涡轮增压器的压缩机的下游的压力管相连接。文丘里喷嘴此外具有在流入通道的下游联接的、与箱通风管路流体连接的通入部位以及在通入部位下游联接的流出通道。流出通道尤其通入到废气涡轮增压器的压缩机上游的抽吸段中。抽吸空气沿着主流动方向(从流入通道在流出通道的方向上)穿过文丘里喷嘴的流动产生在箱通风管路中的负压，由此促使燃料箱的通风。文丘里喷嘴在通入部位下游的流出区段如此由抽吸段的构件包围，使得围绕流出区段周围形成探测腔。在此，探测腔具有至少一个入口开口，经由其能够以压力加载探测腔。此外，至少一个压力传感器设置用于监控在探测腔中的压力。
尤其地，整个流出通道由通过构件形成的探测腔包围。除了一个或多个流入开口之外，探测腔优选地是封闭的腔、也就是说如下的腔(其相对于其它如有可能可经由间隙达到的腔以及相对于如有可能可经由间隙达到的周围环境例如通过合适地布置密封元件来合适地密封)。
在实践中，如前述那样用于箱通风的文丘里喷嘴常常布置在构件中，其(例如由于从构件凸出的定位)可在维修或维护工作的情况中被损坏。此外，老化引起的和材料疲劳引起的对于这种构件的损害也是可能的。在通入部位的在其处箱通风管路通入到文丘里喷嘴中的区域中的损坏通常可在实践中在活性炭容器处被探测，因为通过暴露的或仅还尚可的箱通风不使活性炭容器再生。这由相应的监控系统探测。以相同的方式还可探测文丘里喷嘴在通入部位上游的流入通道的损坏，因为在该情况中在箱通风管路中不再产生负压。
相反地，对于文丘里喷嘴在通入部位下游的区域中的损坏成问题，因为这里尤其在带有通入部位下游的大的长度的文丘里喷嘴的情况中特别高的动量(Hebelkräfte，有时称为杠杆力)起作用。在通入部位下游的流出区段的损坏迄今不可被探测，因为离开的抽吸空气的量和尤其与此相关的在文丘里喷嘴以内的压降非常小并且由此通常处于相应的探测器件(尤其压力传感器)的测量公差以内。不被察觉的损坏就此而言可导致含有燃料的蒸汽在更长的时间段上到达到周围环境中。
利用根据本发明的内燃机能可靠地探测流出区段中的损坏。由此可确保，没有含有燃料的抽吸空气在更长的时间上到达到周围环境中。文丘里喷嘴在通入部位下游的区段在由构件形成的探测腔中的布置方案具有两种效应。
当一方面仅仅通入部位下游的文丘里喷嘴被损坏时，则包含燃料的抽吸空气流动到以压力加载的探测腔中并且不可从其中漏出到周围环境中。
另一方面，通过通入部位下游的区段由抽吸段的构件包围的布置方案特别良好地保护该区段以防损坏。一旦产生不仅文丘里喷嘴而且包围其的构件的更确切地说难以置信的损坏，则在探测腔中存在的抽吸空气体积如此大，使得通过漏出的抽吸空气引起的压降可由压力传感器轻易且可靠地探测。
根据本发明的带有文丘里喷嘴的包围的布置方案的内燃机如此抵抗在通入部位下游的区段的区域中的文丘里喷嘴的损坏并且此外，一旦文丘里喷嘴和包围的构件被损坏，则实现可靠的探测。
当整个流出区段，也就是说全部的流出通道由构件包围时，特别良好地抵抗文丘里喷嘴的损坏。构件还可如此设计，使得流入通道也至少部分地和/或用于箱通风管路的联接部也至少部分地由构件包围。在该情况中，探测腔如此设计，使得文丘里喷嘴的主要部分或者整个文丘里喷嘴由构件和探测腔包围。由此还有效地相对于外部的力作用和损坏来保护在相应区段和区域中的文丘里喷嘴。
在实际的实施形式中，引导流体的构件是抽吸罩(Ansaughutze，有时称为抽吸导气罩)或废气涡轮增压器。从文丘里喷嘴流出的带有含有燃料的箱通风气体的抽吸空气相应地要么经由与废气涡轮增压器处于流体连接中的抽吸罩直接地流动到废气涡轮增压器上游的抽吸段中要么直接流动到废气涡轮增压器中。在该情况中，要么抽吸罩自身要么废气涡轮增压器尤其如此构造，使得文丘里喷嘴在通入部位的下游的至少一个流出区段如此被包围，使得相应的构件(抽吸罩或废气涡轮增压器)至少部分形成探测腔。
尤其地，用于以压力加载探测腔的入口开口流体地与废气涡轮增压器下游的压力管相连接。压力管在此联接在废气涡轮增压器的压缩机的下游。从压力管出发压缩的抽吸空气在燃烧腔的方向上流动。从压力管分支出部分流T，其通入到文丘里喷嘴的进入通道中。该部分流再次划分成两个部分流，其中，部分流T1通入到文丘里喷嘴的进入通道中，且部分流T2用于以压力加载探测腔。由此在文丘里喷嘴中和在探测腔中存在相同的压力。尤其不需要另外附加的压力源以用于以压力加载探测腔，而是以简单的方式使用由压缩机提供的压力。
结合前面的说明特别有利的是，压力传感器布置在废气涡轮增压器下游的压力管中。在该情况中，在大多内燃机的情况中已存在的压力传感器可被使用，以便探测在废气涡轮增压器下游的压力管中的压力，也可用于探测在流出区段中的损坏。于是针对压力传感器的附加的成本没有积累。如果产生探测腔的区域中的构件的损坏和如有可能产生通入部位下游的文丘里喷嘴的损坏，则在根据本发明的内燃机的情况中还产生压力管中的压力的下降，用于加载探测腔的部分流T2从其中分支出。
在另一实际的实施形式中，至少一个到探测腔中的入口开口构造在文丘里喷嘴的流入通道中或之前。在构造流入通道中的入口开口的情况中优选地在流入通道的周缘上分布地构造有多个到探测腔中的入口开口。如此可尤其实现抽吸空气到探测腔中的径向流入。入口开口在流入通道中的构造是特别节省空间的解决方案。整个入口开口的直径的总和为尤其至少5mm、优选地至少7mm、且特别优选地至少10mm。与此相比，文丘里喷嘴的最小的直径为尤其最大3mm、优选地最大2.5mm，且尤其最大2mm。
尤其结合在流入通道之前的入口开口，优选地与文丘里喷嘴的流入通道流动平行地构造有到探测腔中的至少一个入口开口，例如在流入通道以上、以下或旁边。尤其在平行于抽吸空气到流入通道中的流入的方向上实现抽吸空气到探测腔中的流入。平行的或轴向的流入是还使抽吸空气从整体的质量流流动到探测腔中的简单的可能性。
为了实现流动平行于主流动方向流入到探测腔中的抽吸空气尤其在流入通道的区域中的文丘里喷嘴处布置有联接接管，其内直径大于流入通道的内直径。这样的联接接管可与文丘里喷嘴构造成一件式或作为单独的元件来制造并且相应地来布置。整个部分流T优选地首先在流入通道的上游流动到联接接管中，部分流T在联接接管中划分成到流入通道中和到至少一个流入开口中的两个部分流T1和T2、尤其径向内部的部分流T1和径向包围且围住其的部分流T2。
在另一实际的实施形式中，多件式地构造文丘里喷嘴。尤其地，流入通道、流出通道和用于箱通风管路的联接部可构造成单独的元件，其在装配内燃机时才相互连接，例如通过相互插塞和/或焊接。在此，文丘里喷嘴尤其包括基体，其与流入通道构造成一件式并且在其中设置有单独的流入通道和用于箱通风管路的联接部。备选地，文丘里喷嘴可构造成一件式。
文丘里喷嘴还可具有两个或更多个通入部位，其与箱通风管路导引流体地相连接，以便于促使特别有效的箱通风。在通入部位的区域中，文丘里喷嘴相应地变窄。一旦设置有多个通入部位，则尤其文丘里喷嘴的如下区段由构件和探测腔包围，即该区段在主流动方向上看第一通入部位下游延伸。
本发明尤其结合引导流体的构件和/或在引导流体的构件中的文丘里喷嘴来完成，其完全地或部分由塑料制成。因为由塑料构成的直的构件可材料引起地在较长使用时间后变脆并且然后突然失效。这样的失效能利用根据本发明的内燃机可靠地被探测。
附图说明
接下来结合附图来说明本发明的另外的实际的实施形式。其中：
图1显示了根据本发明的内燃机的示意图，
图2以示意性的横截面图显示了带有文丘里喷嘴和探测腔的来自图1的以II表示的区域，
图3显示了压力-时间-图表，
图4以透视图显示了带有文丘里喷嘴的根据本发明的内燃机的第一实施形式，
图5以穿过文丘里喷嘴的横截面显示了来自图4的第一实施形式，
图6以透视图显示了带有文丘里喷嘴的根据本发明的内燃机的第二实施形式，
图7以穿过文丘里喷嘴的横截面显示了第二实施形式。
参考符号列表
10内燃机
12抽吸段
14燃烧腔
16引导流体的构件
18抽吸罩
20废气涡轮增压器
22节气门
24压力管
26分支部
28流入通道
30文丘里喷嘴
32流出通道
34压力传感器
36燃料箱
38箱通风管路
40通入部位
42活性炭容器
44压力传感器
46探测腔
48流出区段
50流入开口
52 O形环
54线
56线
58线
60线
62线
64联接部
66基体
68联接接管
70连接桥接部
72燃料箱隔绝阀
74箱泄漏诊断模块
76压力/温度传感器
78箱通风阀。
具体实施方式
图1以示意图显示了根据本发明的内燃机10，其中，接下来仅仅详细阐述那些元件，其结合本发明是潜在相关的。
在内燃机10中构造有抽吸段12，经由其可将来自环境中的新鲜空气在燃烧腔14的方向上输送。作为抽吸段12的引导流体的构件16设置有抽吸罩18。在抽吸罩18下游跟随的是废气涡轮增压器20的压缩机以及节气门22。
压缩机下游的区域被称为压力管24。在废气涡轮增压器20下游的分支部26处从压力管24分支出部分流T，其中，部分流T被引导到文丘里喷嘴30的流入通道28中。文丘里喷嘴30的流出通道32回引到抽吸罩18中。
抽吸空气经由流出通道32和抽吸罩18从废气涡轮增压器20上游的文丘里喷嘴30导引到抽吸段12中。
如在图1中可识别出，在压力管24中、这里在部分流T的分支部26的下游布置有压力传感器34。
从燃烧腔14引导的废气经由废气涡轮增压器20在废气设备(未示出)的方向上流动。
内燃机10还包括燃料箱36，其经由箱通风管路38被通风。箱通风管路38的第一分支38a引导至到文丘里喷嘴30中的通入部位40。箱通风管路38的第二分支38b引导到节气门22下游的区域中。
在箱通风管路38的路径中另外布置有第一压力和温度传感器44、燃料箱隔绝阀(FTIV)72、活性炭容器42、箱泄漏诊断模块(DMTL)74、压力/温度传感器76和箱通风阀(TEV)78。
如在图1中还已经示意性示出的且在接下来根据另外的图还要详细阐述的那样，文丘里喷嘴30至少部分由在图1中仅仅作为虚线的方框示出的探测腔46包围。
图2以简化的截面图显示了文丘里喷嘴30和引导流体的构件16(这里作为抽吸罩18的部分)。文丘里喷嘴30在右侧具有流入通道28且在左侧具有流出通道32。在通入部位40处从上方通入有箱通风管路38。
从压力管24(参照图1)分支出的部分流T部分流动到流入通道28中并且进一步在主流动方向上在流出通道32的流出开口的方向上流动经过文丘里喷嘴30。通过几何形状的设计，在箱通风管路38中在通入部位40的区域中产生负压，从而含有燃料的气体主动地从燃料箱36或活性炭容器42输送出来，其经由废气涡轮增压器20上游的流出通道32通入到抽吸段12中(参照图1)。
在根据图2的图示中作为通入部位40下游的区段，几乎整个流出通道32、几乎整个流入通道28和箱通风管路38直至通入部位40的部分由抽吸罩18的壳体区段如此包围，使得形成围住该区域的探测腔46。
探测腔46当前具有两个流入开口50(或备选地圆环形的流入开口或多个流入开口)，经由其利用抽吸空气填充探测腔46并且由此以一定压力加载。探测腔46相对于箱通风管路38和相对于流出通道43的密封当前经由O形环52来实现。备选地，只要这样的密封在结构上是必须的且/或有意义的，还可以相同的方式实现相对于流入通道28的密封(未示出)。
如在图2中可良好识别出的是，从压力管24分支出的部分流T由于结构上的设计通过如下方式被划分，即通过将部分流T1导引到文丘里喷嘴30中并且将部分流T2经由流入开口50导引到探测腔46中。在文丘里喷嘴30中因此出现与在探测腔46中相同的压力。
结合在3中的图表接下来阐述根据本发明的内燃机10的功能原理。借助于位于压力管24中的压力传感器34(或备选地利用布置在另外合适的部位处的压力传感器)监控部分流T的分支部26下游的压力管24中的压力。图3中的实线54是压力，其在压力管中在正常运行的情况中或在确定的、恒定的运行状态期间存在。两个在上面和在下面布置的实线56,58是测量公差，压力管24中的压力可在其以内波动，而压力传感器34未探测到相应的压力变化。
文丘里喷嘴30根据现有技术的布置方案在文丘里喷嘴30损坏(在通入部位40下游)的情况中仅仅发生在压力管24中的小的压降(参照图3中的虚线60)，其位于测量公差的区域中并且由此不可被压力传感器34探测。相反地，如果在根据本发明的内燃机10的情况中产生文丘里喷嘴30的损坏，则含有燃料的抽吸空气仅仅到达到探测腔46中且不到达到周围环境中。
如果通入部位40下游的区段和附加地引导流体的构件16在探测腔46中的区域中被损坏，则产生根据图3中的点划线62的显著的压降。该压降位于压力传感器34的测量公差以外，使得其可由关联于该压力传感器34的评估单元探测。如此可防止的是：在通入部位40下游从损坏的文丘里喷嘴30流出的含有燃料的抽吸空气不被察觉地到达到周围环境中。
在图4和5中示出了带有作为引导流体的构件16的抽吸罩18的内燃机的第一实施形式，在其中还集成有文丘里喷嘴30。
如在图5的截面图中可良好识别出的是，文丘里喷嘴30在该实施形式中构造成多件式。其包括作为单独的元件构造的流入通道28、作为单独的元件构造的用于箱通风管路38的联接部64以及单独地构造的带有流出通道32的基体66。文丘里喷嘴30如此由抽吸罩18的壳体区段包围，使得围绕流出通道32的区段、围绕用于箱通风管路38的联接部64的区段和围绕流入通道28的区段形成探测腔46。该探测腔46在通道28,32和联接部64的区域中借助于O形环52相对于周围环境被密封。
探测腔46的流入开口50在该第一实施形式中构造在流入通道28中。为此针对部分流T1当前在流入通道中设置有在径向方向上延伸的流入开口50。流入开口50在所示实施例中如此设计，使得整个流动横截面大致相应于带有10mm直径的通孔。
在图6和图7中示出带有作为引导流体的构件16的抽吸罩18和布置在其处的文丘里喷嘴30的内燃机的第二实施形式。接下来仅仅探讨与第一实施形式的区别。在该第二实施形式中，文丘里喷嘴30构造成一件式的并且包括联接接管68。联接接管68构造在进入通道28处并且借助于一个连接桥接部70或借助于多个连接桥接部70(在图7中的截面图中仅仅一个连接桥接部70可见)与进入通道28相连接。
首先，整个部分流T流动到联接接管68中，在进入通道28的开始处，其具有相比联接接管68明显更小的直径，于是将第一部分流T1导引到进入通道28中，并且第二部分流T2与其轴向平行地径向外侧地经由流入开口50直接导引到探测腔46中。在该实施形式中，流动损失由于在径向方向上不必要的偏转和由此部分流T2到探测腔中的直接导入而更小。
本发明的特征不仅可单独地而且可以任意组合对于以其不同的实施形式实现本发明而言是重要的。本发明可在考虑所负责的本领域技术人员的知识的情形下改变。

Claims (10)

1.一种内燃机，其带有燃料箱(36)、箱通风管路(38)和设置在引导流体的构件(16)中的文丘里喷嘴(30)，其中，所述文丘里喷嘴(30)具有流入通道(28)；在所述流入通道(28)下游联接的通入部位(40)；和在所述通入部位(40)下游联接的流出通道(32)，其中，所述通入部位(40)与箱通风管路(38)导引流体地相连接，
其特征在于，
所述文丘里喷嘴(30)在所述通入部位(40)下游的流出区段(48)如此由所述构件(16)包围，使得围绕所述流出区段(48)周围形成探测腔(46)，其中，所述探测腔(46)具有至少一个入口开口(50)，经由其可以压力加载所述探测腔(46)，并且其中，至少一个压力传感器(34)设置用于监控在所述探测腔(46)中的压力。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，还有所述流入通道(28)至少部分地和/或用于所述箱通风管路(38)的联接部(64)至少部分地由所述引导流体的构件(16)包围。
3.根据前述权利要求1至2中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述引导流体的构件(16)是抽吸罩(18)或废气涡轮增压器(20)。
4.根据前述权利要求1至2中任一项所述的内燃机，其特征在于，用于以压力加载所述探测腔(46)的所述入口开口(50)与在废气涡轮增压器(20)下游的压力管(24)流体地相连接。
5.根据权利要求4所述的内燃机，其特征在于，所述压力传感器(34)布置在所述废气涡轮增压器(20)的下游的压力管(24)中。
6.根据前述权利要求1至2中任一项所述的内燃机，其特征在于，到所述探测腔(46)中的至少一个入口开口(50)构造在所述文丘里喷嘴(30)的流入通道(28)中或之前。
7.根据前述权利要求1至2中任一项所述的内燃机，其特征在于，到所述探测腔(46)中的至少一个入口开口(50)构造成与所述文丘里喷嘴(30)的流入通道(28)流动平行。
8.根据前述权利要求1至2中任一项所述的内燃机，其特征在于，在所述文丘里喷嘴(30)的流入通道(28)的上游设置有联接接管(68)。
9.根据前述权利要求1至2中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述文丘里喷嘴(30)构造成多件式的。
10.根据前述权利要求1至2中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述文丘里喷嘴(30)和/或所述引导流体的构件(16)完全或部分地由塑料制成。
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