CN110863931B - 进气歧管和具有进气歧管的发动机 - Google Patents

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Abstract

一种进气歧管和具有进气歧管的发动机，进气歧管可包括：歧管入口，与进气管线和再循环管线连接，新鲜空气流入所述进气管线中，废气再循环(EGR)气体流入所述再循环管线中；歧管压力传感器，用于测量流过歧管入口的流体的压力；以及传感器壳体，与歧管入口流体地连通并包括安装空间，歧管压力传感器安装在该安装空间中。

Description

进气歧管和具有进气歧管的发动机
相关申请的引证
本申请要求2018年8月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No.10-2018-0100096的优先权的权益，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本公开内容涉及进气歧管和具有进气歧管的发动机。更特别地，本公开内容涉及这样的进气歧管和具有进气歧管的发动机，其可防止用于测量进气歧管中的压力的歧管压力传感器被新鲜空气和高温高湿EGR气体冻结。
背景技术
最近，随着环境问题已经变成一个重要问题，对有效处理车辆废气的方法的兴趣已经增加。废气中包含的氮氧化物(NOx)被认为是主要的大气污染物，并且正在进行许多研究来减少NOx的排放。
安装在车辆中的废气再循环(EGR)系统减少车辆的有毒废气。通常，废气中的NOx的量在富氧空气混合物中增加，并且空气混合物燃烧良好。因此，由于废气的一部分(例如，5％-20％)再循环到空气混合物以减小空气混合物中的氧气比例的结果，废气再循环系统减少废气中的NOx的量，因而阻碍燃烧。
LP-EGR(低压EGR)系统是一种废气再循环(EGR)系统。LP-EGR 系统使通过涡轮增压器的涡轮机的废气再循环到压缩机的上游侧的进气路径。
然而，通过EGR系统再循环的废气具有高温和高湿。因此，当使高温高湿再循环废气和具有低温的外部空气混合时，在进气歧管中产生冷凝水。冷凝水由于包含于废气中的各种材料而具有非常高的酸度。
如果冷凝水流入发动机的气缸，那么发动机的燃烧变得不稳定。并且具有高酸度的冷凝水会腐蚀各种零件(即，压缩机叶轮，或压缩机壳体，等等)。
进一步，在进气歧管中安装用于测量流入进气歧管的外部空气的压力的歧管绝对压力传感器(MAP传感器)，当外部空气的温度在这种寒冷天气下是非常低的时，冷凝水会在歧管压力传感器的表面中冻结。
像这样，当冷凝水在歧管压力传感器的表面中冻结时，堵塞在歧管压力传感器中形成的用于测量外部空气的压力的压力孔，从而降低由MAP 传感器测量的压力的精度，或者存在无法测量外部空气的压力的情况。
进一步，当通过冷凝水的冻结而冻结零件(即，压缩机叶轮，或压缩机壳体，等等)时，由MAP传感器测量的外部空气的温度失真。
在此背景部分中公开的以上信息仅用于增强本公开内容的背景的理解，因此其可包含不构成本领域普通技术人员在本国已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开内容已经致力于提供一种进气歧管和具有进气歧管的发动机，其可防止用于测量进气歧管中的压力的歧管压力传感器被新鲜空气和高温高湿EGR气体冻结。
根据本公开内容的代表性实施例的进气歧管可包括：歧管入口，与进气管线和再循环管线连接，新鲜空气流入所述进气管线中，EGR(废气再循环)气体流入所述再循环管线中；歧管压力传感器，其用于测量流过歧管入口的流体的压力；以及传感器壳体，其与歧管入口流体地连通并包括安装空间，歧管压力传感器安装在该安装空间中。
传感器壳体可通过流入管线与歧管入口流体地连接，并通过流出管线与稳压罐流体地连接，稳压罐暂时储存流过进气管线的新鲜空气和流过再循环管线的EGR气体。
流入管线可在进气管线的下游部分和再循环管线的上游部分之间分支出来(branch off)并合并到传感器壳体中。
流入管线可形成为朝着传感器壳体向下倾斜。
流出管线可形成为从传感器壳体朝着稳压罐向下倾斜。
流入管线的横截面面积可小于歧管入口的横截面面积。
根据本公开内容的另一代表性实施例的进气歧管可包括：歧管入口，与进气管线和再循环管线连接，新鲜空气流入所述进气管线中，EGR(废气再循环)气体流入所述再循环管线中；歧管压力传感器，其用于测量流过歧管入口的流体的压力；以及传感器壳体，其与歧管入口流体地连通并包括安装空间，通过使传感器壳体从再循环管线的上游部分分支出来，将歧管压力传感器安装在该安装空间中。
传感器壳体可包括：壳体主体，在其中形成安装空间；流入管线，其使进气管线和壳体主体彼此连接；以及流出管线，其使壳体主体和稳压罐彼此连接，稳压罐暂时储存流过进气管线的新鲜空气和流过再循环管线的 EGR气体。
流入管线可在进气管线的下游部分和再循环管线的上游部分之间分支出来并合并到传感器壳体中。
流入管线可形成为相对于流过歧管入口的新鲜空气的流动方向而朝着传感器壳体向下倾斜。
流出管线可形成为从传感器壳体朝着稳压罐向下倾斜。
流入管线的横截面面积可小于歧管入口的横截面面积。
根据本公开内容的代表性实施例，由于歧管压力传感器安装在形成于进气歧管中的传感器壳体的安装空间中，所以可防止歧管压力传感器被冷凝水冻结。
进一步，由于可防止歧管压力传感器的冻结，所以防止了歧管压力传感器的故障，并且歧管压力传感器可精确地测量进气歧管中的压力和温度。
进一步，由于用于安装歧管压力传感器的传感器壳体用作共振器，所以可提高由歧管压力传感器测量的压力的精度。
附图说明
在描述本公开内容的代表性实施例时提供附图以供参考，并且本公开内容的精神不应仅通过附图来解释。
图1是举例说明了根据本公开内容的代表性实施例的发动机系统的示意图。
图2是举例说明了根据本公开内容的代表性实施例的进气歧管的图。
图3是举例说明了在不同方向上的根据本公开内容的代表性实施例的进气歧管的图。
图4是举例说明了在不同方向上的根据本公开内容的代表性实施例的进气歧管的图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更充分地描述本公开内容，在附图中示出了本公开内容的代表性实施例。如本领域技术人员将认识到的，所述实施例可以各种不同的方式改变，所有这些改变都不背离本公开内容的精神或范围。
为了清楚地描述本公开内容，将省略与描述无关的部分。相同的参考数字在整个说明书中指示相同的元件。
另外，为了更好地理解并易于描述，任意地示出图中所示的每个构造的尺寸和厚度，但是本公开内容不限于此。在图中，为了清楚而放大层、薄膜、面板、区域等的厚度。
在下文中，将参考附图详细地描述在其中应用根据本公开内容的代表性实施例的进气歧管的发动机系统。
图1是举例说明了根据本公开内容的代表性实施例的发动机系统的示意图。
如图1所示，根据本公开内容的代表性实施例的发动机系统可包括：发动机20，包括多个通过燃烧燃料来产生驱动扭矩的燃烧室21；供应给燃烧室21的新鲜空气流入其中的进气管线10；在其中将流过进气管线10 的新鲜空气分配给多个燃烧室21的进气歧管100；从燃烧室21排出的废气流入其中的排气管线30；以及从排气管线30分支出来并合并到进气歧管100中的再循环管线40。
在排气管线30中设置净化从燃烧室21排出的废气的废气净化装置。废气净化设备60可包括LNT(贫NOx捕集器)、柴油氧化催化剂(柴油氧化催化剂)、和DPF(柴油颗粒过滤器)。
根据本公开内容的代表性实施例的发动机系统可进一步包括废气再循环(EGR)装置，其中，将从燃烧室21排出的废气的一部分重新供应给燃烧室21。EGR装置包括从排气管线30分支出来并合并到进气歧管100 中的再循环管线40、设置在再循环管线40中的EGR冷却器54、以及设置在再循环管线40中的EGR阀52。EGR冷却器54冷却通过再循环管线 40再循环的EGR气体。通过EGR阀52的开度来调节EGR气体的量。
发动机系统可包括涡轮增压器70，其压缩通过进气管线10流入的新鲜空气以及通过再循环管线40流入的再循环气体，并将压缩空气供应给燃烧室21。涡轮增压器70包括涡轮机71和压缩机72，涡轮机设置在排气管线30中并通过从燃烧室21排出的废气旋转，压缩机设置在进气管线 10中，通过涡轮机的旋转力旋转，并对外部空气和再循环废气进行涡轮增压。
通过进气管线10流入的空气通过进气歧管100被供应给燃烧室21。在进气歧管100的上游部分中设置节流阀，并通过节流阀的开度调节供应给燃烧室21的新鲜空气的量。
进气歧管100包括多个管道，其分配通过节流阀流入以待分配到燃烧室21的新鲜空气，并将新鲜空气均匀地分配给多缸发动机中的多个燃烧室。
在下文中，将参考附图详细地描述根据本公开内容的代表性实施例的进气歧管。
图2至图4是举例说明了根据本公开内容的代表性实施例的进气歧管的图。
参考图2至图4，根据本公开内容的代表性实施例的进气歧管100可包括：歧管入口110，其与新鲜空气流入的进气管线10以及EGR气体流入的再循环管线40流体地连接；歧管压力传感器120，其用于测量通过歧管入口110流入的流体(例如，新鲜空气，和/或EGR气体)的压力；以及传感器壳体130，其与歧管入口110流体地连通并形成用于安装歧管压力传感器120的安装空间135。
歧管压力传感器120安装在形成于传感器壳体130中的安装空间135 中。
通过进气管线10流入的新鲜空气和通过再循环管线40流入的EGR 气体(在下文中，叫做“混合气体”)流入形成于穿过歧管入口110的歧管主体中的稳压罐(surge tank)140，并且混合空气从稳压罐140通过流道150被分配给该多个燃烧室21。
流入管线131和流出管线133与传感器壳体130连接。也就是说，传感器壳体130通过流入管线131与歧管入口110连接，并通过流出管线133 与暂时储存新鲜空气和EGR气体的稳压罐140连接。
优选地，进气管线10在再循环管线40的上游部分与歧管入口110连接，并且流入管线131在进气管线10的下游部分和再循环管线40的上游部分之间分支出来并合并到传感器壳体130中。由于流入管线131在进气管线10和再循环管线40之间从歧管入口110分支出来，所以在通过混合冷的新鲜空气和具有高温高湿的EGR气体来产生冷凝水之前，仅有新鲜空气流入传感器壳体130的安装空间135中。因此，可防止冷凝水在歧管压力传感器120处冻结。
进一步，流入管线131形成为相对于流过歧管入口110的新鲜空气的流动方向朝着传感器壳体130向下倾斜。并且流出管线133形成为从传感器壳体130朝着稳压罐140向下倾斜。此时，流入管线131和流出管线133 可在相同的方向上向下倾斜。
歧管压力传感器120安装于其中的安装空间135设置在传感器壳体 130中。安装空间135可用作共振器(resonator)。为此，安装空间135的体积足够大是优选的。可基于安装空间135的预期体积来优化安装空间 135的体积，以恒定地保持流入的新鲜空气的压力，并使歧管压力传感器 120精确地测量新鲜空气的压力。
同时，与歧管入口110的横截面面积相比，流入管线131的横截面面积足够小是优选的。此时，可基于流入的空气或EGR气体的预期的量来优化流入管线131的横截面面积和歧管入口110的横截面面积。由于与歧管入口110的横截面面积相比流入管线131的横截面面积足够小，所以足以测量压力和温度的最小量的新鲜空气和EGR气体流入传感器壳体130的安装空间135。因此，可将流入传感器壳体130的安装空间135的冷凝水减到最少。
在下文中，将参考附图详细地描述根据本公开内容的代表性实施例的发动机系统的操作。
流过进气管线10的新鲜空气穿过歧管入口110流入进气歧管100的稳压罐140，并且一些从燃烧室21排出的废气(EGR气体)穿过排气管线30、再循环管线40和歧管入口110流入稳压罐140。
一些新鲜空气穿过流入管线131流入传感器壳体130的安装空间135，并且安装在传感器壳体130的安装空间135中的歧管压力传感器120测量流入进气歧管100的新鲜空气的压力。可将由歧管压力传感器120测量的压力传递到车辆的ECU(发动机控制单元)。
此时，由于流入管线131在进气管线10的下游部分和再循环管线40 的上游部分之间分支出来并合并到传感器壳体130中，所以在通过混合冷的新鲜空气和具有高温高湿的EGR气体来产生冷凝水之前，新鲜空气流入传感器壳体130的安装空间135中。因此，可防止冷凝水流入传感器壳体130的安装空间135中，并且可防止歧管压力传感器120由于冷凝水的冻结造成的故障。
进一步，由于设置于传感器壳体130中的安装空间135用作共振器，所以流入传感器壳体130的安装空间135的新鲜空气的压力恒定地保持，并且可精确地测量新鲜空气的压力。
进一步，即使通过混合新鲜空气和EGR气体产生的冷凝水由于各种原因而流入传感器壳体130的安装空间135，由于流入管线131和流出管线133形成为向下下降，所以通过流入管线131流入安装空间135的冷凝水通过流出管线133被容易地排出到稳压罐140。因此，可防止冷凝水淤积在安装空间135中。
虽然已经结合目前认为是实际的代表性实施例描述了本公开内容，但是应理解本公开内容不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖各种包含在所附权利要求书的精神和范围内的修改和等效布置。

Claims (7)

1.一种进气歧管，包括：
歧管入口，与进气管线和再循环管线连接，新鲜空气流入所述进气管线中，废气再循环气体流入所述再循环管线中；
歧管压力传感器，用于测量流过所述歧管入口的流体的压力；以及
传感器壳体，与所述歧管入口流体地连通并包括安装空间，所述歧管压力传感器安装在所述安装空间中，
其中，所述传感器壳体通过流入管线与所述歧管入口流体地连接，并通过流出管线与稳压罐流体地连接，所述稳压罐暂时储存通过所述进气管线流入的新鲜空气和通过所述再循环管线流入的废气再循环气体，
其中，所述流入管线形成为相对于流过所述歧管入口的新鲜空气的流动方向而朝着所述传感器壳体向下倾斜，并且所述流出管线形成为从所述传感器壳体朝着所述稳压罐向下倾斜，并且通过所述流入管线流入所述安装空间的冷凝水通过所述流出管线被排出到所述稳压罐。
2.根据权利要求1所述的进气歧管，其中：
所述流入管线在所述进气管线的下游部分与所述再循环管线的上游部分之间分支出来并合并到所述传感器壳体中。
3.根据权利要求1所述的进气歧管，其中：
所述流入管线的横截面面积小于所述歧管入口的横截面面积。
4.一种进气歧管，包括：
歧管入口，与进气管线和再循环管线连接，新鲜空气流入所述进气管线中，废气再循环气体流入所述再循环管线中；
歧管压力传感器，用于测量流过所述歧管入口的流体的压力；以及
传感器壳体，与所述歧管入口流体地连通并包括安装空间，通过使所述传感器壳体从所述再循环管线的上游部分分支出来，而将所述歧管压力传感器安装在所述安装空间中，
其中，所述传感器壳体包括：
壳体主体，在其中形成所述安装空间；
流入管线，使所述进气管线和所述壳体主体彼此连接；以及
流出管线，使所述壳体主体和稳压罐彼此连接，所述稳压罐暂时储存流过所述进气管线的新鲜空气和流过所述再循环管线的废气再循环气体，
其中，所述流入管线形成为相对于流过所述歧管入口的新鲜空气的流动方向而朝着所述传感器壳体向下倾斜，并且所述流出管线形成为从所述传感器壳体朝着所述稳压罐向下倾斜，并且通过所述流入管线流入所述安装空间的冷凝水通过所述流出管线被排出到所述稳压罐。
5.根据权利要求4所述的进气歧管，其中：
所述流入管线在所述进气管线的下游部分与所述再循环管线的上游部分之间分支出来并合并到所述传感器壳体中。
6.根据权利要求4所述的进气歧管，其中：
所述流入管线的横截面面积小于所述歧管入口的横截面面积。
7.一种发动机，具有根据权利要求1所述的进气歧管。
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