CN204783362U - 发动机进气组件、发动机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机进气组件，其包括发动机进气管，另外，该发动机进气管底部设有冰块捕集结构，该冰块捕集结构上具有若干冰块捕集槽；此外，发动机进气组件还包括振动装置，其与冰块捕集结构连接，以对其进行振动。本实用新型还公开了一种发动机系统，其包括本实用新型所述的任意一种发动机进气组件。本实用新型所述的发动机进气组件和发动机系统能够及时、迅速地将积聚的冰块经振动后随气流排出进气管外。

Description

发动机进气组件、发动机系统

技术领域

本实用新型涉及一种气体输送设备，尤其涉及一种用于发动机的气体输送设备。

背景技术

汽车内燃机的燃烧过程会导致一些气体(包括燃烧产物和汽化的润滑油，统称为吹漏气)由旁路通过柱塞环而进入至曲轴箱内。这些气体最终会通过曲轴箱强制通风系统(PositiveCrankcaseVentilation，PVC)从发动机的上部区域排放至进气系统中。该吹漏气与通过发动机的常规空气混合后，在随后的燃烧过程中燃烧，以确保吹漏气中残留的、未燃尽的碳氢化合物充分燃烧，从而减少发动机的有害污染物。该吹漏气包括大量的水蒸气，其是燃烧所产生的主要副产物。

涡轮增压发动机的曲轴箱强制通风系统通常包括两个曲轴箱强制通风路径。其中，第一路径从发动机(通常从凸轮轴盖)到进气歧管，当进气歧管中的压力低于发动机的曲轴箱中的压力时，使用该第一路径；第二路径从发动机到设置于涡轮增压器前的进气导管，当进气升压来自于涡轮增压器且当进气歧管中的压力高于发动机的曲轴箱中的压力时，使用该第二路径。在上述情况下，设置于涡轮增压器前的进气导管中的压力低于曲轴箱中的压力。因此，在低温情况下，发动机进气管内往往会积存由吹漏气冷凝形成的大冰块，这些大冰块会对相关部件的正常工作造成不利影响。

图1和图2分别显示了在低温情况下吹漏气在发动机进气管中冷凝结成大冰块的示意图，而图3和图4则分别显示了图1和图2所示的大冰块离开进气管道时的状态示意图。

如图1和图2所示，在极端寒冷的情况下，从进气管道21通过的吹漏气a往往冷凝形成小冰粒，这些小冰粒最终积聚在进气管道21的底部，进一步形成大冰块b。如图3和图4所示，一旦这些大冰块b在气流的带动下从进气管道21中离开时，就会对其他相关部件造成不利影响，例如，很可能会阻断节流阀。更严重的是，某些体积较大的大冰块b会锁定节流阀板，使得节流阀板不能开启，甚至影响汽车的驾驶性能，并妨碍汽车的安全行驶。

对于涡轮增压发动机的曲轴箱强制通风系统来说，该通风系统的次要路径使得吹漏气通过主进气系统，该主进气系统包括增压空气冷却器(中间冷却器)及进气导管的各个部分。由于这些吹漏气的存在，使得在节流阀板前可能会有大量的水分，并随后会冷凝冻结成冰块。另外，这些水分也可以通过主空气入口进入进气系统，从而也会影响汽车的驾驶性能，并造成汽车安全行驶的问题。

因此，需要设计一种技术方案以避免大量冰块(尤其是体积较大的冰块)冻结积聚于发动机进气管道内。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机进气组件，该进气组件能够有效地捕获在进气管底部冻结的冰块，并使得所捕获的冰块的体积变小，从而不仅能够有效地避免冰块积聚而成大冰块，并且还能有利地防止这些冰块在离开进气管时不会妨碍发动机的其他部件的正常工作，进而保障了发动机工作状态的稳定和安全。

根据本实用新型的上述目的，本实用新型提出了一种发动机进气组件，该发动机进气组件包括发动机进气管，另外，该发动机进气管底部设有冰块捕集结构，在冰块捕集结构上具有若干冰块捕集槽；此外，发动机进气组件还包括振动装置，其与冰块捕集结构连接，以对其进行振动。

在上述技术方案中，在进气管底部设置有若干冰块捕集槽，该冰块捕集槽将位于进气管底部的一整片较大空间分成若干个较小的空间，即将进气管底部分隔成若干较小的冰块捕集空间，以防止气体在进气管底部冻结积聚成一整块体积较大的冰块，取而代之的是，使得气体在进气管底部冻结成若干体积较小(例如，细长条形状)的冰块，这些体积较小的冰块较之于体积较大的冰块更容易被振动装置破碎，另外，体积较小的冰块也更容易融化，由此，这些体积较小的冰块可以随着进气管内的气流被带出进气管外，而不会干扰相关部件的正常工作，例如不会阻断节流阀。

由于本实用新型设置了若干冰块捕集槽，当气体冷凝成液体后，液体会流到各冰块捕集槽中，并在各冰块捕集槽中冷凝冻结成冰块，因此在进气管底部不会形成一整块大冰块，冻结于各冰块捕集槽内的冰块体积相对较小。为此，较之于不设置冰块捕集槽的技术方案，本实用新型的发动机进气组件中的振动装置在振动过程中，能够更容易地使得这些冰块在振动作用下破碎成体积更小的冰块(或冰粒)而离开冰块捕集槽。与此同时，在振动过程中，这些冰块与各冰块捕集槽之间的接触程度会降低，也就是说，冰块不容易粘附在冰块捕集槽的内壁(即冰块捕集槽的底部或内侧壁)上，由此，降低了冰块积聚于冰块捕集槽内的可能性。

在某些实施方式中，本实用新型所述的发动机进气组件中的上述振动装置连接于冰块捕集结构的底部。

基于上述实施方式，较为宽敞的冰块捕集槽底部空间能够为振动装置提供较大的安装空间。不同上述实施方式，还可以将振动装置连接于冰块捕集结构的外侧壁上。

在一些实施方式中，本实用新型所述的发动机进气组件中的上述各冰块捕集槽在发动机进气管的长度方向上纵向延伸。

在这种实施方式下，在由各冰块捕集槽构成的冰块捕集空间内所形成的冰块的长度方向与发动机进气管的长度方向基本相同，即由各冰块捕集槽构成的冰块捕集空间内所形成的冰块的长度方向与发动机进气管内气体流动的方向基本保持一致，这种设置方式使得各冰块捕集槽对进气管内气体流通的影响较小。

如果将上述各冰块捕集槽与发动机进气管内气体流动的方向基本一致的设置方式称为竖向设置，那么根据需要，在其他的一些实施方式中，也可以将冰块捕集槽设置为横向(即冰块捕集槽的长度方向垂直于气体流动的方向)或者斜向(即冰块捕集槽的长度方向与气体流动的方向具有锐角夹角)，当然，横向或斜向的设置方式较之于竖向设置的冰块捕集槽，会对进气管内的气体流通产生较大的影响。

在一种实施方式下，本实用新型所述的发动机进气组件中的上述冰块捕集槽为矩形槽。

在上述实施方式中，各冰块捕集槽的顶部开口面积与底部面积没有差别，从而使得冰块捕集结构的构造更为简单，更容易生产制造。

在另一实施方式下，本实用新型所述的发动机进气组件中的上述冰块捕集槽为正梯形槽。

在以上实施方式中，各冰块捕集槽的顶部开口面积与底部面积具有差别，即顶部开口面积小于底部面积，一旦液体冻结成冰块而被捕获于冰块捕集槽内后，冰块不容易从这样的冰块捕集槽中离开，只有经振动装置振动后冰块体积变小后才能够从冰块捕集槽中离开。

在其他实施方式下，本实用新型所述的发动机进气组件中的冰块捕集槽为倒梯形槽或倒三角槽。

不同于采用正梯形结构的冰块捕集槽，采用倒梯形或倒三角结构的冰块捕集槽的顶部开口面积大于底部面积，这样，可以有利地降低冰块与冰块捕集槽内壁之间的附着程度。

在有些实施方式中，本实用新型所述的发动机进气组件中的上述若干冰块捕集槽在横向方向上均布地设置。

在上述技术方案中，若干冰块捕集槽是横向(即是沿着与气体流动的方向基本垂直的方向)地均匀排布的，以确保由气体冷凝成的液体最大程度地集中于冰块捕集结构内。

在此，在横向方向上均布的若干冰块捕集槽可以采用统一设置，也就是说，所有的冰块捕集槽的结构都是相同的，均为矩形槽，或是正梯形槽，倒梯形槽或倒三角槽的其中任意一种，也可以采用非统一设置，也就是说，各冰块捕集槽的结构都是不相同的，有的是矩形槽，有的是正梯形槽或倒梯形槽。由此，冰块捕集结构中的这些冰块捕集槽可以根据实际情况(例如，由气体冷凝成的液体在进气管底部的冰块捕集结构上分布情况)来进行设置。

在某些实施方式中，本实用新型所述的发动机进气组件中的上述振动装置包括电磁振动器或电动振动器。

电动振动器的制造成本低，价格相对较为经济，并且使用时只需与电源连接即可，即插即用。

较之于电动振动器，电磁振动器能够产生高频振动，且振动强度可以通过控制装置进行调节，使用灵活方便，工作效率较高。

进一步地，在本实用新型所述的发动机进气组件中，上述振动装置与供电装置连接；供电装置与控制装置连接，供电装置根据控制装置的控制信号向振动装置供电。

基于上述技术方案，上述供电装置可以是外设的，也可以是车辆自身的供电设备。

更进一步地，本实用新型所述的发动机进气组件还包括设于发动机进气管内的温度传感器，其与控制装置连接。

上述温度传感器可以检测进气管内的温度变化，当气体冷凝并最终冻结成冰块后，进气管内的温度会下降，一旦温度降低到超过一阈值范围(例如，零摄氏度以下)时，控制装置会接收来自于温度传感器所检测的结果向供电装置发出控制信号，以向振动装置供电。

更进一步地，上述控制装置为车辆引擎管理系统。

在此，车辆引擎管理系统(EngineManagementSystem，简称EMS)是在发动机电子点火和电控汽油喷射系统的基础上发展起来的集电子控制喷射、排放控制、电子点火、起动、防盗、诊断、发动机组件控制等多功能于一体的集成电路系统，其能够对于车辆的发动机的运行和工作状态进行优化控制，从而使得发动机始终处于最佳工况，进而达到提高性能和安全性，降低废气排放及节能环保的目的。

需要说明的是，在本实用新型的技术方案中，上文所提到的对于各个技术特征的进一步限定或描述，彼此之间是可以相互组合的，且各种组合方案均包括在本实用新型所要保护的范围内，除非组合之间出现了无法实施的矛盾。例如，振动装置连接于冰块捕集结构的底部可以与各冰块捕集槽在发动机进气管的长度方向上纵向延伸设置以及各冰块捕集槽为矩形槽组合。

本实用新型的另一目的在于提供一种发动机系统。该发动机系统中通过进气管的气体不会在进气管底部积聚形成的一整块大冰块，并且冻结后的冰块在振动作用下被排出进气管外，一方面体积较大的冰块不会滞留于进气管内，另一方面冰块离开时不会影响发动机及其他部件的运行，从而保证了发动机系统运行的稳定性和安全性。

基于本技术方案的另一目的，本实用新型所提供的发动机系统具有如上文所提及的任意一种发动机进气组件。

本实用新型所述的发动机进气组件能够有效地捕获在进气管底部冷凝积聚成的冰块，并将所捕获的冰块在振动作用下破碎或融化变小，从而避免冰块大量积聚于进气管底部，或是在离开进气管时妨碍发动机的其他部件的正常工作，进而有利地保障发动机运行的平稳性和安全性。

另外，本实用新型所述的发动机进气组件的结构简单，加工制造方便，易于实现在进气管内部的改造。

此外，本实用新型所述的发动机进气组件可以通过集电系统实现自动化控制。

对于本实用新型所述的发动机系统来说，由于气体冷凝冻结形成的冰块的体积小，并且还可以在振动作用下破碎或融化变小后排出于进气管外，不会对发动机内的其他部件的运行造成影响，(例如，不会影响节流阀板的开启而阻断节流阀)，因此该发动机系统的运行稳定性好、安全系数高且使用寿命长。

附图说明

图1显示了在低温情况下吹漏气在进气管道内冷凝积聚形成大冰块的状态示意图。

图2为图1中的进气管道在A-A处的剖视图。

图3显示了图1所示的吹漏气冷凝积聚成的大冰块离开进气管道时的状态示意图。

图4为图3中的进气管道在A’-A’处的剖视图。

图5为本实用新型所述的发动机进气组件在一种实施方式下的结构示意图。

图6为图5所示的发动机进气组件在B-B处的剖视图。

图7为对应图5示意性地显示了冰块在振动作用下离开进气管的状态图。

图8为图7所示的发动机进气组件在B’-B’处的剖视图。

图9为本实用新型所述的发动机进气组件中的冰块捕集结构在一种实施方式下的结构示意图。

图10为本实用新型所述的发动机进气组件中的冰块捕集结构在另一种实施方式下的结构示意图。

图11为本实用新型所述的发动机进气组件中的冰块捕集结构在又一种实施方式下的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例来对本实用新型所述的发动机进气组件和发动机系统进行进一步地详细说明，但是该详细说明不构成对本实用新型技术方案的限制。

图5至图8分别显示了本实用新型所述的发动机进气组件在一种实施方式下的结构和状态。

如图5至图8所示，在上述实施方式下，该发动机进气组件包括发动机进气管10和振动装置40，其中，沿着发动机进气管10的气体a流动方向X，该发动机进气管10具有进气端口11和出气端口12，在发动机进气管10底部设有冰块捕集结构13，此外，在冰块捕集结构13上设置有若干冰块捕集槽14，振动装置40连接于冰块捕集结构13的底部，以对各冰块捕集槽14进行振动，从而在振动作用下将冻结于各冰块捕集槽14内的冰块b破碎。

如图5和图7所示，各冰块捕集槽14在发动机进气管10的长度方向(发动机进气管10的长度方向与发动机进气管10的气体a流动方向X一致)上纵向延伸，以使得冷凝的气体a在各冰块捕集槽14内形成长细条形状的冰块b。

如图6和图8所示，若干冰块捕集槽14沿发动机进气管10的宽度方向Y上均匀分布设置。需要说明的是，虽然图6和图8示出的冰块捕集槽14的数目是六条，但其只是示意性的描绘，并非表示冰块捕集槽14只设置有六条，本领域内的技术人员可以根据需要设置冰块捕集槽的数量。

继续参阅图5至图8，经过发动机进气管10的气体a在低温下冷凝成液体后，并在温度进一步地下降时，在进气管10的底部冻结成冰块b，由于设置了若干冰块捕集槽14，因此在进气管10底部不会形成一整块大冰块，冻结于各冰块捕集槽14内的冰块b体积相对较小。振动装置40启动后，在振动装置40的振动作用下，冻结于冰块捕集槽中的冰块b与冰块捕集槽14的内壁发生分离，此时，部分冰块b’破碎后会随着气流a离开进气管10，随着振动装置40在发动机进气管10的宽度方向Y上的振动的持续进行，未破碎的冰块b则会逐渐融化变小成体积更小的冰块b’，并随着进气管10内的气流a而被带出进气管10。

图9至图11分别示出了本实用新型所述的发动机进气组件中的冰块捕集结构在不同实施方式下的结构。

如图9所示，在冰块捕集结构13中，六条冰块捕集槽14沿发动机进气管的宽度方向上均匀分布设置，各冰块捕集槽14均为矩形槽。

如图10所示，在冰块捕集结构13中，五条冰块捕集槽14沿发动机进气管的宽度方向上均匀分布设置，各冰块捕集槽14都是倒梯形槽。

如图11所示，在冰块捕集结构13中，五条冰块捕集槽14沿发动机进气管的宽度方向上均匀分布设置，其中，除了第一和第四条冰块捕集槽14为倒三角槽，其他冰块捕集槽14则为倒梯形槽。

此外，从图9至图11中还可以看出，各冰块捕集槽14可以为矩形槽、倒梯形槽或倒三角槽。但是各冰块捕集槽所采用的形状结构并不限定于此，本领域内的技术人员根据需要也可以将冰块捕集槽设置为其他结构，例如，采用正梯形结构的冰块捕集槽。

基于本实用新型的技术方案，在上述各实施例下的发动机进气组件的结构特征都可以进行自由的组合，并不局限于上文描述的几种具体实施方式。

此外，在上述实施方式中的发动机进气组件中的振动装置由供电装置供电，该供电装置与控制装置(例如，车辆引擎管理系统)连接。由于车辆引擎管理系统通常会在发动机进气管或发动机的主进气通道中的某些位置处检测这些管路中的温度，因此，可以根据车辆引擎管理系统所检测到的结果发出控制信号，从而向振动装置供电。

在某些情况下，还可以在发动机进气管内设置温度传感器，其与控制装置连接，以将在进气管内所检测的结果反馈给控制装置，控制装置基于检测结果发出控制信号，以向振动装置供电。

本实用新型所述的发动机系统可以包括本实用新型所述的任意一种发动机进气组件。由于本技术方案仅对发动机进气组件的结构进行了改进，而对发动机系统的其他部分均没有进行改进，故在此不再通过附图对发动机系统进行详细描述。

采用本实用新型所述发动机进气组件和发动机系统可以防止发动机进气管内积聚大冰块，其使用步骤为：

(1)采用控制装置控制振动装置在满足发动机进气管内可能积聚大冰块的以下条件(i)-(ii)中的其中一项时启动，以对冰块捕集结构进行振动：

(i)检测到发动机进气管内的温度低于预设的温度阈值(例如，低于零摄氏度)；

(ii)检测到发动机进气管内的温度低于预设的温度阈值，且引擎的工作时间超过了预设的时间阈值(例如，超过15分钟)；

(2)振动装置启动后，在振动作用下，冻结于冰块捕集槽中的冰块与冰块捕集槽的内壁发生分离，冰块破碎或融化变小后会随着进气管内的气流而被带出进气管。

上述控制装置可以是车辆引擎管理系统。

此外，可以采用设置于发动机进气管内的温度传感器来检测发动机进气管内的温度，以此来判断发动机进气管内的温度是否低于预设的温度阈值。

需要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种发动机进气组件，其包括发动机进气管，其特征在于：

所述发动机进气管底部设有冰块捕集结构，该冰块捕集结构上具有若干冰块捕集槽；

所述发动机进气组件还包括振动装置，其与所述冰块捕集结构连接，以对其进行振动。

2.如权利要求1所述的发动机进气组件，其特征在于，所述振动装置连接于冰块捕集结构的底部。

3.如权利要求1所述的发动机进气组件，其特征在于，所述各冰块捕集槽在发动机进气管的长度方向上纵向延伸。

4.如权利要求1所述的发动机进气组件，其特征在于，所述冰块捕集槽为矩形槽。

5.如权利要求1所述的发动机进气组件，其特征在于，所述冰块捕集槽为正梯形槽。

6.如权利要求1或所述的发动机进气组件，其特征在于，所述冰块捕集槽为倒梯形槽或倒三角槽。

7.如权利要求1所述的发动机进气组件，其特征在于，所述若干冰块捕集槽在横向方向上均布地设置。

8.如权利要求1所述的发动机进气组件，其特征在于，所述振动装置包括电磁振动器或电动振动器。

9.如权利要求1所述的发动机进气组件，其特征在于，所述振动装置与供电装置连接；所述供电装置与控制装置连接，供电装置根据控制装置的控制信号向振动装置供电。

10.如权利要求9所述的发动机进气组件，其特征在于，还包括设于发动机进气管内的温度传感器，其与所述控制装置连接。

11.如权利要求9或10所述的发动机进气组件，其特征在于，所述控制装置为车辆引擎管理系统。

12.一种发动机系统，其特征在于，其具有如权利要求1-10中任意一项所述的发动机进气组件。

13.一种发动机系统，其特征在于，其具有如权利要求11所述的发动机进气组件。