CN205805766U - 内燃发动机的空气吸入系统 - Google Patents

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Abstract

介绍了内燃发动机的空气吸入系统,其中废气通过废气再循环通道和布置在这条废气再循环通道中的废气冷却器被导送到所述空气吸入通道中。在所述空气吸入通道内,在所述废气再循环通道汇入到所述空气吸入通道内的汇入位置的区域中布置了用于所述废气冷却器的冷却液的收集装置,为所述收集装置配设了用于对所述收集装置中的冷却液进行检测的传感器装置。此外,介绍了一种用于对所述废气冷却器的冷却液泄漏进行探测的方法,其中从所述废气冷却器中泄漏的冷却液被收集在所述冷却液收集装置中并且通过传感器来检测在那里所收集的冷却液。在检测到冷却液时确认冷却液泄漏。

Description

内燃发动机的空气吸入系统
技术领域
本实用新型涉及内燃发动机的空气吸入系统,该空气吸入系统具有空气吸入通道、汇入到空气吸入通道中的废气再循环通道以及布置在废气再循环通道中的废气冷却器。
背景技术
对于这样的、具有得到冷却的废气再循环机构的空气吸入系统来说,在废气冷却器中存在泄漏时会出现冷却液进入到吸入空气中的情况。这可能还在通过冷却液欠缺指示器识别出泄漏之前就导致发动机中的损坏。因此,对这样的泄漏的识别是有利的。
迄今为止仅仅通过平衡容器中的冷却剂液位的下降来识别所述冷却系统在泄漏。为此要使用通过电极来对所述平衡容器中的或者冷却器中的液位进行监控的系统。
实用新型内容
本实用新型的任务是,提供内燃发动机的空气吸入系统,对于该空气吸入系统来说废气冷却器的冷却液泄漏能够特别容易地并且可靠地来探测。
按照本实用新型,该任务对于所说明的类型的空气吸入系统来说通过以下方式来得到解决:在所述空气吸入通道内,在废气再循环通道汇入到空气吸入通道内的汇入位置的区域中布置了用于所述废气冷却器的冷却液的收集装置,为所述收集装置配设了用于对所述收集装置中的冷却液进行检测的传感器装置。
对于按本实用新型构成的空气吸入系统来说,由此直接探测冷却液进入到所述吸入空气中的情况。通过在所述吸入系统中在所述废气冷却器之后布置用于所述废气冷却器的冷却液的收集装置这种方式来实现:将从所述冷却器到达所述吸入系统中的冷却液集聚起来。但是,在发动机运行过程中,在所述废气再循环机构之后的吸入空气中或者也还在将废气导入到所述吸入空气中的导入位置之前的废气中对冷却剂进行的探测由于以下情况而变得困难:相对于所述冷却剂的泄漏量,气体质量流量比较高。加重困难的是:所述废气不仅在气相中而且以冷凝的形式可能包含水和一系列的杂质。在发动机运行过程中,由此由于气体速度而没有在所述吸入通道中积聚液体。但是,如果关掉发动机,那么,只要所述冷却液还是热的并且由此在所述冷却系统中存在过压,就另外有液体从可能的泄漏部中流出来并且会积聚在按本实用新型所设置的收集装置中。现在借助于合适的传感器装置来检查,是否积聚了冷却剂。在此,重要的是,所述传感器装置能够将冷却液与来自所述废气或者吸入空气的冷凝液区分开来,因为原则上可能存在在所述吸入系统中可能导致冷凝液的发动机运行条件。这样的情况不得错误地被解释为泄漏。
所述冷却液收集装置优选构造为所述空气吸入通道中的造型结构(Ausformung),更确切地说尤其构造为处于废气再循环通道汇入到空气吸入通道中的汇入位置下方的凹部。所述造型结构或凹部优选如此设计而成,使得其容积尽可能地小,以便即使在出现较小的泄漏量时也得到用冷却液进行的足够的填充,但是,用于通过传感器来测量的路径足够地长,以便获得足够的信号分辨率。
通过对于所述探测空间的合适的几何设计来实现:在发动机运行过程中没有积聚值得一提的量的冷凝液,从而在发动机停止时在所有条件下在存在泄漏时产生能够探测到的量的冷却液。
所述传感器装置优选是超声波传感器装置。在此所述超声波传感器装置检测乙二醇的存在。
将乙二醇(甘醇)添加给所述废气冷却器的冷却水作为防冻剂。在所述废气冷却器中循环的冷却液因此通常是由冷却水和甘醇构成的混合物。
超声波传感器装置是合适的传感器装置,以便借助于传播时间测量来测量水中的乙二醇的浓度。因为通常作为防冻措施将约50%的甘醇添加给所述冷却水,所以对于冷却液的识别非常可靠并且在所有能够设想的条件下产生相对于冷凝液的区分效果。
用按本实用新型构成的收集装置来实现:在发动机运行过程中没有积聚值得一提的量的冷凝液,从而在发动机停止时在所有条件下在存在泄漏时在所述探测空间中产生乙二醇的、能够探测到的浓度。因为借助于超声波传感装置可以探测水中的较少百分点的乙二醇,但是不仅在所述吸入空气中而且在所述废气中都没有乙二醇,所以对于冷却剂泄漏的检验非常可靠。
所述超声波传感器装置在本实用新型的改进方案中具有布置在所述冷却液收集装置的一侧上、尤其是布置在所述造型结构或凹部上的超声波变换器。所述超声波变换器在此优选处于所述造型结构的展平部上。所述超声波信号在此被对置的壁所反射。在液体体积较小的情况下为了延长路径,可以选择具有多重反射的几何结构。
此外,本实用新型涉及一种用于对布置在内燃发动机的空气吸入系统中的废气再循环通道中的废气冷却器的冷却液泄漏进行探测的方法。所述方法在此包括以下步骤:
在布置在所述废气再循环通道汇入到所述空气吸入系统的空气吸入通道内的汇入位置的区域中的收集装置中收集从所述废气冷却器中泄漏的冷却液;
通过传感器来检测在所述收集装置中所收集的冷却液;并且
在检测到所述冷却液时确认冷却液泄漏。
优选在所述内燃发动机停止使用时实施所述按本实用新型的方法。尤其借助于超声波传感装置来检测所述冷却液、尤其是检测乙二醇在所述冷却液中的存在情况。
用所述按本实用新型的方法,能够将冷却液与来自废气或者吸入空气的冷凝液区分开来。通过在关掉发动机之后立即进行测量这种方式,在几乎未被稀释的情况下并且在液相中测量可能流出的冷却液,这对传感器敏感性的要求降低了几个数量级。
在发动机停止时,可以在所述冷却液收集装置中收集液体。这在特定的条件(温度和湿度)下可以是来自由新鲜空气和废气构成的混合物的冷凝液。在发动机运行过程中,所述冷却液收集装置被气流所扫洗,从而只会积聚很少的液体。但是如果关掉发动机,那么,尽管冷却器功能正常也在发动机冷却的过程中积聚湿气。如果所述液体体积足以用于装填所述液体收集装置,则可以用所述传感器装置来测量这种液体中的超声波速度。但是因为乙二醇的浓度为0%,所以随后也没有报告所述冷却系统的不密封性。通过废气成分给冷凝液造成的污染相对于声速可以忽略,但是必要时可以通过简单的校正功能来得到补偿。
但是如果现在所述废气再循环路径中的冷却液流出,则所述冷却液就积聚在所述收集装置中并且引起乙二醇的较高的浓度。该浓度借助于超声波传播时间来测量并且提供关于所述废气冷却器的泄漏的信息。在关掉发动机之后的该阶段中冷却水从不密封部处流出,其原因在于,冷却系统在由于所述发动机运行而加热时形成过压。这种过压随着发动机的冷却重又下降,但是其中所述时间常数足够高,以便能够进行可靠的诊断。
附图说明
下面借助于一种实施例结合附图详细地对本实用新型进行解释。其中:
图1示意性地示出了内燃发动机的换气系统;并且
图2示意性地示出了具有冷却液收集装置的空气吸入通道的横截面。
具体实施方式
对于在图1中示意性地示出的系统来说,示出了一个工作缸1,该工作缸通过空气吸入通道(吸入管)2来吸入新鲜空气,所述新鲜空气与来自废气再循环通道4的废气相混合。在此所述废气在废气冷却器中得到冷却。所述废气再循环通道4从所述工作缸1的废气通道3中分支出来。
在所述空气吸入通道2中,在所述废气再循环通道4汇入到空气吸入通道2内的汇入位置的区域中构造了形式为造型结构6的、用于所述废气冷却器5的冷却液的收集装置。所述造型结构6是凹部,该凹部稍微朝所述工作缸1的方向偏置地布置在所述废气再循环通道4的汇入位置的区域中。
图2示出了具有造型结构6的空气吸入通道2的示意性的横截面,所述造型结构处于所述废气再循环通道4的导入位置的下方(稍微偏置)。所述造型结构6如此设计而成,从而将其容积保持在尽可能小的程度上,以便即使在出现较小的泄漏时也得到足够的填充。为所述造型结构6配设了用于对该造型结构6中的冷却液进行检测的传感器装置,其中示意性地示出了超声波变换器7,该超声波变换器处于所述造型结构6的展平部上。由所述超声波变换器7输出的超声波信号被所述造型结构6的对置的壁8所反射并且又被所述变换器7所接收。通过这种方式来实施相应的传播时间测量。根据所测量的传播时间,可以推断出所述造型结构6内部的乙二醇的存在并且由此推断出所述冷却器5中的泄漏。

Claims (6)

1.内燃发动机的空气吸入系统,该空气吸入系统具有空气吸入通道、汇入到所述空气吸入通道中的废气再循环通道以及布置在所述废气再循环通道的废气冷却器,其特征在于,在所述空气吸入通道(2)内,在所述废气再循环通道(4)汇入到所述空气吸入通道(2)内的汇入位置的区域中布置了用于所述废气冷却器(5)的冷却液的收集装置,为所述收集装置配设了用于对所述收集装置中的冷却液进行检测的传感器装置。
2.根据权利要求1所述的空气吸入系统,其特征在于,冷却液收集装置被构造为所述空气吸入通道(2)中的造型结构(6)。
3.根据权利要求2所述的空气吸入系统,其特征在于,所述造型结构(6)构造为处于所述废气再循环通道(4)汇入到所述空气吸入通道(2)中的汇入位置下方的凹部。
4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的空气吸入系统,其特征在于,所述传感器装置是超声波传感器装置。
5.根据权利要求4所述的空气吸入系统,其特征在于,所述超声波传感器装置检测乙二醇的存在。
6.根据权利要求4所述的空气吸入系统,其特征在于,所述超声波传感器装置具有布置在所述冷却液收集装置的一侧上的超声波变换器(7)。
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