CN214063175U - 汽车可变进气系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种汽车可变进气系统及车辆，涉及汽车驱动系统领域，本申请实施例对汽车可变进气系统的进气端进行改进，在空滤的进气端设置有第一引气管、第二引气管以及气路转换阀，其中：第一引气管的管口朝向迎风面，以引入外界的冷空气；第二引气管的管口朝向机舱内部，以引入发动机机舱内的热空气；气路转换阀与第一引气管、第二引气管以及空滤的进气端分别连接，以根据外界环境温度，切换第一引气管、第二引气管与空滤之间的通路，这样既保证了不同环境温度下发动机最佳的进气温度需求，又解决了环境温度极低的情况下带来的结冰问题。

Description

汽车可变进气系统及车辆

技术领域

本申请涉及汽车驱动系统领域，具体涉及一种汽车可变进气系统及车辆。

背景技术

汽车进气系统是指为发动机提供清洁、干燥、充足的新鲜空气的装置，进气系统由引气管、空滤1、空滤出气管5、中冷进气管6、中冷器7、中冷出气管8等主体部件构成，新鲜空气气流的流动方向见图1。

在图1中，曲轴箱窜气是指汽车发动机运转时，燃烧室的高压可燃混合气通过活塞组件与气缸之间的间隙进入曲轴箱内，形成窜气。大负荷工况下曲轴箱窜气至空滤出气管与新鲜空气混合后进入发动机参与燃烧，气体流动方向见图1。EGR(Exhaust Gas Re-circulation，废气再循环装置)气体是指在增压器下游取排气中的气体，经EGR阀导入到增压器上游空滤出气管位置与新鲜空气混合后进入发动机参与燃烧，气体流动方向见图1。

发动机理想进气温度≤50℃，当温度＞50℃时会因为进气温度过高导致发动机爆震倾向加重，点火效率下降，进而使造成发动机性能衰减，基于此条件，空滤引气管口需要布置在迎风面(即机舱前部取气口朝前)，减少吸收机舱内的热空气。

但冬季东北地区车外环境温度极低，且湿度大(如海拉尔地区，低温可达-35℃，湿度80％)，发动机曲轴箱窜高温气体与空滤出气管低温空气汇合，温度急剧降低析出水，严重会在接口位置及周围管壁结冰，结冰面积随发动机运转时间累积越来越多，进而导致发动机曲轴箱通风接口堵死失效，曲轴箱内压力急剧上升，最终致使曲轴油封脱出，机油泄露，发动机无法正常运转。且随着发动机热效率的逐步提高，Lp-GER(Low pressure-Exhaust Gas Re-circulation,低压废气再循环)技术成为高效发动机不可或缺的技术，EGR 气体(温度高、湿度大)的增加也会进一步加剧结冰问题，如何解决结冰问题成为行业迫切研究课题。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种汽车可变进气系统及车辆，可以保证不同环境温度下发动机最佳的进气温度需求，以克服环境温度极低的情况下带来的结冰问题。

为了解决上述问题，从本申请的一方面，本申请实施例公开了一种汽车可变进气系统，包括空滤，所述空滤的进气端设置有第一引气管、第二引气管以及气路转换阀，其中：

所述第一引气管的管口朝向迎风面，以引入外界的冷空气；

所述第二引气管的管口朝向机舱内部，以引入发动机机舱内的热空气；

所述气路转换阀与所述第一引气管、所述第二引气管以及所述空滤的进气端分别连接，以根据外界环境温度，切换所述第一引气管、所述第二引气管与所述空滤之间的通路。

在本申请一可选实施例中，所述气路转换阀包括三通连接管、翻板、驱动机构；

所述三通连接管包括两个进气通道和一个出气通道，所述两个进气通道分别与所述第一引气管和所述第二引气管连接，所述出气通道与所述空滤的进气端连接；

所述翻板置于所述三通连接管内，所述翻板的一侧设置有连接杆，所述连接杆的一端与所述驱动机构连接，另一端贯穿所述三通连接管且与所述三通连接管固定；

在所述驱动机构的作用下，所述连接杆带动所述翻板在两个所述进气通道之间转动，以切换所述第一引气管、所述第二引气管与所述空滤之间的通路。

在本申请一可选实施例中，所述驱动机构包括伺服电机、齿轮一以及齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二齿接，所述齿轮一与所述连接杆连接，所述齿轮二与所述伺服电机连接。

在本申请一可选实施例中，所述驱动机构还包括上壳和下壳，所述伺服电机设置于所述上壳，所述齿轮一和所述齿轮二设置于所述下壳；

所述上壳上设置有两个第一连接孔，所述下壳上设置有两个第二连接孔，所述三通连接管的周向外壁上设置有两个连接柱，利用螺栓依次将所述第一连接孔、所述第二连接孔与所述连接柱固定。

在本申请一可选实施例中，所述第一引气管为直管。

在本申请一可选实施例中，所述第二引气管为弯管。

在本申请一可选实施例中，所述气路转换阀根据外界环境温度，切换所述第一引气管、所述第二引气管与所述空滤之间的通路，包括：

在外界环境温度大于等于预设的第一温度阈值时，所述气路转换阀仅将所述第一引气管与所述空滤导通；

在外界环境温度小于所述第一温度阈值且大于等于预设的第二温度阈值时，所述气路转换阀将所述第一引气管和所述第二引气管同时与所述空滤导通；

在外界环境温度小于所述第二温度阈值时，所述气路转换阀仅将所述第二引气管与所述空滤导通。

从本申请的另一方面，本申请实施例还公开了一种车辆，所述车辆设置有本申请任一实施例所述的汽车可变进气系统。

本申请实施例包括以下优点：

本申请实施例在汽车可变进气系统的空滤的进气端设置有第一引气管、第二引气管以及气路转换阀，其中：第一引气管的管口朝向迎风面，以引入外界的冷空气；第二引气管的管口朝向机舱内部，以引入发动机机舱内的热空气；气路转换阀与第一引气管、第二引气管以及空滤的进气端分别连接，以根据外界环境温度，切换第一引气管、第二引气管与空滤之间的通路，这样既保证了不同环境温度下发动机最佳的进气温度需求，又解决了环境温度极低的情况下带来的结冰问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中汽车进气系统的结构示意图；

图2是本申请实施例的汽车可变进气系统的结构示意图；

图3是本申请一实施例气路转换阀的分解结构示意图；

图4是本申请气路转换阀实施例一的状态示意图；

图5是本申请气路转换阀实施例二的状态示意图；

图6是本申请气路转换阀实施例三的状态示意图；

图7是本申请实施例一种车辆的结构示意图。

附图标记说明：

1-空滤，2-第一引气管，3-第二引气管，4-气路转换阀，41-三通连接管， 42-翻板，43-驱动机构，44-连接杆，411-进气通道，412-出气通道，431-伺服电机，432-齿轮一，433-齿轮二，434-上壳，435-下壳，413-连接柱，5- 空滤出气管，6-中冷进气管，7-中冷器，8-中冷出气管，9-EGR气体进气通道，10-曲轴箱窜气通道。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

针对本申请背景技术中的技术问题，本申请实施例提出了一种汽车可变进气系统，参照图2，示出了该汽车可变进气系统的结构示意图，包括空滤 1，空滤1的进气端设置有第一引气管2、第二引气管3以及气路转换阀4，其中：

第一引气管2的管口朝向迎风面，以引入外界的冷空气；

第二引气管3的管口朝向机舱内部，以引入发动机机舱内的热空气；

气路转换阀4与第一引气管2、第二引气管3以及空滤1的进气端分别连接，以根据外界环境温度，切换第一引气管2、第二引气管3与空滤1之间的通路。

如图2所示，在本申请实施例的可变进气系统中，空滤1的出气端还依次设置有空滤出气管5、中冷进气管6、中冷器7、中冷出气管8，其中，空滤出气管5和中冷器7之间设置有废气再循环系统EGR气体进气通道9和/ 或曲轴箱窜气通道10。

从图2可看出，相比现有技术，本申请实施例将传统进气系统的一个引气管更改为两个引气管，第一引气管2用于引入外界新鲜冷空气，第二引气管3用于引入发动机机舱内的热新鲜空气，同时增加气路转换阀4，通过汽车控制器ECU控制气路转换阀4，即可切换第一引气管2和/或第二引气管3 与空滤1之间的通路，使得空滤1内至少进入热空气和冷空气中的一种，以此能根据外界环境温度有效调节发动机的进气温度，使其在最佳进气温度下工作。同时，进入空滤1的冷、热空气混合后，再与EGR气体进气通道9 和/或曲轴箱窜气通道10进入的高温气体中和，此时两者的温度差极大缩小，能有效避免高温气体与空滤出气管低温空气汇合，温度急剧降低析出水，严重会在接口位置及周围管壁结冰的问题。

在本申请实施例中，可将第一引气管2设置在发动机机舱前部朝前的位置，管口朝向迎风面，此时将第一引气管2设计为直管，能有效保证管口的进风面积，以充分引入外界的冷空气。而第二引气管3的管口朝向机舱内部，将第二引气管3设计为弯管，这样在吸收机舱内的热空气后，能有效降低热空气从第二引气管3的管口处跑出的概率，保证热空气的供给。

气路转换阀4可采用市面上已有的气路转换阀4，也可采用本申请可选实施例中的气路转换阀4。参照图3，示出了本申请一实施例气路转换阀的分解结构示意图，气路转换阀4包括三通连接管41、翻板42、驱动机构43；三通连接管41包括两个进气通道411和一个出气通道412，两个进气通道 411分别与第一引气管2和第二引气管3连接，出气通道412与空滤1的进气端连接；翻板42置于三通连接管41内，翻板42的一侧设置有连接杆，连接杆的一端与驱动机构43连接，另一端贯穿三通连接管41且与三通连接管41固定；在驱动机构43的作用下，连接杆带动翻板42在两个进气通道 411之间转动，以切换第一引气管2、第二引气管3与空滤1之间的通路。

连接时，三通连接管41可与引气管(第一引气管2、第二引气管3)通过螺纹连接、粘接或法兰等方式连接。如采用螺纹连接时，本申请实施例可在引气管的一端设置外螺纹，在三通连接管41的进气通道411上设置内螺纹，内外螺纹相互匹配，将进气管与三通连接管41拧紧即可。对于第二引气管3与三通连接管41的连接，可在两者连接处增加耐高温密封圈或耐高温生料带，以提高两者在较高温度下连接的紧固度。如图3所示，翻板42 的一端面为弧形，可在三通连接管41的内壁面上平滑过渡；翻板42的另一端面与连接杆可通过焊接或卡接固定，以保证翻板42随杆转动。连接杆安装在两个进气通道411的交汇处，能在管内顺利切换第一引气管2、第二引气管3与空滤1之间的通路。

驱动机构43可包括伺服电机431、齿轮一432以及齿轮二433，齿轮一 432与齿轮二433齿接，齿轮一432与连接杆连接，齿轮二433与伺服电机 431连接。伺服电机431的驱动轴带动齿轮二433转动，齿轮一432基于齿接跟随齿轮二433转动，进而与齿轮一432固定连接的连接杆也转动，实现翻板42在两个进气通道411之间的切换工作。齿轮一432的直径大于齿轮二433，能对伺服电机431的转速进行减速，实现翻板42的低速翻转。如图 3所示，驱动机构43还包括上壳434和下壳435，伺服电机431设置于上壳 434，齿轮一432和齿轮二433设置于下壳435；上壳434上设置有两个第一连接孔，下壳435上设置有两个第二连接孔，三通连接管41的周向外壁上设置有两个连接柱413，利用螺栓依次将第一连接孔、第二连接孔与连接柱 413固定。上下壳的可拆卸设置既便于保护伺服电机431，又便于对其维修。

具体而言，气路转换阀4根据外界环境温度，切换第一引气管2、第二引气管3与空滤1之间的通路，可包括以下几种情况：

在外界环境温度大于等于预设的第一温度阈值时，气路转换阀4仅将第一引气管2与空滤1导通。此时气路转换阀4的翻板42处于图4所示状态，进气系统仅通过第一引气管2引入冷空气，为发动机提供空气来源。

在外界环境温度小于第一温度阈值且大于等于预设的第二温度阈值时，气路转换阀4将第一引气管2和第二引气管3同时与空滤1导通。此时气路转换阀4的翻板42处于图5所示状态，进气系统通过第一引气管2和第二引气管3同时进气，吸收冷空气同时吸收热空气，为发动机提供空气来源。

在外界环境温度小于第二温度阈值时，气路转换阀4仅将第二引气管3 与空滤1导通。此时气路转换阀4的翻板42处于图6所示状态，进气系统仅通过第二引气管3引入热空气，为发动机提供空气来源。

上述第一温度阈值和第二温度阈值为发明人根据最佳进气温度试验所选取的数值，由于不是本申请的发明重点，在此不多赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种车辆，参照图7，示出了本申请实施例一种车辆的结构示意图，车辆设置有本申请实施例的汽车可变进气系统，以此既保证了不同环境温度下发动机最佳的进气温度需求，又解决了环境温度极低的情况下带来的结冰问题。

需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种汽车可变进气系统，其特征在于，包括空滤(1)，所述空滤(1)的进气端设置有第一引气管(2)、第二引气管(3)以及气路转换阀(4)，其中：

所述第一引气管(2)的管口朝向迎风面，以引入外界的冷空气；

所述第二引气管(3)的管口朝向机舱内部，以引入发动机机舱内的热空气；

所述气路转换阀(4)与所述第一引气管(2)、所述第二引气管(3)以及所述空滤(1)的进气端分别连接，以根据外界环境温度，切换所述第一引气管(2)、所述第二引气管(3)与所述空滤(1)之间的通路。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气路转换阀(4)包括三通连接管(41)、翻板(42)、驱动机构(43)；

所述三通连接管(41)包括两个进气通道(411)和一个出气通道(412)，所述两个进气通道(411)分别与所述第一引气管(2)和所述第二引气管(3)连接，所述出气通道(412)与所述空滤(1)的进气端连接；

所述翻板(42)置于所述三通连接管(41)内，所述翻板(42)的一侧设置有连接杆(44)，所述连接杆(44)的一端与所述驱动机构(43)连接，另一端贯穿所述三通连接管(41)且与所述三通连接管(41)固定；

在所述驱动机构(43)的作用下，所述连接杆(44)带动所述翻板(42)在两个所述进气通道(411)之间转动，以切换所述第一引气管(2)、所述第二引气管(3)与所述空滤(1)之间的通路。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述驱动机构(43)包括伺服电机(431)、齿轮一(432)以及齿轮二(433)，所述齿轮一(432)与所述齿轮二(433)齿接，所述齿轮一(432)与所述连接杆(44)连接，所述齿轮二(433)与所述伺服电机(431)连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述驱动机构(43)还包括上壳(434)和下壳(435)，所述伺服电机(431)设置于所述上壳(434)，所述齿轮一(432)和所述齿轮二(433)设置于所述下壳(435)；

所述上壳(434)上设置有两个第一连接孔，所述下壳(435)上设置有两个第二连接孔，所述三通连接管(41)的周向外壁上设置有两个连接柱(413)，利用螺栓依次将所述第一连接孔、所述第二连接孔与所述连接柱(413)固定。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一引气管(2)为直管。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二引气管(3)为弯管。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气路转换阀(4)根据外界环境温度，切换所述第一引气管(2)、所述第二引气管(3)与所述空滤(1)之间的通路，包括：

在外界环境温度大于等于预设的第一温度阈值时，所述气路转换阀(4)仅将所述第一引气管(2)与所述空滤(1)导通；

在外界环境温度小于所述第一温度阈值且大于等于预设的第二温度阈值时，所述气路转换阀(4)将所述第一引气管(2)和所述第二引气管(3)同时与所述空滤(1)导通；

在外界环境温度小于所述第二温度阈值时，所述气路转换阀(4)仅将所述第二引气管(3)与所述空滤(1)导通。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有权利要求1～7任一项所述的汽车可变进气系统。

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