專利名稱：用于增壓內(nèi)燃機的排氣和通氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排氣和通氣裝置，其用于增壓內(nèi)燃機，特別適用于汽車中的增壓內(nèi)燃機， 用于排出內(nèi)燃機的曲軸箱中的漏氣。
背景技術(shù)：
在被設(shè)計為活塞發(fā)動機的內(nèi)燃機內(nèi)，在運轉(zhuǎn)過程中，所謂的漏氣(blow-by gas)從內(nèi)燃 機的燃燒室進入內(nèi)燃機的曲軸箱中。所產(chǎn)生的漏氣的量取決于內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，如空轉(zhuǎn) 或滿載。為了防止曲軸箱中出現(xiàn)不能接受的高超額壓力，漏氣必須從曲軸箱中排出。出于環(huán) 境保護的原因，漏氣是不希望被排出進入周圍環(huán)境中的。
因此，排氣裝置通常包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管的一端與曲軸箱相連，另一端與內(nèi)燃機的新鮮空 氣導(dǎo)管(freshgasline)相連。因而，漏氣被再一次供應(yīng)給內(nèi)燃機進行燃燒。為了防止漏氣排 出進入周圍環(huán)境內(nèi)，優(yōu)選地在曲軸箱中釆用抽吸排出漏氣，上述抽吸排出漏氣是采用在曲軸 箱中建立真空的方式進行的。在新鮮空氣管道中，至少在發(fā)動機進風(fēng)口中，特別是在節(jié)流閥 的下游，所述真空是長期有效的。然而，在某些運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，高至可以導(dǎo)致曲軸箱破壞程度 的真空可能發(fā)生在新鮮空氣導(dǎo)管內(nèi)，在真空調(diào)節(jié)閥的幫助下，人們試圖調(diào)節(jié)曲軸箱中的真空 度至一個預(yù)定的水平。
在增壓發(fā)動機中，由于以下的事實發(fā)生了另外的問題，該事實為從獨立增壓裝置的下游 引入的漏氣是不希望得到的，本身是為了防止其污染。然而，僅僅當(dāng)內(nèi)燃機在空轉(zhuǎn)模式下或 在更低的部分載荷范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)時，足夠的真空度在增壓裝置的壓力側(cè)才是有用的。
排氣裝置優(yōu)選地包括第一導(dǎo)管，該導(dǎo)管的一端與曲軸箱相連，另一端在增壓裝置的下游 與新鮮空氣導(dǎo)管相連。第一導(dǎo)管包括排氣閥，通常還包括真空調(diào)節(jié)閥，該真空調(diào)節(jié)閥被設(shè)計 為，作用到其上的壓力差超過預(yù)定限制值時，其限定進入的新鮮空氣導(dǎo)管的體積流量至預(yù)定 的目標(biāo)值。排氣和通氣裝置通常也可以包括第二導(dǎo)管，該導(dǎo)管的一端在增壓裝置上游與新鮮 空氣導(dǎo)管相連，另一端也與曲軸箱相連。該第二導(dǎo)管包括節(jié)流閥，其被設(shè)計為當(dāng)作用到其上 的壓力差達到預(yù)定值時，可以調(diào)節(jié)進入的曲軸箱的體積流量至預(yù)定的目標(biāo)值。
在內(nèi)燃機空載運轉(zhuǎn)時，在第一導(dǎo)管與新鮮空氣導(dǎo)管之間連接處存在相對高的真空度，特 別是當(dāng)位于節(jié)流閥的下游時，從而相對大量的漏氣可以從曲軸箱中排出。然而，在空載運轉(zhuǎn) 時僅僅產(chǎn)生比較少量的漏氣。對于這種運轉(zhuǎn)狀態(tài)，第二導(dǎo)管允許通過從增壓裝置的上游至曲 軸箱入口供應(yīng)新鮮空氣，從而向曲軸箱通氣，因而抑制了曲軸箱中的難以接受的高真空度。在部分載荷逐漸增加時，第一導(dǎo)管連接處的真空度下降，同時曲軸箱中的需要排出的漏 氣量增加。因此，通過第二導(dǎo)管供應(yīng)的新鮮空氣的量也下降。在超過特定的部分載荷時，在 第一導(dǎo)管連接處存在的真空度便不足以調(diào)節(jié)曲軸箱中的真空度至期望值。于是在第一導(dǎo)管連 接處的真空度變的比第二導(dǎo)管連接處的真空度小。從而，第二導(dǎo)管中的流量方向反向了，使 得其現(xiàn)在來確保曲軸箱的排氣。逆向停氣裝置可以優(yōu)化地被裝配在第一導(dǎo)管上，從而當(dāng)在第 一導(dǎo)管連接處的新鮮空氣導(dǎo)管中壓力進一步增加時，在朝向曲軸箱的方向上，第一導(dǎo)管自動 封閉。
在部分載荷進一步增加或滿載負荷時，在新鮮空氣導(dǎo)管中增壓裝置的下游方向，產(chǎn)生超 額的壓力。第一導(dǎo)管隨后關(guān)閉，同時漏氣單獨通過第二導(dǎo)管排出。
在內(nèi)燃機的某些運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，特別是在滿載負荷時，在新鮮空氣導(dǎo)管中位于增壓裝置的 上游方向的有效真空相當(dāng)小，導(dǎo)致不能一直確保足夠的漏氣的抽吸排出。這樣就激化了問題， 特別是當(dāng)?shù)诙?dǎo)管的連接處必須被放置到與增壓裝置的入口比較近的地方，如由于安裝空 間的原因。
發(fā)明概述
本發(fā)明涉及提供一種改進的方案用于前述中定義類型的排氣裝置，該裝置的特征特別在 于其甚至在比較低的真空下也容許足夠的排氣，從而在新鮮空氣導(dǎo)管一側(cè)提供了比較靈活的 連接選擇。
根據(jù)本發(fā)明，該方案通過獨立權(quán)利要求的主題解決，進一步優(yōu)選的方案為從屬權(quán)利要求 的主題。
本發(fā)明基于如下構(gòu)思，即在第二導(dǎo)管內(nèi)與節(jié)流裝置并行安裝逆向停氣閥，截止流向曲軸 箱的流量。這樣得到的是，在通過第二導(dǎo)管對曲軸箱除氣時，漏氣不需要通過節(jié)流裝置流動， 而是替代性的可以通過在該方向開啟的逆向停氣閥流動。因此可以減少在流動方向上的流動 阻力，從而甚至相對較小的真空度用來充分抽吸排出漏氣也是足夠的。結(jié)果，第二導(dǎo)管也可 以與在新鮮空氣導(dǎo)管內(nèi)的所述部位相連，該部位僅僅能存在相當(dāng)小的真空度，以上提高了該
排氣和通氣裝置的安裝上的靈活性。
本發(fā)明的其它重要特征和優(yōu)點由從屬權(quán)利要求、附圖和


導(dǎo)出。
明顯的是，在不超出本發(fā)明范圍的情況下，上述已說明特征和以下將要解釋的特征可以
并不僅僅在已給的特定的組合中使用，也可以在其他組合中使用或單獨使用。
明的優(yōu)選的示例性實施例在附圖中進行說明，并在以下說明書進行詳細描述，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的或近似的或功能等同的組件。

示意性的逐個說明附圖
圖1至3各自表示了排氣裝置在不同運轉(zhuǎn)狀態(tài)下類似于布線圖的簡圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1至3，內(nèi)燃機1包括具有曲軸箱3的發(fā)動機組2,汽缸體蓋4，搖桿蓋5和/或油 盤6。新鮮空氣導(dǎo)管7從外界8攜帶新鮮空氣進入發(fā)動機組2，同時排氣管9從發(fā)動機組2排 出內(nèi)燃機l的廢氣，并將廢氣散發(fā)至外界8內(nèi)。
內(nèi)燃機l優(yōu)選地安裝到汽車中。內(nèi)燃機l為增壓發(fā)動機，因此具有增壓裝置IO，其被設(shè) 計為排氣式渦輪增壓器，例如，在本實施例中。由此，增壓裝置lO具有壓縮機ll，其安裝 在新鮮空氣導(dǎo)管7內(nèi)，增壓裝置還具有渦輪12，其安裝在排氣管9內(nèi)。內(nèi)燃機l還可以裝配 另一個增壓設(shè)備IO，如機械增壓裝置，具體可以為羅茨增壓泵(Rootsblower)。
新鮮空氣導(dǎo)管7在入口端包括空氣過濾器13，在其下游，還包括空氣流量測量裝置或空 氣流量計14，例如，被設(shè)計為熱膜計量表。在增壓裝置10的下游，新鮮空氣導(dǎo)管7包括增 壓空氣冷卻器15和在其下游的節(jié)流閥16。
另外，內(nèi)燃機1上裝配了排氣循環(huán)裝置17，其在本文中簡化形式表示，僅僅通過排氣循 環(huán)冷卻器18表示。
進一步，內(nèi)燃機1裝配了排氣和通氣裝置19，在該排氣和通氣裝置的作用下，在內(nèi)燃機 1的運轉(zhuǎn)過程中漏氣可以從曲軸箱3中排出。在內(nèi)燃機1運轉(zhuǎn)過程中，由于從氣缸空隙中的 泄露，所述漏氣進入曲軸箱3，該過程如不進一步確定，認(rèn)為發(fā)生于發(fā)動機組2中。
排氣和通氣裝置19包括第一導(dǎo)管20和第二導(dǎo)管21。第一導(dǎo)管20的一端與曲軸箱3相 連，另一端通過第一連接點22與新鮮空氣導(dǎo)管7相連。第一連接點22位于增壓裝置10的下 游，具體位于節(jié)流閥16的上游。同時，第一連接點22位于新鮮空氣導(dǎo)管7內(nèi)并處于入口點 的上游，該入口點如未進一步確定，則認(rèn)為位于排氣循環(huán)裝置17中。第一導(dǎo)管20包括排氣 閥23，其被設(shè)計為或多或少的為真空調(diào)節(jié)閥。該排氣閥23被設(shè)計為，作用到其上的壓力差 超過預(yù)定限制值時，其限定進入的新鮮空氣導(dǎo)管7的體積流量至預(yù)定的目標(biāo)值。
此處所述實施例中，逆向停氣裝置24也被安裝到第一導(dǎo)管20中，用于阻擋向曲軸箱3 的方向的流動，同時對于通向排氣閥23的方向是暢通有效的。該逆向停氣裝置24優(yōu)選地與排氣閥23結(jié)合，形成整體模塊25，該模塊是由具有綜合逆向停氣功能的排氣閥。
第二導(dǎo)管21的一端與第二連接點26相連，該第二連接點位于增壓裝置10的上游，新鮮 空氣導(dǎo)管7與第二連接點26相連。同時，第二導(dǎo)管的另一端同樣的與曲軸箱3相連，優(yōu)選的 獨立于第一導(dǎo)管20，特別的直接相連。
第二導(dǎo)管21包括節(jié)流裝置28，該節(jié)流裝置28被設(shè)計為其能調(diào)節(jié)通向第一導(dǎo)管20的體 積流量在預(yù)定目標(biāo)值，該預(yù)定目標(biāo)值適合于施加到節(jié)流裝置上的預(yù)定壓力差。進一步，第二 導(dǎo)管21可以也安裝上逆向停氣閥29，其在第一導(dǎo)管20方向具有截氣效果。對逆向停氣閥29 和節(jié)流裝置28進行排列從而氣流可以并行通過它們，從而節(jié)流裝置28形成了支路，該支路 繞過了逆向停氣閥29，該支路在下文中也以28標(biāo)識。優(yōu)選地，逆向停氣閥29和節(jié)流裝置28 也可以形成整體組件30。這個組件30具體是由具有綜合支路28的逆向停氣閥29形成。
第一導(dǎo)管20包括第一分隔裝置31，其被設(shè)計為在內(nèi)燃機1的運轉(zhuǎn)過程中，從曲軸箱3 中排出的漏氣中移除油和/或油滴。該被分隔出來的油可以通過第一回油導(dǎo)管32從第一分隔 裝置31中回收至曲軸箱3中，優(yōu)選的回收至油盤6中。此處所示的優(yōu)選的實施例中，第二導(dǎo) 管21還包括其自身第二分隔裝置27，該第二分隔裝置具有單獨的第二回油導(dǎo)管36。
本發(fā)明的排氣裝置19操作方式如下所述
在如圖l所示的第一運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，內(nèi)燃機l在空載運轉(zhuǎn)下運轉(zhuǎn)，即，在最小載荷下運轉(zhuǎn)。 在這種運轉(zhuǎn)模式下，比較小的漏氣進入曲軸箱3內(nèi)。同時，增壓裝置10基本上是靜態(tài)的；至 少節(jié)流閥16引起了強烈的節(jié)流效應(yīng)，從而在節(jié)流閥16的下游，在新鮮空氣導(dǎo)管7內(nèi)存在比 較強的真空。該真空足夠高以至于其高過了排氣閥23的限制值和高過了節(jié)流裝置28的預(yù)定 值。由此，排氣閥23允許預(yù)定的體積流量通過。第一導(dǎo)管20產(chǎn)生了曲軸箱3的除氣。在該 運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，氣體可以通過第一導(dǎo)管20排出，該排出的氣體比隨后流動的新漏氣多。
同時，在新鮮空氣導(dǎo)管7中位于第二連接點26處建立的真空低于位于第一連接點22處 存在的真空。通過第一導(dǎo)管20的排氣降低了曲軸箱3中的壓力，直到平衡壓力新鮮空氣可以 隨后通過第二導(dǎo)管21流動。隨后，節(jié)流裝置28也允許體積流量通過，該體積流量小于排氣 閥23的預(yù)定體積流量。隨著新鮮空氣離開新鮮空氣導(dǎo)管7，該第二導(dǎo)管21引起曲軸箱3的 通氣。
排氣閥23和節(jié)流裝置28以既定的方式相互配合，從而在這種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，完全足夠的 新鮮空氣流動通過第二導(dǎo)管21進入曲軸箱3，同時存在的極少量的漏氣被排出曲軸箱3外， 從而可以在曲軸箱3內(nèi)建立預(yù)定的真空。特別是，在該運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在曲軸箱3中的真空度 不應(yīng)該下降至無限制的范圍。由此，在該運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過第一導(dǎo)管20從曲軸箱3中抽出然后排出進入新鮮空氣導(dǎo)管7的體積流量的一部分是由排出的漏氣量形成的，另外的部分是由 相應(yīng)量的新鮮空氣形成，該新鮮空氣通過第二導(dǎo)管21供應(yīng)給曲軸箱3.
隨著內(nèi)燃機l增加載荷，在曲軸箱3中產(chǎn)生的漏氣的量也增加了，從而更多的漏氣相應(yīng) 地需要排出。由于節(jié)流裝置28的節(jié)流效果，供給曲軸箱3的混合了漏氣的新鮮空氣的體積流 量同時也降低了。
漏氣流在圖1中以箭頭33表示。新鮮空氣流在圖1中以箭頭34表示，同時，在圖1中 包括漏氣和新鮮空氣的混合氣體流以箭頭35表示。
圖2表示了內(nèi)燃機1在部分載荷時的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，在該狀態(tài)下在新鮮空氣導(dǎo)管7內(nèi)的第一 連接點22處僅存在比較小的真空度，但是該真空度恰好足夠高，從而全部漏氣依然能夠通過 第一導(dǎo)管20從曲軸箱3中排出并引入新鮮空氣導(dǎo)管7。排氣閥23，其通過特征線表征，其中 通過排氣閥23的體積流量最初漸增(線性)，然后對于在中等壓力差時體積流量到達最大值， 而后隨著壓力差的進一步增加下降(線性)至預(yù)定目標(biāo)值，該目標(biāo)值對于壓力差的任何進一 步增加均保持恒定。在圖2中所示的內(nèi)燃機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，所述最大值在施加到排氣閥23 上的壓力差范圍內(nèi)是優(yōu)化的。在這種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過第二導(dǎo)管21添加進入漏氣的新鮮氣體 量非常小，甚至可以下降到零。同樣為了說明，用于新鮮空氣流34的流量箭頭采用虛線表示。
由于在這種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，新鮮空氣流34是或多或少忽略不計的，因而此處僅漏氣流33 或多或少存在于第一導(dǎo)管20中。
隨著載荷的進一步增加，特別是在滿載負荷時，建立了在圖3中描述的狀態(tài)。首先，在 第一連接點22處建立的真空度太低了而不能排出所產(chǎn)生的漏氣。第二，在第一連接點22處， 可能產(chǎn)生過量的壓力，特別由于與相應(yīng)設(shè)置的節(jié)流閥聯(lián)合的增壓裝置10的起動或運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致 不可能通過第一連接點22引入漏氣進入新鮮空氣導(dǎo)管7內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)過量壓力時，逆向停氣裝 置24在第一連接點22封閉了導(dǎo)管。
隨著在增壓裝置10壓力面上的壓力漸增，在增壓裝置IO進氣端上的壓力下降。因而， 在第二連接點26處產(chǎn)生了真空，該真空足夠僅通過第二導(dǎo)管21排出在曲軸箱3中形成的漏 氣，這種情況下，第二導(dǎo)管21形成了期望的曲軸箱3的排氣。該過程基本上可能會通過節(jié)流 閥28，通過流動箭頭表示，并以虛線圖示。然而，在該流量方向上，逆向停氣閥29開啟從 而漏氣流33，或至少該漏氣流的大部分，通過逆向停氣閥29流動。
優(yōu)選地對逆向停氣閥29進行如下設(shè)計，其開啟阻力以及流通阻力低于支路和/或節(jié)流裝 置28的流通阻力。特別是，對逆向停氣閥29的開啟阻力和流通阻力進行選擇，使在第二連 接點26處存在的真空度足夠于從曲軸箱3中抽出漏氣，該漏氣產(chǎn)生于曲軸箱3的上述運轉(zhuǎn)狀態(tài)或超出該狀態(tài)范圍。由此，可以在曲軸箱3中建立預(yù)定的真空度。由于逆向停氣閥29開啟 和流通的非常小的阻力，第二導(dǎo)管21在逆向停氣閥29的開啟方向上是或多或少非節(jié)流的， 因此甚至在相當(dāng)小的真空度下可以達到足夠的排氣，從而可以特別地在相對靠近增壓裝置10 入口的位置安裝第二連接點26。
權(quán)利要求
1. 一種用于內(nèi)燃機(1)的排氣和通氣裝置，特別在汽車中，用于從內(nèi)燃機(1)的曲軸箱(3)中排出漏氣，其特征在于，-具有第一導(dǎo)管(20)，該導(dǎo)管的一端與或者可以與曲軸箱(3)相連，同時另一端在內(nèi)燃機(1)增壓裝置(10)下游與或者可以與內(nèi)燃機(1)的新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連，第一導(dǎo)管包括排氣閥(23)，該排氣閥被設(shè)計為，在施加到其上的壓力差超過預(yù)定限制值時，其限制通向新鮮空氣導(dǎo)管(7)的體積流量至預(yù)定目標(biāo)值；-具有第二導(dǎo)管(21)，其一端在增壓裝置(10)上游與或者可以與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連，另一端與或者可以與曲軸箱(3)相連，同時該第二導(dǎo)管包括節(jié)流裝置(28)，該節(jié)流裝置被設(shè)計為，在施加到其上的壓力差為預(yù)定值時，其調(diào)整通向曲軸箱(3)的體積流量；-由此第二導(dǎo)管(21)包括并行于節(jié)流裝置(28)的逆向停氣閥(29)，該逆向停氣閥截止了從新鮮空氣導(dǎo)管(7)向曲軸箱(3)的流量，從而，節(jié)流裝置(28)形成了支路(28)，該支路迂回通過了逆向停氣閥(29)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣和通氣裝置，其特征在于 該支路(28)或節(jié)流裝置(28)結(jié)合進入逆向停氣閥(29)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣和通氣裝置，其特征在于逆向停氣閥(29)的開啟阻力和流通阻力都低于支路(28)或節(jié)流裝置(28)的流通阻力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的排氣和通氣裝置，其特征在于 對逆向停氣閥(29)的開啟阻力和流通阻力進行選擇，從而在內(nèi)燃機(1)的滿載負荷時運轉(zhuǎn)時，在連接點(26)處的真空足夠用于調(diào)整曲軸箱(3)中至預(yù)定真空度或者抽出預(yù)定量 的漏氣，在該連接點(26)處，第二導(dǎo)管(21)與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的排氣和通氣裝置，其特征在于第一導(dǎo)管(20)包括逆向停氣裝置(24)，該逆向停氣裝置(24)截停了從新鮮空氣導(dǎo) 管(7)至連接點(27)的流量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的排氣和通氣裝置，其特征在于 逆向停氣裝置(24)結(jié)合進入排氣閥(23)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的排氣和通氣裝置，其特征在于排氣閥(23)和支路(28)或者節(jié)流裝置(28)之間相互配合，從而在內(nèi)燃機(1)的空 載運轉(zhuǎn)時，曲軸箱(3)中的壓力下降限于預(yù)定的真空度，或者從曲軸箱(3)抽出的漏氣限 于預(yù)定的體積流量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的排氣和通氣裝置，其特征在于-在增壓空氣冷卻器(15)的下游，第一導(dǎo)管(20)與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連；和/或 -在節(jié)流閥(16)的下游，第一導(dǎo)管(20)與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連；和/或-在排氣循環(huán)裝置(17)的引入點的下游，第一導(dǎo)管(20)與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的排氣和通氣裝置，其特征在于-在氣流計裝置(14)的下游，第二導(dǎo)管(21)與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連；和/或 -在空氣過濾器(13)的下游，第二導(dǎo)管(21)與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的排氣和通氣裝置，其特征在于在第一導(dǎo)管(20)中和第二導(dǎo)管(21)中提供了用于從漏氣中分離油和/或油滴的分隔裝 置(27,31)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種排氣和通氣裝置(19)，其適用于內(nèi)燃機(1)，用于從曲軸箱(3)抽出漏氣，該設(shè)備包括第一導(dǎo)管(20)，該導(dǎo)管(20)的一端與曲軸箱(3)相連，另一端在增壓設(shè)備(10)的下游與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連，并且包括排氣閥(23)，該設(shè)備還包括第二導(dǎo)管(21)，其一端在增壓設(shè)備(10)的上游與新鮮空氣導(dǎo)管(7)相連，另一端與曲軸箱(3)相連，第二導(dǎo)管(21)包括節(jié)流裝置(28)和與之并行的逆向停氣閥(29)，該逆向停氣閥在向曲軸箱(3)的方向上提供了截止功能。
文檔編號F01M13/02GK101449032SQ200780014915
公開日2009年6月3日 申請日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者斯特凡·魯佩爾, 米爾科·布勞恩, 羅伯特·東舍, 雅庫普·厄茲卡亞 申請人:馬勒國際有限公司