本發(fā)明總體上涉及曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置(PCV)及相關(guān)發(fā)動機(jī)總成。

背景技術(shù)：

發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)會有部分含有燃料的氣體未經(jīng)燃燒即通過發(fā)動機(jī)活塞和汽缸壁之間的縫隙泄露至曲軸箱，這部分泄露的氣體通常稱之為發(fā)動機(jī)竄氣(blow-by gas)。某些現(xiàn)有技術(shù)使用曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置來將發(fā)動機(jī)竄氣回收至進(jìn)氣道內(nèi)，以充分利用燃料并減少污染物排放。

例如美國專利US2014/0326226A1中公開了一種將PCV裝置連接于EGR(Exhaust Gas Recirculation)管道附近以加熱竄氣并設(shè)置多個(gè)進(jìn)氣岐管內(nèi)部管道將發(fā)動機(jī)竄氣分別送入進(jìn)氣岐管的各個(gè)歧道內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種發(fā)動機(jī)總成，包括進(jìn)氣岐管，其具有位于進(jìn)氣道下游的歧管主體，在歧管主體的壁上包括相互分隔開的并可分別與第一PCV支管和第二PCV支管流體連通的第一通孔和第二通孔。

發(fā)動機(jī)總成還可以包括曲軸箱和PCV管，該P(yáng)CV管與曲軸箱以及第一PCV支管和第二PCV支管流體連通。第一PCV支管和第二PCV支管可以與該P(yáng)CV管集成為一體。

發(fā)動機(jī)進(jìn)氣岐管主體壁上的第一通孔可以較第二通孔更為接近發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道。第一通孔還可以較第二通孔具有更大的開口截面積。

發(fā)動機(jī)總成還可以包括從歧管主體上依次延伸出來的第一歧道、第二歧道、第三歧道和第四歧道，第一通孔可以設(shè)在第一歧道和第二歧道之間，第二通孔可以設(shè)在第三歧道和第四歧道之間。

發(fā)動機(jī)還可以為三缸發(fā)動機(jī)，包括從歧管主體上依次延伸出來的第一歧道、第二歧道和第三歧道，則第一通孔可以設(shè)在第一歧道和第二歧道之間，而第二通孔設(shè)在第二歧道和第三歧道之間。

連接第一PCV支管和第二PCV支管的第一通孔和第二通孔其開口可以朝向曲軸箱，也可以開口朝向與所述曲軸箱相反的方向。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種發(fā)動機(jī)的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置，發(fā)動機(jī)包括曲軸箱和岐管主體，曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置包括與曲軸箱流體連通的PCV管以及從所述PCV管延伸出來的第一PCV支管和第二PCV支管，第一PCV支管和第二PCV支管分別與設(shè)在歧管主體上的分隔開的第一通孔和第二通孔流體連通。

該P(yáng)CV裝置還可以將第一PCV支管的開口截面積設(shè)置成與第二PCV支管不同。

該P(yáng)CV裝置的第一PCV支管和第二PCV支管可以集成至PCV管。

根據(jù)本發(fā)明的一種發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方法，可以提供一種進(jìn)氣岐管，該進(jìn)氣岐管包括位于進(jìn)氣道下游的歧管主體，在歧管主體的壁上包括分隔開的第一通孔和第二通孔分別與曲軸箱流體連通。

該方法還可以包括將歧管主體通過PCV裝置與曲軸箱流體連通，其中PCV裝置包括PCV管以及從所述PCV管延伸出來的第一PCV支管和第二PCV支管。

該方法還包括可以在所述PCV管以及第一PCV支管和第二PCV支管中調(diào)節(jié)氣流。

該方法還包括所提供的進(jìn)氣岐管可以將第一通孔設(shè)置在較第二通孔距離進(jìn)氣道更近的位置，或者進(jìn)一步將第一通孔設(shè)置成具有較第二通孔更大的開口截面積。

該方法還包括所提供的進(jìn)氣岐管還包括從歧管主體上依次延伸出來的第一歧道、第二歧道、第三歧道和第四歧道，第一通孔位于所述第一歧道和第二歧道之間，第二通孔位于第三歧道和第四歧道之間。

本文的上述優(yōu)點(diǎn)和其他特征與改進(jìn)通過下文實(shí)施例的具體描述并結(jié)合附圖將會更加清楚。

為了更加全面地理解本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，請參考如附圖中詳細(xì)描述并在下文中通過示例闡釋的實(shí)施例。

附圖說明

附圖1示意性地描繪了本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中的發(fā)動機(jī)總成的立體圖。

附圖2示意性地描繪了如附圖1所示發(fā)動機(jī)總成的進(jìn)氣岐管的前視圖。

附圖3A示意性地描繪了如附圖2所示的進(jìn)氣岐管沿3A-3A的橫向截面圖。

附圖3B示意性地描繪了如附圖2所示的進(jìn)氣岐管沿3B-3B的縱向截面圖。

附圖4示意性地描繪了如附圖1所示發(fā)動機(jī)總成的一個(gè)實(shí)施例的進(jìn)氣岐管的背面圖。

附圖5A顯示了本文中例子提及的一種發(fā)動機(jī)總成的空燃比波動圖。

附圖5B顯示了本文中例子提及的另一發(fā)動機(jī)總成的空燃比波動圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖時(shí)，請注意相同的標(biāo)號用于指代相同的部件。在下文描述中，不同的操作參數(shù)和部件用于描述構(gòu)造不同的實(shí)施例。這些具體的參數(shù)和部件將用作示例而并非意味著限定。

通過一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例體現(xiàn)的本發(fā)明至少在將PCV管設(shè)置成有利于再循環(huán)竄氣方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。更為具體地，通常PCV裝置會連接在進(jìn)氣道附近以便于將收集到的竄氣與來自進(jìn)氣道的新鮮空氣充分混合。由于進(jìn)氣道內(nèi)的負(fù)壓以及新鮮空氣溫度較低，會導(dǎo)致進(jìn)氣道內(nèi)的溫度降低。由于竄氣中存在大量的水分，進(jìn)氣道溫度降低會導(dǎo)致附近水分凝結(jié)并滯留在進(jìn)氣道處。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，滯留的水分會結(jié)霜或結(jié)冰，嚴(yán)重時(shí)大量的結(jié)冰會凍住進(jìn)氣道內(nèi)的進(jìn)氣閥導(dǎo)致其無法開合從而使得發(fā)動機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如本文其他內(nèi)容所體現(xiàn)，本文公開的發(fā)明概念已經(jīng)克服了與發(fā)動機(jī)因使用PCV裝置導(dǎo)致進(jìn)氣歧管區(qū)域或附近積水或結(jié)冰有關(guān)的一種或多種問題。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，如附圖1所示,進(jìn)一步參考附圖2、附圖3A以及附圖3B，其分別為附圖1中的進(jìn)氣歧管的前視圖、沿3A-3A方向的橫向截面圖、沿3B-3B方向的縱向截面圖，本發(fā)明公開了一種總體上示為10的發(fā)動機(jī)總成示意圖,其中發(fā)動機(jī)總成10包括位于進(jìn)氣道(未顯示)下游的進(jìn)氣岐管20，其具有歧管主體21，所述歧管主體21在其壁上包括相互分隔開的并可分別與第一PCV支管32和第二PCV支管33流體連通的第一通孔24和第二通孔26。

發(fā)動機(jī)總成10還具有曲軸箱30以及安裝在曲軸箱30之上的PCV裝置38，該裝置負(fù)責(zé)收集曲軸箱30內(nèi)的發(fā)動機(jī)竄氣，其可以集成在曲軸箱30之內(nèi)，也可以附接在曲軸箱30表面上。PCV裝置38通過PCV管31連接至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管20用于將發(fā)動機(jī)竄氣送至進(jìn)氣歧管20內(nèi)與來自進(jìn)氣道13的新鮮空氣混合后輸送至發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒。另一方面,PCV管31與第一PCV支管32和第二PCV支管33流體連通。換而言之，來自PCV裝置38的流體進(jìn)入PCV管31，隨后被分成兩個(gè)方向(更為具體地，分成兩個(gè)不同的方向)分別通過PCV第一支管32和PCV第二支管33進(jìn)入歧道主體21。

發(fā)動機(jī)總成10可以為任何合適的類型。在一些實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)還可以為直列式、V型發(fā)動機(jī)或其他類型的發(fā)動機(jī)，也可以具有3缸、4缸、6缸等多種配置。在一個(gè)非限定性例子中，如附圖1中所示并參考附圖2和附圖3A、3B，發(fā)動機(jī)總成10為直列4缸式發(fā)動機(jī)，進(jìn)氣歧管20具有歧管主體21以及從歧管主體21上依次延伸出來的歧道23、25、27、29。進(jìn)氣歧管20具有接口13與進(jìn)氣道相連接。在歧管主體21上，具體而言在歧管主體21的外壁40上，設(shè)有兩個(gè)分隔開的通孔24、26，通孔24在沿著縱向方向L上較通孔26距離進(jìn)氣道接口13更近。

通孔24可以沿著方向L位于歧道23和25之間，或者位于歧道25和27之間。類似地,通孔26可以沿著方向L位于歧道27和29之間，或者位于歧道25和27之間。通孔24和26與PCV管31的兩個(gè)分支32、33分別連接以提供流體聯(lián)通。在該具體配置中，當(dāng)?shù)谝煌?4和第二通孔26分別位于歧道23、25之間和歧道27、29之間時(shí)，可以附加設(shè)置PCV第三支 管(未顯示)通過第三通孔37與歧管主體21流體聯(lián)通，第三通孔37位于壁40上沿著方向L依次序處于歧道25和歧道27之間。

PCV管31的另一端口35與PCV裝置38相連接以提供流體聯(lián)通，以便來自PCV裝置38的發(fā)動機(jī)竄氣能夠無需接近進(jìn)氣道接口13而直接流入進(jìn)氣歧管20的歧管主體21內(nèi)。由于發(fā)動機(jī)竄氣不會經(jīng)過進(jìn)氣道接口13區(qū)域，其包含的水分不會凝結(jié)堆積在進(jìn)氣道接口13附近，因此也避免了進(jìn)氣道處的水汽凝結(jié)和結(jié)冰狀況的出現(xiàn)。

并非意圖受限于任何特定理論，相信來自PCV裝置38的發(fā)動機(jī)竄氣可以有益地被引導(dǎo)至距離進(jìn)氣道接口13處較遠(yuǎn)的位置或區(qū)域，可以解決與之有關(guān)的在進(jìn)氣道接口13處的水分聚集/結(jié)冰的問題，且竄氣能夠被有效地再循環(huán)使用。

此外還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的額外優(yōu)點(diǎn)有，通過采用兩個(gè)或多個(gè)通孔，例如第一通孔24、第二通孔26，通過它們發(fā)動機(jī)竄氣可以在不同的位置處進(jìn)入歧管主體21，且可以選擇以不同的流量進(jìn)入。設(shè)置兩個(gè)及兩個(gè)以上的分隔開的通孔24、26有助于發(fā)動機(jī)竄氣在進(jìn)氣歧管20的歧管主體21內(nèi)充分混合。由于發(fā)動機(jī)竄氣通過兩個(gè)分隔開的通孔24、26分別流入進(jìn)氣歧管的歧管主體21內(nèi)不同部位，能夠使發(fā)動機(jī)竄氣在歧管主體21內(nèi)不同區(qū)域盡量同步與從進(jìn)氣口13流入的新鮮空氣進(jìn)行混合，避免了進(jìn)氣歧管中空氣空燃比(A/F)波動過大，同時(shí)改進(jìn)了進(jìn)入各個(gè)歧道的氣體的空燃比一致性。

第一支管32和第二支管33可以在進(jìn)氣歧管主體21之外或外部位置處與PCV管31合為一體。交合的位置可在相對于進(jìn)氣歧管主體21的壁40的任何合適的位置?？商娲兀琍CV管31可以為第一支管32或第二支管33的自然一體的延伸。可替代地，PCV管31以及第一支管32和第二支管33在材料和結(jié)構(gòu)上一體成型，由此形成一個(gè)單件，該單件可以通過單種材料或混合材料模塑或注塑成型。

此外，如附圖2和附圖3B所示，將通孔24設(shè)在歧道23和25之間以及將通孔26設(shè)在歧道27和29之間，使得發(fā)動機(jī)竄氣在進(jìn)入歧管主體21之后并不直接流入各個(gè)歧道，而是沿著歧道之間的壁在歧道主體21的空腔321內(nèi)進(jìn)行流動，與流入進(jìn)氣歧管20內(nèi)的新鮮空氣混合后再分別流入各個(gè) 歧道23、25、27、29。這樣的設(shè)置有助于進(jìn)一步減小發(fā)動機(jī)竄氣對進(jìn)入各個(gè)歧道的氣流的干擾。

附圖中連接PCV裝置38和進(jìn)氣歧管的PCV管31在一端35與PCV裝置38相連，在另一端可以具有至少兩個(gè)支管32、33分別與通孔24、26相連通。為實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)竄氣的非均衡分配，并進(jìn)一步參考附圖3A,也可以將靠近進(jìn)氣道接口13一端的PCV支管32的內(nèi)徑設(shè)置為較遠(yuǎn)離進(jìn)氣道接口13的PCV支管33更大。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解PCV管與其支管32、33可以由合適的材料一體化成型，也可以通過多個(gè)管道拼接而成。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)例子中的本發(fā)明還具有其他優(yōu)點(diǎn)，例如新鮮空氣從進(jìn)氣道接口13一端流入進(jìn)氣歧管20的歧管主體21，其在歧管21內(nèi)向另一端流動和分布需要時(shí)間。因此,可以考慮將靠近進(jìn)氣道接口13一端的通孔24的孔徑D1設(shè)置成較距離進(jìn)氣道接口13較遠(yuǎn)的通孔26D2更大，從而使得流經(jīng)通孔24的發(fā)動機(jī)竄氣較通孔26的更多。隨著新鮮空氣從進(jìn)氣道接口13一端流入歧管主體21并逐漸蔓延至歧管主體21遠(yuǎn)離進(jìn)氣道接口13的一端，使用這種非均衡的竄氣分配來適配從進(jìn)氣道接口13向內(nèi)自歧道23至歧道29的非均衡空氣分配，可以進(jìn)一步幫助竄氣在歧管主體內(nèi)的快速均勻分布。

在一些實(shí)施例中，如附圖1、2、3A、3B所示,通孔24、26可以設(shè)置在歧管主體21面向PCV裝置38的壁40上,換而言之，通孔24、26的開口方向可以朝向發(fā)動機(jī)曲軸箱30。

也可以如附圖4所示，在歧管主體21背向PCV裝置38的壁42上設(shè)置通孔44、46。通孔44、46可以設(shè)置成類似于通孔24、26，分別與第一支管32、第二支管33連接并匯總至PCV管31。如附圖4所示的設(shè)置在進(jìn)氣歧管21和PCV裝置38之間的空間有限時(shí)尤為有益?？商娲?，且更為理想地，可以同時(shí)采用通孔24、26和通孔44、46以及對應(yīng)的PCV管結(jié)構(gòu)來更有效地利用竄氣。

例子

發(fā)動機(jī)各個(gè)氣缸的空燃比可以通過計(jì)算流體力學(xué)來分析計(jì)算，也可以通過發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)來測試實(shí)際的空燃比。本例中通過計(jì)算力學(xué)模擬分析 發(fā)動機(jī)不同的運(yùn)行工況，從而分析出相應(yīng)的空燃比。在該例子中，發(fā)動機(jī)總成設(shè)置成類似于附圖1至附圖3所示的發(fā)動機(jī)總成10，除了在進(jìn)氣歧管上僅僅采用第二通孔26而沒有采用通孔24以外。各個(gè)缸體的空燃比波動圖結(jié)果如附圖5A所示。

如附圖5A所示，發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況下缸體1至4內(nèi)空燃比波動率相對于空燃比理想值允許最大范圍。在該實(shí)施例中，設(shè)定空燃比理想值(例如14.6百分比(％))為標(biāo)準(zhǔn)值，為實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)穩(wěn)定燃燒沒有明顯震感，其進(jìn)氣歧管內(nèi)空燃比的變化應(yīng)當(dāng)不超過該標(biāo)準(zhǔn)值的一定范圍，例如正負(fù)0.5％范圍，如附圖5A中的線506和512之間的區(qū)域所示。同理，線508和510之間的區(qū)域表示發(fā)動機(jī)怠速情況下允許的燃燒室內(nèi)空燃比波動范圍不應(yīng)超出所述標(biāo)準(zhǔn)值的正負(fù)0.25％范圍。由小方塊連接的線514表示各個(gè)氣缸在發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下實(shí)際空燃比波動范圍。由小圓圈連接的線516表示各個(gè)氣缸在發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下實(shí)際空燃比的波動范圍。如圖5A所示，在進(jìn)氣歧管壁上僅設(shè)有一個(gè)通孔26的情況下，由于發(fā)動機(jī)竄氣在進(jìn)氣歧管內(nèi)混合不夠均勻，線514和516表明了存在多處超過空燃比波動允許范圍的情況，相應(yīng)地會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)震動感明顯，損害發(fā)動機(jī)性能。

如附圖5B所示，其對比性地展示了在進(jìn)氣歧管壁上設(shè)有兩個(gè)通孔24、26的情況下通過計(jì)算力學(xué)模擬分析發(fā)動機(jī)不同的運(yùn)行工況分析得出的發(fā)動機(jī)各個(gè)缸體的空燃比波動圖。由小方塊連接的線502表示各個(gè)氣缸在發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下實(shí)際空燃比波動范圍.由小圓圈連接的線504表示各個(gè)氣缸在發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下實(shí)際空燃比的波動范圍。如圖5B所示，無論是怠速情況下還是發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，各個(gè)氣缸的空燃比波動均被控制在了允許范圍內(nèi)。并非意圖受限于任何具體理論，相信由于采用了兩個(gè)以上的通孔與PCV管道連接，且這是與附圖5A的結(jié)構(gòu)相比唯一的不同點(diǎn)，使得發(fā)動機(jī)竄氣能夠同時(shí)進(jìn)入到進(jìn)氣歧管主體21內(nèi)的不同區(qū)域，加快了其與新鮮空氣的在歧管主體21內(nèi)的混合速度，使得流入各個(gè)歧道的混合空氣具有更為一致的空燃比，減少了各個(gè)缸體的空燃比波動情況。

該對照例表明在一切條件相同的情況下,兩孔PCV連接設(shè)計(jì)相對于一孔PCV連接更有效地改進(jìn)了發(fā)動機(jī)空燃比波動的問題。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明公開的技術(shù)方案克服了現(xiàn)有的技術(shù)方案中將發(fā)動機(jī)竄氣輸送進(jìn)氣歧管并在各個(gè)歧道內(nèi)進(jìn)行均勻分配的挑戰(zhàn)，以簡單和便與制造的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)竄氣在進(jìn)氣歧管內(nèi)的均勻分布，并避免了發(fā)動機(jī)竄氣中的水分在進(jìn)氣道處凝結(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過本文、附圖以及說明書能夠做出各種修改、變化和改變而不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和權(quán)利要求書所設(shè)定的保護(hù)范圍。