用于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱通風(fēng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱通風(fēng)裝置，并且更具體地，涉及用于使用渦輪增壓器而在高發(fā)動(dòng)機(jī)載荷下壓縮進(jìn)氣空氣的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱通風(fēng)裝置的雙作用閥(dual-acting valve) ο
【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)期間，當(dāng)自發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的氣體繞過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞并且進(jìn)入曲軸箱時(shí)，氣體累積在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱中。這些氣體通常被稱作漏氣(blowby)氣體。漏氣氣體可在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒以使用曲軸箱通風(fēng)(PCV)系統(tǒng)(該曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)使漏氣氣體返回至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口且使該漏氣氣體與空氣-燃料混合物燃燒)來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)碳?xì)渑欧?。?jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃燒的曲軸箱氣體可需要起動(dòng)力以將曲軸箱氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱移動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口。一種用來(lái)提供起動(dòng)力以將曲軸箱氣體移動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的傳統(tǒng)方式為在曲軸箱與發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥主體下游的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的低壓區(qū)域(例如，真空)之間提供管道。另外，自節(jié)流閥主體上游的一點(diǎn)的新鮮空氣經(jīng)由單獨(dú)的管道(即，換氣裝置)被增加至曲軸箱以幫助沖掉自曲軸箱的漏氣氣體產(chǎn)物并且進(jìn)入進(jìn)氣歧管中。
[0003]具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器的使用變得越來(lái)越常見(jiàn)。例如，在廢氣渦輪增壓器中，壓縮機(jī)和渦輪機(jī)被布置在相同的軸上(稱為增壓軸)，其中供應(yīng)至渦輪機(jī)的熱的廢氣流在渦輪機(jī)內(nèi)膨脹以釋放能量且使增壓軸旋轉(zhuǎn)。增壓軸驅(qū)動(dòng)同樣地布置在增壓軸上的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)連接在空氣引導(dǎo)和過(guò)濾系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管之間的進(jìn)氣導(dǎo)管中，使得當(dāng)渦輪增壓器被啟動(dòng)時(shí)，供應(yīng)至進(jìn)氣歧管和發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的增壓空氣被壓縮。
[0004]渦輪增壓器增大了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，這是因?yàn)楦蟮目諝赓|(zhì)量被供應(yīng)至每個(gè)汽缸。燃料質(zhì)量和平均有效壓力增加，因此提高了容積功率輸出。因此，用于任何特定車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)排量可縮小以便通過(guò)提高的效率和減小的燃料使用來(lái)操作發(fā)動(dòng)機(jī)，其中渦輪增壓器在低功率要求期間為停用的且在高負(fù)載(諸如節(jié)流閥全開(kāi)(WOT))期間為啟動(dòng)的。除了降低燃料消耗之外，渦輪增壓器還具有降低二氧化碳和污染物排放的有益效果。
[0005]由于在高載荷操作期間由于渦輪增壓壓縮機(jī)壓縮進(jìn)氣空氣而在進(jìn)氣歧管處增加的壓力，因此對(duì)傳統(tǒng)的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的改良是必要的。具體地，壓縮機(jī)下游(例如，在進(jìn)氣歧管中)所引入的高壓可使通風(fēng)管路中的氣流反向，因而在某些程度上加壓曲軸箱可引起密封件失效。為了防止這種逆轉(zhuǎn)，通常在通風(fēng)管路中設(shè)置止回閥。為了避免漏氣氣體在曲軸箱中積累，該氣流被允許在其他的通風(fēng)管路(即，換氣裝置，其將自節(jié)流閥主體上游的一點(diǎn)和渦輪增壓壓縮機(jī)的新鮮空氣供應(yīng)至曲軸箱)中反轉(zhuǎn)。因此，防止了任何的在曲軸箱中積累的可損壞密封件的壓力。
[0006]在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速期間，當(dāng)大的真空度呈現(xiàn)在進(jìn)氣歧管處時(shí)，期望在曲軸箱中保持負(fù)壓使得漏氣氣體容易地被捕獲和移除。為了確保怠速時(shí)在增壓氣體(即，渦輪增壓)發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)的曲軸箱壓力，通常必須限制供給至曲軸箱的新鮮空氣。在對(duì)應(yīng)的換氣裝置通風(fēng)管路中的適當(dāng)尺寸的限制用來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。然而，如果被供給的曲軸箱新鮮空氣被過(guò)多限制，則曲軸箱可在全載荷條件下變成正壓(即，當(dāng)受限制的通風(fēng)管路或換氣裝置使氣流反轉(zhuǎn)以將漏氣氣體排出至進(jìn)氣系統(tǒng)的低壓區(qū)段時(shí))，其可損壞曲軸箱密封完整性。通常發(fā)現(xiàn)提供在怠速時(shí)所需要的真空度同時(shí)在全載荷操作期間不產(chǎn)生不被期望的較大正壓的限制水平是困難的或者為不可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明使用具有雙流率孔口的作用閥解決上述問(wèn)題。小孔在怠速時(shí)提供較小的流量容量以確保必要的曲軸箱真空度。在全載荷下，該裝置轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的孔以允許更高的流量容量從而防止曲軸箱增壓。這種裝置的一個(gè)實(shí)施例使用在中心具有小孔的彈簧金屬片翻板閥。在怠速期間當(dāng)新鮮空氣通過(guò)該裝置流動(dòng)進(jìn)入曲軸箱時(shí)，金屬翻板被拉上并且以密封壁(例如，可為油分離器殼體的部分)的形式關(guān)閉閥主體中的較大的孔。在該位置中，進(jìn)入曲軸箱中的氣流由在金屬翻板中心的小孔控制。在全載荷的情況中當(dāng)流動(dòng)方向相反且漏氣氣體從曲軸箱流出時(shí)，金屬翻板閥被推動(dòng)打開(kāi)從而露出在金屬翻板下的較大的孔口。較大的孔口允許足夠的氣流以防止在全載荷下曲軸箱的增壓。該裝置可結(jié)合在PCV系統(tǒng)的任意處，諸如直接地整合在凸輪蓋中的油分離器中。該裝置還可結(jié)合至PCV軟管或在PCV系統(tǒng)的快速連接器的其中一個(gè)中。其他的實(shí)施例可包括彈性止回閥，當(dāng)位于關(guān)閉位置中時(shí)，該彈性止回閥具有直接在該止回閥中的孔或者繞開(kāi)止回閥的小孔或通道。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，一種車(chē)輛包括具有經(jīng)由進(jìn)氣導(dǎo)管接收新鮮空氣的進(jìn)氣歧管的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲軸箱。渦輪增壓器被設(shè)置為具有壓縮機(jī)，渦輪增壓器具有連接至進(jìn)氣導(dǎo)管的入口以及連接至進(jìn)氣歧管的出口。第一通風(fēng)管路將曲軸箱與壓縮機(jī)入口連接。第二通風(fēng)管路將曲軸箱與壓縮機(jī)出口和進(jìn)氣歧管連接。第二通風(fēng)管路具有阻擋氣流進(jìn)入曲軸箱中且允許氣流從曲軸箱離開(kāi)的閥。第一通風(fēng)管路包括雙作用閥，該雙作用閥具有流入曲軸箱中的第一流量容量以及從曲軸箱離開(kāi)的第二流量容量，其中第二流量容量大于該第一流量容量。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1描述了具有傳統(tǒng)的曲軸箱通風(fēng)布置的渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0010]圖2為包括本發(fā)明的雙作用閥的油分離器的橫截面視圖。
[0011 ] 圖3和圖4為不出了圖2的閥的兩個(gè)位置的橫截面視圖。
[0012]圖5為根據(jù)本發(fā)明的閥的一個(gè)實(shí)施例的密封壁的平面圖。
[0013]圖6為示出了安裝至圖5的密封壁的片彈簧構(gòu)件的平面圖。
[0014]圖7為用在本發(fā)明的可替代的實(shí)施例中的改良的止回閥的橫截面視圖。
[0015]圖8為用在本發(fā)明的另一個(gè)可替代的實(shí)施例中的另一個(gè)改良的止回閥的橫截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參考圖1，自動(dòng)車(chē)輛中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10包括多個(gè)汽缸。一個(gè)汽缸被示出，該汽缸包括燃燒室11和汽缸壁12，活塞13定位在汽缸壁12中且連接至曲軸14。燃燒室11經(jīng)由通過(guò)各自的凸輪操作的各自的進(jìn)氣閥和排氣閥而與進(jìn)氣歧管15和排氣歧管16連通。
[0017]發(fā)動(dòng)機(jī)10可優(yōu)選地使用在現(xiàn)有技術(shù)中已知的直接燃料噴射和電子無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)。新鮮的外部空氣經(jīng)由空氣過(guò)濾器20、節(jié)流閥主體21以及連接至進(jìn)氣歧管15的進(jìn)氣導(dǎo)管22而被引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)10。離開(kāi)排氣歧管16的燃燒產(chǎn)物經(jīng)由管道23在至排氣系統(tǒng)(未示出)的途中被引導(dǎo)至催化轉(zhuǎn)化器24。渦輪增壓系統(tǒng)包括定位于在催化轉(zhuǎn)化器24之前的廢氣流中且通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸27連接至壓縮機(jī)26的渦輪機(jī)25。經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)25的廢氣驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組件，接著該轉(zhuǎn)子組件驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸27。依次地，驅(qū)動(dòng)軸27使包含在壓縮機(jī)26中的推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)，因而增加了輸送至燃燒室11的空氣密度。通過(guò)這種方式，可增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出?？稍O(shè)置一個(gè)或更多個(gè)旁通閥(諸如，廢汽門(mén))以用于渦輪機(jī)25和/或壓縮機(jī)26，其根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷以期望的方式被控制以啟動(dòng)或停用渦輪增壓器。
[0018]曲軸箱30涉及可例如由油盤(pán)31和凸輪蓋32部分地限定的曲軸箱容積。當(dāng)空氣燃料混合物在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室11中燃燒時(shí)，一小部分燃燒后的氣體可通過(guò)活塞環(huán)進(jìn)入曲軸箱30。這種氣體被稱為漏氣氣體。為了防止這種未經(jīng)處理的氣體被直接地排放至大氣中，可使用強(qiáng)制曲軸箱通風(fēng)(PCV)系統(tǒng)，其包括第一通風(fēng)管路(換氣裝置)33和第二通風(fēng)管路34。第一通風(fēng)管路33連接在凸輪蓋32與壓縮機(jī)26的低壓側(cè)(諸如，在節(jié)流閥主體21處或者替代性地在沿著進(jìn)氣導(dǎo)管22的任意其他位置處)之間。第二通風(fēng)管路34連接至曲軸箱30的鄰近油盤(pán)31處并且連接至壓縮機(jī)26的高壓側(cè)(例如，連接至進(jìn)氣歧管15)。優(yōu)選地在通風(fēng)管路33和34與曲軸箱30的連接處包含有油分離器35和37，以使自任意氣體中夾帶的油移動(dòng)返回至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口。
[0019]在渦輪增壓壓縮機(jī)26未啟動(dòng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速和低載荷條件期間，進(jìn)氣歧管15中的真空壓力引起曲軸箱通風(fēng)流，其中新鮮空氣經(jīng)由第一通風(fēng)管路33進(jìn)入曲軸箱30且經(jīng)由第二通風(fēng)管路34離開(kāi)曲軸箱30。在第二通風(fēng)管路34中的單向止回閥38允許在此方向上的流動(dòng)。在第一通風(fēng)管路36中的限制器36具有限制允許進(jìn)入曲軸箱30的新鮮空氣的量(即，流量容量)的尺寸。當(dāng)壓縮機(jī)26在高載荷條件(諸如節(jié)流閥全開(kāi))期間被啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣歧管15中的壓力增加至高于曲軸箱30中的壓力。在第二通風(fēng)管路34中的反向流被止回閥38阻止。通過(guò)允許在第一通風(fēng)管路33中的反向流來(lái)避免在曲軸箱30中的漏氣氣體的過(guò)度積累。