專利名稱：曲軸箱通風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的、加熱的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)和用于 對來自內(nèi)燃機(jī)曲軸箱的竄氣進(jìn)行通風(fēng)的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)燃燒氣體被吹送穿過活塞環(huán)到曲軸箱內(nèi)時，造成了曲軸箱竄氣。含有空氣、燃 料、蒸氣和其他有毒燃燒副產(chǎn)物等的竄氣增加了發(fā)動機(jī)氣缸體內(nèi)的壓力。如果允許這些竄 氣停留在曲軸箱內(nèi)，則將擾亂發(fā)動機(jī)的性能。如果竄氣不從曲軸箱中釋放，則這些竄氣將迫 使機(jī)油經(jīng)由機(jī)油尺和/或墊圈從發(fā)動機(jī)溢出，且發(fā)動機(jī)將因此失去潤滑。竄氣含有一定量的水/水分，如果車輛處于結(jié)凍環(huán)境中，則該水/水分可能凍結(jié)為 冰，且可能使竄氣停止從曲軸箱經(jīng)由曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)溢出。冰的形成可能在發(fā)動機(jī)關(guān)閉時 的車輛靜止期間發(fā)生，或在寒冷環(huán)境中可甚至在發(fā)動機(jī)運(yùn)行時也形成冰。在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了多種解決方案來防止曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)結(jié)冰。在US 4，768，493中公開了一種系統(tǒng)，其中水套使曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)閥(PCV)周圍的受熱的發(fā)動機(jī) 冷卻劑循環(huán)。然而，此系統(tǒng)和其他使用發(fā)動機(jī)冷卻劑的系統(tǒng)具有數(shù)個缺點(diǎn)。在冷啟動期間 系統(tǒng)太慢，以致于不能工作，且不能足夠快速地提供熱量，以防止結(jié)冰。另外，這些系統(tǒng)犧牲 了一般為發(fā)動機(jī)精心設(shè)計的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的容量和相關(guān)效率。最后，這些系統(tǒng)相對昂貴 且復(fù)雜，且增加了車輛的不必要的重量。在US 5，970，962中，公開了用于加熱PCV系統(tǒng)的電加熱器。然而，電加熱器從車 輛的電氣系統(tǒng)中獲取電力。這些加熱器也相對昂貴，且其制造和安裝相對昂貴和費(fèi)力。另外，上述解決方案和其他解決方案在克服風(fēng)冷卻效果方面并非完全有效，所述 風(fēng)冷卻的變化非常大，且受例如環(huán)境溫度、環(huán)境的水分含量，以及曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)周圍的空 氣速度等因素的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的更有效的熱管理裝置，該熱管理 裝置將最小化或消除上述缺陷中的一個或多個。該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)。其他權(quán)利要求和描述公開了本發(fā)明的有 利的示例性實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于對來自內(nèi)燃機(jī)(106)的竄氣進(jìn)行通風(fēng)的 曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)(100)。所述系統(tǒng)(100)包括曲軸箱通風(fēng)管(104)，該曲軸箱通風(fēng)管(104) 能以第一端(130)連接到內(nèi)燃機(jī)(106)，以接收來自所述內(nèi)燃機(jī)的竄氣。所述曲軸箱通風(fēng) 管(104)的第二端(140)設(shè)置到在渦輪機(jī)(110)和/或增壓器上游設(shè)置的空氣入口管。所 述曲軸箱通風(fēng)管(104)的所述第二端設(shè)置成將竄氣輸送到所述空氣入口。至少一個熱管 (114)的至少一部分設(shè)置在所述曲軸箱通風(fēng)管(104)內(nèi)側(cè)。所述至少一個熱管(114)設(shè)置 成將壓縮空氣輸送到位于所述渦輪機(jī)(110)和/或所述增壓器下游的入口。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在形成壓縮空氣時產(chǎn)生的熱量被用于加熱曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)。在另一個示例性實(shí)施例中，所述熱管內(nèi)的所述壓縮空氣由所述渦輪機(jī)或所述增壓 器提供。在又一個示例性實(shí)施例中，所述壓縮空氣在單獨(dú)的空氣壓縮機(jī)內(nèi)產(chǎn)生，該空氣壓縮 機(jī)被以電或機(jī)械的方式驅(qū)動，以形成用于車輛內(nèi)的制動器等的空氣壓力。在又一個示例性 實(shí)施例中，所述壓縮空氣由用于將入口空氣壓縮到內(nèi)燃機(jī)中的帶驅(qū)動式壓縮機(jī)或增壓器產(chǎn) 生。在另一個示例性實(shí)施例中，熱管能以第一端連接在所述渦輪機(jī)與用于接收壓力為 Pl的壓縮空氣的增壓空氣冷卻器之間，且該熱管的第二端連接到位于所述渦輪機(jī)與所述增 壓空氣冷卻器(112)之間的所述壓力小于Pl的位置。熱管的第一端連接在所述渦輪機(jī)或所述增壓器與用于接收壓縮空氣的增壓空氣 冷卻器之間，且該熱管的第二端連接到增壓空氣冷卻器(112)與氣缸蓋之間的位置。熱管的第一端連接在所述渦輪機(jī)或增壓器與用于接收壓縮空氣的增壓空氣冷卻 器之間，且該熱管的第二端連接到所述增壓空氣冷卻器(112)。所述曲軸箱通風(fēng)管的第二端連接到空氣濾清器(108)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于對來自內(nèi)燃機(jī)曲軸箱的竄氣進(jìn)行通風(fēng) 的方法，所述方法包括如下步驟提供曲軸箱通風(fēng)管，以從所述內(nèi)燃機(jī)的所述曲軸箱接收竄 氣；將來自所述曲軸箱的所述竄氣輸送到所述內(nèi)燃機(jī)的入口，其中所述入口設(shè)置在渦輪機(jī) 和/或增壓器的上游。所述方法還包括如下步驟將至少一個熱管的至少一部分設(shè)置在所 述曲軸箱通風(fēng)管內(nèi)，其中，所述至少一個熱管設(shè)置成將壓縮空氣輸送到位于所述渦輪機(jī)和/ 或所述增壓器下游的入口。


以下參考附圖給出了作為示例引用的本發(fā)明實(shí)施例的更詳細(xì)的描述。附圖為圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施例的示意圖。在附圖中，相同或類似的元件以相同的附圖標(biāo)記表示。附圖僅是示意性表示，而非 旨在展示本發(fā)明的具體參數(shù)。此外，附圖意圖僅描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)視作限 制本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出了用于對來自內(nèi)燃機(jī)106的竄氣進(jìn)行通風(fēng)的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)100的 第一示例性實(shí)施例，所述系統(tǒng)100包括曲軸箱通風(fēng)管104，所述曲軸箱通風(fēng)管104能以第 一端130連接到內(nèi)燃機(jī)106以接收來自所述內(nèi)燃機(jī)的竄氣，且能以第二端140連接到設(shè)置 在渦輪機(jī)110上游的空氣入口管；空氣濾清器108 ；增壓空氣冷卻器(CAC) 112 ；以及熱管 114。當(dāng)未燃燒的燃料、空氣和其他燃燒產(chǎn)物成分的氣態(tài)混合物經(jīng)過設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)氣缸 內(nèi)的活塞150上的活塞環(huán)而泄漏時，造成所述竄氣?？諝馔ㄟ^設(shè)置在渦輪機(jī)110上游的空氣濾清器108提供給內(nèi)燃機(jī)。所述空氣濾清 器108可經(jīng)由管道120連接到渦輪機(jī)110?？諝庠谒鰷u輪機(jī)110內(nèi)被壓縮，且經(jīng)由增壓空 氣冷卻器112輸送到內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋122。所述增壓空氣冷卻器可經(jīng)由管道116連接到氣缸蓋122，且所述增壓空氣冷卻器可經(jīng)由管道118連接到該渦輪機(jī)。來自內(nèi)燃機(jī)的排氣被通 過排氣歧管124輸送，且被進(jìn)一步輸送到排氣系統(tǒng)(未示出)。渦輪機(jī)單元110可以是單級單元或雙級單元。在第一示例性實(shí)施例中，熱管114可設(shè)置有位于該渦輪機(jī)與增壓空氣冷卻器112 之間的第一端，且設(shè)置有位于增壓空氣冷卻器112與氣缸蓋122之間的第二端。在第二示 例性實(shí)施例中，熱管114可設(shè)置有位于該渦輪機(jī)與增壓空氣冷卻器112之間的第一端，該第 一端處的壓力為P1，且可設(shè)置有位于增壓空氣冷卻器112與渦輪機(jī)110之間的第二端，該 第二端處的壓力低于P1。由于所述熱管兩端的壓降，所以進(jìn)入該熱管內(nèi)的壓力高于從該熱 管輸送的壓力。因此，該熱管的用于使壓縮空氣返回到所述渦輪機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的第 二端必須形成在壓力低于輸送到熱管114內(nèi)的壓力(在此情況中該壓力為Pl)的位置處。 如果第二端處的壓力高于或基本上等于P1，則可能無法將壓縮空氣輸送到熱管內(nèi)，因此所 述熱管將不能產(chǎn)生所需的熱。在圖1中，渦輪機(jī)110與增壓空氣冷卻器112之間的壓力被 表示為P1，該壓力Pl高于剛好在該增壓空氣冷卻器之后的、被表示為P2的壓力，而壓力P2 又高于剛好在氣缸蓋之前的、被表示為P3的壓力。在又一個示例性實(shí)施例中，所述熱管的 所述第一端可布置在所述渦輪機(jī)110與所述增壓空氣冷卻器112之間，而所述熱管的所述 第二端可布置在所述增壓空氣冷卻器上的任何位置。熱管內(nèi)的材料可以是金屬材料或任何耐熱塑性材料。所述熱管可以設(shè)置有冷卻散 熱片或其他冷卻部件，以增強(qiáng)對曲軸箱通風(fēng)管104內(nèi)的竄氣的加熱。所述冷卻散熱片可僅 設(shè)置在所述曲軸箱通風(fēng)管104的第一端130附近，或替代地僅設(shè)置于在所述曲軸箱通風(fēng)管 104內(nèi)設(shè)置的所述熱管114的位置。曲軸箱通風(fēng)管的材料可以是鋼或任何耐熱塑性材料。曲軸箱通風(fēng)管104也可以是 隔熱的。這種隔熱可通過雙層結(jié)構(gòu)的曲軸箱通風(fēng)管來實(shí)現(xiàn)，即較大直徑的管包圍較小直徑 的管，在這兩個管之間有空氣或任何其他隔熱材料。隔熱的另一個示例可以是在曲軸箱通 風(fēng)管的外側(cè)包裹隔熱材料。在圖1示出的示例性實(shí)施例中，所述曲軸箱通風(fēng)管104的所述第二端連接到所述 空氣濾清器。在替代實(shí)施例中，可將所述曲軸箱通風(fēng)管104的所述第二端連接到所述渦輪 機(jī)110或增壓器(未示出)上游的空氣入口的任何位置。所述增壓器可以是帶驅(qū)動、直接 由曲軸或凸輪軸以機(jī)械方式驅(qū)動，或者電驅(qū)動。也可以使用增壓器和渦輪機(jī)的組合，在此情 況中，曲軸箱通風(fēng)管的所述第二端應(yīng)布置在所述渦輪機(jī)和所述增壓器二者的上游。通過使壓縮空氣從渦輪機(jī)110下游的熱管返回，與使壓縮空氣在所述增壓器上游 返回相比，將不存在很大的增壓泄漏。使壓縮空氣從所述渦輪機(jī)110上游的熱管返回將基 本上等于使所述熱管114內(nèi)的壓縮空氣溢出到環(huán)境大氣中，從而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的效率下降， 這種效率下降與通過本發(fā)明所教示的將壓縮空氣從所述渦輪機(jī)110下游的熱管返回的情 況相比大得多。圖1中圖示了所述熱管不僅設(shè)置在所述曲軸箱通風(fēng)管104內(nèi)，而且設(shè)置在所述空 氣濾清器108內(nèi)。這可以有益于在曲軸箱通風(fēng)管連接到所述空氣濾清器的位置處加熱該空 氣濾清器。在某些情形中，如果未以充分的方式加熱，則竄氣內(nèi)的水分可能開始凍結(jié)并在空 氣濾清器上堆積出冰層。在圖1中，曲軸箱通風(fēng)管104的第一端被圖示為布置在曲軸箱或機(jī)油盤內(nèi)。當(dāng)然，如果在曲軸箱和/或氣缸體和/或氣缸蓋內(nèi)設(shè)置有足夠的用于所述竄氣的通道，則可等同 地將所述曲軸箱通風(fēng)管104布置在氣缸體和/或氣缸蓋和/或氣缸蓋覆蓋件處。內(nèi)燃機(jī)的類型可以是帶有直列、V形排列或?qū)χ门帕械囊粋€或多個氣缸的柴油機(jī)、 汽油機(jī)或可變?nèi)剂习l(fā)動機(jī)。在圖1示出的實(shí)施例中，僅一個熱管114的一部分設(shè)置在所述曲軸箱通風(fēng)管104 內(nèi)。在替代實(shí)施例中，可使用兩個或更多個熱管。在此情況中，壓縮空氣可從增壓器輸送到 第一熱管、從渦輪機(jī)輸送到第二熱管，且從用于產(chǎn)生通向制動系統(tǒng)的壓縮空氣的電驅(qū)動壓 縮機(jī)輸送到第三熱管。具有來自替代的壓縮空氣生成系統(tǒng)的超過一個的管道的優(yōu)點(diǎn)是可 以使加熱該曲軸箱通風(fēng)管的時間最短。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于上文描述和在附圖中示出的實(shí)施例；而是，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將認(rèn)識到，可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行許多改變和修改。
權(quán)利要求
一種用于對來自內(nèi)燃機(jī)(106)的竄氣進(jìn)行通風(fēng)的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)(100)包括曲軸箱通風(fēng)管(104)，所述曲軸箱通風(fēng)管(104)能以第一端(130)連接到所述內(nèi)燃機(jī)(106)以接收來自所述內(nèi)燃機(jī)的竄氣，且能以第二端(140)連接到設(shè)置在位于渦輪機(jī)(110)和/或增壓器上游的空氣入口管，其中，所述曲軸箱通風(fēng)管(104)的所述第二端設(shè)置成將竄氣輸送到所述空氣入口，其特征在于，至少一個熱管(114)的至少一部分設(shè)置在所述曲軸箱通風(fēng)管(104)內(nèi)側(cè)，其中，所述至少一個熱管(114)設(shè)置成將壓縮空氣輸送到位于所述渦輪機(jī)(110)和/或所述增壓器下游的入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)(100)，其中，所述至少一個熱管(114)內(nèi)的 壓縮空氣由如下源中的一個或多個提供所述渦輪機(jī)、所述增壓器、和/或用于產(chǎn)生通向車 輛制動系統(tǒng)的壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)(100)，其中，所述熱管的第一端連接在所述 渦輪機(jī)或增壓器與用于接收壓力為Pl的壓縮空氣的增壓空氣冷卻器之間，且所述熱管的 第二端連接到位于所述渦輪機(jī)或增壓器與所述增壓空氣冷卻器(112)之間的所述壓力小 于Pl的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)(100)，其中，所述熱管的第一端連接在所述 渦輪機(jī)或增壓器與用于接收壓縮空氣的增壓空氣冷卻器之間，且所述熱管的第二端連接到 位于增壓空氣冷卻器(112)與氣缸蓋之間的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)(100)，其中，所述熱管的第一端連接在所述 渦輪機(jī)或增壓器與用于接收壓縮空氣的增壓空氣冷卻器之間，且所述熱管的第二端連接到 所述增壓空氣冷卻器(112)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)(100)，其中，所述曲軸箱通風(fēng)管的所述第二 端連接到空氣濾清器(108)。
7.一種用于對來自內(nèi)燃機(jī)曲軸箱的竄氣進(jìn)行通風(fēng)的方法，包括如下步驟提供曲軸箱通風(fēng)管，以從所述內(nèi)燃機(jī)的所述曲軸箱接收竄氣，將來自所述曲軸箱的所述竄氣輸送到所述內(nèi)燃機(jī)的入口，其中，所述入口設(shè)置在渦輪 機(jī)和/或增壓器的上游，其特征在于，所述方法還包括如下步驟將至少一個熱管的至少一部分設(shè)置在所述曲軸箱通風(fēng)管內(nèi)，其中，所述至少一個熱管 設(shè)置成將壓縮空氣輸送到位于所述渦輪機(jī)和/或所述增壓器下游的入口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括如下步驟由如下源中的一個或多個提供所述至少一個熱管內(nèi)的所述壓縮空氣所述渦輪機(jī)、所 述增壓器、和/或用于產(chǎn)生通向車輛制動系統(tǒng)的壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括如下步驟將所述熱管的第一端連接在所述渦輪機(jī)或增壓器與用于接收壓力為Pl的壓縮空氣的 增壓空氣冷卻器之間，將所述熱管的第二端連接到位于所述渦輪機(jī)或增壓器與所述增壓空氣冷卻器(112) 之間的所述壓力小于Pl的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括如下步驟將所述熱管的第一端連接在所述渦輪機(jī)或增壓器與用于接收壓縮空氣的增壓空氣冷 卻器之間；將所述熱管的第二端連接在所述增壓空氣冷卻器與氣缸蓋之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括如下步驟將所述熱管的第一端連接在所述渦輪機(jī)或增壓器與用于接收壓縮空氣的增壓空氣冷 卻器之間；將所述熱管的第二端連接到所述增壓空氣冷卻器。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括如下步驟將所述曲軸箱通風(fēng)管的所述第二端 設(shè)置在空氣濾清器(108)處。全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對來自內(nèi)燃機(jī)(106)的竄氣進(jìn)行通風(fēng)的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)(100)包括曲軸箱通風(fēng)管(104)，該曲軸箱通風(fēng)管(104)能以第一端(130)連接到內(nèi)燃機(jī)(106)以接收來自所述內(nèi)燃機(jī)的竄氣，且能以第二端(140)連接到設(shè)置在位于渦輪機(jī)(110)和/或增壓器上游的空氣入口管，其中，所述曲軸箱通風(fēng)管(104)的所述第二端設(shè)置成將竄氣輸送到所述空氣入口。至少一個熱管(114)的至少一部分設(shè)置在所述曲軸箱通風(fēng)管(104)內(nèi)側(cè)，其中，所述至少一個熱管(114)設(shè)置成將壓縮空氣輸送到位于所述渦輪機(jī)(110)和/或所述增壓器下游的入口。
文檔編號F02M25/06GK101946065SQ200880127088
公開日2011年1月12日 申請日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者丹尼爾·福斯勒夫, 埃里克·拉爾森 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司