专利名称：曲轴箱强制通风装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种曲轴箱强制通风系统，并且更具体地涉及一种具有改善的噪声衰减的曲轴箱强制通风装置。
背景技术：
本领域中已知为内燃机设置曲轴箱强制通风(PCV)系统，以通过将曲轴箱蒸气从内燃机曲轴箱抽吸到内燃机气缸中燃烧而减少污染物的排放。这典型地通过经由诸如PCV管的通路部件将蒸气通过附装在曲轴箱上的气缸盖凸轮罩排出到诸如进气歧管的进气通路而完成。典型的PCV系统可包括安装在曲轴箱与进气部分之间的流动路径中的PCV控制阀或节流孔。在内燃机操作期间，在歧管中形成真空，该真空通过PCV系统将曲轴箱蒸气吸入歧管中，蒸气在歧管中与进气混合以被输送到内燃机气缸。在设计PCV系统时，重要的是保证由通过系统的流动造成的噪声水平可接受，并且使部件成本最低。
发明内容
提供一种曲轴箱强制通风(PCV)装置，该曲轴箱强制通风装置衰减由再循环的曲轴箱空气在PCV系统中的流动产生的噪声。该PCV系统用于具有曲轴箱和进气部分的内燃机。进气部分可以是到气缸的歧管或进气通路中的任意一个。该PCV装置包括具有管状并且基本直线的内部流动通路的结构件。在此也称为细长的流动限制节流孔的内部流动通路具有用作限制节流孔的直径，以至少部分地控制通过PCV系统的流量。优选地，从曲轴箱到进气部分的流动路径没有直径比细长的节流孔小的节流孔或限制。内部流动通路的长度与内部流动通路的直径的比值构造成衰减由通过内部流动通路的流动产生的噪声。优选地，长度对直径的比值不小于1.5并且不大于3.0。同样优选地，通路的长度不小于4.0mm。长度和直径的尺寸设计成衰减噪声，同时适应取决于内燃机尺寸、曲轴箱容积和其它因素的通过内部流动通路的所需流率。较大排量的内燃机通常需要通过PCV节流孔的较高的流率。调整(即，设计)内部流动通路的长度与直径的比值以在最安静的操作噪声水平下提供适当的流率。
在一个实施例中，结构件在可操作地连接到曲轴箱的凸轮罩中。内部流动通路可被机加工、装配、铸造或模制在凸轮罩中。在一个实施例中，内部流动通路、凸轮罩和构造成用于与诸如PCV管的通路构件连接的管状接头由相同的基体材料形成为单个部件，因而潜在地节省部件成本和组装时间。在另一个实施例中，结构件是刚性地固定在凸轮罩的开口中的单独部件。例如，结构件可以是基本环形的盘，该环形的盘压配合在凸轮罩中的圆柱形孔中。
在另一个实施例中，结构件是基本管状的接头，该接头连接在通路部件之间以产生曲轴箱与进气部分之间的流动路径。通路部件可被称为PCV管。管状接头优选地具有相对的端部，内部流动通路形成在端部之间。端部中的至少一个适于与PCV管连接。另一个端部也可与PCV管连接或可直接装配在凸轮罩上。优选地，接头具有在第一端部处的进口通路和在相对的第二端部处的出口通路。内部流动通路的直径小于入口和出口通路的各自直径，以便使内部流动通路控制通过结构件的流率。
当与附图结合时，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点将从以下对实施本发明的最佳方式的详细说明而变得显而易见。
图1是包括本发明的范围内的PCV装置的PCV系统的一个实施例的部分横截面示意图；图2是用于在PCV系统中使用的PCV装置的第二实施例的部分横截面图；图3是用于在PCV系统中使用的PCV装置的第三实施例的部分横截面图；图4是示出通过图1的PCV装置实现的噪声的减小的曲线图；以及图5是用于在PCV系统中使用的PCV装置的第四实施例的部分横截面图。
具体实施例方式
参照附图，其中相同的附图标记指示相同的部件，图1示出PCV系统10。该PCV系统10允许曲轴箱蒸气和从内燃机气缸发出的窜气的再循环，虽然未示出，但这些蒸气和窜气容纳在由曲轴箱14和气缸盖凸轮罩16围绕的凸轮内部空间12内。内燃机气缸在凸轮罩16下方包含在曲轴箱14中。PCV系统10将曲轴箱蒸气从内部空间12引导到进气部分18。进气部分18可以是如本领域的技术人员所理解的到内燃机的气缸的进气歧管或进气通路。
PCV系统10包括PCV装置20，该PCV装置与安装在凸轮罩16上的管状接头22可操作地连接。PCV系统10还包括也称为PCV管的通路部件24，该通路部件连接在接头22与安装在进气部分18上的第二接头26之间。从内部空间12到进气部分18形成用于引导曲轴箱蒸气的流动路径。这里使用的“流动路径”的含义是蒸气从内部空间12移动到进气部分18所经过的路线。流动路径包括PCV装置20、管状接头22、通路部件24和第二接头26。
在图1的实施例中，PCV装置20由凸轮罩16形成。第一圆柱形开口30与这里也称为细长限制节流孔的内部流动通路32连接，以使曲轴箱蒸气可通过凸轮罩16从内部空间12排出。内部流动通路32大致是圆柱形的，即，管状，并且基本直线的。内部流动通路32具有直径34和长度36。长度36与直径34的比值衰减由通过内部流动通路32的曲轴箱空气的流动产生的噪声。该长度优选地不小于4mm。长度36与直径34的比值不小于1.5，并且优选地大于2.0。PCV装置20的噪声减小能力示于图4，并将参照图4进行讨论。
应理解，内部流动通路32的直径34是形成在内部空间12与进气部分18之间的流动路径中的最大流动限制。也就是说，由PCV装置20、管状接头22、26和通路部件24组成的流动路径没有小于直径34的横截面直径。
参照图2，示出另一个实施例的PCV装置120。PCV装置120压配合到第一圆柱形开口130中。第一圆柱形开口130被机加工、铸造或模制在凸轮罩116中。PCV装置120包括结构件117，该结构件是环形盘并且可称为环形盘117。环形盘117的外径的尺寸设计成当压配合在第一圆柱形开口130中时允许可靠的刚性连接。环形盘117支靠在肩部119、121上，所述肩部由凸轮罩116形成在第一圆柱形开口130连接第二圆柱形开口123的位置处。第一和第二圆柱形开口130、123被机加工、铸造、模制或以其它方式形成在凸轮罩116中。环形盘117可以由金属制成，该金属的材料特性适于当邻近凸轮罩116放置在第一圆柱形开口130中时保证可靠的密封配合。或者，环形盘117可以由刚性塑料材料制成。管状接头122可操作地连接到凸轮罩116，并与第一圆柱形开口130流体连通。通路部件124与进气部分流体连通，类似于图1的通路24与进气部分18之间的流体连通，以完成图2的凸轮罩116下方的内部空间与内燃机的进气部分之间的流体连通。
环形盘117包括穿过其中心部分的内部通路132。内部流动通路132具有直径134和长度136。直径134和长度136的尺寸设计成提供一长度与直径的比值，该比值衰减由通过环形盘117的流动产生的噪声，如上文参照图1的实施例所述。
环形盘117的直径134是形成在连接有凸轮罩116的曲轴箱的内部空间与连接有通路部件124的进气部分之间的流动路径中的最小直径流动限制。因而，在内部空间与进气部分之间的流动路径具有至少部分地受到限制直径134控制的流率。
参照图3，示出另一个实施例的PCV装置220。PCV装置220是形成内部流动通路232的管状接头225。内部流动通路232具有直径234和长度236。直径234和长度236的尺寸设计成在参照图1的实施例所述的限制之内，以便提供上文讨论的所希望的长度与直径的比值。
与图1和2的实施例不同，PCV装置220连接在都是管状的通路部件224与第二通路部件227之间。通路部件224与凸轮罩(未示出，但类似于凸轮罩16，具有类似于图1所示的接头22的管状接头)流体地连接。通路部件227继而利用诸如图1所示的接头26的接头连接到类似于通路部件24的进气部分。内部流动通路232的直径234是利用通路部件224、227和接头225形成的在内部空间与进气部分之间的流动路径中的最小直径流动限制。接头225具有形成在一个端部231处的进口通路229和形成在第二相对端部235处的出口通路233。进口通路229的直径237和出口通路233的直径239都大于内部流动通路232的直径234。因此，内部流动通路232的直径用作在凸轮罩下方的内部空间与进气部分之间的流动路径中的限制节流孔。
参照图4，示出各种流动控制装置的声压水平(以A加权的分贝测量)相对于1/3倍频程中心频率(Octave Center frequency)(以赫兹测量)的曲线图。图中曲线来自利用V8内燃机的流动台架研究结果。曲线311代表使用具有两个进口节流孔和膨胀腔的流动控制装置在各种频率下获得的声压水平。产生曲线311的流动控制装置不具有带不小于1.5并且不大于3.0的长度与直径比值的内部流动通路，不具有不小于4.0mm的长度，并且不具有不小于1.0mm并不大于3.0mm的直径。曲线313代表在传统的弹簧加载的提升阀式PCV阀的各种1/3倍频程频率下获得的声压水平。最后，曲线315代表对于具有这样的结构件的PCV装置在各种1/3倍频程频率下获得的声压水平，该结构件具有内部流动通路，该内部流动通路具有如在此参照图1至3的实施例所述的希望的长度与直径的比值。具体地，曲线315是来自参照图1所述的PCV装置的结果。该噪声数据是在流动台架上测量的，该流动台架模拟通过PCV限制的适当的流率。在具有运行的内燃机的车辆上测量到示出相同结果的类似数据，尽管由于内燃机的背景噪声而较难识别数据中的流动的“嘶嘶”的噪声。在运行的内燃机(车辆)上，主观评价显示出与流动台架的结论相同的结果。
图5示出另一个实施例的PCV装置420，该PCV装置与凸轮罩416是一体的。构造成用于与PCV管连接的管状接头422也与凸轮罩416形成一体。PCV装置420具有内部流动通路432，该内部流动通路具有直径434和长度436。直径434和长度436的尺寸设计成提供长度与直径的比值，该比值衰减由通过内部流动通路432的流动产生的噪声，如上文参照图1的实施例所述。
因此，参照图1至3和图5所述的PCV装置可以减小由曲轴箱空气在曲轴箱与进气部分之间的再循环造成的噪声。图1至3和图5的每个装置都包括最小数量的部件。实际上，由于PCV装置的内部流动通路通过机加工形成或以其它方式分别设置在凸轮罩16、416中，因此图1和5的装置不需要额外部件。图2的PCV装置120是单个部件，即环形盘117。类似地，图3的PCV装置是单个部件，即管状接头225。
虽然已详细说明了实施本发明的最佳方式，但熟悉本发明所涉及的技术的技术人员将认识到，用于实施本发明的各种替代设计和实施例都在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用于曲轴箱空气的再循环的曲轴箱强制通风(PCV)装置，包括结构件，该结构件具有管状并且基本直线的内部流动通路，所述内部流动通路以长度和直径为特征；其中所述直径用作限制节流孔，以至少部分地控制通过所述结构件的流量；其中所述长度对所述直径的比值衰减由曲轴箱空气通过所述通路的流动产生的噪声。
2.根据权利要求1所述的PCV装置，其特征在于，所述长度对所述直径的比值不小于1.5。
3.根据权利要求2所述的PCV装置，其特征在于，所述长度不小于4.0mm。
4.根据权利要求2所述的PCV装置，其特征在于，所述直径不小于1.0mm并且不大于3.0mm。
5.根据权利要求1所述的PCV装置，其特征在于，所述结构件是凸轮罩。
6.根据权利要求5所述的PCV装置，其特征在于，所述内部流动通路被机加工在所述凸轮罩中。
7.根据权利要求5所述的PCV装置，其特征在于，所述内部流动通路由所述凸轮罩形成。
8.根据权利要求1所述的PCV装置，其特征在于，所述结构件是凸轮罩；并且其中所述凸轮罩还一体地形成管状接头，以便使所述凸轮罩、所述结构件和所述管状接头是整体部件。
9.根据权利要求1所述的PCV装置，其特征在于，所述结构件被刚性地固定在凸轮罩中的开口内。
10.根据权利要求9所述的PCV装置，其特征在于，所述结构件是压到所述开口中的基本环形的盘。
11.根据权利要求1所述的PCV装置，其特征在于，所述结构件是具有相对的第一和第二端部的基本管状的接头，其中所述内部流动通路形成在所述端部之间；并且其中所述端部中的至少一个适于与管状通路部件连接。
12.根据权利要求11所述的PCV装置，其特征在于，所述接头具有在所述第一端部处的进口通路和在所述第二端部处的出口通路；并且其中所述内部流动通路的所述直径小于所述进口和出口通路各自的直径。
13.一种用于内燃机的PCV系统，所述内燃机具有曲轴箱和进气部分，所述PCV系统包括通路部件，所述通路部件部分地建立所述曲轴箱与所述进气部分之间的流体连通，以将曲轴箱空气引导到所述进气部分；以及与所述通路部件流体连通的结构件，所述结构件具有管状并且基本直线的内部流动通路，所述内部流动通路进一步建立所述曲轴箱与所述进气部分之间的流体连通；其中所述内部流动通路以长度和直径为特征；其中所述长度对所述直径的比值衰减由曲轴箱空气通过所述内部流动通路的流动产生的噪声；其中所述通路部件以大于所述内部流动通路的所述直径的内径为特征；并且其中所述PCV系统以没有任何直径比所述内部流动通路的所述直径小的流动限制为特征，使得所述内部流动通路控制从所述曲轴箱到所述进气部分的流率。
14.根据权利要求13所述的PCV系统，其特征在于，所述长度对所述直径的比值不小于1.5并且不大于3.0。
15.根据权利要求14所述的PCV系统，其特征在于，所述长度不小于4.0mm并且不大于5.0mm。
16.根据权利要求13所述的PCV系统，其特征在于，所述结构件是凸轮罩；并且还包括连接在所述通路部件与所述凸轮罩之间的管状接头。
17.根据权利要求13所述的PCV系统，其特征在于，所述结构件是凸轮罩的一体部分；并且其中所述凸轮罩还一体地形成管状接头。
18.根据权利要求13所述的PCV系统，其特征在于，所述结构件刚性地固定在凸轮罩中的开口内，并且还包括连接在所述通路部件与所述凸轮罩之间的管状接头。
19.根据权利要求13所述的PCV系统，其特征在于，所述结构件是具有相对的第一和第二端部的基本管状的接头，其中所述内部流动通路形成在所述端部之间；并且其中所述端部中的一个适于与所述通路部件连接。
20.一种用于内燃机的PCV系统，所述内燃机具有曲轴箱和进气部分，所述PCV系统包括结构件，所述结构件至少部分地限定所述曲轴箱与所述进气部分之间的流动路径，以将曲轴箱空气引导到所述进气部分；其中所述结构件形成细长的流动限制节流孔，所述节流孔以长度和直径为特征；并且其中所述长度对所述直径的比值不小于大约1.5并且不大于大约2.0。
全文摘要
本发明公开了一种用于曲轴箱空气的再循环的PCV装置，该PCV装置具有结构件，该结构件具有管状并且基本直线的内部流动通路，该内部流动通路以长度和直径为特征，其中长度对直径的比值衰减噪声，并且该内部流动通路用作限制节流孔，以至少部分地控制通过该节流孔的流量。本发明还公开了一种用于内燃机的PCV系统，该PCV系统包括如上所述的结构件，该结构件设置成与通路部件流体连通，以部分地形成内燃机曲轴箱的内部与内燃机的进气部分之间的流动路径。该流动路径没有任何直径比结构件的直径小的流动限制。
文档编号F01M13/00GK101070766SQ20071010325
公开日2007年11月14日 申请日期2007年5月10日 优先权日2006年5月11日
发明者G·J·哈泽尔顿, L·B·格利菲思斯 申请人:通用汽车环球科技运作公司