专利名称：用于内燃机的进气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将辅助气体导入内燃机的进气口内的装置，其中所述辅助气体包括窜漏气体、EGR气体和/或辅助空气，但并不局限于这些；尤其是，本发明涉及一种用于防止辅助气体发生过冷现象的技术。
背景技术：
日本已公开的专利公告No.2001-123901公开了一种用于车辆内燃机的进气装置，其具有一条气体供给通道，用于通过其中将辅助气体(比如窜漏气体、EGR气体或者辅助空气)循环至发动机进气口，来进行废气净化或者空载控制(idle control)。
发明内容
在前述类型的进气装置中，所希望的是防止辅助气体变得过冷，以便即使在冰冷的发动机状态或者在寒冷的气候条件下也不会发生凝结。尤其是当用于直列式多缸内燃机中时，辅助气体供给通道位于发动机的进气侧，即车辆的前侧，从而使得辅助气体趋于在从车辆前侧吹来的行车气流的影响下变得过冷，其中该内燃机被水平地安装在车辆中，同时其进气口朝向车辆的前侧设置，而其排气口朝向车辆的后侧设置。
因此，本发明的目的在于提供一种装置，用于将一种辅助气体导入内燃机的进气口内，同时有效地防止辅助气体发生过冷和凝结现象。
根据本发明的一个方面，在此提供了一种用于内燃机的进气装置，包括一个气体流通单元，在其中限定出一条辅助气体供给通道，用于将一种辅助气体供送至发动机的进气口；和一个设置于该气体流通单元的至少一个侧面上的绝热体，以便对所述辅助气体供给通道进行绝热。
根据本发明的另外一个方面，在此提供了一种用于内燃机的进气装置，包括辅助气体供给装置，用于通过其中将一种辅助气体供送至发动机的进气口；和绝热体，用于对所述辅助气体供给装置进行绝热。
通过下面的描述，还将会明白本发明的其它目的和特征。
图1是根据本发明一示例性实施例用于内燃机的进气装置的局部分解透视图。
图2是图1中所示进气装置的透视图。
图3是所述进气装置沿着图2中线III-III的剖视图。
图4是所述进气装置沿着图2中线IV-IV的剖视图。
图5是所述进气装置沿着图2中线V-V的剖视图。
图6是图1中所示进气装置的车辆前侧视图。
图7是图2中所示进气总管的车辆后侧视图。
图8是根据本发明一示例性实施例的内燃机的剖视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细地对实施本发明的内燃机10进行描述。在下面的描述中，词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”以及“外”均相对于安装有发动机10的车辆的通常方位而言，并且词语“上游”和“下游”均相对于气体穿过发动机10的流动方向而言。
为了示例目的，内燃机10在此被设计成一种直列式四缸发动机，该发动机将被水平地安装在车辆的发动机舱室中，并且其进气口朝向前方设置(由图8中的箭头Fr指示)，而其排气口朝向后方设置。尽管在附图中没有示出，但是还要假设设置有一个窜漏气体循环装置，来经由一个公知的流量控制阀(所谓的“窜漏控制阀”)将窜漏气体(即经过活塞环泄漏入发动机曲轴箱内的压缩气体)循环至发动机10的进气口，用于进行废气净化。
参照图7和8，内燃机10包括缸体11、缸头12、摇臂罩13、凸轮托架14、进气总管20、带有阀杆29a和TCV致动器29b的翻滚控制阀(TCV)29、废气总管17、气体流通单元30、绝热体51以及绝热套52。
缸体11和缸头12被相互紧固起来，以便限定出一排四个发动机汽缸#1至#4(从右至左编号)。摇臂罩13被固连在缸头12的上侧面上，同时凸轮托架14被保持在缸头12与摇臂罩13之间。四个进气口15被形成在缸头12的前侧面上，并且成排地敞口于总管座16中，以便分别与发动机汽缸#1-#4中的燃烧腔室发生连通。进气总管20带有法兰盘27，并且通过使得法兰盘27与总管座16发生匹配而被固定在缸头12的前侧面上。排气总管17被固定在缸头12的后侧面上，在该后侧面上形成有废气口(未示出)。
进气总管20在其上游端部处具有进气集流器21，并且具有从进气集流器21分支出来的第一至第四进气支管22a至22d，来如图1和7中所示分别将进气集流器21与进气口15连接起来。进气集流器21位于摇臂罩13的上侧面上，并且第一至第四进气支管22a至22d沿着一条曲线从进气集流器21延伸至进气口15，以便覆盖住发动机10的上部前侧面。
如图1和8中所示，进气总管20由三个结构部件形成，即第一总管部件23、第二总管部件24以及第三总管部件25，在本实施例中，它们均由价格较低的轻质树脂材料形成。第一总管部件23和第二总管部件24被设置在发动机10的外侧面和内侧面上，并且在其法兰盘式匹配部分26处连接在一起，来沿着匹配部分26形成进气支管22a至22d。第三总管部件25被设置在第二总管部件24的上游端部上，而第二总管部件24和第三总管部件25在其法兰盘式匹配部分28处连接在一起，来沿着匹配部分28形成进气集流器21。在本发明中，总管法兰盘27被形成在第二总管部件24的下游端部上。
主进气通道被制成分别穿过进气支流22a至22d，以便与进气口15连通起来，用于将空气和燃料导入发动机汽缸#1至#4。TCV 29被设置在进气支流22a至22d上，并且由TCV致动器29b通过共用阀杆29a以这样一种方式进行驱动，来比如部分地封闭住所述主进气通道，并且由此控制进入气体的翻滚流动，用于提高燃烧的稳定性。尽管在附图中没有示出，但是位于TCV 29下游侧的发动机进气口15具有分隔壁，来将进气口15的内部分成由TCV 29屏蔽起来的部分和没有被TCV 29屏蔽起来的部分。
还有，辅助进气通道41、42和43均被制成穿过总管匹配部分26，用于将窜漏气体(作为一种辅助气体)导入主进气通道内。如图1和6中所示，辅助进气通道41、42和43具有敞口于三个总管凸台部分44处的气体入口和敞口于进气支管22a至22d的主进气通道处的气体出口41a、42a和43a。辅助进气通道41和43分别经由气体出口41a和43a与第一进气支管22a和第四进气支管22d的主进气通道发生连通。另一方面，形成于辅助进气通道41和43之间的辅助进气通道42经由气体出口42a与第二进气支管22b和第三进气支管22c的主进气通道发生连通。为了防止TCV 29由于窜漏气体而发生堵塞和粘接，如图7中所示，气体出口41a、42a和43a被形成在TCV 29下游的位置处(即位于燃烧腔室侧)。可选择地，辅助进气通道41、42和43可以具有敞口于进气口15处的气体出口41a、42a和43a。
在本实施例中，第一总管部件23上的匹配部分26具有预制的凹槽，来通过将第一总管部件23与第二总管部件24匹配起来而限定出辅助进气通道41、42和43。类似地，在本实施例中，第二总管部件24上的总管法兰盘27具有预制的中空部，来通过将总管法兰盘27与总管座16匹配起来而限定出气体出口41a、42a和43a。这就允许更轻易地将进气总管20模制成带有辅助进气通道41、42和43。
如图6中所示，开口边缘26a被形成在进气总管20的某些辅助进气通道41、42和43不会经过的部分上，也就是说形成在第一进气支管22a与第二进气支管22b之间以及第三进气支管22c与第四进气支管22d之间的匹配部分26上，以便实现重量减轻并且允许行车气流吹到排气侧。
气体流通单元30借助于总管凸台部分44被安装在进气总管20上，并且窜漏气体供给通道31被形成在气体流通单元30中，以便与辅助进气通道41、42和43发生连通，用于将辅助气体从窜漏气体循环装置供送入进气总管20内。
在本实施例中，气体流通单元30基本上呈扁平形状，以便如图6中所示那样，横跨在进气支管22a至22d的上方(即沿着发动机汽缸#1至#4的排列方向延伸)。还有，如图1和3中所示，气体流通单元30由一对结构部件制成，即第一平板部件33和第二平板部件34，在本实施例中，它们均由价格较低的轻质树脂材料制成。第一平板部件33和第二平板部件34被排布在发动机10的内侧面和外侧面上，并且在它们的法兰盘式匹配边缘处被焊接在一起。第一平板部件33(较为靠近进气总管20)具有气体导入管37，该气体导入管37在与第一进气支管22a邻接的那个端部处带有导管开口37a，并且经由一根气体导管(未示出)连接在所述窜漏气体循环装置上。第二平板部件34(较为远离进气总管20)具有一个带有足迹(swath)状分隔壁40的预制凹槽，来通过将第一平板部件33与第二平板部件34连接起来限定出窜漏气体供给通道31。这样也允许较为轻易地将气体流通单元30模制成带有窜漏气体的供给通道31。
如图2和6中所示，窜漏气体供给通道31包括位于其上游侧的主气体通道35，和从主气体通道35分成两个支气体通道部分36a和36b的支气体通道36。主气体通道35通过导管开口37a与气体导入管37发生连通，并且沿着气体流通单元30的长度方向进行延伸。支气体通道部分36a和36b基本上平行于主气体通道35从主气体通道35与支气体通道36之间的接合部39向两个相反方向延伸。还有，支气体通道部分36a朝向主气体通道35的上游端部回转，从而使得如图2和6中所示那样，主气体通道35和支气体通道部分36a在分隔壁40的两侧相邻地延伸。为了将窜漏气体分配入辅助进气通道41、42和43内，窜漏气体供给通道31如图6中所示那样具有气体供给开口38a、38b和38c。气体供给开口38a在一个与第一进气支管22a相邻的位置处(远离第二进气支管22b)形成于支气体通道部分36a上，并且与辅助进气通道41的气体入口连接起来。气体供给开口38b在一个位于第二进气支管22b与第三进气支管22c之间的位置处形成于支气体通道部分36a上，并且与辅助进气通道42的气体入口连接起来。气体供给开口38c在一个与第四进气支管22d相邻的位置处(远离第三进气支管22c)形成于支气体通道部分36b上，并且与辅助进气通道43的气体入口连接起来。
绝热体51由一种具有高绝热能力(热屏蔽能力)的材料制成，比如泡沫材料或者海绵，并且被设置在气体流通单元30上，以便基本上覆盖住气体流通单元30的整个前表面54，并且由此防止窜漏气体在穿过窜漏气体供给通道31的流动过程中温度下降，即使在比如受到从车辆前侧吹来的行车气流的影响下也是如此。
绝热套52由一种树脂材料制成，并且由三个螺栓53(或者任何其它固定装置，比如铆钉)固定在气体流通单元30上，同时绝热体51在压缩状态下被保持在气体流通单元30与绝热套52之间，由此将绝热体51固定在气体流通单元30上，同时进一步防止了窜漏气体在穿过窜漏气体供给通道31的流动过程中温度下降。如图1和4中所示，气体流通单元30中的第二平板部件34被一体式制成带有三个凸台56，螺栓53螺接在这些凸台56中，而绝热体51被制成带有三个凹槽57，以便避免与凸台56发生冲突。
这些气体流通单元30、绝热体51以及绝热套52均可以通过将它们层压成紧凑的子组件55并且随后将子组件55固定到进气总管20上而方便地安装起来。
如前所述，内燃机10被安装在车辆上，同时进气总管20朝向前方设置，而气体流通单元30被固定在进气总管20的前侧面上。换句话说，气体流通单元30位于进气总管20的下游侧，朝向前方悬挂起来。如果气体流通单元30的前方外表面54未被包覆起来，那么气体流通单元30会被直接暴露于车辆的行车气流中，由此导致在窜漏气体供给通道31中温度下降。但是，在本实施例中，气体流通单元30的前方外表面54由绝热体51和绝热套52热保护起来。因此，能够防止在窜漏气体在穿过窜漏气体供给通道31的流动过程中温度过度下降，并且有效、可靠地避免窜漏气体供给通道31中的窜漏气体发生过冷和凝结现象。通过实际的车辆实验已经证明，与没有绝热体51的情况相比，在气体流通单元30上应用了绝热体51的情况下，窜漏气体供给通道31中的窜漏气体的温度可以保持提高5℃左右。
窜漏气体的温度往往会在支气体通道部分36a中下降，特别是支气体通道部分36a上靠近第一进气支管22a的最下游部分，在这里窜漏气体的流量较小，并且窜漏气体所经过的距离较大。在本实施例中，支气体通道部分36a与主气体通道35相邻，在这里窜漏气体的温度相对较高。因此热量通过分隔壁40被从主气体通道35传导至支气体通道部分36a，以便限制在支气体通道部分36a中发生温度下降。此外，主气体通道35与支气体通道36之间的接合部39被形成在气体供给开口38b和38c之间一个较为远离气体导入开口37a的位置处，即位于一个靠近第三进气支管22c或者位于第三进气支管22c与第四进气支管22d之间的位置处，以便限制窜漏气体的温度下降，同时缩短了窜漏气体供给通道31。因此，能够更为有效、可靠地防止窜漏气体供给通道31中的窜漏气体发生过冷和凝结现象。
在此，通过引用将日本专利申请No.2003-351582(2003年10月10日提交)中的全部内容结合入本发明。
尽管已经参照本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于前述实施例。在前述教导的启示下，本技术领域中的熟练技术人员很容易想到对前述实施例进行各种改进和变型。例如，内燃机10可以被选择性地设计成通过气体供给通道31回流其它辅助气体，比如EGR气体或者辅助空气。进气总管20可以由其它材料制成，比如铝合金材料。汽缸的数目不受约束，并且内燃机10可以比如被选择性地设计成一种直列式六缸发动机。本发明的保护范围参照所附权利要求进行确定。
权利要求
1.一种用于内燃机的进气装置，包括一个气体流通单元，在其中限定出一条辅助气体供给通道，用于将一种辅助气体供送至发动机的进气口；和一个设置于所述气体流通单元的至少一个侧面上的绝热体，以便对所述辅助气体供给通道进行绝热。
2.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于所述发动机被安装在车辆上，使其进气侧朝向车辆的前方设置，所述气体流通单元被设置在发动机的车辆前侧面上，并且所述绝热体被固附在气体流通单元上，以便覆盖住该气体流通单元的车辆前侧面。
3.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于所述辅助气体供给通道包括一条位于其上游侧的主气体通道，和一条从该主气体通道发生分支的支气体通道。
4.根据权利要求3所述的进气装置，其特征在于所述主气体通道沿着气体流通单元的长度方向延伸，而所述支气体通道具有一个部分，该部分与所述主气体通道相邻并且基本上与其平行，朝向所述主气体通道的上游端部进行延伸。
5.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于所述绝热体由一种泡沫材料制成。
6.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于还包括一个固定在所述气体流通单元上的绝热套，同时所述绝热体被保持在气体流通单元与该绝热套之间。
7.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于所述气体流通单元具有一对连接在一起的平板部件，并且至少一个平板部件具有一个预制凹槽，在将这些平板部件连接起来时限定出所述辅助气体供给通道。
8.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于还包括一个带有大量进气支管的进气总管，来限定出用于分别将空气和燃料导入发动机的进气口内的主进气通道，所述气体流通单元被安装在所述进气总管上，并且所述进气总管还在其中限定出辅助进气通道，用于将辅助气体从辅助气体供给通道导入所述主进气通道或者进气口内。
9.根据权利要求8所述的进气装置，其特征在于所述进气总管具有在它们的匹配部分处连接在一起的总管部件，来沿着所述匹配部分形成主进气通道，并且所述辅助进气通道被制成贯穿所述匹配部分。
10.根据权利要求8所述的进气装置，其特征在于还包括设置在各个进气支管中的进气控制阀，并且所述辅助进气通道在进气控制阀的上游位置处与主气体通道连通。
11.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于所述辅助气体为窜漏气体。
12.一种用于内燃机的进气装置，包括辅助气体供给装置，用于通过其中将一种辅助气体供送至发动机的进气口；和绝热体，用于对所述辅助气体供给装置进行绝热。
13.根据权利要求12所述的进气装置，其特征在于所述辅助气体供给装置位于发动机的车辆前侧面上。
14.根据权利要求12所述的进气装置，其特征在于所述辅助气体供给装置由一种树脂材料制成。
15.根据权利要求12所述的进气装置，其特征在于所述辅助气体供给装置在其中限定出一条辅助气体供给通道，该辅助气体供给通道包括一条位于其上游侧的主气体通道，和一条从该主气体通道以这样一种方式分支成第一和第二支气体通道部分的支气体通道，即第一和第二支气体通道部分基本上平行于所述主气体通道沿着相反方向进行延伸。
16.根据权利要求15所述的进气装置，其特征在于所述第一支气体通道部分与主气体通道相邻，并且长于所述第二支气体通道部分。
17.根据权利要求12中所述的进气装置，其特征在于还包括一条进气总管，其具有用于将空气和燃料导入发动机的进气口内的主进气装置，用于将所述辅助气体供给装置安装到该进气总管上的安装装置，以及用于将辅助气体从所述辅助气体供给装置导入主进气装置或者发动机进气口内的辅助进气装置。
18.根据权利要求17中所述的进气装置，其特征在于所述进气总管由一种树脂材料制成。
全文摘要
根据本发明的一个方面，在此提供了一种用于内燃机的进气装置，包括一个气体流通单元，在其中限定出一条辅助气体供给通道，用于将一种辅助气体供送至发动机的进气口；和一个设置于该气体流通单元的至少一个侧面上的绝热体，以便对所述辅助气体供给通道进行绝热。
文档编号F02B77/11GK1605745SQ20041008494
公开日2005年4月13日 申请日期2004年10月10日 优先权日2003年10月10日
发明者中村胜幸, 藤茂和, 安间功 申请人:日产自动车株式会社