进气管道的冰吸收特性的制作方法

进气管道的冰吸收特性的制作方法
【专利摘要】本申请涉及进气管道的冰吸收特性。包括设置在发动机汽缸上游的进气管道的发动机系统可以包括用于保持冷凝物的冰吸收特性。冰吸收特性可以包括在进气管道壁的底部中形成的凹陷。因此，冰吸收特性可以包括具有变化的宽度、深度和/或角度的腔和/或凹槽，因此冰保持速率可以基于腔或凹槽的表面积。
【专利说明】进气管道的冰吸收特性

【技术领域】
[0001]本发明涉及具有冰吸收特性的发动机系统。

【背景技术】
[0002]曲轴箱强制通风(PCV)蒸汽含有很大一部分水。水蒸汽会冷凝在冷空气管道壁和进气歧管内壁上。另外，PCV蒸汽可以在冷空气管道中的PCV端口的下游结为冰。在昼夜循环之后，融化的冰会滴落和/或排放到进气系统的最低点，并且再次结冰。一旦发动机被重新启动，向下游移动至涡轮增压器或节气门体的漏气流可以排出冰并使其向下游移动，引起冰柱被涡轮增压器或节气门体吸入。冰的排出可以导致涡轮增压器叶片损伤或堵塞节气门体，由此产生噪声、振动和不平顺性(NVH)和/或发动机的功率缺乏。
[0003]专利W02012157113描述了压缩机叶轮上游的进气结构中的捕集构件的使用的方法。捕集构件包括在进气通道中形成的圆形网板，以捕集在漏气通道中形成的冰。
[0004]发明人在此已经认识到上述问题以及诸如在W02012157113中描述的方法的问题。例如，冰在网板上的积聚会限制到压缩机内的气流量，由此降低发动机的效率。另外，网板可能不捕集所有冷凝物，并且由于进气空气中的冷凝物会降低发动机运转。


【发明内容】

[0005]在一个示例中，可以通过发动机进气管道来解决一些上述问题，该发动机进气管道包括进气管道壁和曲轴箱强制通风出口，进气管道壁包括设置在发动机进气管道壁的底部处的冰吸收特性(ice ingest1n feature),曲轴箱强制通风出口被f禹接至冰吸收特性上游的进气管道壁。另外，冰吸收特性可以由多个凹陷形成，其中至少两个凹陷包含不同体积。以此方式，保持曲轴箱强制通风冷凝物是可能的。另外，基于由凹陷的几何形状确定的冰保持速率将冷凝物保持在冰吸收特性中。
[0006]在另一示例中，一种用于将冰保持在进气管道中的方法，该方法包含，使曲轴箱气体从PCV端口流向发动机汽缸上游的进气管道；以及使冷凝物聚集在被设置在进气管道的底壁中的多个凹陷中。另外，该方法包括，使冷凝物聚集在凹陷(例如腔(compartment))中，在发动机运转期间以不同速率融化冷凝物，以及在不同发动机循环中从腔吸入水。以此方式，冷凝物可以被压缩机更缓慢地吸入，而不会对叶轮叶片造成损害或阻碍节流板关闭。
[0007]应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由紧随【具体实施方式】之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1示出了包括冷空气进气系统的示例发动机系统的示意图。
[0009]图2示出了包括具有多个腔的冰吸收特性的冷空气进气管道组件的示意图。
[0010]图3示出了包括冰吸收特性的孔的冷空气进气管道组件的横截面视图。
[0011]图4示出了包括冰吸收特性的内部视图的冷空气进气管道组件的横截面视图。
[0012]图5示出了包括冰吸收特性的腔的冷空气进气管道组件的横截面视图。
[0013]图6示出了包括冰吸收特性的腔的冷空气进气管道组件的横截面视图。
[0014]图7示出了包括冰吸收特性的腔的冷空气进气管道组件的横截面视图。
[0015]图8示出了包括冰吸收特性的交叉连接的腔的冷空气进气管道组件的横截面视图。
[0016]图9示出了包括冰吸收特性的冷空气进气管道组件的仰视图。
[0017]图10A-B示出了包括具有多个凹槽的冰吸收特性的冷空气进气管道组件的示意图。
[0018]图11示出了用于将冰保持在进气管道中的示例方法。图2-11近似按比例绘制，但如果需要，可以使用其他相对尺寸。

【具体实施方式】
[0019]本文中描述了一种用于具有冷空气进气管道的发动机的系统，其中冷空气进气管道包括在发动机汽缸上游的冰吸收特性。冷空气进气管道可以包括冰吸收特性，以便减少曲轴箱强制通风(PCV)冷凝物(例如水或冰)对诸如压缩机和/或节气门体的下游发动机部件的影响。来自PCV的冷凝物可以在冷空气进气管道的较低区域处积聚。因此，冰吸收特性可以被设置在PCV端口下游的冷空气进气管道中(图2)。另外，冰吸收特性可以在冷空气进气管道中形成，以便冰吸收特性包括用于捕集PCV冷凝物的腔(图2-9)或凹槽(图10A-B)。此外，取决于设置在冰吸收特性中的腔和/或凹槽的宽度、深度和/或角度的不同(图2-10)，冷凝物保持速率(例如冰保持在冰吸收特性中的时间量)是可变的。以此方式，随着时间的推移，限制了在冷空气进气管道下游吸入的PCV冷凝物的量，由此增加发动机的压缩机和/或节气门体的寿命(如图11的方法所描述的)。
[0020]现在参照图1，其在10处大体示出了多缸发动机的示例系统构造，发动机10可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括发动机控制器12的控制系统以及经由输入装置132来自车辆操作者130的输入控制。在这个示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。
[0021]发动机10可以包括大体在26处指示的汽缸体的下部，其可以包括封装曲轴30的曲轴箱28。曲轴箱28容纳气体，并且可以包括油底壳32，在其他方面被称为油槽，存储发动机润滑油(例如，机油)，被设置在曲轴的下面。注油口 29可以设置在曲轴箱28中，使得机油可以被供应至油槽32。注油口 29可以包括机油盖33，以便当发动机运转时密封注油口 29。量油尺管37也可以被设置在曲轴箱28中，并且可以包括用于测量在油底壳32中机油的液面的量油尺35。另外，曲轴箱28可以包括用于维修曲轴箱28中的部件的多个其他孔。曲轴箱28中的这些孔可以在发动机运转期间保持关闭，使得曲轴箱通风系统(在下面描述)可以在发动机运转期间运转。
[0022]汽缸体26的上部可以包括燃烧室(例如，汽缸)34。燃烧室34可以包括燃烧室壁36，活塞38被设置在其中。活塞38可以被连接到曲轴30，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。燃烧室34可以接收来自燃料喷射器45 (在本文中被配置为直接燃料喷射器)的燃料和来自进气歧管42的进气空气，进气歧管42被设置在节气门44的下游。汽缸体26还可以包括到发动机控制器12内的发动机冷却液温度(ECT)传感器46输入(在下文中更详细地进行描述)。
[0023]节气门44可以被设置在发动机进气道中以控制进入进气歧管42的气流，并且例如可以在压缩机50的下游，增压空气冷却器52紧随压缩机50后。空气过滤器54可以被设置在压缩机50的上游，因此可以过滤进入进气通道13的新鲜空气。在一个示例中，进气通道13可以包括冷空气进气管道或管路，如经由箭头14所指示的。冷空气进气管道可以包括在冷空气进气管道入口下游的曲轴箱强制通风(PVC)端口，如在下文中参照图2所进一步描述的。另外，冷空气进气管道可以被耦接至压缩机50。
[0024]进气空气可以经由凸轮致动的进气门系统40进入燃烧室34。同样，已燃烧的排气可以经由凸轮致动的排气门系统41离开燃烧室34。在替代实施例中，进气门系统和排气门系统中一个或更多个可以是电致动的。
[0025]排放的燃烧气体经由位于涡轮62上游的排气通道60离开燃烧室34。排气传感器64可以沿涡轮62上游的排气通道60布置。涡轮62可以配备有将其旁通的废气门。排气传感器64可以是用于提供排气空/燃比指示的合适的传感器，诸如线性氧传感器或UGEO (通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EG0、HEG0(加热型EGO) ,NOx,HC或CO传感器。排气传感器64可以与发动机控制器12连接。
[0026]在图1的示例中，曲轴箱强制通风系统(PCV)被耦连至发动机进气装置，使得曲轴箱中的气体可以以控制方式从曲轴箱排出。在非升压的状况期间(当进气歧管压力(MAP)小于大气压力(BP)时)，曲轴箱强制通风系统16经由耦接至发动机进气装置的通气或曲轴箱通风管74将空气引入到曲轴箱20内，以便可以以控制方式自曲轴箱排出曲轴箱中的气体。曲轴箱通风管74的第一端101可以被机械地耦连或连接到压缩机50上游的新鲜空气进气通道13。曲轴箱通风管74可以被耦接至压缩机50上游的新鲜空气进气通道13。在一些示例中，曲轴箱通风管74的第一端101可以被耦连至空气过滤器54下游的新鲜空气进气通道13(如图所示)。在其他示例中，曲轴箱通风管可以被耦连至空气过滤器54上游的新鲜空气进气通道13。曲轴箱通风管74的与第一端101相对的第二端102可以经由机油分离器81机械地耦连或连接到曲轴箱28。
[0027]曲轴箱气体可以包括从燃烧室到曲轴箱的燃烧气体的漏气。流过管道的气体的成分(包括气体的湿度水平)会影响进气系统中的PCV入口下游位置处的湿度。
[0028]在一些实施例中，曲轴箱通风管74可以包括被耦连在其中的压力传感器61。压力传感器61可以是绝对压力传感器或计传感器。一个或更多个另外的压力和/或流量传感器可以在替代位置处被耦连至曲轴箱通风系统。在一些示例中，压缩机入口压力(CIP)传感器58可以被耦连在空气过滤器54下游和压缩机50上游的进气通道13中，以提供压缩机入口压力(CIP)的估计。
[0029]气体可以从曲轴箱28朝向进气通道13和/或从进气通道13朝向曲轴箱28的两个方向流过曲轴箱通风管74。例如，在非升压的状况期间，曲轴箱通风系统将空气排出曲轴箱，并且经由管道74将空气排入进气歧管42，在一些示例中，管道74可以包括单向的PCV阀78，以便在连接到进气歧管42之前提供从曲轴箱28内部连续的排出气体。应认识到，尽管所描述的示例将PCV阀78示为被动阀，但这不意味着是限制性的，并且在替代实施例中，PCV阀78可以是电子控制阀(例如，动力传动系统控制模块(PCM)控制的阀)，其中控制器可以发出信号，以便从打开位置(或高流量的位置)到关闭位置(或低流量的位置)或反之亦然或在其之间任何位置改变阀的位置。
[0030]在升压的发动机运转期间，进气歧管空气压力可以大于曲轴箱空气压力。因此，进气空气可以流过曲轴箱通风管74，并流入曲轴箱28。另外，机油分离器81可以被布置在曲轴箱通风管74中，以便在升压运转期间去除离开曲轴箱的气流中的机油。
[0031]尽管未示出，但应认识到，发动机10还可以包含一个或更多个排气再循环(EGR)通道，用于使至少一部分排气从发动机排气装置转向到发动机进气装置。因此，通过再循环一些排气，可以影响发动机稀释，其可以通过减少发动机爆震、峰值汽缸燃烧温度和压力、节流损失和NOx排放来改善发动机性能。一个或更多个EGR通道可以包括低压(LP)-EGR通道，其被耦接在涡轮增压器压缩机上游的发动机进气装置与涡轮下游的发动机排气装置之间，并被配置为提供LP-EGR。一个或更多个EGR通道还可以包括高压(HP)-EGR通道，其被耦接在压缩机下游的发动机进气装置与涡轮上游的发动机排气装置之间，并被配置提供HP-EGR。在一个示例中，可以在诸如不存在由涡轮增压器提供升压的情况期间提供HP-EGR流，而在诸如存在涡轮增压器升压的情况期间和/或当排气温度超过阈值时可以提供LP-EGR流。可以经由LP-EGR阀调整通过LP-EGR通道的LP-EGR流，而可以经由HP-EGR阀(未示出)调整通过HP-EGR通道的HP-EGR流。
[0032]在一些状况下，EGR系统可以被用来调节燃烧室内的空气与燃料混合物的温度，因此提供了在一些燃烧模式期间控制点火正时的方法。另外，在一些情况期间，通过控制排气门正时诸如控制可变气门正时机制，可以将一部分燃烧气体保持或捕集在燃烧室中。
[0033]应认识到，如在本文中所使用的，PCV流指的是通过PCV管路的气体的流动。气体的这种流动可以包括仅曲轴箱气体的流动和/或空气与曲轴箱气体的混合气的流动。
[0034]发动机控制器12在图1被示为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU) 108、输入/输出端口(I/o) 110、在这个具体示例中作为只读存储片(ROM) 112示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM) 114、保活存储器(KAM) 116和数据总线。发动机控制器12可以接收来自被耦连至发动机10的传感器的各种信号，包括从质量空气流量传感器58的感应的质量空气流量计(MAF)的测量；来自温度传感器46的发动机冷却液温度(ECT);来自排气传感器64的排气空燃比等。此外，基于自各种传感器接收的输入，发动机控制器12可以监测并调整各种致动器的位置。这些致动器可以包括例如节气门44、进气和排气门系统40、41和PCV阀78。存储介质只读存储器112可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由处理器108执行的指令，用于实现以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变体。
[0035]现在参照图2，其示出了示例冷空气进气管道组件的示意图。冷空气进气管道组件可以包括冰吸收特性。由于PCV冷凝物可以在冷空气进气管道组件中聚集，因此冰吸收特性可以被设置为使得冰吸收特性在冷空气进气管道的相对于重力和放置包括发动机的车辆的地面的最低点处积聚PCV冷凝物。因此，冰吸收特性可以被成形以改变冰保持的速率，由此限制PCV冷凝物到发动机的流动，如关于图2进一步描述的。
[0036]冷空气进气管道组件200被配置为向发动机(诸如图1的发动机)供应空气，并且包括进气管道主体225、空气入口 201、空气出口 202和曲轴箱强制通风(PCV)端口 203。空气入口 201和空气出口 202可以包括弹性联接。因此，弹性联接使空气入口 201和空气出口 202比冷空气进气管道主体225在更大程度上弯曲。空气入口 201经由设置在空气入口上游的空气过滤器(未示出)将空气吸入管道，而空气出口 202为发动机提供空气。箭头224指示通过冷空气进气管道主体225的气流。在一个示例中，空气出口 202可以与诸如节气门、压缩机等的下游部件流体连通。如图所示，空气出口 202可以被设置在冷空气进气管道主体225的弧形区段207的下游。冷空气进气管道主体225的弧形区段207可以在竖直方向上延伸。还示出了冷空气进气管道主体225中的PCV端口 203。PCV端口 203可以将气体从发动机曲轴箱吸入到发动机汽缸内，从而被燃烧掉，由此减少碳氢化合物的的排放。箭头204指示曲轴箱与PCV端口 203之间的气流。另外，冷空气进气管道主体225不包括过滤器或旁路。因此，冷空气进气管道主体225的内部包括从冷空气进气管道组件200的顶壁205到底壁206的开放空间，如在下文中关于图4-8所描述的。在本文中，顶壁和/或底壁都可以是包括内表面和外表面的整个壁。
[0037]此外，进气管道壁可以包括内表面，其中冰吸收特性可以由竖直向下延伸离开内表面的凹陷形成。因此，凹陷的顶部可以与内表面齐平，并不竖直向上延伸经过内表面进入到进气管道的发动机空气路径。例如，冷空气进气管道主体225包括冰吸收特性208。冰吸收特性208可以被竖直设置在PCV端口 203的下方。竖直轴线222相对于重力，其被提供用于参考，以图示说明冰吸收特性关于竖直轴线在空气管道的下方(例如，相对于重力和放置具有冰吸收特性的车辆的路面)。冰吸收特性208具有可以平行于中心轴线209的总开口长度210。因此，开口可以沿其空气入口 201下游的长度恒定。另外，宽度211可以垂直于冷空气进气管道的底部206。
[0038]另外，底壁可以包括多个凹陷，至少两个凹陷包含不同体积。因此，多个凹陷可以由多个腔形成。例如，冰吸收特性208还可以包括设置在冷空气进气管道的底壁206处的多个腔212、213、214、215、216、217、218、219、220和221，如在下文中参照图2-9所描述的，在一个示例中多个腔可以成形为绒毛(villi)。因此，多个腔212、213、214、215、216、217、218、219、220和221可以垂直于冷空气进气管道的底壁206突出。在另一示例中，冰吸收特性208可以包括设置在冷空气进气管道的内部中的多个凹槽。因此，多个凹槽可以被设置在冷空气进气管道主体225的底壁206上，如在下文中参照图1OA和图1OB所描述的。在一个示例中，多个腔和/或凹槽可以被形成为具有变化的宽度、深度和/或角度，以便腔和/或凹槽可以具有变化的表面积。因此，通过在冰吸收特性中包括具有不同表面积的腔和/或凹槽，将会改变冰保持在冰吸收特性中的时间量。因此，自冰吸收特性释放的冰量可以基于例如当进气管道在发动机重新启动之后升温时的冷凝物或冰保持速率。
[0039]如图2所示，至少一些腔随着它们竖直向下延伸而变窄。另外，腔中的每一个均具有封闭端，因此进气管道不经由腔中的任何一个通向大气。例如，冰吸收特性208的多个腔可以以这样的方式设置，即腔可以从冷空气进气管道主体225的底壁206垂直地突出。在一个示例中，腔可以被直接耦接至冷空气进气管道的底部。因此，多个腔可以拔模成形。在另一示例中，腔可以是拔模成形的塑料制品。此外，多个腔可以包括变化的宽度、深度和角度，以便冷凝物(例如水和/或冰)可以被压缩机更缓慢地吸入，而不会对叶轮叶片造成损害或阻碍节流板关闭，如在下文中关于图3-图9进一步描述的。
[0040]在图2中图示说明了限定图3和图5-8所示的横截面的切平面223。在图2中还图示说明了限定图4所示的横截面的切平面226。
[0041]现在参照图3，其示出了冷空气进气管道组件200的横截面视图，如在上文中关于图2所描述的。具体地，其示出了向下看空气入口 201的横截面视图。冷空气进气管道主体225可以包括顶壁205、底壁206和PCV端口 203。冷空气进气管道主体225可以包括冰吸收特性208，冰吸收特性208包括多个凹陷，多个凹陷包括设置在冷空气进气管道的底部206处的多个腔或室(villa)。在这个示例中，示出了腔212和213的主体。因此，腔212和213可以被形成在冷空气进气管道主体225中。另外，冷空气进气管道主体225包括内壁302。在一个示例中，冷空气进气管道的内壁302可以包括设置在冷空气进气管道主体225的底壁206中的多个腔孔。因此，底壁包括内壁和外壁，因此腔孔被设置在内壁和外壁中(例如，孔通向腔)。在一个示例中，腔孔312、313、314、315、316、317、318、319、320和321可以形成为冷空气进气管道主体225的底壁205。孔可以沿着冷空气进气管道组件的底壁206纵向延伸。在另外的示例中，当沿着中心轴线326向下看空气入口 201时，腔孔313、314、315、316、317、318、319、320和321可以被设置为彼此平行。另外，多个孔可以被设置在垂直于进气管道主体的中心轴线的平面区域中。在另一示例中，腔孔可以不被设置在中心轴线326上，以便孔可以偏离冷空气进气管道的底壁206的中心轴线326的右侧或左侧。
[0042]另外，多个凹陷中的每一个均包括设置在进气管道壁中的孔，其中至少一个孔具有比至少另一个孔更大的面积。在一个示例中，与孔313、314、316、317、320和/或321的直径相比，孔312可以具有大直径。在另一示例中，与大孔312和小孔321相比，孔313、314、316、317和320可以具有中等直径。在另一示例中，一些腔可以交叉连接，以便孔可以是来自两个独立腔的两个孔的组合。例如，孔314和孔315交叉连接，使得它们形成组合孔322。此外，孔318和319可以是交叉连接以形成组合孔的两个腔的另一示例。在另一示例中，腔孔可以被形成为使得孔具有不规则的形状。
[0043]现在参照图4，其示出了发动机冷空气进气管道组件的横截面视图。具体地，其示出了冷空气进气管道组件200的横截面226。因此，冷空气进气管道主体225包括顶壁205、底壁206和内壁302。另外，冷空气进气管道组件包括空气入口 201、PCV端口 203和冰吸收特性208。冷空气进气管道主体225不包括过滤器或旁路。因此，冷空气进气管道主体225包括从顶壁205到底壁206的开放空间，如由箭头402所示。顶壁和底壁都包括内表面和外表面。因此，顶壁和底壁的内表面可以限定由箭头402所示的开放空间。在这个示例中，示出了包括腔212、214、216、218、220以及孔313、315、317、319和321的主体的冰吸收特性208的横截面。例如，孔313、315、317、319和321可以具有变化的直径，如上关于图3所描述的。另外，冰吸收特性208可以被形成在冷空气进气管道的底壁206中，因此每个腔均可以具有变化的宽度、深度和/或角度，如下关于图5-图8所描述的。
[0044]在此附图中，腔的横截面视图展示了每个腔均可以具有变化的宽度、深度和/或角度。因此，冷空气进气管道主体的底壁包括多个凹陷，至少两个凹陷包含不同的体积。因此，具有大体积的腔可以具有大的表面积。由于冰吸收特性包括具有不同表面积的腔，因此可以改变冰保持在冰吸收特性中的时间量。因此，更大的体积或更大的表面积可以具有更长的冰保持速率。在一个示例中，腔212可以具有比腔216更大的表面积。在另一示例中，孔315可以具有比孔313更大的直径。因此，腔212和/或孔315可以具有增加的冰保持速率。另外，与腔的底壁相比，多个腔可以具有宽孔或窄孔。在另一示例中，多个腔可以以设定的角度范围(诸如10与40度之间、或15与35度之间、或其他度数)进行设置。具体地，多个腔可以被形成角度为使得腔可以被设置为逆着发动机空气路径通过冷空气进气管道的流向。因此，可以增加冰保持速率。相反，多个腔可以被形成角度为使得腔被设置为具有发动机空气路径的流向，由此具有降低的冰保持速率。在一个示例中，多个腔可以在包括0°与90°之间的角度(不包括0°和90° )的角度范围内被形成角度。在另一示例中，多个腔可以在包括90°与180°之间的角度(不包括90°和180° )的角度范围内被形成角度。
[0045]在另一示例中，发动机冷空气进气管道底壁可以包括被形成为具有冰格结构的多个腔。因此，至少一些腔可以相对于其他腔不规则地形成。另外，冰格结构可以由竖直向下延伸离开底部的多个腔形成。在另一示例中，至少一些腔可以随着他们竖直向下延伸而变窄。另外，至少一些腔可以随着他们竖直向下延伸而变宽。例如，冰吸收特性208的腔212、214、216、218、220和孔313、315、317、319和321可以沿着冷空气进气管道主体225的底壁206以类似冰格的方式布置。在另一示例中，与腔214相比，腔212可以不规则地形成。因此，与腔214相比，腔212可以具有更大的体积，使得腔可用于容纳更多的冷凝物(例如水和/或冰)。
[0046]图5示出了冷空气进气管道组件200的横截面视图，如上关于图2所描述的。具体地，其示出了向下看空气入口 201的横截面视图以及内壁302和开放空间402。因此，冷空气进气管道主体225包括顶壁205、底壁206、PCV端口 203和弧形区段207。在这个示例中，示出了包括腔212的主体的冰吸收特性208。因此，腔212的主体可以包括外壁502、内壁510、底壁504和孔312。腔212以及其余腔可以完全封闭，因此气体只能经由每个腔的孔312进入或离开腔。在一个示例中，外壁502可以具有比内壁510更大的直径。在另一示例中，底壁504可以具有比孔312的直径508更小的直径。在另外的示例中，底壁504可以被布置在内壁510上，使得壁形成角度506。在这个示例中，角度506可以大于90°。在另一示例中，腔可以在包括90°与180°之间的角度的角度范围内被形成角度。以此方式，腔212可以具有大的表面积，由此具有大的冰保持速率。
[0047]另外，腔可以轴向偏离中心线。例如，腔212可以偏离中心线511的右侧达直径512。在另一示例中，腔213可以偏离中心线511的左侧达直径514。在另一示例中，腔215可以偏离腔213的左侧达直径516。
[0048]图6示出了冷空气进气管道组件200的横截面视图，如上关于图2所描述的。具体地，示出了向下看空气入口 201的横截面视图以及包括内壁302和开放空间402的冷空气进气管道主体225。因此，冷空气进气管道主体225包括顶壁205、底壁206、PCV端口 203和弧形区段207。在这个示例中，示出了包括腔213的主体的冰吸收特性208。因此，腔213的主体可以包括外壁602、内壁610、底壁604和孔313。在一个示例中，外壁602可以具有比内壁610更大的直径。在另一示例中，底壁604可以具有与孔312的直径608相同的直径。在另外的示例中，底壁604可以被布置在外壁602和内壁610上。因此，外壁602和底壁604可以被设置为使得壁形成90°角度606。另外，内壁610和底壁604可以被设置为使得壁也形成90°角度。以此方式，腔213可以具有比腔212更小的表面积，由此与腔212相比，腔213具有降低的冰保持速率，如上关于图5所描述的。
[0049]图7示出了冷空气进气管道组件200的横截面视图，如上关于图2所描述的。具体地，示出了向下看空气入口 201的横截面视图以及包括内壁302和开放空间402的冷空气进气管道主体225。因此，冷空气进气管道主体225包括顶壁205、底壁207、PCV端口 203和弧形区段207。在这个示例中，示出了包括腔214的主体的吸收特性208。因此，腔214的主体可以包括外壁702、内壁703、底壁704和孔314。在一个示例中，外壁702可以具有比内壁703更大的直径。在另一示例中，底壁704可以具有与孔314的直径708更大的直径。在另外的示例中，底壁704可以被布置在外壁702和内壁703上。因此，外壁702和底壁704可以被设置为使得壁形成90°角度。另外，内壁703和底壁704可以被设置为使得壁可以形成小于90°的角度706。以此方式，腔214可以具有小的表面积，由此具有降低的冰保持速率。
[0050]图8示出了冷空气进气管道组件200的横截面视图，如上关于图2所描述的。具体地，示出了向下看冷空气进气管道组件200的横截面视图以及包括内壁302和开放空间402的冷空气进气管道主体225。另外，冷空气进气管道主体225包括空气出口 202、弧形区段207和PCV端口 203。在这个示例中，示出了包括腔214的主体和腔215的主体的吸收特性208。因此，腔214和腔215可以交叉连接，因此它们具有相同的孔811。另外，腔214和腔215可以被形成为分开的腔，以便腔214的内壁703与腔215的内壁803平行，并由共同的顶壁812接合，以便形成孔811。腔214具有外壁702、内壁703和底壁704，如上关于图7所描述的。腔215可以包括外壁802、内壁803和底壁804。在这个示例中，孔315的直径808可以大于底壁804。另外，外壁802可以被布置在底壁804上，以便当被接合时壁形成可以大于90°的角度806。在另外的示例中，孔811的直径810可以包括共同的顶壁812的直径、孔直径708和808。以此方式，交叉连接的腔214和215可以具有大的表面积，由此具有更长的冰保持速率。
[0051]图9示出了冷空气进气管道组件200的仰视图，如上关于图2所描述的。冷空气进气管道主体225包括空气入口 201、空气出口 202和弧形区段207。如图所示，空气出口202可以被设置在冷空气进气管道的弧形区段207的下游。另外，冷空气进气管道组件200包括冰吸收特性208。冰吸收特性208可以被设置在冷空气进气管道的底壁206上。因此，冰吸收特性208可以具有直径210，直径210可以沿其空气入口 201下游的长度恒定。在一个示例中，冰吸收特性208包括多个腔或绒毛。此外，示出了腔或绒毛212、213、214、215、216、217、218、219、220和221的底壁。如上关于图2-图8所提及的，腔的底壁的宽度可以变化，以便每一个独立的腔可以具有不同的底壁直径。例如,腔212、215和219的底壁的直径可以具有比213、214、216、217、218、220和221的底壁更大的直径。在另一示例中，腔216,218和221的底壁可以具有比腔212、215和219的底壁的直径更小的底壁直径。在另一示例中，腔212的底壁的直径可以具有与腔215和219的底壁相同的直径。
[0052]现在参照图10A，其示出了包括冰吸收特性的冷空气进气管道的示意图。冷空气进气管道组件1000被配置为向发动机供应空气。冷空气进气管道组件1000包括冷空气进气管道主体1008、空气入口 1001、空气出口 1002和曲轴箱强制通风(PCV)端口 1003。空气入口 1001和空气出口 1002可以包括弹性联接。空气入口 1001经由设置在空气入口上游的空气过滤器(未示出)将空气吸入管道，而空气出口 1002为发动机提供空气。箭头1010指示通过冷空气进气管道主体1008的气流。在一个示例中，空气出口 1002可以与诸如节气门、压缩机等的下游部件流体连通。冷空气进气管道的弧形区段1007可以在竖直方向延伸。还示出了冷空气进气管道主体1008中的PCV端口 1003。PCV端口 1003可以将气体从发动机曲轴箱吸入到发动机汽缸内，从而被燃烧掉，由此减少碳氢化合物的的排放。箭头1004指示曲轴箱与PCV端口 1003之间的气流。另外，冷空气进气管道主体1008不包括过滤器或旁路。因此，冷空气进气管道主体1008的内部包括从冷空气进气管道主体的顶壁1005到底壁1006的开放空间，如下关于图1OB所描述的。在图1OA中图示说明了限定图1OB所示的横截面的切平面1023。
[0053]现在参照图10B，其示出了冷空气进气管道组件1000的横截面视图，如上关于图1OA所描述的。因此，冷空气进气管道主体1008包括顶壁1005、底壁1006和内部1024。冷空气进气管道的内部1025包括从顶壁1005到底壁1006的开放空间，如由箭头1024所示的。此外，冷空气进气管道主体1008也可以包括冰吸收特性1026。冰吸收特性1026可以被竖直地设置在PCV出口 1003(未示出)的下方。竖直轴线1022相对于重力被提供用于参考，以图示说明冰吸收特性关于竖直轴线在空气管道的下方(例如，关于重力和放置具有冰吸收特性的车辆的路面)。然而，其他竖直轴线取向已是可预期的。冰吸收特性1026具有可以垂直于冷空气进气管道的底部1006的宽度1038。
[0054]另外，冷空气进气管道主体1008包括冰吸收特性1026。冰吸收特性可以包括沿着与通过管道的流向基本对齐的发动机进气管道壁的内表面的一个或更多个凹槽。在这个示例中，冰吸收特性1026可以包括设置在冷空气进气管道主体1008的内部1024中的底壁1006处的多个凹槽1028、1030、1032、1034和1036。另外，一个或更多个凹槽可以由竖直延伸经过内表面进入进气管道的发动机空气路径的一个或更多个突出形成。例如，冰吸收特性1026可以包括多个突出1027、1029、1031、1033、1035和1037。在一个示例中，第一突出可以被布置为平行于第二突出。因此，突出1027可以平行于突出1029，使得壁1040和壁1041形成凹槽1028。另外，凹槽可以相对于其他凹槽不规则地形成。因此，至少一个凹槽可以具有比至少另一个凹槽更大的面积。在一个示例中，第一凹槽可以小于第二凹槽的直径。以此方式，凹槽的窄直径可以在短的持续时间内将冰保持在冰吸收特性中。此外，第一凹槽可以大于第二凹槽的直径。因此，凹槽的宽直径可以在长的持续时间内将冰保持在冰吸收特性中。基于凹槽和突出的直径，冰保持速率可以改变，由此防止大量的冰和/或水被压缩机吸入。另外，更改冰保持速率可以防止节气门体被阻塞和/或卡住打开。应当注意，类似突出部分的冰格也可以竖直延伸经过内表面进入进气管道的发动机空气路径，类似于图1OB所示的那样。
[0055]在另一示例中，至少一些凹槽可以随着他们竖直延伸而变窄，而至少一些凹槽可以随着他们竖直向下延伸而变宽。因此，多个凹槽可以在包括0°与90°之间的角度的角度范围内形成角度。在另一示例中，多个凹槽可以在包括90°与180°之间的角度的角度范围内形成角度。另外，凹槽壁可以设置在大于90°的角度处，由此产生具有大于顶部直径的底部直径的沟槽。在另一示例中，凹槽壁可以设置在小于90°的角度处，由此产生具有小于顶部直径的底部直径的凹槽。以此方式，角度1043形成凹槽1034，因此顶部直径可以大于底部直径。在另一示例中，凹槽壁可以形成垂直于冷空气进气管道主体的底部的90°角度。因此，凹槽1028可以具有等于顶部直径的底部直径。
[0056]图11示出了用于将冰保持在包括冰吸收特性的冷空气进气管道中的方法1100。方法1100可以经由如上关于图1-图10所描述的系统和部件实施。
[0057]在1102处，该方法包括使曲轴箱气体从PCV端口流向发动机汽缸上游的冷空气进气管道。在一个示例中，PCV端口可以与密封的曲轴箱连通。因此，气体的流动可以包括仅进气空气的流动、仅曲轴箱气体的流动和/或空气与曲轴箱气体的混合气的流动。在1104处，该方法包括使冷凝物聚集在被设置在进气管道的底壁中的多个凹陷中。在另一示例中，冰吸收特性可以包括多个凹陷，多个凹陷可以由多个腔和/或凹槽形成，如上关于图2-图10所描述的。因此，液体可以积聚并保持在腔和/或凹槽中。在发动机关闭后，液体可以被冻住。在1106处，该方法包括使进气空气流过冷空气进气管道。在一个示例中，使进气空气和曲轴箱气体从进气管道流向压缩机，其中进气管道被设置在节气门和压缩机的上游。在1108处，该方法包括在发动机运转期间以不同速率融化冷凝物。例如，流过冷空气进气管道的气流可以在发动机重新启动之后被升温，由此引起冻住的冷凝物融化。因此，保持在腔和/或凹槽中的冰可以融化或从冰吸收特性中排出。因此，在1110处，基于发动机工况，冷凝物可以从腔中释放出来，从而导致发动机从腔吸入水。可以基于冰保持速率从冰吸收特性中排出冰。在一个示例中，可以通过包括腔和/或凹槽的宽度、深度和/或角度的冰吸收特性的几何形状来确定冰保持速率。因此，随着时间的推移，有限量的冷凝物可以进入压缩机，由此防止对涡轮增压器和/或节气门体造成损害。
[0058]应认识到，本文中所公开的配置和程序实际是示例性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文中所公开的各种系统和配置和其它的特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0059]所附权利要求特别指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这样的权利要求应当理解包括一个或更多个这样的要素的合并，既不要求也不排除两个或更多个这样的要素。所公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可以通过修改当前的权利要求或在本申请或相关申请里通过正式提交的新权利要求来要求保护。这样的权利要求，不管在保护范围上和原权利要求相比更宽、更窄、相同的或不同的，也认为包含在本公开的主题中。
【权利要求】
1.一种发动机进气管道，其包含: 进气管道壁，其包括设置在发动机进气管道壁的底部处的冰吸收特性；和 曲轴箱强制通风出口，其被耦接至所述冰吸收特性上游的所述进气管道壁。
2.根据权利要求1所述的发动机进气管道，其中所述进气管道壁包括内表面，并且其中所述冰吸收特性由竖直向下延伸离开所述内表面的凹陷形成，所述凹陷的顶部与所述内表面齐平，并不竖直向上延伸经过所述内表面进入所述进气管道的发动机空气路径。
3.根据权利要求2所述的发动机进气管道，其中所述壁包括多个所述凹陷，至少两个所述凹陷包含不同体积。
4.根据权利要求3所述的发动机进气管道，其中所述多个凹陷由多个腔形成，一些腔被形成角度为逆着发动机空气路径的流向，而一些腔被形成角度为具有发动机空气路径的流向。
5.根据权利要求2所述的发动机进气管道，其中所述凹陷包括设置在所述进气管道壁中的孔。
6.根据权利要求3所述的发动机进气管道，其中所述多个凹陷中的每一个均包括设置在所述进气管道壁中的孔，至少一个孔比至少在另一个孔上具有更大的面积。
7.根据权利要求4所述的发动机进气管道，其中至少一些腔随着它们竖直向下延伸而变窄，并且其中所述腔中的每一个均具有封闭端，因此所述进气管道不经由所述腔中的任何一个通向大气。
8.根据权利要求2所述的发动机进气管道，其中所述凹陷包括沿着与通过所述管道的流向基本对齐的所述发动机进气管道壁的内表面的一个或多个凹槽。
9.根据权利要求8所述的发动机进气管道，其中至少一些所述凹槽相对于其他凹槽不规则地形成。
10.根据权利要求8所述的发动机进气管道，其中至少一个凹槽具有比至少另一个凹槽更大的面积。
11.根据权利要求8所述的发动机进气管道，其中至少一些凹槽随着它们竖直向下延伸而变窄。
12.根据权利要求8所述的发动机进气管道，其中至少一些凹槽随着它们竖直向下延伸而变宽。
13.—种系统,其包含: 发动机进气管道，所述发动机进气管道具有底部，所述底部包括以冰格结构形成的多个腔，至少一些腔由竖直延伸经过所述内表面进入所述进气管道的发动机空气路径的一个或多个突出形成。
14.一种系统,其包含: 发动机进气管道，所述发动机进气管道具有底部，所述底部包括以冰格结构形成的多个腔，至少一些腔相对于其他腔不规则地形成。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述冰格结构由竖直向下延伸离开所述底部的所述多个腔形成，其中所述不规则形成的腔允许所述冷凝物融化为相比于所述腔的尺寸的较小块，冷凝物在所述腔内形成，因此基于随着时间的冰保持速率，所述冷凝物被发动机吸收，而不是一下全部吸收。
16.根据权利要求14所述的系统，其中至少两个所述腔包含不同体积。
17.根据权利要求14所述的系统，其中至少一些所述腔随着它们竖直向下延伸而变窄。
18.一种用于将冰保持在进气管道中的方法，其包含: 使曲轴箱气体从PCV端口流向发动机汽缸上游的进气管道；以及 使冷凝物聚集在被设置在进气管道的底壁中的多个凹陷中。
19.根据权利要求18所述的方法，其还包含使进气空气流过所述进气管道，使进气空气和曲轴箱气体从所述进气管道流向压缩机，其中所述进气管道被设置在节气门和所述压缩机的上游。
20.根据权利要求18所述的方法，其还包含使冷凝物聚集在所述腔中，在发动机运转期间以不同速率融化所述冷凝物，以及在不同发动机循环从所述腔吸收水。
【文档编号】F02B39/16GK104373204SQ201410398786
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】S·M·罗林斯, C·B·毕晓普 申请人:福特环球技术公司