用于内燃机的进气系统的制作方法

本发明涉及一种用于内燃机的进气系统，其具有进气道、排气再循环通道的通入进气道中的嘴部和曲轴箱通风通道，该曲轴箱通风通道通入进气道中。

背景技术：

这种进气系统用在内燃发动机中，以便控制被导入内燃机气缸中的气体流中的再循环的排气量和新吸入的空气量的组成份额，并且同时还使含有冷凝物和油雾的曲轴箱通风气体燃烧。视内燃机的运行状态而定，设定不同的混合比以实现最小的排气值和最大的功率值。

为了进行调控，或者使用两个分开的阀，其中总量调控也能通过这两个阀实现，或者调控阀包含两个阀体，所述两个阀体通过公共的致动装置来致动，从而仅改变混合物。这种设计方案特别是用在增压发动机中，其中总进气量能通过压缩机的功率来控制。为了能将相应的调控装置设计得更小，还已知，不使用两个调控体而是仅使用一个调控体，该调控体与两个通道协同工作。在此设计方案中，排气再循环通道通常紧接在用作节气阀的活门下游通入进气道中。在希望提高排气再循环率时，以与打开排气再循环阀的相同的程度关闭节气活门，这除了增大排气再循环通道的自由横截面外还导致增大了排气再循环通道中的压力降，由此额外提高了排气相对于吸入的空气量的比例。

这种布置结构例如在de102010050256a1中公开，其中，活门布置在新鲜空气输入通道与排气再循环通道之间的分岔处中。通过转动该活门，能以与关闭排气再循环通道相同的程度打开新鲜空气通道，反之亦然。此外，在该文献中还描述了，形成排气再循环通道的嘴部以及新鲜空气输入通道的壳体可具有另一开口，通过该另一开口能将曲轴箱通风气体输入气体流中。但是其没有说明，应怎样导入曲轴箱通风气体。

此外，从de102008043821a1已知一种具有节气活门的进气道，其中，在节气活门上游在进气道上形成有曲轴箱通风连接部。该曲轴箱通风连接部与进气道大致相切地伸出，也就是在由曲轴箱通风气体所形成的冷凝物滴到节气活门的远离轴的端部上的位置处。相应地，曲轴箱通风连接部布置在节气活门的在测地学上而言的上方。由此要防止冷凝物侵入节气阀的支承件中。

此外，从de102014200699a1中已知一种进气系统，其中，低压排气再循环阀可以与节气活门一起通过共同的驱动轴运动。为了防止来自排气的冷凝物到达下游的压缩机并在那里造成损坏，进气道的出口与排气再循环通道的入口之间的连接面形成为，使得冷凝物朝向排气再循环通道的入口流动，以便在那里被热的排气再次蒸发。排气入口相应地布置在在测地学上而言的最低点处。

在这种情况下要注意的是，术语“在测地学上而言的上方”或“在测地学上而言的下方”总是指具有内燃机的车辆相对于地心的法向位置，其中，法向位置是指与地心具有恒定距离的平路，即，不包括上坡或下坡行程。

然而，还没有一种解决方案可以为相联接的节气装置和低压排气再循环装置馈入曲轴箱通风气体。引入曲轴箱通风气体的已知方案的问题在于，会形成冷凝物，尤其是当被引入到涡轮增压器的压缩机的上游时，所述冷凝物可能造成涡轮增压器的损坏。此外，轴和活门有可能变脏，从而使其功能性受到限制。

技术实现要素：

因此，本发明所要解决的一个技术问题是，提供一种进气系统，其中应尽可能地减少冷凝物的形成，或者通过布置窜气连接部使现有的冷凝物尽可能远离气体流，并保证现有冷凝物的排出，从而提高下游的压缩机的使用寿命。此外，应防止额外的噪音形成以及对调控阀和传动轴的污染，使得其功能在长的使用寿命中得到保证。

该技术问题通过具有主权利要求的特征的用于内燃机的进气系统来实现。

由于曲轴箱通风通道伸到进气道的侧向凸起部中，所以暖的曲轴箱通风气体不被直接引入到空气流中。相应地，不会产生涡流和由此造成的突然的冷却，从而冷凝物的形成明显减少。还避免了曲轴箱通风气体中存在的冷凝物直接被空气流夹带走。此外，由于导入点不是直接被气体流冲击到，而是设置在流动的背风区中，因此产生的噪声被衰减。此外，由于这样的袋状，活门并不直接承受油雾。

优选地，排气再循环通道的嘴部和曲轴箱通风通道的嘴部具有垂直于进气道中心轴线的公共横截面。这意味着，通风气体的导入在与排气的导入大致相同的进气道流动部段中发生。这具有如下优点：当引入排气时，进气道中存在的气体流更暖，由此也减少冷凝物的形成。另外，尽管如此，所形成的冷凝物仍可以朝向温暖的排气通道排放，使得它不会被空气流夹带到压缩机。

因此有利的是，曲轴箱通风通道的嘴部在测地学上布置在排气再循环通道的嘴部的上方。相应地，冷凝物可以在重力的作用下朝向排气再循环通道的方向被输送，在那里它可以蒸发或流出到所述通道中。

特别优选的是，进气道具有槽盆形的凹部，在该凹部的在测地学上而言的下方的端部处设有排气再循环通道的嘴部。来自曲轴箱和排气的、例如沉积在通道的环绕的壁上或形成在侧向凸起部中的冷凝物，由于重力而向下流并被收集在该槽盆中。由于去往排气再循环通道的开口处于槽盆的最低点，冷凝物流入排气再循环通道中并在那里被热的排气蒸发。

有利的是，侧向凸起部过渡到槽盆形凹槽中，使得冷凝物从凸起部直接流入槽盆中，而不会之前直接被空气流冲击到。

优选地，曲轴箱通风通道的嘴部被构造成伸到侧向凸起部中的导入接管。该导入接管尤其是被设计成管状，其中管状不应被理解为对横截面形状的限制，该横截面形状既可以是圆形也可以是卵形或矩形。这明显简化了制造和装配，并允许可能的必要的更换。

在导入接管的一个优选实施形式中，该导入接管的端部被设计成如此倾斜，使得该端部具有较长侧壁和相对置的较短侧壁，其中，较长侧壁相对于进气道布置在下游。因此额外防止了，带有溶解在其中的水的曲轴箱通风气体被夹带走。代替于此，较长侧壁被如此远地向下延伸，使得其尽可能在引导空气的通道的通流横截面下方才终止。此外，这样设计的出口提供了扩大出口面积的优点，由此减少了对炭烟的敏感度。

优选地，在曲轴箱通风通道上布置有加热元件、特别是ptc加热元件。通过该加热元件，来自曲轴箱的含有冷凝物和油雾的气体流被加热，从而使已经冷凝的水蒸发。由此，在液体状态下进入进气道的水明显减少，从而减少了压缩机的负荷。

优选地，沿进气道的流动方向看，在排气再循环通道的嘴部的上游布置有用作转动轴线的轴，调控体偏心地支承在该轴上，并且该轴垂直于进气道的和排气再循环通道的中心轴线，其中，在调控体的第一终端位置，进气道在排气再循环通道的嘴部的上游至少被节气，而在第二终端位置，排气再循环通道被关闭。相应地，通过仅一个活门和一个致动器来调控供应到内燃机的空气流和排气流的组成份额，其方式为：始终以与排气再循环通道打开的程度相同的程度来关闭进气道，反之亦然。

在对此进一步发展的实施形式中，在进气道的上游部段的端部处设计有用于调控体的第一阀座以用于关闭进气道，该上游部段比进气道的接下来的下游部段具有更小的周长。由此一方面产生调控体在第一阀座上的轴向抵靠，这导致紧密关闭，另一方面，调控体可以在阀座下游从主流动中旋出，从而当空气通道完全打开时，由活门造成的流动阻力减至最小。

如果形成进气道的上游部段的进气壳体延伸到形成进气道的下游部段的混合壳体中，则获得这样设计的进气系统的特别简单的组装和制造。然后第一阀座可以形成在进气壳体的端部处。

在本发明的一个对此进一步发展的设计方案中，侧向凸起部布置在进气道的上游部段的横截面之外。相应地，这个凸起部位于进气壳体的背风区中，由此额外防止了夹带所形成的凝结物。

通过将导入接管的关于进气道位于上游的较短侧壁设置在第一阀座的上游而将导入接管的下游的较长侧壁布置在第一阀座的下游，这个效果还被加强。因此近乎排除了流入导入接管内部的空气流。相应地，也没有空气流直接流到曲轴箱通风气体上，由此避免了额外形成冷凝物。

在另一优选的实施形式中，导入接管的相对于进气道位于径向内部的壁被布置成与第一阀座沿径向间隔开。由于该间距，在来自进气壳体的流动的空气流与具有绝热效果的导入接管之间形成固定存在的气隙，由此防止了导入接管的冷却，这再次减少冷凝物的形成。

也有利的是，进气道的槽盆形凹部在测地学上而言设置在第一阀座下方，从而调控体可以完全从来自进气道的主流动区域中旋出。在该第二终端位置中，调控体优选设置在槽盆形凹部中。

因此，提供了一种进气系统，通过该进气系统，不仅可以调控进气道中的空气质量流和排气再循环回路的排气质量流，而且可以提供曲轴箱通风气体而不会由于所形成的冷凝物损坏下游部件，如涡轮增压器的压缩机。可动部件如活门和轴仅承受轻微的额外负荷，从而尽管将曲轴箱通风气体供应到进气道中，可动部件的使用寿命也不会显著改变。为此，一方面，冷凝物的形成明显减少，另一方面，仍然形成的冷凝物在无害的位置被排出或者再次蒸发。

附图说明

在附图中示出了根据本发明的进气系统的实施例，并且将在下文中进行描述。

图1以剖视图示出根据本发明的进气系统的侧视图。

图2是图1中根据本发明的进气系统的正视图，其中，混合壳体的左半部分被切除。

图3是图1和图2所示的根据本发明的进气系统的透视图。

图4是图1至图3所示的根据本发明的进气系统的另一透视图，其中，混合壳体的左半部分被切除。

具体实施方式

根据本发明的进气系统包括壳体10，该壳体界定进气道12并且在该壳体处形成有排气再循环通道16的嘴部14。进气道12基本上沿笔直的方向延伸到涡轮增压器的压缩机壳体的未示出的轴向入口，而排气再循环通道16大致垂直于进气道12通入该进气道中。

壳体10包括基本为管状的第一进气壳体18，该第一进气壳体的下游端部被构造成倾斜的并且与进气道12的中心轴线成大约80°的角度α。进气壳体18以下游端部伸到混合壳体20中，或被插入混合壳体20中直到抵靠法兰22，进气壳体18通过该法兰借助螺钉24固定在混合壳体20上。

排气再循环通道16的嘴部14从在测地学上而言的下方伸到混合壳体20的开口26中并且被构造成单独的壳体部分。混合壳体20形成进气道12的延伸部，该进气道又继而例如通入压缩机壳体的轴向入口中。在混合壳体20中，轴28以可围绕转动轴线30转动的方式被支承，该轴可被致动器32致动。该轴28的转动轴线30垂直于进气道12的和排气再循环通道16的中心轴线布置，并且位于排气再循环通道16的嘴部14(该嘴部在排气再循环通道16的关于空气流位于上游的端部处)与进气壳体18的在其面对排气再循环通道16的侧上的轴向端部之间。进气壳体18的通流横截面小于混合壳体20的通流横截面，其中，进气壳体18这样被紧固到混合壳体20上并伸入混合壳体中，使得形成在排气再循环通道16的嘴部14下游的槽盆形的凹部34布置在来自进气壳体18的空气流的静流区中，轴28在该凹部中穿过混合壳体20。

在偏心设置在进气道12中的轴28上固定有调控体36，该调控体由活门38以及通过联接件40固定在第一活门38上的闭合件42构成。活门38从轴28延伸到混合壳体20的内部并且控制进气道12的通流横截面。为此，活门38在第一终端位置中以其第一表面44贴靠在进气壳体18的轴向端部上，该轴向端部用作第一阀座46。

在活门38中形成有孔，联接件40在该孔中紧固到活门38上。该联接件40垂直地从活门38的与第一表面44相对的第二表面48伸出，联接件的相对的端部穿过闭合件42，该闭合件继而又固定在联接件40的这个端部上。闭合件42的这种固定导致，当轴28转动到第二终端位置时，实现排气再循环通道16的关闭，在该第二终端位置，闭合件42靠在形成在排气再循环通道16的嘴部14的端部处的第二阀座50上。

根据本发明，另外，曲轴箱通风通道52伸到进气道12中，确切地说从上方伸到进气道12的侧向凸起部54中，该凸起部与槽盆形凹部34和排气再循环通道16的嘴部14具有公共的横截面，该横截面垂直于进气道12的中心轴线布置，或者换句话说，该凸起部54位于进气道12的与凹部34、调控体36和排气再循环通道16的嘴部14相同的运行长度部段中。曲轴箱通风通道52至少部分地形成在管状的导入接管56中，该导入接管通过混合壳体的相应开口58在插入有两个o形环60的情况下被插入，并然后通过螺钉62固定到混合壳体20上。在该紧固件上方在导入接管56上布置有ptc加热器元件63。如图2所示，导入接管56的关于进气道12位于径向内部的壁64成型为，使得从进气壳体18的端部的俯视图上看，该位于径向内部的壁完全布置在进气壳体的通流横截面的外部，并且大部分与进气壳体18中的进气道区段的径向限定壁66具有相同的距离。曲轴箱通风通道52的嘴部68向下指向并伸入凸起部54的在测地学上而言的下方的区域中，该凸起部在该区域中过渡到槽盆形凹部34中。导入接管56的端部70具有三维形状，其中，导入接管56的下游侧壁72构造成长于较短的上游侧壁74，特别如图1所示。导入接管56的端部70具有连接两个侧壁72、74的弧形形状。在测地学上而言，较长的侧壁72在此伸到第一阀座46的下边缘的下方并且布置在阀座46下边缘的下游，而较短的上游侧壁74布置在阀座46的上游并终止于阀座46的下边缘的上方。

如果在运行期间，包含油雾、冷凝物和水蒸汽的曲轴箱通风气体经由导入接管56进入进气系统，则不会发生与可能冷的空气流的直接接触，这是因为液体冷凝物和气体的导入完全在进气壳体18的背风区中进行。相应地，气体不会在空气流中旋流并由于与空气流接触而突然冷却，从而也不会出现额外的冷凝物形成。此外，气体也不会从导入接管56直接朝向压缩机的方向被夹带走。代替于此，现有的冷凝物从导入接管56的端部70滴入凸起部中并且由于重力而从那里流入槽盆形的凹部34中并因此直接流向第二阀座50。只要第二阀座是打开的，冷凝物就滴入在测地学上而言的下方的排气再循环通道16中，在那里冷凝物或者被排气流的热量再次蒸发并因此在蒸气状态下与暖的排气流一起被引导到空气流中，或者通过排气再循环通道经由排气系统的位于颗粒过滤器下游的部件流到排气出口。曲轴箱通风气体的导入基于曲轴箱与压缩机之间的压力降来实现。到达凸起部中的气体由于自然的气体运动而逐渐缓慢地被引入到空气流中，从而使得空气流在所存在的湿度方面通常不饱和，并且可以吸收这些少量的水蒸气而不会冷凝出水。

因此提出一种进气系统，利用该进气系统不仅能够调控进气道内的空气质量流和排气再循环回路的排气质量流，而且能够输入曲轴箱通风气体，同时减少了由于所形成的冷凝物造成的对下游部件如涡轮增压器的压缩机的损坏，这是因为冷凝物至少部分地蒸发或排出并且新的冷凝物的形成也被尽可能地减少。可动部件例如活门和轴也仅承受轻微的负荷，因为它们不直接暴露在油雾和水中。此外，现有的噪音排放减少，这是由于曲轴箱通风气体不直接流入空气流中，这否则会由于湍流而导致流动噪音。

应该清楚的是，本申请的保护范围不限于所描述的实施例。对于曲轴箱气体的导入可以设想各种结构形式。而且，也可以在没有布置排气再循环阀、而是可以自由接近排气再循环通道的区域中馈入曲轴箱气体。也可以与节气阀独立地构造和操作排气活门。另外，可以设想各种结构形式的曲轴箱通风通道的设计和定位，其中特别重要的是，将其布置在低湍流区域中并防止气流直接冲击。