内燃机的介质管路的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的一种内燃机的介质管路，该介质管路尤其用于内燃机的泄漏气(或称为渗漏气、吹漏气，即blow-by-gas)和/或进气空气。在此，尤其可以涉及使用在机动车中的内燃机、或涉及带有这样的内燃机的机动车。

背景技术：

在低的外部温度的情况下，可以在内燃机的介质管路内部引起结冰。这尤其涉及用于内燃机的进气管道中的泄漏气或新鲜空气的介质管路。当较大的冰元件在介质管路的周缘壁处形成时(所述冰元件在内燃机的运行中通过加热而溶化并且由引导通过介质管路的介质带动运动)，这样的冰元件可以损伤内燃机、尤其是布置在介质管路下游的涡轮增压机的压缩机轮。

由de102008043768a1已知一种用于介质的导引通过的介质管路，在该介质管路内部布置有震动元件。在此，涉及一种无源震动元件，该无源震动元件借助于介质的流动来驱动并且应(在没有外部能量供应的情况下)保护介质管路以免成冰。提出柔性的环形膜片和颤毛作为震动元件，所述环形膜片和颤毛应通过介质流动置于震动。介质管路设置成用于曲柄箱通风管路。不利的是，所描述的震动元件制造起来耗费、不可以或仅可以非常耗费时间地装配在带有复杂的几何结构的介质管路中，并且功能能力仅仅取决于介质的流动。

技术实现要素：

本发明基于如下任务，提供一种介质管路，该介质管路可以成本适宜地制造以及可以简单地装配，并且可靠地减少或完全地避免冰的聚集。

根据本发明，本任务的解决利用独立权利要求的特征来实现。另外的实用的实施方式和本发明的优点结合从属权利要求来描述。

一种根据本发明的内燃机介质管路包括基体和至少一个、由基体的周缘壁限制的流动区域。该流动区域设置成用于介质的通流、尤其用于介质的导引通过、例如用于泄漏气和/或新鲜空气的导引通过。在基体处在流动区域外部布置有至少一个用于基体的振动激励的器件。其中指的是如下每个用于振动激励的器件，其适用于将基体从外侧出发置入振动中。这种器件也可以被称为振荡器。在外侧导入基体的激励具有如下优点，即可以高效地克服冰层的形成或通过如下方式避免形成较厚的冰层：通过振动使在内部周缘壁处形成的最小的冰颗粒脱开，并且使其(对于内燃机无害地)由介质的流动一同拖走并引出。由此可靠地避免在基体的内部周缘壁处在流动区域中形成较厚的冰层或较大的冰元件，尤其当这些冰层或冰元件侵入到涡轮增压机的在介质管路下游布置的压缩机中时，所述冰层或冰元件的脱开可以造成技术问题。此外有利的是，尤其当将能量需求与和介质管路的加热装置、例如泄漏加热装置连接这样的概念设计相比时，提供不同的带有仅仅低能量需求的用于振动激励的器件。

将至少一个用于振动激励的器件布置在基体外侧处具有另外的优点，即固定和装配可以以简单且成本适宜的概念设计来实现。根据本发明的介质管路的实现由此能够无关于介质管路的内部几何结构的复杂性、也就是说尤其无关于介质管路在内部周缘壁区域中的几何结构和复杂性来实现。就此而言，根据本发明的介质管路也可以在相应的结构空间可用时在没有大的耗费的情况下通过改装现有的介质管路来实现。

根据本发明的介质管路优选是内燃机的进气管道的一部分。基体尤其是内燃机的进气管路的一部分。是进气管路一部分的介质管路例如可以是所谓的进气罩(ansaughutze)。该进气罩尤其理解为内燃机的进气管路的中间元件，该中间元件沿主流动方向被进气空气通流并且在该中间元件中还构造有用于径向地通入的泄漏气管路的至少一个开口。除了开口以外，在进气罩处也可以构造有用于相对于泄漏气管路的插接连接的联接接管。在内燃机的进气管路中、尤其是在进气罩中，结冰的避免和/或较小的冰元件的及早的机械松脱是特别有利的，一方面因为根据本发明在这些区域中结冰的危险是特别高的，并且另一方面因为介质管路在内燃机的这样的区域中以部分地特别高的流动速度被进气空气通流。由此(由高的流动速度决定地)，大的流动力作用到可能的冰元件上，从而较大的冰元件的松脱和还有特别高的加速度的危险是特别大的。通过介质管路加速的冰元件尤其可以导致后置的构件的机械损伤，尤其导致内燃机中涡轮增压机的压缩机轮的损伤。

在另一个实用的实施方式中，至少一个用于振动激励的器件如此布置和构造，使得从外部朝着周缘壁指向的、至少部分地径向地向内部作用的振动可以导入到基体中。这种径向地向内部作用的振动具有如下优点，即利用这样的振动在内燃机中的大多数介质管路方面实现最大的振动作用。这尤其适用于，介质管路吸收径向地作用的振动比沿其它方向作用的振动、尤其比沿介质管路的纵向方向(轴向方向)或沿介质管路的主流动方向作用的振动更少时。这在基体沿主流动方向的下一个连结结构相对于在至少一个用于振动产生的器件之间的接触区域间隔开地布置得越远时，就越是这种情况。

在根据本发明的介质管路的另一个实用的实施方式中，至少一个用于振动激励的器件功能性地与外部的能量供给部、尤其是电的能量供给部连接。这具有如下优点，即所述器件可以无关于介质通过介质管路的流动(并且，如果期望，也无关于内燃机)来运行。也就是说，振动的幅度和频率可以根据需要来调整和预设。此外，可行的是，即使在变化的质量流通过介质管路的情况下至少一个用于振动激励的器件也以恒定的参数来运行。特别有利的是，不同的适合的用于振动激励的器件具有小的能量需求或为了运行器件仅需要小的电功率。尤其以小于50w、甚至小于30w的功率消耗和尤其仅以最大15w或以最大10w就已经可以非常高效的且解决本发明的任务的介质管路。

尤其是压电的元件和/或机电的元件适合作为结构上简单的且可成本适宜地使用的用于振动激励的器件。

借助于压电的元件(该压电的元件借助于用于产生正弦振动的发生器(也可称为振动器，即generator)来驱动)，尤其可以产生带有高频率的振动、尤其也可以产生在超声范围内的振动。

作为更简单且更成本适宜的变型方案例如可以使用机电的元件、尤其是带有不平衡的电动马达。利用这种机电的元件尤其可以简单且成本适宜地产生带有直至500hz的频率、尤其是带有在10hz与1000hz之间范围内的频率的振动。

为了有效地减少或避免在根据本发明的介质管路中的结冰或冰聚集，利用用于振动激励的器件优选产生带有至少50hz、优选至少100hz、至少200hz、至少250hz或至少300hz和特别优选至少400hz的频率的振动。不同于上述内容，利用用于振动激励的器件也已经可以产生从1hz开始的用于解决该任务的频率。进一步优选的是在400hz与500hz之间或在450hz与500hz之间的频率。这种频率由于较小的成本而优选利用如上面所描述的机电的元件来产生。以这种频率就已经可以借助于所带入的基体的振动使冰元件、尤其薄的冰层和/或较小的冰颗粒从基体的内部周缘壁脱开或避免其出现。

以压电的元件作为用于振动激励的器件优选产生从16hz开始的范围内、尤其是在16hz与100hz之间的范围内、优选16hz与30hz之间范围内的振动。

当用于振动激励的器件设计成用于产生如下振动，所述振动的频率与基体的固有频率或其固有频率的至少一个整数的多倍偏差最大10%时，可以实现结冰的进一步减少或较大的冰元件的形成的避免。该偏差优选为最大5%、进一步优选最大2%和特别优选最大1%。理想地，振动激励在装入在内燃机中的状态中在基体或介质管路的固有频率下(以小于1%、例如0.5%的公差)实现。在这种情况下，尽可能大的部分的由至少一个用于振动激励的器件提供的能量被转变成基体或介质管路的期望的振动并由此被用于解决本任务。在这种情况下，在基体处也得到尽可能大的有效的振动区域、也就是说基体的、被如此置于振动中从而有效克服结冰或有效避免出现较大的冰元件的内部周缘面是特别大的。

优选地，至少一个用于振动激励的器件在基体的外周缘的至少5%上、进一步优选在至少10%上和特别优选在至少20%上延伸。在此，或者仅一个用于振动激励的器件可以在外周缘的相应的区域上延伸。备选地或补充地，也可以沿着基体的外周缘布置多个用于振动激励的器件。结冰或较大的冰元件的出现尤其在内部周缘壁的如下区域中得到避免，在所述区域中，相对应的外部周缘壁相对于用于振动激励的器件具有直接的接触。

通过布置多个用于振动激励的器件(即使在带有圆形横截面、尤其圆圈形横截面的介质管路的情况下也)可以在较大的周缘区域上实现主要沿径向方向作用的振动激励。当例如振动激励应在周缘的180°或50%的周缘区域上实现时，有意义的是，将至少三个仅点状地、也就是说尤其在外周缘的小于10%或小于5%的范围内作用的用于振动激励的器件在周缘的180°上均匀分布地布置。由此可以保证，在相应的用于振动激励的器件的两个相邻的激励点之间的区域中，振动至少主要分别沿基体的径向方向起作用。

对此备选地或补充地，有利的可以是，多个用于振动激励的器件(沿介质的主流动方向观察)轴向地彼此间隔开地布置，从而被传递到基体上的振动总体上在多个长度区段上或在较大的长度区段上延伸。优选地，器件在此如此布置，使得各个振动激励得到补充或加强。

当至少一个用于振动激励的器件沿流动方向观察布置在泄漏气导入部位的区域中、尤其布置在进气罩外侧时，便特别高效地克服冰的形成。在一个实用的实施方式中，至少一个用于振动激励的器件在这种情况下在与泄漏气导入部位对置的一侧上布置在介质管路的基体的外侧处、优选布置在对置的这侧上并且(沿主流动方向观察)布置在泄漏气导入部位的高度上和/或布置在泄漏气导入部位的稍微下游。在泄漏气导入部位的区域中，结冰的危险是特别高的，因为在泄漏气中可以包含小水滴，所述小水滴尤其在这些小水滴在冰点附近的低的周围环境温度或更冷的情况下具有相应低的温度时可以在介质管路的内部周缘壁处冷凝并冻结。因为泄漏气管路通常如此布置，使得泄漏气从上沿重力的方向向下导入到进气管路中，所以这种小水滴由重力决定地被输送到内部周缘壁的与泄漏气管路的泄漏气导入部位对置的这侧上，从而在该处结冰或形成较大的冰元件的危险最大。

在另一个实用的实施方式中，在基体处设置有固定结构，以便将用于振动激励的器件固定在基体处。尤其一个或多个螺纹拱形件或其它材料加强部可以设置作为固定结构，所述螺纹拱形件或材料加强部简化和/或完全仅实现至少一个用于振动激励的器件的螺纹连接、焊接、粘接或其它适合的固定。在以吹塑成形方法制造的尤其呈进气罩形式的、管状的介质管路的情况下，这种固定结构尤其可以事后装配在基体处。同样可行的是，尤其当介质管路以塑料注射成型方法制造时，将这种固定结构一件式地构造在基体处。

对此备选地或补充地，至少一个用于振动激励的器件经由至少部分地包围基体的卡箍和/或至少部分地包围基体的带固定在基体处。在此特别优选的是，卡箍和/或带完全地包围基体地布置。振动此时从用于振动激励的器件经由卡箍或带传递到基体上，并且器件可靠地保持在基体处。

进一步有利的是，卡箍和/或带经由夹紧、啮合或基于其它摩擦配合的或形状配合的结构在用于振动激励的器件和/或基体之间如此建立连接，使得在用于振动激励的器件与基体之间的相对运动被克服。在这种情况下，由用于振动激励的器件产生的振动特别高效地传递到基体上。

在另一个实用的实施方式中，至少一个用于振动激励的器件功能性地与控制器联结，该控制器用于在需要时激活至少一个用于振动激励的器件。在此，该控制器优选取决于温度来实现，尤其如此，使得在低于预设的外部温度、例如5°c、3°c或0°c时激活用于振动激励的器件。

该控制器也可以(对此备选地或补充地)被用于，只有当内燃机在运行中和/或当用于起动内燃机的控制指令给出时，才激活用于振动激励的器件。

附图说明

下面结合附图描述本发明的另外的实用的实施方式。其中：

图1以纵截面图示示出根据本发明的介质管路的第一实施方式，

图2以侧视图示出根据本发明的介质管路的第二实施方式，

图3以侧视图示出根据本发明的介质管路的第三实施方式。

具体实施方式

在图1至3中示出不同的根据本发明的介质管路10的示例性的实施方式。

在图1中示出的介质管路10以纵截面示出。介质管路10包括带有周缘壁14的基体12，该周缘壁包括内部周缘壁14a和外部周缘壁14b。由基体12的内部周缘壁14a限制用于未示出的介质的流动区域16。该介质沿主流动方向m的方向引导通过基体12的流动区域16。

在图1中示出的介质管路10是未示出的内燃机的进气管道的一部分。所示出的介质管路10涉及所谓的进气罩，该进气罩也包括泄漏气管路20的泄漏气导入部位18。沿主流动方向m的方向流动的介质与此相应地是未示出的内燃机的进气空气。通过泄漏气管路20将来自内燃机的未示出的曲柄箱的废气沿箭头b的方向导入到进气管道中并且使其与进气空气混合。在泄漏气导入部位18下游，进气空气进一步沿同样未示出的涡轮增压机的未示出的压缩机轮的方向流动。

在所示出的实施方式中，在介质管路10的基体12处构造有可选的此处呈密封套筒22形式的联接元件。介质管路10可以经由该联接元件与另外的、未示出的元件连接、尤其与另外的导引元件连接。

在基体12处还构造有可选的连结结构24，该连结结构用于将介质管路10固定在内燃机的另一元件处或固定在机动车的车身元件处。

在图1中示出的第一实施方式中，在基体12处相对于泄漏气管路20的泄漏气导入部位18在流动区域16外部布置有呈两个彼此间隔开的材料加强部42形式的固定结构26。固定结构26与基体12的外部周缘面14b固定地连接。用于振动激励的器件28固定在基体12处。固定结构26当前涉及材料积聚部，用于振动激励的器件28与该材料积聚部固定地连接，例如焊接、粘接或挤压连接。用于振动激励的器件28产生从外部朝着外部周缘壁14b指向的、径向地向内部作用的振动。基体12的由用于振动激励的器件28产生的主振动方向通过双箭头s表明。尤其将压电的元件或机电的元件考虑作为用于振动激励的器件28。进一步优选地，用于振动激励的器件28与外部的能量供给部(未示出)和/或与用于在需要时激活的控制器(未示出)功能性地连接、尤其用来在到达和低于预设的理论温度时激活用于振动激励的器件28。

当前仅用于振动激励的器件28布置在基体12外部。用于振动激励的器件28延伸到材料加强部42之间的区域中直至外部周缘壁42。此外，该用于振动激励的器件在基体12的外周缘的大约20%的区域上延伸。

可选地，也可以沿着外周缘和/或沿主流动方向相对于所示出的用于振动激励的器件28间隔开地布置有另外的这样的用于振动激励的器件(未示出)。

如已经提到的那样，存在提高的、(沿主流动方向m观察)在泄漏气管路20的泄漏气导入部位18的区域中形成较大的冰元件的危险，因为当包含在泄漏气中的小水滴在泄漏气管路的周缘壁处冷凝时，从泄漏气管路20中由重力决定地到达介质管路10中，尤其滴入到该处，或接着在介质管路10中冻结。

当泄漏气管路20如图1中所示出的那样在装入位置中布置在介质管路10的上侧上时，则来自泄漏气管路20的尤其较大的小水滴主要滴落到在介质管路10的与泄漏气导入部位18对置的下侧上的内部周缘壁14a上。通过将用于振动激励的器件28布置在介质管路10的相对应的外部周缘壁14b的区域中，特别高效地在出现的地方克服较大的冰元件的出现。

下面为了描述另外的实施方式，对于相同的或至少功能上相同的元件使用和为了描述第一实施方式结合图1所使用的一样的附图标记。

在图2和图3中示出的实施方式中涉及相同地或至少功能上相同地构造的介质管路10，所述介质管路与第一实施方式的区别基本上在于用于振动激励的器件28的布置和连结。

在图2中以侧视图示出介质管路10的第二实施方式。因此，仅可以看到带有其外部周缘壁14b的介质管路10。如在第一实施方式中那样，此处同样与泄漏气管路20的泄漏气导入部位18对置地布置有用于振动激励的器件28。用于振动激励的器件28此处经由完全地包围基体12的示意性示出的带30固定在基体12的外部周缘壁14b处。用于振动激励的器件28与带30固定地连接。带30具有开有缝口的区域32，其中，带30的左方区段34在下游包握泄漏气管路20，并且带30的右方区段36在上游包握泄漏气管路20。由此保证，尽管由用于振动激励的器件28所产生的振动，带30仍保持在其位置中并且尤其不沿主流动方向m相对于基体12运动。

在图3中示出的第三实施方式中，用于振动激励的器件28还固定在介质管路10的基体12的外部周缘壁14b的外侧处。在该实施方式中，用于振动激励的器件28在泄漏气管路20的泄漏气导入部位18下游布置，但是直接联接到泄漏气导入部位18处地布置。用于振动激励的器件28经由完全地包围基体12的、仅示意性示出的卡箍38固定在基体12处。只要卡箍30和介质管路10沿流动方向m的相对运动被克服或这样的相对运动仅在限制元件内部允许，卡箍38就此而言经由至少部分地在基体12的外周缘上延伸的、径向地伸出的限制元件40a、40b相对于基体12固定。

为了克服带30(图2)或卡箍38(图3)与基体12之间的相对运动，在带30或卡箍38处在向着外部周缘壁14b指向的这侧上可以构造有粗糙部和/或齿，所述粗糙部和/或齿与在基体的外部周缘壁14b区域中的粗糙部和/或互补地构造的齿一起促使带30或卡箍38与基体12的外部周缘面14b相对轴向固定或啮合。

本发明的在本说明书中、在附图中以及在权利要求书中公开的特征可以不仅单个地而且以任意组合地对于在本发明的不同的实施方式下实现本发明而言是重要的。本发明可以在权利要求书的范围内且在考虑到相关的本领域技术人员的认知的情况下变化。

关于这方面尤其参考，介质管路10的在图中示出的实施方式由塑料以吹塑成形方法制造。但是根据本发明的介质管路也可以由金属的原料或由其它适合的原料制造，并且也可以以其它制造方法制造、例如作为塑料注射成型部件或作为金属的铸造部件来制造。

附图标记列表

10介质管路

12基体

14周缘壁

14a内部周缘壁

14b外部周缘壁

16流动区域

18泄漏气导入部位

20泄漏气管路

22密封套筒

24连结结构

26固定结构

28用于振动激励的器件

30带

32开有缝口的区域

34左方区段

36右方区段

38卡箍

40a限制元件

40b限制元件

42材料加强部。