内燃机和用于测定在其引导流体的构件处的泄漏的方法与流程

本发明涉及一种带有设置在引导流体的构件中的至少一个文丘里喷嘴的内燃机以及一种用于测定在这种内燃机的引导流体的构件处的泄漏的方法。

背景技术：

由de102014012427a1已知一种燃料蒸汽收集容器的蒸汽返回线路系统，该蒸汽返回线路系统具有带第一截止阀的蒸汽出口线路，该第一截止阀布置在燃料蒸汽收集容器的蒸汽出口线路中。在燃料蒸汽收集容器的蒸汽出口线路与增压空气线路之间布置有第一蒸汽返回线路支路。在燃料蒸汽收集容器的蒸汽出口线路与涡轮增压器的压缩机的新鲜空气抽吸线路之间布置有第二蒸汽返回线路支路。第一蒸汽返回线路支路经由第一止回阀联接到增压空气线路处，并且第二蒸汽返回线路支路经由第二止回阀联接到文丘里喷嘴的抽吸入口处，该文丘里喷嘴经由第二截止阀布置在增压空气线路与新鲜空气抽吸线路之间的旁通线路中。虽然与该系统相关联地描述了多个传感器，但看来并未设置对文丘里喷嘴的正确装配及完好性的监视。

由de102014204187a1已知一种带有喷射器的用于动力机的多路排空喷射器系统，该喷射器包括限制部、第一入口和第二入口以及出口和截止阀，该截止阀牢固地安装在动力机的入口处并与出口耦联。同样公开的是，喷射器包含文丘里喷嘴，并且截止阀应被配置成用于响应于截止阀与动力机入口的分离而关闭。为了探测不密封性，尤其设置成，监视通过截止阀的电流，以便探测分离。

由us2016/0069304a1已知一种带有油箱通风线路和文丘里喷嘴的内燃机，其中，作为文丘里喷嘴的整体的组成部分设置有压力传感器，借助该压力传感器应探测内燃机的脉动和引起这些脉动的缺陷。还描述了其它的一些实施例，其中，把探测脉动的传感器布置在内燃机的其它位置处。

利用前述系统中的一些无法或者只能在有限的程度上确认某些故障，尤其因带有文丘里喷嘴的塑料件破裂或者文丘里元件未按规定插装在内燃机中引起的较小泄漏。这些系统部分地也非常昂贵，因而在实际实现中成本高昂。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种带有燃料箱、油箱通风线路和设置在引导流体的构件中的文丘里喷嘴的内燃机以及一种用于测定在这种内燃机的引导流体的构件处的泄漏的方法，借此能可靠地并在可管理实现成本的情况下防止含有燃料的空气到达周围环境。

根据本发明的内燃机包括燃料箱、油箱通风线路和设置在引导流体的构件中的文丘里喷嘴，其中，引导流体的构件和/或文丘里喷嘴具有流入通道，该流入通道在废气涡轮增压器的压缩机下游与压力管尤其流体地连接。引导流体的构件和/或文丘里喷嘴还具有联接流入通道下游的与油箱通风线路流体地连接的通入位置(muendungsstelle)以及联接通入位置下游的流出通道。流出通道尤其通入到废气涡轮增压器的压缩机上游的进气段中。进气空气通过文丘里喷嘴沿着主流动方向从流入通道朝向流出通道的流动至少在涡轮增压器的主动式压缩机情况下在油箱通风线路中产生负压，由此借助文丘里喷嘴实现对燃料箱的通风。文丘里喷嘴的在通入位置下游的流出区段被进气段的构件包围成使得在流出区段周围形成探测室。在此，探测室具有至少一个输入开口，经由该输入开口可以压力加载探测室。此外，至少一个压力传感器被布置和设计成用于探测由于在探测室内的泄漏而在油箱通风线路中变化的压力。为此，压力传感器尤其布置在油箱通风线路的一个区段上，优选布置在如下区段上：该区段被强制流过，因而处于油箱通风线路可能分支成第一区段、第二区段和必要时其它的区段之前。这种构造上的设计实现了，尤其与插装的文丘里喷嘴或文丘里元件相联系地，分析型地探测未正确插装的连接部和/或有缺陷的文丘里元件或有缺陷的文丘里喷嘴，其方式尤其为，连续地和/或抽样地监视压力传感器的压力值，并与额定值或适当的值域相比较。换句话说，利用油箱通风线路中的变化的负压来探测泄漏。利用这种类型的监视和评估，可以实现灵敏的且尤其在内燃机的多个运行状态下可执行的监视。

应指出，本发明意义中的压力传感器是任何可以利用其测量压力或者以其它合适的方式确定压力的传感器。就此而言，该概念至少也涵盖由实践已知的压力/温度-传感器组合和其它的压力-传感器组合。

尤其地，整个流出通道都由通过构件(尤其由通过文丘里元件)形成的探测室包围。除了一个流入开口或多个流入开口之外，探测室优选是封闭的室，即相对于其它的若有可能可经由缝隙到达的室以及相对于若有可能可经由缝隙到达的周围环境，例如通过合适地布置密封件而合适地密封的室。

有如下法律规定：如此监视机动车的油箱通风系统，使得可确保油箱通风气体来到发动机中，以便添加用于燃烧。由此尤其应识别出通常使用在油箱通风线路中的文丘里喷嘴未插装和/或破裂的缺陷。这些缺陷可能会由于未按规定执行维护而产生，尤其在忘记再把文丘里喷嘴插上时产生。同样必须识别出在车辆的整个寿命期间可能产生的损坏(材料疲劳)。也可以相同的方式和方法来探测文丘里喷嘴在通入位置上游的流入通道的受损，或者探测未插装的线路，因为在这种情况下在油箱通风线路中不再产生负压。

然而有问题的是在文丘里喷嘴处在通入位置下游的区域中的受损，因为在这里—特别是对于在通入位置下游具有较大长度的文丘里喷嘴—特别高的杠杆力起作用。就此而言，不被察觉的受损会导致在较长的时段内含有燃料的蒸汽到达周围环境中。因此，在该区域中应推荐或需要监视。

利用根据本发明的内燃机能够可靠地探测在流出区段中的受损。由此可以确保没有含燃料的进气空气从该区域到达周围环境中。在把文丘里喷嘴在通入位置下游的区段布置在由构件形成的探测室内具有两个效果。

一方面，如果文丘里喷嘴仅仅在通入位置下游受损，则含有燃料的进气空气流入到被加载以压力的探测室中，而不会从该探测室逸出到周围环境中。

另一方面，由于该区段在通入位置下游由进气段的构件包围的布置，该区段被特别好地保护免于受损。如果无论文丘里喷嘴还是包围其的构件出现了—不太可能的—受损，则在探测室中存在的进气空气体积的大小就会使得可由压力探测器轻易地且可靠地探测由于逸出的进气空气引起的压力降。

根据本发明的采用文丘里喷嘴的包围式布置的内燃机因而抑制了文丘里喷嘴在通入位置下游区段的区域中受损，并且此外实现了可靠的探测，如果文丘里喷嘴和周围构件受损的话。

优选地设置有比较模块，其把借助压力传感器检测的压力值和/或从中推导出的值和/或其它测量值与额定值相比较，并且根据结果来确认在引导流体的构件和/或文丘里喷嘴的区域中是否存在泄漏。这种比较模块进一步优选地构造成所谓的车载诊断系统(obd)的子元件或相关元件，其本来就是大多数带有内燃机的机动车的一部分。

如果全部的流出区段(即整个流出通道)都被构件包围，则将特别好地抑制文丘里喷嘴受损。引导流体的构件为此也可以设计成使得引导流体的构件(尤其文丘里元件)至少部分地也包围流入通道和/或至少部分地也包围通至油箱通风线路的联接部。在这种情况下，探测室设计成使得文丘里喷嘴的主要部分或者整个文丘里喷嘴都由引导流体的构件和构造在该构件中的探测室包围。由此，文丘里喷嘴在相应的区段和区域中也被有效保护免于外界的力影响和受损。

在一种实用的实施形式中，引导流体的构件是文丘里元件、进气导气罩和/或废气涡轮增压器。从文丘里喷嘴流出的带有含燃料的油箱通风气体的进气空气因而经由文丘里元件和/或经由与废气涡轮增压器处于流体连接中的进气导气罩直接流入到废气涡轮增压器上游的进气段中，或者直接流入到废气涡轮增压器中。在这种情况下，文丘里元件、进气导气罩本身和/或废气涡轮增压器尤其构造成使得文丘里喷嘴在通入位置下游的至少一个流出区段被包围成使得相应的构件(进气导气罩或废气涡轮增压器)至少部分地形成探测室。

尤其地，为了以压力加载探测室，输入开口与压力管在废气涡轮增压器或可以产生相对于周围环境压力增大的压力的其他构件的下游流体地连接。在这种情况下，该压力管联接废气涡轮增压器的压缩机或其他构件的下游。经压缩的进气空气从压力管出发朝向燃烧室流动。从压力管分支出通入到文丘里喷嘴的入口通道的部分流。该部分流又分成两支部分流，其中，一支部分流通入到文丘里喷嘴的入口通道中，一支部分流被用于以压力加载探测室。由此在文丘里喷嘴和探测室中存在相同的压力。尤其是无需其它的用来以压力加载探测室的附加的压力源，而是按简单的方式应用由压缩机提供的压力。

备选于或补充于在油箱通风线路分支成两个或更多个支路的上游的压力传感器，也适合作为压力传感器的是布置在节流阀下游的抽吸管中的传感器。在这种情况下，可以附加地或备选地利用大多数内燃机中已经存在的压力传感器，以便监视在废气涡轮增压器下游的抽吸管中的压力，并且因此对文丘里喷嘴或文丘里元件的区域中的缺陷执行所希望的探测。于是不会产生用于相应压力传感器的额外成本。

在根据本发明的内燃机的另一实用的实施形式中，通至探测室中的至少一个输入开口构造在文丘里喷嘴的流入通道之前或在其中。在输入开口构造在流入通道中的情况中，通入探测室中的多个输入开口优选构造成分布在流入通道的圆周上。因而尤其可以实现使得进气空气径向地流入到探测室中。在流入通道中构造输入开口是一种特别节省空间的解决方案。全部输入开口的直径总和尤其为至少5mm，优选至少7mm，且特别优选至少10mm。相比于此，文丘里喷嘴的最小直径尤其为最大3mm，优选最大2.5mm，且尤其最大2mm。

尤其与在流入通道之前的输入开口相联系，通入探测室中的至少一个输入开口优选构造成与文丘里喷嘴的流入通道流动平行，例如在流入通道上方、下方或附近。尤其地，进气空气流入到探测室中在与进气空气流入到流入通道中平行的方向上进行。平行的或轴向的流入是一种简单的让来自一致的质量流的进气空气也流入到探测室中的可行方案。

为了实现使进气空气与主流动方向流动平行地流入到探测室中，尤其在文丘里喷嘴处在流入通道的区域中布置有联接接管，该联接接管的内直径大于流入通道的内直径。这种联接接管可以与文丘里喷嘴一件式地构造，或者制成单独的元件并相应地布置。在流入通道的上游，优选首先整支部分流都流入到联接接管中，该部分流在联接接管中分成进入到流入通道和至少一个流入开口中的两个部分流，尤其径向内部的部分流和径向地包围并环绕其的部分流。

在另一实用的实施形式中，文丘里喷嘴构造成多件式。尤其地，流入通道、流出通道和用于油箱通风线路的联接部可以构造成单独的元件，这些元件在装配内燃机时才例如通过插接到一起和/或焊接相互连接。在此，文丘里喷嘴尤其包括例如以文丘里元件的形式的基体，其中，该基体可以构造成与流入通道一件式，且在该基体中设置单独的流入通道和用于油箱通风线路的联接接管。备选地，文丘里喷嘴可以与文丘里元件或另一基体构造成一件式。

文丘里喷嘴也可以具有与油箱通风线路流体导引地连接的两个或更多个通入位置，以便引起特别有效的油箱通风。相应地，文丘里喷嘴在通入位置的区域中缩窄。如果设置多个通入位置，则尤其文丘里喷嘴的如下区段被构件和探测室包围，该区段在主流动方向上观察的第一通入位置下游延伸。

本发明主要与引导流体的构件和/或在引导流体的构件中的文丘里喷嘴相联系而实现，所述构件完全地或部分地由塑料制成。因为恰恰由塑料构成的构件因材料引起地在经过较长的使用时间之后脆化并且然后突然失效。这种失效可以采用根据本发明的内燃机探测到。

本发明也涉及一种用于测定在如上所述的内燃机的引导流体的构件处的泄漏的方法，根据该方法，把借助压力传感器检测的压力值与参考特性曲线族的额定值相比较，以便借助比较结果来确认在引导流体的构件和/或文丘里喷嘴的区域中是否存在泄漏。

在此，优选在油箱通风阀的打开状态下利用布置在油箱通风阀上游或下游的压力传感器执行至少一次测量，并且进行比较，并且/或者，在油箱通风阀的关闭状态下利用布置在所述油箱通风阀下游的压力传感器执行至少一次测量，并且进行比较。

在此再次参阅已在前面联系内燃机所描述的优点。

附图说明

下面结合附图描述本发明的其它实用的实施形式。其中：

图1示出根据本发明的内燃机的图解类型的结构；

图2以剖视图示出图1中用ii标出的带有文丘里喷嘴和探测室的区域的一个实施例；

图3以剖视图示出图1中用ii标出的带有文丘里喷嘴和探测室的区域的另一实施例；以及

图4示出压力-时间-图表。

具体实施方式

图1以示意图示出根据本发明的内燃机10，其中，下面仅详细阐述联系本发明可能重要的那些元件。

在内燃机10中设置有进气段12，经由该进气段可以把来自大气的新鲜空气朝向燃烧室14输送。作为进气段12的引导流体的构件16设置有进气导气罩18。在进气导气罩18的下游跟随有废气涡轮增压器20的压缩机以及节流阀22。

压缩机下游的区域称为压力管24。在废气涡轮增压器20下游的支路26处，从压力管24分支出部分流t，其中，该部分流t作为驱动流被引导到文丘里喷嘴30的流入通道28中。文丘里喷嘴30的流出通道32被引导回到进气导气罩18中。

经由流出通道32和进气导气罩18，进气空气从文丘里喷嘴30在废气涡轮增压器20的上游被导引到进气段12中。

如在图1中可看出，在压力管24中，这里在部分流t的支路26的下游布置有可选的压力传感器34。

从燃烧室14引导出的废气经由废气涡轮增压器20流向废气设备(未示出)。

内燃机10也包括燃料箱36，该燃料箱经由油箱通风线路38予以通风。油箱通风线路38的第一支路38a通向通入位置40到文丘里喷嘴30中。油箱通风线路38的第二支路38b引导到节流阀22下游的区域中。

节流阀22下游的区段也称为抽吸管82。在图1中所示的实施形式中，在抽吸管82中布置有压力传感器84。

此外在油箱通风线路38的路径中相应可选地布置有第一压力传感器44、燃料箱绝缘阀(ftiv)72、活性炭容器42、油箱泄漏诊断模块(dmtl)74和压力传感器76。作为强制性的元件，在油箱通风线路38中布置有油箱通风阀(tev)78。压力传感器76在此布置在油箱通风阀(tev)78的上游。

备选于此，图1中用虚线示出的油箱通风阀78'也可以布置在压力传感器76的上游。那么压力传感器布置在油箱通风阀78'的下游。

如图1中也已示意性地示出且在下面还将借助其它图详细阐述，文丘里喷嘴30至少部分地由—在图1中仅示出为虚线框的—探测室46包围。

图2示出文丘里喷嘴30的第一实施形式，其一件式地构造在文丘里元件86中。在文丘里元件86中构造有流入通道28和流出通道32，其中，用作驱动流的部分流t被导入到流入通道28中。油箱通风线路38的第一支路38a在通入位置40处从上面通入，经由该第一支路给文丘里喷嘴30供应抽吸流s。如在图1中可看出，文丘里元件86以及抽吸接管94分别构造成插塞元件，该抽吸接管用作通至油箱通风线路38的联接接管68和连接元件，该抽吸接管从上面引入到文丘里元件86中。在油箱通风线路38与抽吸接管94之间的连接区域中布置有带有膜片92的止回阀88，该止回阀防止在负压情况下产生从文丘里元件30朝向支路38b和/或油箱通风阀78的回流。备选地，止回阀(未示出)也可以进一步上游地布置在文丘里喷嘴之外在油箱通风线路38的支路38b中。

从压力管24(参见图1)分支出来的部分流t部分地流入到流入通道28中，并且进一步在主流动方向上通过文丘里喷嘴30朝向流出通道32的流出开口流动。由于几何设计，在油箱通风线路38中在通入位置40的区域中产生负压，从而含有燃料的气体主动地从燃料箱36或从活性炭容器42中输送出来，这些气体经由流出通道32在废气涡轮增压器20的上游通入到进气段12中(参见图1)。

在根据图2的图示中，作为在通入位置40下游的区段，几乎整个流出通道32和几乎油箱通风线路38的整个通入位置40都被文丘里元件86包围成使得形成环绕这些区域的探测室46。

在当前，探测室46具有两个流入开口50(或者备选地为一个圆环形的流入开口或多个流入开口)，经由这些流入开口给探测室46填充以进气空气，因而加载以一定的压力(超压)。探测室46相对于油箱通风线路38和相对于流出通道32的密封，在当前经由o形圈52来实现。备选地，相对于流入通道28的密封也可以按相同的方式和方法来实现(未示出)，假如这种密封在构造上是需要的和/或有意义的。

如图2中可清楚地看出，从压力管24分支出来的部分流t基于文丘里元件86的构造上的设计而被分开，其方式为，一支部分流被导引到文丘里喷嘴30中，而另一支部分流经由流入开口50被导引到探测室46中。在文丘里喷嘴30中因此出现与在探测室46中相同的压力。

图3示出了另一实施例，其带有流入通道28、设置在文丘里喷嘴30中的通入位置40和流出通道32，其中，与该实施形式相联系，针对相同的或至少在功能上相同的元件应用与图2中相同的标号。该实施形式的主要区别在于，文丘里喷嘴30制成单独的元件并且插入到制成另一单独的元件的文丘里元件86中。此外，其是一种双文丘里喷嘴30，也就是说，设置两个通入位置40，在这些通入位置中，把来自油箱通风线路38的抽吸流s的流体供应给部分流t。此外，探测室46构造成使得其仅在圆周的一部分上延伸，且仅用来监视流出通道32。

在图3中所示的实施形式的情况下，抽吸接管94一件式地模制在文丘里元件86处，从而油箱通风线路38可以直接借助插塞连接与抽吸接管94相连接。

图2和3中所示的实施形式只是两种不同变型的示例。实际上存在很多另外的变型，这些变型全都可与本发明组合，例如还有这种变型：带有弯折的抽吸接管94、带有多个另外的单个元件和带有其它类型的止回阀和/或在其中本身未设置止回阀的抽吸接管94。合适的止回阀也可以进一步上游地设置在油箱通风线路38中。

下面结合图4中的图表阐述根据本发明的内燃机10的工作原理。在油箱通风阀78打开时，可以借助压力传感器76，或者备选地利用布置在油箱通风线路38中的合适位置处的其他传感器，来确定油箱通风线路38中的当前压力。然后将测得的压力值与值域相比较，该值域由针对内燃机的相应运行点的特性曲线族或者其他映射表格已知并且存储在存储器中。图4中的实线54表示针对压力p的测量值，其在正常运行中在确定的、恒定的运行状态期间由压力传感器76的压力传感器84测定。布置在其上方和下方的两条实线56、58表示测量公差，在按照规定运行的情况下，测得的压力允许在所述测量公差内波动。

相反，在根据本发明的内燃机10中，如果例如因为文丘里喷嘴30或文丘里元件86未正确地插入和/或因为这些元件之一破裂而出现了会导致含有燃料的进气空气可能到达周围环境中的情况，则根据图3中的点划线62在油箱通风线路38中出现显著的压力降。该压力降处于压力传感器76的测量公差之外，从而该压力降可由与该压力传感器76相关联的评估单元探测到。因而可以防止在通入位置40上游从受损的文丘里喷嘴30中流出的含有燃料的进气空气不被察觉地到达周围环境中。

为完整性起见需要指出，如果压力传感器76布置在油箱通风阀78'的下游，则即使在油箱通风阀78'关闭的情况下，如上所述的评估也可行。

另外指出，利用仅布置在油箱通风线路38的支路38a中的压力传感器就可以进行测量。这种测量只有当如下时候才有意义：该支路38a基于内燃机10的运行状态适合于探测故障，如例如有缺陷的文丘里元件86和/或未正确插入的文丘里喷嘴和/或未正确插入的文丘里元件86。尤其在如下时候就是这种情况：在支路38a中出现负压，由于该负压在油箱通风阀78打开的情况下出现流体流动。

本发明的在本说明书、附图中公开的特征，不仅能够单独地而且在任意组合中对于以本发明不同的实施形式实现本发明而言都是重要的。本发明可在考虑到相关本领域技术人员的知识情况下进行改变。

附图标记清单：

10内燃机

12进气段

14燃烧室

16引导流体的构件

18进气导气罩

20废气涡轮增压器

22节流阀

24压力管

26支路

28流入通道

30文丘里喷嘴

32流出通道

34压力传感器

36燃料箱

38油箱通风线路

38a油箱通风线路的第一支路

38b油箱通风线路的第二支路

40通入位置

42活性炭容器

44压力传感器

46探测室

48流出区段

50流入开口

52o形圈

54线

56线

58线

60线

62线

64联接部

66基体

68联接接管

72燃料箱绝缘阀

74油箱泄漏诊断模块

76压力传感器

78油箱通风阀

80驱动射束线路

82抽吸管

84压力传感器(在抽吸管中)

86文丘里元件

88止回阀

90止回阀

92膜片

94抽吸接管。