用於增壓式內燃機的帶有集成炭罐迴路的進氣歧管的製作方法

2023-06-19 01:44:06 1

專利名稱：用於增壓式內燃機的帶有集成炭罐迴路的進氣歧管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於增壓式內燃機的帶有集成炭罐迴路的進氣歧管。
背景技術：
內燃機設有炭罐迴路，該碳罐迴路具有回收在燃料箱中產生的燃料蒸汽並將這種 燃料蒸汽引入到氣缸中以進行燃燒的功能；這防止燃料箱中產生的燃料蒸汽從燃料箱洩露 (特別是在打開燃料填充器的蓋來補給燃料時)而隨意散布到大氣中。在吸入式內燃機(即無增壓作用)中，炭罐迴路包括始於燃料箱中並止於進氣歧 管增壓室中的回收管路，並通過開/關型的炭罐電磁閥進行調節。在燃料箱內基本為大氣 壓力，同時，由氣缸所產生的進氣作用所確定的進氣歧管增壓室中基本為低度真空；因此， 在打開炭罐電磁閥時，汽油蒸汽從燃料箱沿回收管路被自然地吸入到進氣歧管增壓室中。增壓式內燃機設有渦輪增壓器(由排氣致動的渦輪增壓器或由驅動軸致動的容 積式渦輪增壓器)，其在某些時刻下壓縮吸入的空氣以便增大容積效率。藉助於增壓式內燃 機中的渦輪增壓機的作用的效果，在進氣歧管增壓室中可存在由氣缸所產生的進氣作用所 確定的低度真空(渦輪增壓機未運轉)或由渦輪增壓機的壓縮作用所確定的過壓(渦輪增 壓機運轉中)。因此，在增壓式內燃機中，炭罐迴路更為複雜，在炭罐電磁閥的下遊，回收管 路具有由單向膜片閥調節的叉部；該回收管路叉部中的一個分支通向進氣歧管增壓室，同 時該回收管路叉部中的另一個分支通向渦輪增壓機上遊的進氣歧管。當渦輪增壓機並未運 轉時，在進氣歧管增壓室中存在由氣缸的進氣作用所確定的低度真空，同時，在壓縮機上遊 的進氣管路中存在大氣壓力；在這種情況下，單向膜片閥使得汽油蒸汽能夠直接進入進氣 歧管增壓室。當壓縮機正在運轉時，在進氣歧管增壓室中存在由壓縮機的壓縮作用所確定 的過壓，同時，在壓縮機上遊的進氣管路中存在由壓縮機的進氣作用所確定的真空；在這種 情況下，單向膜片閥使得汽油蒸汽能夠進入壓縮機上遊的進氣管路。藉助於單向膜片閥和回收管路中的叉部的存在的效果，增壓式內燃機的炭罐迴路 具有多個外部構件(管道和管路配件)並且是相對複雜且延長的；因此，組裝增壓式內燃機 的炭罐迴路花費相對長的組裝時間並由此確定了不可忽略的組裝成本。

發明內容
本發明的目的是製造一種用於增壓式內燃機的帶有集成炭罐迴路的進氣歧管，這 種帶有集成炭罐迴路的進氣歧管沒有上述缺點，易於製造且節省製造成本，具有少量部件 且易於組裝。根據本發明，製造一種用於增壓式內燃機的帶有集成炭罐迴路的進氣歧管，該增 壓式內燃機設有適於壓縮進入空氣的壓縮機；該進氣歧管包括管狀體，其中限定出增壓室，該增壓室具有進口和多個出口，該進口連接至進氣管 路，壓縮機沿該進氣管路設置，多個出口朝向內燃機的氣缸；分類室，其在管狀體的壁中獲得，並具有敞開的上端；
炭罐電磁閥，其設置在分類室中以封閉該敞開的上端，並適於調節來自燃料箱的 汽油蒸汽到分類室自身內的引入；第一管路，其在管狀體的壁中獲得，使得分類室與增壓室連通，並限定出回收管路 的第一分支；第二管路，其在管狀體的壁中獲得，使得分類室與壓縮機上遊的進氣管路連通，並 限定出回收管路的第二分支的初始部；第一單向閥，其對應於第一管路設置在分類室中，並使得僅朝向增壓室的流動能 夠通過第一管路；第二單向閥，其對應於第二管路設置在分類室中，並使得僅朝向進氣管路的流動 能夠通過第二管路(40)。


現將參照附圖描述本發明，附圖示出了本發明的非限定性實施方式，其中-圖1示意性地示出了內燃機，該內燃機由渦輪增壓機增壓並設有根據本發明制 成的帶有集成炭罐迴路的進氣歧管；-圖2是示意性的立體圖，其中為了清楚而移除了圖1中的進氣歧管的部件；-圖3是沿圖2中的進氣歧管的線III-III獲得的橫截面圖；和-圖4是圖3中的單向膜片閥的放大圖。
具體實施例方式圖1中，數字1總體上指示由渦輪增壓機增壓系統2增壓的內燃機。內燃機1包括四個氣缸3，氣缸3中的每個均藉助於至少一個對應的進氣閥(未示 出)連接至進氣歧管4，並藉助於至少一個對應的排氣閥(未示出)連接至排氣歧管5。進 氣歧管4通過進氣管路6接收新鮮空氣(即來自外部環境的空氣)，進氣管路6設有空氣過 濾器7，並由蝶形閥8調節。沿進氣管路6設有用於冷卻所吸入的空氣的中間冷卻器9。排 氣管路10連接至排氣歧管5，排氣管路10將由燃燒產生的排氣供給至排氣系統，排氣系統 將由燃燒產生的氣體散發到大氣中並通常包括至少一個催化器11和設置在催化器11的下 遊的至少一個消聲器(未示出)。內燃機1的增壓系統2包括渦輪增壓機12，渦輪增壓機12設有渦輪機13和壓縮 機14。渦輪機13沿排氣管路10設置以便在從氣缸3排出的排氣的作用下高速旋轉。壓縮 機14沿進氣管路6設置並機械連接至渦輪機13，以便被渦輪機13本身以旋轉方式牽弓I，且 由此增加供給到進氣管路6中的空氣的壓力。沿排氣管路10設置有旁通管路15，旁通管路15並行於渦輪機13連接，使得其兩端部連接渦輪機13本身的上遊與下遊；沿旁通管路15設置有放氣閥16，其適於調節流經 旁通管路15的排氣的流量並由致動器17驅動。沿進氣管路6設有旁通管路18，旁通管路 18並行於壓縮機14連接，使得其兩端部連接壓縮機14本身的上遊與下遊；沿旁通管路18 設有Poff閥19，其適於調節流經旁通管路18的空氣的流量並由致動器20驅動。內燃機1由電子控制單元21控制，電子控制單元21管理內燃機1的所有部件的 操作。
此外，內燃機1包括炭罐迴路22，其具有回收在燃料箱23中產生的燃料蒸汽並將這種燃料蒸汽引入到氣缸3中以進行燃燒的功能；這防止了燃料箱23中產生的燃料蒸汽從 燃料箱23洩露(特別是在打開燃料填充器的蓋來補給燃料時)而隨意散布到大氣中。炭罐迴路22包括始於燃料箱23中並止於進氣歧管4的增壓室25中的回收管路 24，並由開/關型的炭罐電磁閥26進行控制。在炭罐電磁閥26的下遊，回收管路24呈現出叉部，該叉部由單向膜片閥27a和單 向膜片閥27b調節；回收管路24的分支28通向進氣歧管4的增壓室25，同時，回收管路24 的另一個分支29通向渦輪增壓機12上遊的進氣管路6。單向膜片閥27a聯接至回收管路 24的分支28的入口，以使得氣體僅能夠朝進氣歧管4的增壓室25流動；另一方面，單向膜 片閥27b聯接至回收管路24的分支29的入口，以使得氣體僅能夠朝渦輪增壓機12上遊的 進氣管路6流動。在進氣歧管4的增壓室25中，可存在由氣缸產生的進氣作用所確定的低度真空 (渦輪增壓機12未運轉)或由渦輪增壓機12的壓縮作用所確定的過壓(渦輪增壓機12運 轉中)。當渦輪增壓機12未運轉時，在進氣歧管4的增壓室25中存在由氣缸產生的進氣作 用所確定的低度真空，同時，在渦輪增壓機12上遊的進氣管路6中存在大氣壓力；在這種情 況下，單向膜片閥27a打開回收管路24的叉部的分支28，並因此使得汽油蒸汽能夠通過回 收管路24的分支28直接進入進氣歧管4的增壓室25，同時單向膜片閥27b關閉回收管路 24的叉部的分支29，並因此使得不能將渦輪增壓機12上遊的進氣管路6中的空氣吸入到 進氣歧管4的增壓室25內。當渦輪增壓機12運轉時，在進氣歧管4的增壓室25中存在由渦輪增壓機的壓縮 作用所確定的過壓，同時，在渦輪增壓機12上遊的進氣管路6中存在由渦輪增壓機12的進 氣作用所確定的真空；在這種情況下，單向膜片閥27a關閉回收管路24的分支28，同時，單 向膜片閥27b打開，並因此，汽油蒸汽通過回收管路24的分支29進入渦輪增壓機12上遊 的進氣管路6，同時，進氣歧管4的增壓室25內處於過壓的空氣無法通過回收管路24的分 支28出去。如圖2中所示，進氣歧管4包括管狀體30，管狀體30通常由模製塑料材料製成， 在模製塑料材料中限定出增壓室25，並且管狀體30具有藉助於蝶形閥8連接至進氣管路6 的進口 31和朝向氣缸3的多個出口 32(圖2中僅示出了其中的兩個)。如圖3中所示，在管狀體30的壁33中獲得分類室(sorting chamber) 34，分類室 34呈現管狀的圓筒形狀，並具有敞開的上端35 ；具體地，分類室34具有縱向對稱軸線36， 在其下端處由圓形的底壁37定界，並由圓筒形的側壁38側向定界。在分類室34的上部中 設有封閉敞開的上端35的炭罐電磁閥26 ；以此方式，炭罐電磁閥26調節來自燃料箱23的 汽油蒸汽向分類室34本身中的引入。在管狀體30的壁33中獲得管路39，管路39使得分類室34與增壓室25連通，並 限定出回收管路24的分支28 ；具體地，管路39軸向設置並通過分類室34的底壁37來獲 得。單向膜片閥27a在管路39處設置在分類室34中，以使得僅朝增壓室25的流動能夠通 過管路39自身。此外，如圖4中所示，在管狀體的壁33中獲得管路40，管路40使得分類室34與 壓縮機14上遊的進氣管路6連通，並限定出回收管路24的分支29的初始部；具體地，管路40徑向設置並通過分類室34的側壁38來獲得。單向膜片閥27b對應於管路40的入口設置在分類室34中，以使得僅朝渦輪增壓 機12的流動能夠通過管路40自身。回收管路24的分支29的端部由柔性管41限定，柔性管41具有止於壓縮機14上 遊的進氣管路6中的一端和接合到管路40中的一個相對端；具體地，管路40以管狀管路42 結束，管狀管路42從管狀體30的壁33伸出並適於緊密接合在柔性管41內。如圖3和4中所示，管路39包括多個軸向通孔43 (在圖4中僅示出了其中的一個)，軸向通孔43通過底壁37獲得並圍繞縱向對稱軸線36分布。管路40包括設置在單向閥27b下遊的腔室45，並收集相繼一起流到管狀管路42 中的汽油蒸汽。單向閥27a包括具有減小的厚度的環形柔性膜46，其設置在管路39的軸向通孔 43之上；單向閥27b包括具有減小的厚度的環形柔性膜47，其對應於管路40設置在腔室45 之上。單向閥27a和27b包括共用的保持件48，保持件48對應於分類室34自身的端部而 被驅動到分類室34中，以便將兩個柔性膜46和47保持在適當位置。保持件48呈具有通 向管路39的多個軸向通孔49的圓筒的形狀，軸向通孔43對應地通向管路39。而且，保持 件48具有多個徑向孔50，徑向孔50與對應的軸向通孔49相交，並對應地通向管路40的腔 室45。根據圖4中所示的實施方式，保持件34具有中央銷51，中央銷51接合柔性膜46 的中央孔52以便將柔性膜46保持鎖定進而避免柔性膜46自身的徑向運動。將柔性膜46 插入到分類室34中，隨後鎖定到中央銷51中，並繼而將保持件48驅動到分類室34中、柔 性膜46之上。而且，保持件48具有中央銷53，中央銷53接合柔性膜47的中央孔54 ；以此方式， 通過被鎖定在中央銷53中而將柔性膜47聯接至保持件48，並隨後，將保持件48與柔性膜 47 一起驅動到分類室34中。根據替代實施方式(未示出)，接合柔性膜46、47的中央孔52、54的中央銷51、53 分別有分類室34的底壁37和側壁38承載。在此實施方式中，將柔性膜46、47插入到分類 室34中並隨後鎖定在中央銷51、53中，並繼而將保持件48驅動到分類室34中、柔性膜46、 47之上。由於實施簡單且具成本效益、組裝快速且同時還特別堅固，上述帶有集成炭罐回 路22的進氣歧管4顯示出許多優點。具體地，因為將部件的數量減少至最小，並且首要的 是需要安裝單個柔性管(止於壓縮機14上遊的進氣管路6的柔性管41)，所以組裝是特別 快速的；實際上由於這樣的柔性管顯示出不可忽略的剛度(即它們的柔度較低以具有良好 的機械阻力並由此具有長的使用壽命)，並由此難於彎曲來沿內燃機的不規則形狀而行，內 燃機中的柔性管的安裝是特別費時而複雜的。而且，單向閥27a和27b的插入使得能夠獲得來自分類室34的汽油蒸汽的受控流 動。實際上，單向閥27a的柔性膜46使得能夠保證汽油蒸汽的流動總是從分類室34導向 增壓室25，並決不反向，同時，單向閥27b的柔性膜47使得能夠保證汽油蒸汽的流動總是從 分類室34導向壓縮機14上遊的進氣管路6，並決不反向。
權利要求
用於增壓式內燃機(1)的帶有集成炭罐迴路(22)的進氣歧管(4)，所述增壓式內燃機(1)設有適於壓縮進入空氣的壓縮機(14)；所述進氣歧管(4)包括管狀體(30)，在所述管狀體(30)中限定出增壓室(25)，所述增壓室(25)具有進口(31)和多個出口(32)，所述進口(31)連接至進氣管路(6)，所述壓縮機(4)沿所述進氣管路(6)設置，所述多個出口(32)朝向所述內燃機(1)的氣缸(3)；分類室(34)，所述分類室(34)在所述管狀體(30)的壁(33)中獲得，並具有敞開的上端(35)；炭罐電磁閥(26)，所述炭罐電磁閥(26)設置在所述分類室(34)中以便封閉所述敞開的上端(35)，並適於調節來自燃料箱(23)的汽油蒸汽向所述分類室(34)自身內的引入；第一管路(39)，所述第一管路(39)在所述管狀體(30)的壁(33)中獲得，將所述分類室(34)與所述增壓室(25)連通，並限定出回收管路(24)的第一分支(28)；第二管路(40)，所述第二管路(40)在所述管狀體(30)的壁(33)中獲得，將所述分類室(34)與所述壓縮機(14)上遊的所述進氣管路(6)連通，並限定出所述回收管路(24)的第二分支(29)的初始部；第一單向閥(27a)，所述第一單向閥(27a)對應於所述第一管路(39)設置在所述分類室(34)中，並使得僅朝向所述增壓室(25)的流動能夠通過所述第一管路(39)；第二單向閥(27b)，所述第二單向閥(27b)對應於所述第二管路(40)設置在所述分類室(34)中，並使得僅朝向所述進氣管路(6)的流動能夠通過所述第二管路(40)。
2.如權利要求1所述的進氣歧管(4)，其中所述第一單向閥(27a)包括第一柔性膜(46)，所述第一柔性膜(46)設置在所述第一管 路(39)之上；所述第二單向閥(27b)包括第二柔性膜(47)，所述第二柔性膜(47)設置在所述第二管 路(40)之上；所述兩個單向閥(27a、27b)包括共用的保持件(48)，所述保持件(48)被驅動到所述分 類室(34)中，以便將所述兩個柔性膜(46、47)保持在適當的位置。
3.如權利要求2所述的進氣歧管(4)，其中，所述分類室(34)呈具有縱向對稱軸線(36)的管狀圓筒的形狀；所述第一管路(39)通過所述分類室(34)的第一壁(37)獲得，而 所述第二管路(40)通過所述分類室(34)的第二壁(38)獲得，使得它們彼此垂直設置。
4.如權利要求3所述的進氣歧管(4)，其中，所述第一壁(37)是所述分類室(34)的底 壁，使得所述第一管路(39)軸向設置；所述第二壁(38)是所述分類室(34)的側部圓筒壁， 使得所述第二管路(40)徑向設置。
5.如權利要求3所述的進氣歧管(4)，其中，所述第一管路(39)包括穿過所述第一壁(37)獲得的至少一個軸向通孔(43)。
6.如權利要求5所述的進氣歧管(4)，其中，所述第一管路(39)包括圍繞所述縱向對 稱軸線(36)分布的多個軸向通孔(43)。
7.如權利要求6所述的進氣歧管(4)，其中，所述保持件(48)是圓筒形的，並具有通向 所述第一管路(39)的軸向通孔(43)的多個軸向通孔(49)。
8.如權利要求3所述的進氣歧管(4)，其中，所述第二管路(40)包括腔室(45)，所述腔 室(45)由所述第二壁(38)定界，並設置在所述第二單向閥(27b)的第二柔性膜(47)的下遊。
9.如權利要求7所述的進氣歧管(4)，其中，所述保持件(46)具有至少一個徑向孔 (50)，所述至少一個徑向孔(50)與對應的軸向通孔(49)相交並對應地通往所述第二管路 (40)。
10.如權利要求3所述的進氣歧管(4)，其中，所述第一柔性膜(46)是環形的並具有第 一中央孔(52)，並且所述保持件(48)具有接合所述第一中央孔(52)的第一中央銷(51)。
11.如權利要求3所述的進氣歧管(4)，其中，所述第二柔性膜(47)是環形的並具有第 二中央孔(54)，並且所述保持件(48)具有接合所述第二中央孔(54)的第二中央銷(53)。
12.如權利要求3所述的進氣歧管(4)，其中，所述第一柔性膜(46)是環形的並具有第 一中央孔(52)，並且所述分類室(34)的第一壁(37)具有接合所述第一中央孔(52)的第一 中央銷(51)。
13.如權利要求3所述的進氣歧管(4)，其中，所述第二柔性膜(47)是環形的並具有第 二中央孔(54)，並且所述分類室(34)的第二壁(38)具有接合所述第二中央孔(54)的第二 中央銷(53)。
14.如權利要求1所述的進氣歧管(4)，其中，所述第二管路(40)以管狀管路(42)結 束，所述管狀管路(42)從所述管狀體(30)的壁(33)伸出，並適於聯接至止於所述壓縮機 (14)上遊的所述進氣管路(6)中的柔性管(41)。
全文摘要
一種用於增壓式內燃機(1)的帶有集成炭罐迴路(22)的進氣歧管(4)；所述進氣歧管(4)設有管狀體(30)，其中限定出增壓室(25)；分類室(34)，其在管狀體(30)的壁(33)中獲得；炭罐電磁閥(26)，其設置在分類室(34)中，並適於調節汽油蒸汽向分類室(34)自身中的引入；第一管路(39)，其在管狀體(30)的壁(33)中獲得，使得分類室(34)與增壓室(25)連通，並限定出回收管路(24)的第一分支(28)；第二管路(40)，其在管狀體(30)的壁(33)中獲得，並限定出所述回收管路(24)的第二分支(29)的初始部；第一單向閥(27a)，其對應於第一管路(39)設置在分類室(34)中，並使得僅朝向增壓室(25)的流動能夠通過第一管路(39)；第二單向閥(27b)，其對應於第二管路(40)設置在分類室(34)中，並使得僅朝向進氣管路(6)的流動能夠通過第二管路(40)。
文檔編號F02M35/104GK101818707SQ201010124818
公開日2010年9月1日 申請日期2010年2月26日 優先權日2009年2月27日
發明者安德烈婭·達維蒂, 斯特凡諾·福爾納拉, 米凱萊·佩科拉 申請人:馬涅蒂-馬瑞利公司