進氣管道的冰吸收特性的制作方法
【專利摘要】本申請涉及進氣管道的冰吸收特性。包括設置在發(fā)動機汽缸上游的進氣管道的發(fā)動機系統(tǒng)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進氣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變化的寬度、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積。
【專利說明】進氣管道的冰吸收特性

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有冰吸收特性的發(fā)動機系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]曲軸箱強制通風(PCV)蒸汽含有很大一部分水。水蒸汽會冷凝在冷空氣管道壁和進氣歧管內壁上。另外，PCV蒸汽可以在冷空氣管道中的PCV端口的下游結為冰。在晝夜循環(huán)之后，融化的冰會滴落和/或排放到進氣系統(tǒng)的最低點，并且再次結冰。一旦發(fā)動機被重新啟動，向下游移動至渦輪增壓器或節(jié)氣門體的漏氣流可以排出冰并使其向下游移動，引起冰柱被渦輪增壓器或節(jié)氣門體吸入。冰的排出可以導致渦輪增壓器葉片損傷或堵塞節(jié)氣門體，由此產生噪聲、振動和不平順性(NVH)和/或發(fā)動機的功率缺乏。
[0003]專利W02012157113描述了壓縮機葉輪上游的進氣結構中的捕集構件的使用的方法。捕集構件包括在進氣通道中形成的圓形網板，以捕集在漏氣通道中形成的冰。
[0004]發(fā)明人在此已經認識到上述問題以及諸如在W02012157113中描述的方法的問題。例如，冰在網板上的積聚會限制到壓縮機內的氣流量，由此降低發(fā)動機的效率。另外，網板可能不捕集所有冷凝物，并且由于進氣空氣中的冷凝物會降低發(fā)動機運轉。


【發(fā)明內容】

[0005]在一個示例中，可以通過發(fā)動機進氣管道來解決一些上述問題，該發(fā)動機進氣管道包括進氣管道壁和曲軸箱強制通風出口，進氣管道壁包括設置在發(fā)動機進氣管道壁的底部處的冰吸收特性(ice ingest1n feature),曲軸箱強制通風出口被f禹接至冰吸收特性上游的進氣管道壁。另外，冰吸收特性可以由多個凹陷形成，其中至少兩個凹陷包含不同體積。以此方式，保持曲軸箱強制通風冷凝物是可能的。另外，基于由凹陷的幾何形狀確定的冰保持速率將冷凝物保持在冰吸收特性中。
[0006]在另一示例中，一種用于將冰保持在進氣管道中的方法，該方法包含，使曲軸箱氣體從PCV端口流向發(fā)動機汽缸上游的進氣管道；以及使冷凝物聚集在被設置在進氣管道的底壁中的多個凹陷中。另外，該方法包括，使冷凝物聚集在凹陷(例如腔(compartment))中，在發(fā)動機運轉期間以不同速率融化冷凝物，以及在不同發(fā)動機循環(huán)中從腔吸入水。以此方式，冷凝物可以被壓縮機更緩慢地吸入，而不會對葉輪葉片造成損害或阻礙節(jié)流板關閉。
[0007]應當理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由緊隨【具體實施方式】之后的權利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1示出了包括冷空氣進氣系統(tǒng)的示例發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖2示出了包括具有多個腔的冰吸收特性的冷空氣進氣管道組件的示意圖。
[0010]圖3示出了包括冰吸收特性的孔的冷空氣進氣管道組件的橫截面視圖。
[0011]圖4示出了包括冰吸收特性的內部視圖的冷空氣進氣管道組件的橫截面視圖。
[0012]圖5示出了包括冰吸收特性的腔的冷空氣進氣管道組件的橫截面視圖。
[0013]圖6示出了包括冰吸收特性的腔的冷空氣進氣管道組件的橫截面視圖。
[0014]圖7示出了包括冰吸收特性的腔的冷空氣進氣管道組件的橫截面視圖。
[0015]圖8示出了包括冰吸收特性的交叉連接的腔的冷空氣進氣管道組件的橫截面視圖。
[0016]圖9示出了包括冰吸收特性的冷空氣進氣管道組件的仰視圖。
[0017]圖10A-B示出了包括具有多個凹槽的冰吸收特性的冷空氣進氣管道組件的示意圖。
[0018]圖11示出了用于將冰保持在進氣管道中的示例方法。圖2-11近似按比例繪制，但如果需要，可以使用其他相對尺寸。

【具體實施方式】
[0019]本文中描述了一種用于具有冷空氣進氣管道的發(fā)動機的系統(tǒng)，其中冷空氣進氣管道包括在發(fā)動機汽缸上游的冰吸收特性。冷空氣進氣管道可以包括冰吸收特性，以便減少曲軸箱強制通風(PCV)冷凝物(例如水或冰)對諸如壓縮機和/或節(jié)氣門體的下游發(fā)動機部件的影響。來自PCV的冷凝物可以在冷空氣進氣管道的較低區(qū)域處積聚。因此，冰吸收特性可以被設置在PCV端口下游的冷空氣進氣管道中(圖2)。另外，冰吸收特性可以在冷空氣進氣管道中形成，以便冰吸收特性包括用于捕集PCV冷凝物的腔(圖2-9)或凹槽(圖10A-B)。此外，取決于設置在冰吸收特性中的腔和/或凹槽的寬度、深度和/或角度的不同(圖2-10)，冷凝物保持速率(例如冰保持在冰吸收特性中的時間量)是可變的。以此方式，隨著時間的推移，限制了在冷空氣進氣管道下游吸入的PCV冷凝物的量，由此增加發(fā)動機的壓縮機和/或節(jié)氣門體的壽命(如圖11的方法所描述的)。
[0020]現(xiàn)在參照圖1，其在10處大體示出了多缸發(fā)動機的示例系統(tǒng)構造，發(fā)動機10可以被包括在汽車的推進系統(tǒng)中。發(fā)動機10可以至少部分地由包括發(fā)動機控制器12的控制系統(tǒng)以及經由輸入裝置132來自車輛操作者130的輸入控制。在這個示例中，輸入裝置132包括加速器踏板和用于產生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。
[0021]發(fā)動機10可以包括大體在26處指示的汽缸體的下部，其可以包括封裝曲軸30的曲軸箱28。曲軸箱28容納氣體，并且可以包括油底殼32，在其他方面被稱為油槽，存儲發(fā)動機潤滑油(例如，機油)，被設置在曲軸的下面。注油口 29可以設置在曲軸箱28中，使得機油可以被供應至油槽32。注油口 29可以包括機油蓋33，以便當發(fā)動機運轉時密封注油口 29。量油尺管37也可以被設置在曲軸箱28中，并且可以包括用于測量在油底殼32中機油的液面的量油尺35。另外，曲軸箱28可以包括用于維修曲軸箱28中的部件的多個其他孔。曲軸箱28中的這些孔可以在發(fā)動機運轉期間保持關閉，使得曲軸箱通風系統(tǒng)(在下面描述)可以在發(fā)動機運轉期間運轉。
[0022]汽缸體26的上部可以包括燃燒室(例如，汽缸)34。燃燒室34可以包括燃燒室壁36，活塞38被設置在其中。活塞38可以被連接到曲軸30，使得活塞的往復運動被轉換為曲軸的旋轉運動。燃燒室34可以接收來自燃料噴射器45 (在本文中被配置為直接燃料噴射器)的燃料和來自進氣歧管42的進氣空氣，進氣歧管42被設置在節(jié)氣門44的下游。汽缸體26還可以包括到發(fā)動機控制器12內的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT)傳感器46輸入(在下文中更詳細地進行描述)。
[0023]節(jié)氣門44可以被設置在發(fā)動機進氣道中以控制進入進氣歧管42的氣流，并且例如可以在壓縮機50的下游，增壓空氣冷卻器52緊隨壓縮機50后。空氣過濾器54可以被設置在壓縮機50的上游，因此可以過濾進入進氣通道13的新鮮空氣。在一個示例中，進氣通道13可以包括冷空氣進氣管道或管路，如經由箭頭14所指示的。冷空氣進氣管道可以包括在冷空氣進氣管道入口下游的曲軸箱強制通風(PVC)端口，如在下文中參照圖2所進一步描述的。另外，冷空氣進氣管道可以被耦接至壓縮機50。
[0024]進氣空氣可以經由凸輪致動的進氣門系統(tǒng)40進入燃燒室34。同樣，已燃燒的排氣可以經由凸輪致動的排氣門系統(tǒng)41離開燃燒室34。在替代實施例中，進氣門系統(tǒng)和排氣門系統(tǒng)中一個或更多個可以是電致動的。
[0025]排放的燃燒氣體經由位于渦輪62上游的排氣通道60離開燃燒室34。排氣傳感器64可以沿渦輪62上游的排氣通道60布置。渦輪62可以配備有將其旁通的廢氣門。排氣傳感器64可以是用于提供排氣空/燃比指示的合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或UGEO (通用或寬域排氣氧)、雙態(tài)氧傳感器或EG0、HEG0(加熱型EGO) ,NOx,HC或CO傳感器。排氣傳感器64可以與發(fā)動機控制器12連接。
[0026]在圖1的示例中，曲軸箱強制通風系統(tǒng)(PCV)被耦連至發(fā)動機進氣裝置，使得曲軸箱中的氣體可以以控制方式從曲軸箱排出。在非升壓的狀況期間(當進氣歧管壓力(MAP)小于大氣壓力(BP)時)，曲軸箱強制通風系統(tǒng)16經由耦接至發(fā)動機進氣裝置的通氣或曲軸箱通風管74將空氣引入到曲軸箱20內，以便可以以控制方式自曲軸箱排出曲軸箱中的氣體。曲軸箱通風管74的第一端101可以被機械地耦連或連接到壓縮機50上游的新鮮空氣進氣通道13。曲軸箱通風管74可以被耦接至壓縮機50上游的新鮮空氣進氣通道13。在一些示例中，曲軸箱通風管74的第一端101可以被耦連至空氣過濾器54下游的新鮮空氣進氣通道13(如圖所示)。在其他示例中，曲軸箱通風管可以被耦連至空氣過濾器54上游的新鮮空氣進氣通道13。曲軸箱通風管74的與第一端101相對的第二端102可以經由機油分離器81機械地耦連或連接到曲軸箱28。
[0027]曲軸箱氣體可以包括從燃燒室到曲軸箱的燃燒氣體的漏氣。流過管道的氣體的成分(包括氣體的濕度水平)會影響進氣系統(tǒng)中的PCV入口下游位置處的濕度。
[0028]在一些實施例中，曲軸箱通風管74可以包括被耦連在其中的壓力傳感器61。壓力傳感器61可以是絕對壓力傳感器或計傳感器。一個或更多個另外的壓力和/或流量傳感器可以在替代位置處被耦連至曲軸箱通風系統(tǒng)。在一些示例中，壓縮機入口壓力(CIP)傳感器58可以被耦連在空氣過濾器54下游和壓縮機50上游的進氣通道13中，以提供壓縮機入口壓力(CIP)的估計。
[0029]氣體可以從曲軸箱28朝向進氣通道13和/或從進氣通道13朝向曲軸箱28的兩個方向流過曲軸箱通風管74。例如，在非升壓的狀況期間，曲軸箱通風系統(tǒng)將空氣排出曲軸箱，并且經由管道74將空氣排入進氣歧管42，在一些示例中，管道74可以包括單向的PCV閥78，以便在連接到進氣歧管42之前提供從曲軸箱28內部連續(xù)的排出氣體。應認識到，盡管所描述的示例將PCV閥78示為被動閥，但這不意味著是限制性的，并且在替代實施例中，PCV閥78可以是電子控制閥(例如，動力傳動系統(tǒng)控制模塊(PCM)控制的閥)，其中控制器可以發(fā)出信號，以便從打開位置(或高流量的位置)到關閉位置(或低流量的位置)或反之亦然或在其之間任何位置改變閥的位置。
[0030]在升壓的發(fā)動機運轉期間，進氣歧管空氣壓力可以大于曲軸箱空氣壓力。因此，進氣空氣可以流過曲軸箱通風管74，并流入曲軸箱28。另外，機油分離器81可以被布置在曲軸箱通風管74中，以便在升壓運轉期間去除離開曲軸箱的氣流中的機油。
[0031]盡管未示出，但應認識到，發(fā)動機10還可以包含一個或更多個排氣再循環(huán)(EGR)通道，用于使至少一部分排氣從發(fā)動機排氣裝置轉向到發(fā)動機進氣裝置。因此，通過再循環(huán)一些排氣，可以影響發(fā)動機稀釋，其可以通過減少發(fā)動機爆震、峰值汽缸燃燒溫度和壓力、節(jié)流損失和NOx排放來改善發(fā)動機性能。一個或更多個EGR通道可以包括低壓(LP)-EGR通道，其被耦接在渦輪增壓器壓縮機上游的發(fā)動機進氣裝置與渦輪下游的發(fā)動機排氣裝置之間，并被配置為提供LP-EGR。一個或更多個EGR通道還可以包括高壓(HP)-EGR通道，其被耦接在壓縮機下游的發(fā)動機進氣裝置與渦輪上游的發(fā)動機排氣裝置之間，并被配置提供HP-EGR。在一個示例中，可以在諸如不存在由渦輪增壓器提供升壓的情況期間提供HP-EGR流，而在諸如存在渦輪增壓器升壓的情況期間和/或當排氣溫度超過閾值時可以提供LP-EGR流?？梢越浻蒐P-EGR閥調整通過LP-EGR通道的LP-EGR流，而可以經由HP-EGR閥(未示出)調整通過HP-EGR通道的HP-EGR流。
[0032]在一些狀況下，EGR系統(tǒng)可以被用來調節(jié)燃燒室內的空氣與燃料混合物的溫度，因此提供了在一些燃燒模式期間控制點火正時的方法。另外，在一些情況期間，通過控制排氣門正時諸如控制可變氣門正時機制，可以將一部分燃燒氣體保持或捕集在燃燒室中。
[0033]應認識到，如在本文中所使用的，PCV流指的是通過PCV管路的氣體的流動。氣體的這種流動可以包括僅曲軸箱氣體的流動和/或空氣與曲軸箱氣體的混合氣的流動。
[0034]發(fā)動機控制器12在圖1被示為微型計算機，其包括微處理器單元(CPU) 108、輸入/輸出端口(I/o) 110、在這個具體示例中作為只讀存儲片(ROM) 112示出的用于可執(zhí)行程序和校準數(shù)值的電子存儲介質、隨機存取存儲器(RAM) 114、?；畲鎯ζ?KAM) 116和數(shù)據(jù)總線。發(fā)動機控制器12可以接收來自被耦連至發(fā)動機10的傳感器的各種信號，包括從質量空氣流量傳感器58的感應的質量空氣流量計(MAF)的測量；來自溫度傳感器46的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT);來自排氣傳感器64的排氣空燃比等。此外，基于自各種傳感器接收的輸入，發(fā)動機控制器12可以監(jiān)測并調整各種致動器的位置。這些致動器可以包括例如節(jié)氣門44、進氣和排氣門系統(tǒng)40、41和PCV閥78。存儲介質只讀存儲器112可以用計算機可讀數(shù)據(jù)編程，該計算機可讀數(shù)據(jù)表示可由處理器108執(zhí)行的指令，用于實現(xiàn)以下所述方法以及期望但沒有具體列出的其他變體。
[0035]現(xiàn)在參照圖2，其示出了示例冷空氣進氣管道組件的示意圖。冷空氣進氣管道組件可以包括冰吸收特性。由于PCV冷凝物可以在冷空氣進氣管道組件中聚集，因此冰吸收特性可以被設置為使得冰吸收特性在冷空氣進氣管道的相對于重力和放置包括發(fā)動機的車輛的地面的最低點處積聚PCV冷凝物。因此，冰吸收特性可以被成形以改變冰保持的速率，由此限制PCV冷凝物到發(fā)動機的流動，如關于圖2進一步描述的。
[0036]冷空氣進氣管道組件200被配置為向發(fā)動機(諸如圖1的發(fā)動機)供應空氣，并且包括進氣管道主體225、空氣入口 201、空氣出口 202和曲軸箱強制通風(PCV)端口 203?？諝馊肟?201和空氣出口 202可以包括彈性聯(lián)接。因此，彈性聯(lián)接使空氣入口 201和空氣出口 202比冷空氣進氣管道主體225在更大程度上彎曲?？諝馊肟?201經由設置在空氣入口上游的空氣過濾器(未示出)將空氣吸入管道，而空氣出口 202為發(fā)動機提供空氣。箭頭224指示通過冷空氣進氣管道主體225的氣流。在一個示例中，空氣出口 202可以與諸如節(jié)氣門、壓縮機等的下游部件流體連通。如圖所示，空氣出口 202可以被設置在冷空氣進氣管道主體225的弧形區(qū)段207的下游。冷空氣進氣管道主體225的弧形區(qū)段207可以在豎直方向上延伸。還示出了冷空氣進氣管道主體225中的PCV端口 203。PCV端口 203可以將氣體從發(fā)動機曲軸箱吸入到發(fā)動機汽缸內，從而被燃燒掉，由此減少碳氫化合物的的排放。箭頭204指示曲軸箱與PCV端口 203之間的氣流。另外，冷空氣進氣管道主體225不包括過濾器或旁路。因此，冷空氣進氣管道主體225的內部包括從冷空氣進氣管道組件200的頂壁205到底壁206的開放空間，如在下文中關于圖4-8所描述的。在本文中，頂壁和/或底壁都可以是包括內表面和外表面的整個壁。
[0037]此外，進氣管道壁可以包括內表面，其中冰吸收特性可以由豎直向下延伸離開內表面的凹陷形成。因此，凹陷的頂部可以與內表面齊平，并不豎直向上延伸經過內表面進入到進氣管道的發(fā)動機空氣路徑。例如，冷空氣進氣管道主體225包括冰吸收特性208。冰吸收特性208可以被豎直設置在PCV端口 203的下方。豎直軸線222相對于重力，其被提供用于參考，以圖示說明冰吸收特性關于豎直軸線在空氣管道的下方(例如，相對于重力和放置具有冰吸收特性的車輛的路面)。冰吸收特性208具有可以平行于中心軸線209的總開口長度210。因此，開口可以沿其空氣入口 201下游的長度恒定。另外，寬度211可以垂直于冷空氣進氣管道的底部206。
[0038]另外，底壁可以包括多個凹陷，至少兩個凹陷包含不同體積。因此，多個凹陷可以由多個腔形成。例如，冰吸收特性208還可以包括設置在冷空氣進氣管道的底壁206處的多個腔212、213、214、215、216、217、218、219、220和221，如在下文中參照圖2-9所描述的，在一個示例中多個腔可以成形為絨毛(villi)。因此，多個腔212、213、214、215、216、217、218、219、220和221可以垂直于冷空氣進氣管道的底壁206突出。在另一示例中，冰吸收特性208可以包括設置在冷空氣進氣管道的內部中的多個凹槽。因此，多個凹槽可以被設置在冷空氣進氣管道主體225的底壁206上，如在下文中參照圖1OA和圖1OB所描述的。在一個示例中，多個腔和/或凹槽可以被形成為具有變化的寬度、深度和/或角度，以便腔和/或凹槽可以具有變化的表面積。因此，通過在冰吸收特性中包括具有不同表面積的腔和/或凹槽，將會改變冰保持在冰吸收特性中的時間量。因此，自冰吸收特性釋放的冰量可以基于例如當進氣管道在發(fā)動機重新啟動之后升溫時的冷凝物或冰保持速率。
[0039]如圖2所示，至少一些腔隨著它們豎直向下延伸而變窄。另外，腔中的每一個均具有封閉端，因此進氣管道不經由腔中的任何一個通向大氣。例如，冰吸收特性208的多個腔可以以這樣的方式設置，即腔可以從冷空氣進氣管道主體225的底壁206垂直地突出。在一個示例中，腔可以被直接耦接至冷空氣進氣管道的底部。因此，多個腔可以拔模成形。在另一示例中，腔可以是拔模成形的塑料制品。此外，多個腔可以包括變化的寬度、深度和角度，以便冷凝物(例如水和/或冰)可以被壓縮機更緩慢地吸入，而不會對葉輪葉片造成損害或阻礙節(jié)流板關閉，如在下文中關于圖3-圖9進一步描述的。
[0040]在圖2中圖示說明了限定圖3和圖5-8所示的橫截面的切平面223。在圖2中還圖示說明了限定圖4所示的橫截面的切平面226。
[0041]現(xiàn)在參照圖3，其示出了冷空氣進氣管道組件200的橫截面視圖，如在上文中關于圖2所描述的。具體地，其示出了向下看空氣入口 201的橫截面視圖。冷空氣進氣管道主體225可以包括頂壁205、底壁206和PCV端口 203。冷空氣進氣管道主體225可以包括冰吸收特性208，冰吸收特性208包括多個凹陷，多個凹陷包括設置在冷空氣進氣管道的底部206處的多個腔或室(villa)。在這個示例中，示出了腔212和213的主體。因此，腔212和213可以被形成在冷空氣進氣管道主體225中。另外，冷空氣進氣管道主體225包括內壁302。在一個示例中，冷空氣進氣管道的內壁302可以包括設置在冷空氣進氣管道主體225的底壁206中的多個腔孔。因此，底壁包括內壁和外壁，因此腔孔被設置在內壁和外壁中(例如，孔通向腔)。在一個示例中，腔孔312、313、314、315、316、317、318、319、320和321可以形成為冷空氣進氣管道主體225的底壁205?？卓梢匝刂淇諝膺M氣管道組件的底壁206縱向延伸。在另外的示例中，當沿著中心軸線326向下看空氣入口 201時，腔孔313、314、315、316、317、318、319、320和321可以被設置為彼此平行。另外，多個孔可以被設置在垂直于進氣管道主體的中心軸線的平面區(qū)域中。在另一示例中，腔孔可以不被設置在中心軸線326上，以便孔可以偏離冷空氣進氣管道的底壁206的中心軸線326的右側或左側。
[0042]另外，多個凹陷中的每一個均包括設置在進氣管道壁中的孔，其中至少一個孔具有比至少另一個孔更大的面積。在一個示例中，與孔313、314、316、317、320和/或321的直徑相比，孔312可以具有大直徑。在另一示例中，與大孔312和小孔321相比，孔313、314、316、317和320可以具有中等直徑。在另一示例中，一些腔可以交叉連接，以便孔可以是來自兩個獨立腔的兩個孔的組合。例如，孔314和孔315交叉連接，使得它們形成組合孔322。此外，孔318和319可以是交叉連接以形成組合孔的兩個腔的另一示例。在另一示例中，腔孔可以被形成為使得孔具有不規(guī)則的形狀。
[0043]現(xiàn)在參照圖4，其示出了發(fā)動機冷空氣進氣管道組件的橫截面視圖。具體地，其示出了冷空氣進氣管道組件200的橫截面226。因此，冷空氣進氣管道主體225包括頂壁205、底壁206和內壁302。另外，冷空氣進氣管道組件包括空氣入口 201、PCV端口 203和冰吸收特性208。冷空氣進氣管道主體225不包括過濾器或旁路。因此，冷空氣進氣管道主體225包括從頂壁205到底壁206的開放空間，如由箭頭402所示。頂壁和底壁都包括內表面和外表面。因此，頂壁和底壁的內表面可以限定由箭頭402所示的開放空間。在這個示例中，示出了包括腔212、214、216、218、220以及孔313、315、317、319和321的主體的冰吸收特性208的橫截面。例如，孔313、315、317、319和321可以具有變化的直徑，如上關于圖3所描述的。另外，冰吸收特性208可以被形成在冷空氣進氣管道的底壁206中，因此每個腔均可以具有變化的寬度、深度和/或角度，如下關于圖5-圖8所描述的。
[0044]在此附圖中，腔的橫截面視圖展示了每個腔均可以具有變化的寬度、深度和/或角度。因此，冷空氣進氣管道主體的底壁包括多個凹陷，至少兩個凹陷包含不同的體積。因此，具有大體積的腔可以具有大的表面積。由于冰吸收特性包括具有不同表面積的腔，因此可以改變冰保持在冰吸收特性中的時間量。因此，更大的體積或更大的表面積可以具有更長的冰保持速率。在一個示例中，腔212可以具有比腔216更大的表面積。在另一示例中，孔315可以具有比孔313更大的直徑。因此，腔212和/或孔315可以具有增加的冰保持速率。另外，與腔的底壁相比，多個腔可以具有寬孔或窄孔。在另一示例中，多個腔可以以設定的角度范圍(諸如10與40度之間、或15與35度之間、或其他度數(shù))進行設置。具體地，多個腔可以被形成角度為使得腔可以被設置為逆著發(fā)動機空氣路徑通過冷空氣進氣管道的流向。因此，可以增加冰保持速率。相反，多個腔可以被形成角度為使得腔被設置為具有發(fā)動機空氣路徑的流向，由此具有降低的冰保持速率。在一個示例中，多個腔可以在包括0°與90°之間的角度(不包括0°和90° )的角度范圍內被形成角度。在另一示例中，多個腔可以在包括90°與180°之間的角度(不包括90°和180° )的角度范圍內被形成角度。
[0045]在另一示例中，發(fā)動機冷空氣進氣管道底壁可以包括被形成為具有冰格結構的多個腔。因此，至少一些腔可以相對于其他腔不規(guī)則地形成。另外，冰格結構可以由豎直向下延伸離開底部的多個腔形成。在另一示例中，至少一些腔可以隨著他們豎直向下延伸而變窄。另外，至少一些腔可以隨著他們豎直向下延伸而變寬。例如，冰吸收特性208的腔212、214、216、218、220和孔313、315、317、319和321可以沿著冷空氣進氣管道主體225的底壁206以類似冰格的方式布置。在另一示例中，與腔214相比，腔212可以不規(guī)則地形成。因此，與腔214相比，腔212可以具有更大的體積，使得腔可用于容納更多的冷凝物(例如水和/或冰)。
[0046]圖5示出了冷空氣進氣管道組件200的橫截面視圖，如上關于圖2所描述的。具體地，其示出了向下看空氣入口 201的橫截面視圖以及內壁302和開放空間402。因此，冷空氣進氣管道主體225包括頂壁205、底壁206、PCV端口 203和弧形區(qū)段207。在這個示例中，示出了包括腔212的主體的冰吸收特性208。因此，腔212的主體可以包括外壁502、內壁510、底壁504和孔312。腔212以及其余腔可以完全封閉，因此氣體只能經由每個腔的孔312進入或離開腔。在一個示例中，外壁502可以具有比內壁510更大的直徑。在另一示例中，底壁504可以具有比孔312的直徑508更小的直徑。在另外的示例中，底壁504可以被布置在內壁510上，使得壁形成角度506。在這個示例中，角度506可以大于90°。在另一示例中，腔可以在包括90°與180°之間的角度的角度范圍內被形成角度。以此方式，腔212可以具有大的表面積，由此具有大的冰保持速率。
[0047]另外，腔可以軸向偏離中心線。例如，腔212可以偏離中心線511的右側達直徑512。在另一示例中，腔213可以偏離中心線511的左側達直徑514。在另一示例中，腔215可以偏離腔213的左側達直徑516。
[0048]圖6示出了冷空氣進氣管道組件200的橫截面視圖，如上關于圖2所描述的。具體地，示出了向下看空氣入口 201的橫截面視圖以及包括內壁302和開放空間402的冷空氣進氣管道主體225。因此，冷空氣進氣管道主體225包括頂壁205、底壁206、PCV端口 203和弧形區(qū)段207。在這個示例中，示出了包括腔213的主體的冰吸收特性208。因此，腔213的主體可以包括外壁602、內壁610、底壁604和孔313。在一個示例中，外壁602可以具有比內壁610更大的直徑。在另一示例中，底壁604可以具有與孔312的直徑608相同的直徑。在另外的示例中，底壁604可以被布置在外壁602和內壁610上。因此，外壁602和底壁604可以被設置為使得壁形成90°角度606。另外，內壁610和底壁604可以被設置為使得壁也形成90°角度。以此方式，腔213可以具有比腔212更小的表面積，由此與腔212相比，腔213具有降低的冰保持速率，如上關于圖5所描述的。
[0049]圖7示出了冷空氣進氣管道組件200的橫截面視圖，如上關于圖2所描述的。具體地，示出了向下看空氣入口 201的橫截面視圖以及包括內壁302和開放空間402的冷空氣進氣管道主體225。因此，冷空氣進氣管道主體225包括頂壁205、底壁207、PCV端口 203和弧形區(qū)段207。在這個示例中，示出了包括腔214的主體的吸收特性208。因此，腔214的主體可以包括外壁702、內壁703、底壁704和孔314。在一個示例中，外壁702可以具有比內壁703更大的直徑。在另一示例中，底壁704可以具有與孔314的直徑708更大的直徑。在另外的示例中，底壁704可以被布置在外壁702和內壁703上。因此，外壁702和底壁704可以被設置為使得壁形成90°角度。另外，內壁703和底壁704可以被設置為使得壁可以形成小于90°的角度706。以此方式，腔214可以具有小的表面積，由此具有降低的冰保持速率。
[0050]圖8示出了冷空氣進氣管道組件200的橫截面視圖，如上關于圖2所描述的。具體地，示出了向下看冷空氣進氣管道組件200的橫截面視圖以及包括內壁302和開放空間402的冷空氣進氣管道主體225。另外，冷空氣進氣管道主體225包括空氣出口 202、弧形區(qū)段207和PCV端口 203。在這個示例中，示出了包括腔214的主體和腔215的主體的吸收特性208。因此，腔214和腔215可以交叉連接，因此它們具有相同的孔811。另外，腔214和腔215可以被形成為分開的腔，以便腔214的內壁703與腔215的內壁803平行，并由共同的頂壁812接合，以便形成孔811。腔214具有外壁702、內壁703和底壁704，如上關于圖7所描述的。腔215可以包括外壁802、內壁803和底壁804。在這個示例中，孔315的直徑808可以大于底壁804。另外，外壁802可以被布置在底壁804上，以便當被接合時壁形成可以大于90°的角度806。在另外的示例中，孔811的直徑810可以包括共同的頂壁812的直徑、孔直徑708和808。以此方式，交叉連接的腔214和215可以具有大的表面積，由此具有更長的冰保持速率。
[0051]圖9示出了冷空氣進氣管道組件200的仰視圖，如上關于圖2所描述的。冷空氣進氣管道主體225包括空氣入口 201、空氣出口 202和弧形區(qū)段207。如圖所示，空氣出口202可以被設置在冷空氣進氣管道的弧形區(qū)段207的下游。另外，冷空氣進氣管道組件200包括冰吸收特性208。冰吸收特性208可以被設置在冷空氣進氣管道的底壁206上。因此，冰吸收特性208可以具有直徑210，直徑210可以沿其空氣入口 201下游的長度恒定。在一個示例中，冰吸收特性208包括多個腔或絨毛。此外，示出了腔或絨毛212、213、214、215、216、217、218、219、220和221的底壁。如上關于圖2-圖8所提及的，腔的底壁的寬度可以變化，以便每一個獨立的腔可以具有不同的底壁直徑。例如,腔212、215和219的底壁的直徑可以具有比213、214、216、217、218、220和221的底壁更大的直徑。在另一示例中，腔216,218和221的底壁可以具有比腔212、215和219的底壁的直徑更小的底壁直徑。在另一示例中，腔212的底壁的直徑可以具有與腔215和219的底壁相同的直徑。
[0052]現(xiàn)在參照圖10A，其示出了包括冰吸收特性的冷空氣進氣管道的示意圖。冷空氣進氣管道組件1000被配置為向發(fā)動機供應空氣。冷空氣進氣管道組件1000包括冷空氣進氣管道主體1008、空氣入口 1001、空氣出口 1002和曲軸箱強制通風(PCV)端口 1003?？諝馊肟?1001和空氣出口 1002可以包括彈性聯(lián)接?？諝馊肟?1001經由設置在空氣入口上游的空氣過濾器(未示出)將空氣吸入管道，而空氣出口 1002為發(fā)動機提供空氣。箭頭1010指示通過冷空氣進氣管道主體1008的氣流。在一個示例中，空氣出口 1002可以與諸如節(jié)氣門、壓縮機等的下游部件流體連通。冷空氣進氣管道的弧形區(qū)段1007可以在豎直方向延伸。還示出了冷空氣進氣管道主體1008中的PCV端口 1003。PCV端口 1003可以將氣體從發(fā)動機曲軸箱吸入到發(fā)動機汽缸內，從而被燃燒掉，由此減少碳氫化合物的的排放。箭頭1004指示曲軸箱與PCV端口 1003之間的氣流。另外，冷空氣進氣管道主體1008不包括過濾器或旁路。因此，冷空氣進氣管道主體1008的內部包括從冷空氣進氣管道主體的頂壁1005到底壁1006的開放空間，如下關于圖1OB所描述的。在圖1OA中圖示說明了限定圖1OB所示的橫截面的切平面1023。
[0053]現(xiàn)在參照圖10B，其示出了冷空氣進氣管道組件1000的橫截面視圖，如上關于圖1OA所描述的。因此，冷空氣進氣管道主體1008包括頂壁1005、底壁1006和內部1024。冷空氣進氣管道的內部1025包括從頂壁1005到底壁1006的開放空間，如由箭頭1024所示的。此外，冷空氣進氣管道主體1008也可以包括冰吸收特性1026。冰吸收特性1026可以被豎直地設置在PCV出口 1003(未示出)的下方。豎直軸線1022相對于重力被提供用于參考，以圖示說明冰吸收特性關于豎直軸線在空氣管道的下方(例如，關于重力和放置具有冰吸收特性的車輛的路面)。然而，其他豎直軸線取向已是可預期的。冰吸收特性1026具有可以垂直于冷空氣進氣管道的底部1006的寬度1038。
[0054]另外，冷空氣進氣管道主體1008包括冰吸收特性1026。冰吸收特性可以包括沿著與通過管道的流向基本對齊的發(fā)動機進氣管道壁的內表面的一個或更多個凹槽。在這個示例中，冰吸收特性1026可以包括設置在冷空氣進氣管道主體1008的內部1024中的底壁1006處的多個凹槽1028、1030、1032、1034和1036。另外，一個或更多個凹槽可以由豎直延伸經過內表面進入進氣管道的發(fā)動機空氣路徑的一個或更多個突出形成。例如，冰吸收特性1026可以包括多個突出1027、1029、1031、1033、1035和1037。在一個示例中，第一突出可以被布置為平行于第二突出。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，凹槽可以相對于其他凹槽不規(guī)則地形成。因此，至少一個凹槽可以具有比至少另一個凹槽更大的面積。在一個示例中，第一凹槽可以小于第二凹槽的直徑。以此方式，凹槽的窄直徑可以在短的持續(xù)時間內將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徑。因此，凹槽的寬直徑可以在長的持續(xù)時間內將冰保持在冰吸收特性中?；诎疾酆屯怀龅闹睆?，冰保持速率可以改變，由此防止大量的冰和/或水被壓縮機吸入。另外，更改冰保持速率可以防止節(jié)氣門體被阻塞和/或卡住打開。應當注意，類似突出部分的冰格也可以豎直延伸經過內表面進入進氣管道的發(fā)動機空氣路徑，類似于圖1OB所示的那樣。
[0055]在另一示例中，至少一些凹槽可以隨著他們豎直延伸而變窄，而至少一些凹槽可以隨著他們豎直向下延伸而變寬。因此，多個凹槽可以在包括0°與90°之間的角度的角度范圍內形成角度。在另一示例中，多個凹槽可以在包括90°與180°之間的角度的角度范圍內形成角度。另外，凹槽壁可以設置在大于90°的角度處，由此產生具有大于頂部直徑的底部直徑的溝槽。在另一示例中，凹槽壁可以設置在小于90°的角度處，由此產生具有小于頂部直徑的底部直徑的凹槽。以此方式，角度1043形成凹槽1034，因此頂部直徑可以大于底部直徑。在另一示例中，凹槽壁可以形成垂直于冷空氣進氣管道主體的底部的90°角度。因此，凹槽1028可以具有等于頂部直徑的底部直徑。
[0056]圖11示出了用于將冰保持在包括冰吸收特性的冷空氣進氣管道中的方法1100。方法1100可以經由如上關于圖1-圖10所描述的系統(tǒng)和部件實施。
[0057]在1102處，該方法包括使曲軸箱氣體從PCV端口流向發(fā)動機汽缸上游的冷空氣進氣管道。在一個示例中，PCV端口可以與密封的曲軸箱連通。因此，氣體的流動可以包括僅進氣空氣的流動、僅曲軸箱氣體的流動和/或空氣與曲軸箱氣體的混合氣的流動。在1104處，該方法包括使冷凝物聚集在被設置在進氣管道的底壁中的多個凹陷中。在另一示例中，冰吸收特性可以包括多個凹陷，多個凹陷可以由多個腔和/或凹槽形成，如上關于圖2-圖10所描述的。因此，液體可以積聚并保持在腔和/或凹槽中。在發(fā)動機關閉后，液體可以被凍住。在1106處，該方法包括使進氣空氣流過冷空氣進氣管道。在一個示例中，使進氣空氣和曲軸箱氣體從進氣管道流向壓縮機，其中進氣管道被設置在節(jié)氣門和壓縮機的上游。在1108處，該方法包括在發(fā)動機運轉期間以不同速率融化冷凝物。例如，流過冷空氣進氣管道的氣流可以在發(fā)動機重新啟動之后被升溫，由此引起凍住的冷凝物融化。因此，保持在腔和/或凹槽中的冰可以融化或從冰吸收特性中排出。因此，在1110處，基于發(fā)動機工況，冷凝物可以從腔中釋放出來，從而導致發(fā)動機從腔吸入水?？梢曰诒３炙俾蕪谋仗匦灾信懦霰?。在一個示例中，可以通過包括腔和/或凹槽的寬度、深度和/或角度的冰吸收特性的幾何形狀來確定冰保持速率。因此，隨著時間的推移，有限量的冷凝物可以進入壓縮機，由此防止對渦輪增壓器和/或節(jié)氣門體造成損害。
[0058]應認識到，本文中所公開的配置和程序實際是示例性的，并且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變體是可能的。例如，上述技術能夠應用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸和其它發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文中所公開的各種系統(tǒng)和配置和其它的特征、功能和/或屬性的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0059]所附權利要求特別指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和子組合。這些權利要求可以涉及“一個”要素或“第一”要素或其等同物。這樣的權利要求應當理解包括一個或更多個這樣的要素的合并，既不要求也不排除兩個或更多個這樣的要素。所公開的特征、功能、要素和/或屬性的其它組合和子組合可以通過修改當前的權利要求或在本申請或相關申請里通過正式提交的新權利要求來要求保護。這樣的權利要求，不管在保護范圍上和原權利要求相比更寬、更窄、相同的或不同的，也認為包含在本公開的主題中。
【權利要求】
1.一種發(fā)動機進氣管道，其包含: 進氣管道壁，其包括設置在發(fā)動機進氣管道壁的底部處的冰吸收特性；和 曲軸箱強制通風出口，其被耦接至所述冰吸收特性上游的所述進氣管道壁。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機進氣管道，其中所述進氣管道壁包括內表面，并且其中所述冰吸收特性由豎直向下延伸離開所述內表面的凹陷形成，所述凹陷的頂部與所述內表面齊平，并不豎直向上延伸經過所述內表面進入所述進氣管道的發(fā)動機空氣路徑。
3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)動機進氣管道，其中所述壁包括多個所述凹陷，至少兩個所述凹陷包含不同體積。
4.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)動機進氣管道，其中所述多個凹陷由多個腔形成，一些腔被形成角度為逆著發(fā)動機空氣路徑的流向，而一些腔被形成角度為具有發(fā)動機空氣路徑的流向。
5.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)動機進氣管道，其中所述凹陷包括設置在所述進氣管道壁中的孔。
6.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)動機進氣管道，其中所述多個凹陷中的每一個均包括設置在所述進氣管道壁中的孔，至少一個孔比至少在另一個孔上具有更大的面積。
7.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)動機進氣管道，其中至少一些腔隨著它們豎直向下延伸而變窄，并且其中所述腔中的每一個均具有封閉端，因此所述進氣管道不經由所述腔中的任何一個通向大氣。
8.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)動機進氣管道，其中所述凹陷包括沿著與通過所述管道的流向基本對齊的所述發(fā)動機進氣管道壁的內表面的一個或多個凹槽。
9.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)動機進氣管道，其中至少一些所述凹槽相對于其他凹槽不規(guī)則地形成。
10.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)動機進氣管道，其中至少一個凹槽具有比至少另一個凹槽更大的面積。
11.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)動機進氣管道，其中至少一些凹槽隨著它們豎直向下延伸而變窄。
12.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)動機進氣管道，其中至少一些凹槽隨著它們豎直向下延伸而變寬。
13.—種系統(tǒng),其包含: 發(fā)動機進氣管道，所述發(fā)動機進氣管道具有底部，所述底部包括以冰格結構形成的多個腔，至少一些腔由豎直延伸經過所述內表面進入所述進氣管道的發(fā)動機空氣路徑的一個或多個突出形成。
14.一種系統(tǒng),其包含: 發(fā)動機進氣管道，所述發(fā)動機進氣管道具有底部，所述底部包括以冰格結構形成的多個腔，至少一些腔相對于其他腔不規(guī)則地形成。
15.根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述冰格結構由豎直向下延伸離開所述底部的所述多個腔形成，其中所述不規(guī)則形成的腔允許所述冷凝物融化為相比于所述腔的尺寸的較小塊，冷凝物在所述腔內形成，因此基于隨著時間的冰保持速率，所述冷凝物被發(fā)動機吸收，而不是一下全部吸收。
16.根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中至少兩個所述腔包含不同體積。
17.根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中至少一些所述腔隨著它們豎直向下延伸而變窄。
18.一種用于將冰保持在進氣管道中的方法，其包含: 使曲軸箱氣體從PCV端口流向發(fā)動機汽缸上游的進氣管道；以及 使冷凝物聚集在被設置在進氣管道的底壁中的多個凹陷中。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其還包含使進氣空氣流過所述進氣管道，使進氣空氣和曲軸箱氣體從所述進氣管道流向壓縮機，其中所述進氣管道被設置在節(jié)氣門和所述壓縮機的上游。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其還包含使冷凝物聚集在所述腔中，在發(fā)動機運轉期間以不同速率融化所述冷凝物，以及在不同發(fā)動機循環(huán)從所述腔吸收水。
【文檔編號】F02B39/16GK104373204SQ201410398786
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權日:2013年8月15日
【發(fā)明者】S·M·羅林斯, C·B·畢曉普 申請人:福特環(huán)球技術公司