[发明专利]用于涡轮增压发动机的曲轴箱通风装置

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于内燃发动机的曲轴箱通风装置，并且更具体地， 涉及用于使用涡轮增压器而在高发动机载荷下压缩进气空气的汽油发动机 的曲轴箱通风装置的双作用阀(dual-actingvalve)。

背景技术

在发动机转动期间，当自发动机汽缸的气体绕过发动机活塞并且进入 曲轴箱时，气体累积在发动机曲轴箱中。这些气体通常被称作漏气(blowby) 气体。漏气气体可在发动机汽缸内燃烧以使用曲轴箱通风(PCV)系统(该 曲轴箱通风系统使漏气气体返回至发动机进气口且使该漏气气体与空气- 燃料混合物燃烧)来降低发动机碳氢排放。经由发动机汽缸的燃烧的曲轴 箱气体可需要起动力以将曲轴箱气体从发动机曲轴箱移动至发动机进气 口。一种用来提供起动力以将曲轴箱气体移动至发动机汽缸的传统方式为 在曲轴箱与发动机节流阀主体下游的发动机进气歧管的低压区域(例如， 真空)之间提供管道。另外，自节流阀主体上游的一点的新鲜空气经由单 独的管道(即，换气装置)被增加至曲轴箱以帮助冲掉自曲轴箱的漏气气 体产物并且进入进气歧管中。

具有内燃发动机的涡轮增压器的使用变得越来越常见。例如，在废气 涡轮增压器中，压缩机和涡轮机被布置在相同的轴上(称为增压轴)，其 中供应至涡轮机的热的废气流在涡轮机内膨胀以释放能量且使增压轴旋 转。增压轴驱动同样地布置在增压轴上的压缩机。压缩机连接在空气引导 和过滤系统与发动机进气歧管之间的进气导管中，使得当涡轮增压器被启 动时，供应至进气歧管和发动机汽缸的增压空气被压缩。

涡轮增压器增大了内燃发动机的功率，这是因为更大的空气质量被供 应至每个汽缸。燃料质量和平均有效压力增加，因此提高了容积功率输出。 因此，用于任何特定车辆的发动机排量可缩小以便通过提高的效率和减小 的燃料使用来操作发动机，其中涡轮增压器在低功率要求期间为停用的且 在高负载(诸如节流阀全开(WOT))期间为启动的。除了降低燃料消耗 之外，涡轮增压器还具有降低二氧化碳和污染物排放的有益效果。

由于在高载荷操作期间由于涡轮增压压缩机压缩进气空气而在进气歧 管处增加的压力，因此对传统的曲轴箱通风系统的改良是必要的。具体地， 压缩机下游(例如，在进气歧管中)所引入的高压可使通风管路中的气流 反向，因而在某些程度上加压曲轴箱可引起密封件失效。为了防止这种逆 转，通常在通风管路中设置止回阀。为了避免漏气气体在曲轴箱中积累， 该气流被允许在其他的通风管路(即，换气装置，其将自节流阀主体上游 的一点和涡轮增压压缩机的新鲜空气供应至曲轴箱)中反转。因此，防止 了任何的在曲轴箱中积累的可损坏密封件的压力。

在发动机怠速期间，当大的真空度呈现在进气歧管处时，期望在曲轴 箱中保持负压使得漏气气体容易地被捕获和移除。为了确保怠速时在增压 气体(即，涡轮增压)发动机上的负的曲轴箱压力，通常必须限制供给至 曲轴箱的新鲜空气。在对应的换气装置通风管路中的适当尺寸的限制用来 实现该目的。然而，如果被供给的曲轴箱新鲜空气被过多限制，则曲轴箱 可在全载荷条件下变成正压(即，当受限制的通风管路或换气装置使气流反 转以将漏气气体排出至进气系统的低压区段时)，其可损坏曲轴箱密封完整 性。通常发现提供在怠速时所需要的真空度同时在全载荷操作期间不产生 不被期望的较大正压的限制水平是困难的或者为不可能。

发明内容

本发明使用具有双流率孔口的作用阀解决上述问题。小孔在怠速时提 供较小的流量容量以确保必要的曲轴箱真空度。在全载荷下，该装置转变 为较大的孔以允许更高的流量容量从而防止曲轴箱增压。这种装置的一个 实施例使用在中心具有小孔的弹簧金属片翻板阀。在怠速期间当新鲜空气 通过该装置流动进入曲轴箱时，金属翻板被拉上并且以密封壁(例如，可 为油分离器壳体的部分)的形式关闭阀主体中的较大的孔。在该位置中， 进入曲轴箱中的气流由在金属翻板中心的小孔控制。在全载荷的情况中当 流动方向相反且漏气气体从曲轴箱流出时，金属翻板阀被推动打开从而露 出在金属翻板下的较大的孔口。较大的孔口允许足够的气流以防止在全载 荷下曲轴箱的增压。该装置可结合在PCV系统的任意处，诸如直接地整合 在凸轮盖中的油分离器中。该装置还可结合至PCV软管或在PCV系统的 快速连接器的其中一个中。其他的实施例可包括弹性止回阀，当位于关闭 位置中时，该弹性止回阀具有直接在该止回阀中的孔或者绕开止回阀的小 孔或通道。