行之知识产权综合服务平台

技术领域

本申请涉及一种用于发动机的涡轮增压器废气门和排气管理装置，用于控制和/或管理来自各种发动机部件的可能的排气泄漏并且将泄漏引向曲轴箱通风系统用于更有利的处理。 

背景技术

内燃发动机通常包括改进各种发动机特性的技术。但是，应用于发动机一个部件的有利技术通过引进复杂和/或附加的部件可能不利地影响其他的发动机特性。 

一种用于减少来自发动机排气的氮氧化物(NOx)排放(当进入空气中的氮和氧遭受高燃烧温度时形成)的示例技术是排气再循环(EGR)，其中一部分冷却的排气被再循环回到发动机的燃烧室并且与进入空气混合。另一种增加功率输出的技术是增加涡轮增压器，通过收集排气的动力以驱动压缩机并且增加进入空气的密度。但是，在发动机中包括涡轮增压器可使可能的不希望的排气中燃烧产物的管理更加困难。 

美国专利6,089,019公开了一种解决涡轮增压器与排气再循环(EGR)组合所增加的复杂性的尝试。具体地，在涡轮增压发动机中，进气一般处在比排气高的压力下。但是，为了将排气再循环到进气歧管中，排气必须处在比进气高的压力下。该公开提出在涡轮增压器上游的排气管路上设置限流阀，以限制排气流并增加排气压力。该增加压力的排气被提供至排气再循环EGR阀的进口，排气再循环EGR阀可独立于限流阀的致动而被致动。 

本文发明人已经认识到用这种方法的许多问题。其一，在发动机中存在其他的未处理排气被排出到大气中的区域，例如，涡轮增压发动机中的区域。根据本公开的实施例可以提供用于减少从各种运动部件泄漏，或可以从各种运动部件通过的排气的方法。 

实用新型内容

根据本实用新型的实施例可以提供用于发动机排气管理的装置。该排气管理装置可以包括设置成从排气流引导机构的可移动部分捕捉泄漏排气的端 口。该装置还可以包括将泄漏的排气引导到发动机曲轴箱的通道。以这种方式，泄漏可被控制而且替代地根据优选的和/或确定的方法被处理。 

一些实施例可以提供用于发动机的涡轮增压器废气门，其包括与该废气门的可能的泄漏部分密封接合的外壳。该废气门还可以包括从该外壳到曲轴箱强制通风(PCV)系统的流体路径，以使从该废气旁通阀泄漏的排气流动到发动机的曲轴箱。该流体路径可以包括用于涡轮增压器的轴承的回油管路。以这种方式，从废气门泄漏的气体可以由PCV系统管理和/或操纵，而不是泄漏到大气中。 

应当明白，提供上面的实用新型内容是为了以简单的形式引入精选构思，这种构思在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着指明所主张主题的关键或基本的特征，所主张主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面或本公开的任何部分指出的任何缺点的实施方式。 

附图说明

图1是根据本实用新型的示例发动机的截面图。 

图2是可以与图1所示的示例发动机一起使用的示例涡轮增压器废气门的截面图。 

图3是可以与图1所示的示例发动机一起使用的另一示例涡轮增压器废气门的截面图。 

图4是可以与图1所示的示例发动机一起使用的又一示例涡轮增压器废气门的截面图。 

具体实施方式

图1是示出根据本实用新型的示例发动机10的截面图。为了容易理解当前描述，发动机的多种部件可被省去，或以简单的方式图示说明。例如，区域可以包括连续的斜划线，其可指示实心体，然而实际的实施例可以包括通过斜划线区域指示的多种发动机部件，和/或发动机中空、或未占用的部分。 

图1是通过发动机10的一个汽缸12的截面图。发动机10的各种部件可以由可以包括控制器(未示出)的控制系统，和/或由经由诸如加速器踏板(未示出)的输入装置从车辆操作者的输入至少部分地控制。汽缸12可包括燃烧 室14。活塞16可定位在汽缸12内，用于在其中往复运动。该活塞16可以经由连杆20、曲柄销21联接于曲轴18，并且曲拐22在此被示出与配重24结合。一些示例可包括离散曲拐22和配重24。活塞16的往复运动可被转化为曲轴18的旋转运动。曲轴18、连杆20、曲柄销21、曲拐22和配重24以及未示出的其他可能元件可以安放在曲轴箱26中。曲轴箱26可以包含有油。曲轴18可以经由中间传动系统联接于车辆的至少一个驱动车轮。而且，起动机可以经由飞轮联接于曲轴18，以能够起动发动机10的运行。 

燃烧室14可以接收来自进气通道30的进入空气，并且经由排气通道32排出燃烧后气体。进气通道30和排气通道32可以经由各自的进气门34和排气门36与燃烧室14选择性地连通。节气门31可被包括以控制穿过进气通道30的空气量。在一些实施例中，燃烧室14可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。 

在这个实施例中，进气门34和排气门36可以经由各自的凸轮致动系统38和40通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统38和40每个可以包括一个或多个凸轮42并且可以利用由控制器操作的凸轮轮廓变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个，以改变气门运行。凸轮42可以构造成在相应的旋转凸轮轴44上转动。正如所描述的，凸轮轴44可以是双顶置凸轮轴(DOHC)结构，尽管其他的结构也是可能的。进气门34和排气门36的位置可以由位置传感器(未示出)确定。在可选实施例中，进气门34和/或排气门36可以通过电子气门致动来控制。例如，汽缸16可以包括经由电子气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。 

在一个实施例中，双独立VCT可以用在V型发动机的每组上。例如，在V型发动机的一组中，汽缸可以具有可独立调节的进气凸轮和排气凸轮，其中每个进气和排气凸轮的凸轮正时可以相对于曲轴正时独立地调节。 

燃料喷射器50被示出直接联接于燃烧室14，用于与可以从控制器接收的信号的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到其中。以这种方式，燃料喷射器50提供称之为燃料直接喷射的燃料到燃烧室14中。例如，燃料喷射器50可以安装在燃烧室14的一侧或燃烧室14的顶部。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)被传递至燃料喷射器50。在一些实施例中，燃烧室14可以可选地或附加地包括以这样的布局设置在进气通道30 中的燃料喷射器，其以提供称之为进气道燃料喷射的燃料到燃烧室14上游的进气口中。 

在选择的运行模式下，点火系统52可以响应来自控制器的火花提前信号通过火花塞54为燃烧室14提供点火火花。虽然火花点火部件被示出，但是，在一些实施例中，发动机10的燃烧室14或一个或多个其他的燃烧室可以以压缩点火方式运行，用或不用点火火花。 

汽缸盖60可以联接于汽缸体62。汽缸盖60可以构造成可操作地安装和/或支撑进气门34、排气门36、相关的气门致动系统38和40等。汽缸盖60还可以支撑曲轴44。凸轮盖64可以联接于汽缸盖60和/或安装在汽缸盖60上并且可以安放有关的气门致动系统38和40等。诸如火花塞54的其他部件也可以由汽缸盖60容纳和/或支撑。汽缸体62或发动机缸体可以构造成安放活塞16。在一个示例中，汽缸盖60可以对应于设置在发动机第一端的汽缸12。虽然图1仅仅示出多汽缸发动机10的一个汽缸12，但是每个汽缸12可以类似地包括其自己的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。 

图1还示出油分离器70，该油分离器可以包括油分离室72和形成该油分离室72的底部的底板74。该油分离器70可以包括在所示的凸轮盖64中，或可以位于发动机10内或与发动机10有关的另一位置内。该底板74和/或油分离室72可以安装在汽缸盖60上，或其内，和/或由其支撑。油分离器70可以沿着发动机组的长度的一部分纵向延伸，即，沿着基本平行于凸轮轴44的轴线方向延伸。油分离器70可以认为包括凸轮盖64。一个或多个挡板(未示出)可以附在油分离器70上。 

油分离器70可被包括作为发动机曲轴箱通风系统80的部分。发动机曲轴箱通风系统80可以是曲轴箱强制通风系统，或(PCV)系统80。发动机曲轴箱通风系统80可以附在发动机10上以减轻从发动机10排出的不希望的排气量。在运行期间，一些如图1的箭头所示的漏气82可以从燃烧室14排到曲轴箱26。一些漏气82可能不完全燃烧，并且可以经由第一曲轴箱通风管路84、第二曲轴箱通风管路86和进气通道30重新进入燃烧室14，试图更完全地燃烧它们。但是，漏气82可以包括在来自诸如曲轴箱26的发动机内的一个或多个位置的气体流中带走的悬浮油。在试图从漏气82中分离悬浮油中，如箭头所示的漏气88的混合物可以首先通过该油分离器70。 

通过发动机曲轴箱通风系统80的曲轴箱通风气体的流动水平可以由包括 阀90的一个或多个机构控制。在一些情况下，阀90可以被称作曲轴箱强制通风(PCV)阀。在一些情况下，可以包括通气管92或通气通道等，以将清洁空气添加到曲轴箱26中，以便清除不希望的曲轴箱气体或降低不希望的曲轴箱气体的浓度。在一些情况下，通气管92可以与作为清洁空气源的进气歧管、和/或进气通道30流体地联接。 

涡轮压缩机94可以设置在进入空气路径96上，用于在该引进的流体到发动机10的进气通道30之前压缩该引进的流体。在一些应用中，可以包括中间冷却器(未示出)以在进气充气进入发动机之前冷却该进气充气。涡轮压缩机94可以由排气涡轮98驱动，该排气涡轮可以由离开排气歧管32的废气驱动。在一些情况下，节气门31可以在涡轮压缩机94的下游而不是在所示的上游。虽然没有示出，但是发动机10可以包括排气再循环EGR管路和/或EGR系统。 

排气流可以由一个或多个排气流引导机构99调节或控制。例如，发动机10可以包括废气门100，其构造成使排气转移离开排气涡轮98并且到排气管路102。转移排气可以帮助调节排气涡轮98的速度，这进而调节涡轮压缩机94的旋转速度。废气门100可以构造成阀。废气门100可以用来调节，例如，涡轮增压系统中的最大增压压力，这可以帮助保护发动机和涡轮增压器。 

排气管路102可以包括一个或多个排放控制装置104，其可以安装在该排气管路102中的紧密联接的位置。一个或多个排放控制装置104可以包括，例如，三元催化剂、稀NOx捕集器、柴油微粒滤清器、氧化催化剂等。 

发动机10可以包括发动机润滑系统106，例如，油润滑系统，该油润滑系统可以包括油泵108，或其他致动装置，以泵送和/或加压油从而使其移动通过润滑系统106。油泵108可以构造成从存放在油盘110中的油容器中吸出油通过供给通道112。润滑系统106可以包括各种分支114、116、118，以将油提供给各种油子系统。油可以通过一个或多个回流路径回流，该回流路径可以包括回流通道120，其中油可以流回或滴回到油盘110。油可以用油过滤器122过滤。油子系统可以利用油流动以执行一些功能，例如润滑、致动器的致动等。例如，子系统可以包括润滑系统，例如用于将油传递至诸如凸轮轴、汽缸阀等的移动部件的通道。其他油子系统可以包括具有液压致动器和液压控制阀的液压系统。可以有比所示的示例中示出的油子系统更少或更多的油子系统。 

一个油子系统可以是涡轮轴承润滑系统124，其可以经由涡轮油供给分支118接收油。涡轮压缩机94可以经由涡轮轴126与排气涡轮98联接以旋转。涡轮轴126可以用涡轮轴承128支撑以旋转，并且可以用涡轮轴承润滑系统124润滑。油可以经由回油管路130回流到发动机10的其他部件，用于再循环、过滤等。 

如所提到的，废气门100可以是排气流引导机构99的示例。发动机10还可以包括其他排气流引导机构，其可以构造成在发动机10中和/或围绕发动机10控制和/或引导排气流。在一些情况下，例如，由于配合部件之间的小间隙，和/或由于不完善和/或老化的密封，该一个或多个排气流引导机构99可泄漏各种量的未处理排气到环境中。在许多情况下，泄漏可以很小，但仍然是引人注意的和/或可检测到的。当愈加严格仔细检查排放源时，比较小的泄漏可能更显著。 

根据本公开的实施例可以提供用于发动机10的排气管理装置132。该排气管理装置132可以包括设置成从排气流引导机构99的可移动部分和/或配合部件收集泄漏排气的端口134。该排气管理装置132还可以包括将泄漏的排气引导到发动机10的曲轴箱26的通道136。以这种方式，甚至相对小的泄漏也可以被控制，并且替代地根据优选的和/或确定的方法来处理。在一个或多个接头138处该通道136可以与流体输送体流体地联接。可以是用于一个或多个接头138的合适元件的示例流体输送体可以包括但不限于第一曲轴箱通风管路84和通气管92。一个或多个接头138可以为曲轴箱强制通风(PCV)系统80提供流体入口。以这种方式，从一个或多个排气流引导机构99泄漏的气体可以被PCV系统80管理或操纵，而不是泄漏到大气中。 

在一些实施例中，通道136可以经由用于涡轮增压器的轴承128的回油管路130与曲轴箱26流体地联接。在一些实施例中，通道136可以经由凸轮盖64与曲轴箱流体地联接。在一些实施例中，通道136可以经由汽缸盖60与曲轴箱26流体地联接。在一些实施例中，通道136可以经由曲轴箱强制通风(PCV)系统80的通气通道92与曲轴箱26流体地联接。 

图2是示例排气流引导机构99的截面图，其可以是涡轮增压器废气门100；图3是另一种示例涡轮增压器废气门100的截面图；并且图4是根据本公开的又一种示例涡轮增压器废气门100的截面图。每个废气门100可以与图1所示的示例发动机或另一种发动机一起使用。所示的废气门100可以包 括相似的特征和一些区别。相似的部件可以用相似的参考标志符标识。 

每个废气门100可以包括进口140和出口142。通过废气门100的流可以由阀144控制。每个废气门100包括设置成从该废气门100的可移动部分146收集泄漏的排气的端口134。每个废气门100还可以包括将泄漏的排气引导到发动机10的曲轴箱26的通道136。 

可移动部分146可以是设置成用于在一对间隔开的衬套150内运动的杆148。杆148可以是阀杆。通道136可以包括与衬套150之间的杆交叉的槽152。在一些情况下，端口134可以是与排气流引导机构密封接合并且围绕该排气流引导机构99的可能泄漏部分154限定容积158的外壳(enclosure)156。 

在一些实施例中，可移动部分146可以与隔膜160联接，其可以根据在隔膜160和壳体164之间限定的容积162内的压力运动。该压力可根据流体连接166变化。流体连接166可以是增压控制器端口。可以包括弹簧168以将可移动部分146偏置到例如关闭位置。 

各种实施例可以提供用于发动机10的涡轮增压器废气门100。废气门100可包括与废气门100的可能泄漏的部分密封接合的外壳156。废气门100还可包括从外壳156到曲轴箱强制通风(PCV)系统80的流体路径136，以使从废气门100泄漏的排气移动至发动机10的曲轴箱26。流体路径136可以包括用于涡轮增压器的轴承128的回油管路130。 

废气门的可能泄漏部分154可以是设置在衬套150内的杆148，以将运动从致动器170传递给气门144。在一些情况下，杆148可以被杠杆172致动。 

在一些情况下，杆148可以被隔膜160致动。流体路径136可以是设置成与杆148交叉的槽152。流体路径136可包括在衬套150的两部分之间的间隙或空间174。在一些情况下，涡轮增压器废气门100可以包括在其之间具有间隔174的两个衬套150。杆148可以设置成用于在两个衬套150内平移运动。流体路径136可以包括与衬套150之间的间隔174成一直线并且设置成与杆148交叉的槽152。 

各种实施例可以提供用于发动机10的涡轮增压器废气门100。废气门100可包括与废气门100的可能的泄漏部分密封接合并且与发动机10的曲轴箱26流体连通的外壳156。在一些实施例中，外壳156可以经由曲轴箱强制通风系统80与曲轴箱26流体连通。在一些实施例中，外壳156可以经由涡轮增压器轴承回油管路130与曲轴箱强制通风系统80流体连通。 

应当理解，本文所描述的系统和方法在本质上是示例性的，并且这些具体的实施例或示例不被认为是限制性的，因为可以考虑许多变体。因此，本公开包括本文中所公开的各种系统和方法的所有新颖的和非显而易见的组合，及其任何和所有的等同物。