CN1526921A - 用于内燃机的窜缸混合气循环装置 - Google Patents

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Abstract

一种在一个内燃机中用于使窜缸混合气循环到发动机气缸的装置，包括一个缸盖罩和一个缸盖，该缸盖罩包括一个限定一个第一通道的第一壁和一个从该第一壁向外延伸的第一凸缘，该缸盖包括一个第二壁和一个与第一凸缘一起形成一个紧靠表面的第二凸缘，在该紧靠表面上布置有一个第二通道。第二通道与第一通道相连，并沿发动机气缸的列的方向延伸。该第二壁限定多个第三通道，每个第三通道的一端向第二凸缘开口，并与第二通道相连通，其相对端向每个发动机气缸的进气口开口。

Description

用于内燃机的窜缸混合气循环装置
技术领域
本发明涉及一种用于在内燃机的曲轴箱内使窜缸混合气(blowby-gas)经缸盖内的气门室循环到一个进气***的装置，特别是涉及一种改进的窜缸混合气循环装置，用于将窜缸混合气从气门室输送到气缸内。
背景技术
日本实用新型申请首次公开第5-30412中公开了一种用于内燃机的窜缸混合气循环装置，其中一个窜缸混合气流路形成在安装在缸盖的一个侧表面上的进气歧管的凸缘内。来自缸盖的窜缸混合气经一个软管输送到窜缸混合气流路内，然后分配入四个发动机气缸。窜缸混合气流路是凹槽形式，设置在紧靠在缸盖的侧表面上的进气歧管的凸缘上。窜缸混合气流路具有所谓的锦标赛结构(tournament结构)。窜缸混合气流路包括一个入口，两个沿一列四气缸的前后方向从该入口分支出的上游通道，和两个沿前后方向从两个上游通道的每个分支出的下游通道。
发明内容
但是，在上述相关技术中，由于窜缸混合气流路形成在进气歧管的凸缘内，因此进气歧管的凸缘的尺寸相当大。这造成安装有进气歧管的缸盖的侧表面的安装面积增大。结果，进气歧管和缸盖的总重将显著地增大。
另外，尽管具有这种锦标赛结构的窜缸混合气流路在相等地将窜缸混合气分配于气缸方面是有利，但是进气歧管的尺寸和缸盖的安装面积变大。这是由在同一平面上布置这种锦标赛式窜缸混合气流路的分支通道引起。
本发明的一个目的是提供一种的改进的窜缸混合气循环装置，具有一个窜缸混合气流路，用于相等地分配窜缸混合气于气缸，而不需增大缸盖和彼此一起形成该窜缸混合气流路的组件的尺寸。
在本发明的一个方面，提供一种用于在一个内燃机中将窜缸混合气循环到气缸的装置，该气缸分别具有进气口，该装置包括：
一个缸盖罩，包括一个限定一个第一通道的第一壁和一个从该第一壁向外延伸的第一凸缘；和
一个缸盖，包括一个第二壁和一个与第一凸缘一起形成一个紧靠表面的第二凸缘，在它们之间上布置一个第二通道，第二通道与第一通道相连，并沿气缸的列的方向延伸，第二壁限定多个第三通道，每个第三通道的一端向第二凸缘开口，并与第二通道连通，这些端的相对端向每个气缸的进气口开口。
在本发明的另一方面，提供一种用于在一个内燃机内使窜缸混合气在一个气门室内循环到气缸的窜缸混合气的装置，气门室由一个缸盖和一个缸盖罩限定，在它们之间布置有一个紧靠表面，气缸分别具有进气口，该装置包括：
第一壁装置，用于限定一个用于沿与紧靠表面平行的方向输送来自气门室的窜缸混合气的第一通道，该第一通道在缸盖罩内延伸；
第二壁装置，用于限定一个允许窜缸混合气穿过第一通道沿紧靠表面流动的第二通道，该第二通道在紧靠表面上延伸；和
第三壁装置，用于限定多个用于输送窜缸混合气，穿过第二通道，进入气缸的进气口的第三通道，多个第三通道在缸盖内延伸。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的窜缸混合气循环装置的分解透视图，包括一个缸盖罩和一个缸盖，它们形成有一个窜缸混合气流路。
图2A是窜缸混合气循环装置的一部分在装配状态的的断面图。
图2B是与图2A局部类似的视图，但是图示的是本实施方式的一个变形。
图3是缸盖罩的示意平面图，表示缸盖罩的一个内部结构的基本部分。
图4是图3所示的缸盖罩的基本部分的一部分的放大视图。
图5是缸盖的示意顶视图。
图6是窜缸混合气循环装置沿图3的6-6线所取的断面图。
图7是窜缸混合气循环装置沿图3的7-7线所取的断面图。
图8是形成在缸盖罩上的一个扩大部分的透视图。
具体实施方式
此刻参见图1至8，解释本发明的一个实施方式的窜缸混合气循环装置。在本实施方式中，窜缸混合气循环装置应用于一个车辆的直列四缸内燃机。窜缸混合气循环装置具有形成在缸盖1和缸盖罩2内的窜缸混合气流路，如图1中的一系列箭头所表示的。缸盖1的上侧有一个上开口。缸盖罩2的下侧有一个下开口。如图2A所示，缸盖罩2被布置成遮盖缸盖1的上开口，并与缸盖1一起限定气门室3，在气门室3内容纳有用于驱动进气门4的进气凸轮5和一个排气凸轮，无图示。窜缸混合气从曲轴箱，无图示，流入气门室3，循环到一个进气***，特别地，进入四气缸的每个的进气口6。
如图1所示，窜缸混合气控制阀(PCV)7安装在缸盖罩2的一个上表面的一端部。窜缸混合气控制阀7工作，根据进气负压调节窜缸混合气流量。从气门室3经窜缸混合气控制阀7排出的窜缸混合气流经构成一个外部管路的橡胶管8和连接器9，导入形成在缸盖罩2的侧壁2B内的第一通道11。窜缸混合气流被分为支流，它们穿过沿图2A所示的紧靠表面P形成的一对第二通道13。缸盖1的上凸缘12和缸盖罩2的下凸缘2A紧靠在紧靠表面P上的彼此。如图1所示，缸盖1的上凸缘12从侧壁1A围绕上开口的一个周边向外延伸。缸盖罩2的下凸缘2A从侧壁2B围绕下开口的一个周边向外延伸。流经该对第二通道13的窜缸混合气的支流然后经两对第三通道14输送到气缸的进气口6。第三通道14形成在缸盖1内。因此窜缸混合气被分配到每个发动机气缸。
参见图3、6和7，下面解释第一通道11。第一通道11包括公共窜缸混合气主通道22和一对从窜缸混合气主通道22向第二通道13分支的连通通道23，如图7所示。如图6和7所示，窜缸混合气主通道22由缸盖罩2和安装在缸盖罩2内的板21限定。缸盖罩2包括一个顶壁，其侧表面上有一个延伸凹槽或沟槽。如图3所示，窜缸混合气主通道22沿发动机气缸的列的方向D笔直地延伸。机油分离通道24和新鲜空气导入通道25也形成在缸盖罩2的顶壁内，并与窜缸混合气主22通道间隔布置。机油分离通道24用于从窜缸混合气中分离出机油。窜缸混合气主通道22布置在进气门4的侧面上，并相对机油分离通道24和新鲜空气导入通道25处于接近于缸盖罩2的最外位置。窜缸混合气主通道22处于进气门4上。新鲜空气导入通道25相对窜缸混合气主通道22和机油分离通道24处于离侧壁2B最内的位置。机油分离通道24处于窜缸混合气主通道22和新鲜空气导入通道25间。窜缸混合气主通道22的一端与连接器9相连，如图1所示。机油分离通道24的一端与窜缸混合气控制阀7相连，如图1所示，另一端向气门室3打开。
如图7所示，该对连通通道23的每个一般为L形，并包括从窜缸混合气主通道22分支地横向连通通道23A，和与横向连通通道23A相连的竖直连通通道23B。横向连通通道23A沿与方向D1垂直的方向D2和平行于缸盖罩2和缸盖1间的紧靠表面P的方向延伸。竖直连通通道23B沿垂直于紧靠表面P的方向，即垂直于方向D1和D2的方向D3延伸。特别地，缸盖罩2具有一对从侧壁2B部分向外扩展或膨胀的扩大部分27，而侧壁2B部分彼此之间沿该发动机气缸的列的方向D1间隔开。扩大部分27因此形成在彼此沿方向D1间隔开并与下凸缘2A相连接的部分处。连通通道23形成在每个扩大部分27内。横向连通通道23A在冲模形成缸盖罩2后通过机加工形成。横向连通通道23A的开口端由压配合于其中的球形塞28封闭。此时，术语“横向”和“竖直”被用来表示相对紧靠表面P的方向，并且不是严格地指在装配和操作状态下内燃机的水平和竖直方向。
如图3和4所示，每个扩大部分27沿该发动机气缸列的方向D1延伸。第二通道13内的沟槽和扩大部分27形成在下凸缘2A的下侧表面上。该沟槽沿方向D1延伸预定长度，如图3所示。即，第二通道13具有沿方向D1延伸的预定长度。连通通道23的竖直连通通道23B沿长度方向具有一个朝向第二通道13的中间部的下端开口。
如图5所示，缸盖1具有一对从缸盖1的侧壁1A的彼此沿缸盖1的纵向间隔开的部分向外扩展或膨胀的扩大部分29。扩大部分29因此形成在彼此沿缸盖1的纵向，即沿该发动机气缸列的方向D1间隔开的部分处。扩大部分29连接上凸缘12，并布置和延伸为与缸盖罩2的扩大部分27对应。一对第三通道14通过适当地方法形成在每个扩大部分29内，如通过钻孔。每个第三通道14延伸穿过扩大部分29，并且其一端向上凸缘12的一个上表面开口，其另一相对端向每个发动机气缸的进气口6开口。第三通道14的一端被定位在当缸盖1和缸盖罩2相互紧靠地装配时与第二通道13的一部分重叠。特别地，一对第三通道14被设置成与单个第二通道13相对应。该对第三通道14连接第二通道13的沿长度方向相对的相对端。窜缸混合气从竖直连通通道23B流入第二通道13，在第二通道13的相对端分支，分为两个窜缸混合气流，流向第二通道13相对端。该两个窜缸混合气流流过第二通道13的相对端、该对第三通道14，进入两个发动机气缸。因此，窜缸混合气被分配到两个发动机气缸。
如图4和8所示，一对分隔壁30布置在第二通道13内。每个分隔壁30处于限定第二通道13的沟槽的底部处，并可以与下凸缘2A一体形成。分隔壁30决定第二通道13的主要的横截面面积。对于这种分隔壁30的布置，能适当地调节窜缸混合气从竖直连通通道23B经第二通道流入第三通道14的流量。这种利用分隔壁30的窜缸混合气调节能容易地采用于改变内燃机的参数和调节窜缸混合气到每个发动机气缸的分配特性。
在本实施方式中，发动机的每个气缸具有两个进气门4。进气口6接近进气门4的下游部有一个Y形分支部。如图2A所示，安装有燃油喷射器31的燃油喷射器安装部32布置在进气口6的一个进气部。如图5所示，在这样的一个位置布置有第三通道14，防止与燃油喷射器安装部32发生干涉。另外，一对第三通道14布置在一对发动机气缸间。对于这种第三通道14的布置，第二通道13的长度较短。另外，如图2A所示，在进气口6内的进气路径被分隔壁33分隔成上和下进气通道。进气控制阀34可操纵地只打开和关闭下进气通道，其布置在进气歧管35的出口部。不论进气控制阀34是否是打开操作和关闭操作，进气总能导入上进气通道。第三通道14向上进气通道打开，因此在那连通。图2B图示本实施方式的变形，其中第三通道14的相对端向分隔壁33的下游的进气口6的进气路径打开。
如图6和7所示，密封件或衬垫41插在缸盖1和缸盖罩2间，并密封气门室3。衬垫41由橡胶制成，并形成为一般的矩形框架。衬垫41安装在衬垫沟槽42内，沟槽形成在缸盖罩2的下凸缘2A和扩大部分27内。衬垫41压挤在缸盖罩2的下凸缘2A、扩大部分27和缸盖1的上凸缘12、扩大部分29间。另外，如图3和4所示，衬垫41包括一个沿限定第二通道13的沟槽的整个周边延伸的第二通道密封部。特别地，第二通道密封部包括沿气门室3的周边笔直延伸的主密封部41A，和布置在主密封部41A外，形状为如图4所示的平的C形的副密封部41B。衬垫42的一部分形成为与第二通道密封部的主密封部41A和副密封部41B啮合。第二通道密封部围绕并密封第二通道13的整个周边。
用多个螺栓，沿缸盖罩2的周边，将其紧固到缸盖1上。另外，缸盖罩2的扩大部分和缸盖1的扩大部分29彼此固定地连接，以强化第二通道周围的密封，在第二通道上施加负压。特别地，如图2和6所示，筒状凸台部43形成在缸盖罩2的扩大部分27内。螺栓44作为一个紧固件，延伸穿过凸台部43，并螺固于缸盖1的扩大部分29内的螺栓孔45内。如图6所示，凸台部43和螺栓44处于衬垫41的副密封部41B的外部。这进一步确保了副密封部41B的密封。
另外，凸台43和螺栓44用来支撑燃油系的保护罩51。特别地，如图2A所示，用于将燃油供应给燃油喷射器31的燃油管52布置在缸盖1的侧壁1A上。燃油管52沿该发动机气缸列的方向D1延伸。一般为U形的进气歧管35绕燃油管52的外侧布置。保护罩51布置在燃油管52和进气歧管35间，以便遮盖燃油管52，防止燃油管52在车辆碰撞发生时被进气歧管35压扁。保护盖51由金属制成，并成形为横截面一般为U形的沟渠状。保护罩51通过钢板压制而成。保护罩51布置成使其一般为U形截面的一开口端基本上定位朝向缸盖罩2的侧壁2B。两个配件53分别通过点焊焊接到保护罩51的两个部分，它们沿保护罩51的纵向彼此间隔开。每个配件53通过螺栓44紧固到凸台部43。保护罩51的上端部51A处于配件53下，并与凸台部43的外周面相对。保护罩51的下端部51B是自由端，并与缸盖1的上凸缘12和进气口6间的凹槽54相对。另外，保护罩51的纵向的中部有凸台55。凸台55形成在与一般为U形截面的底部相对的外表面上，并且通过螺栓连接进气歧管35的凸台56，无图示。因此，保护罩51在三个部分被支撑，即两个固定到缸盖罩2的凸台部43的部分，和一个固定到进气歧管35的凸台56的部分，即凸台55。在车辆发生碰撞时进气歧管35向图2A中的右侧变形时，保护罩51被进气歧管35推动与点焊到那的配件53分离，并且引起保护罩51的上端部51A与缸盖罩2的凸台部43相接触。同时，保护罩51的下端部51B在凹槽54内移动，与缸盖1的侧壁1A接触。结果，保护罩51能保持一般为U形的截面，进而保护其内的燃油管52和燃油喷射器31。特别地，由碰撞引起的载荷由保护罩51的一般为U形的截面的一对基本上相对的笔直部分承担。因此，厚度较小的保护罩51与其上施加有剪切或弯曲载荷的情形相比，能承受如此大的线性载荷。另外，一体形成有扩大部分27的缸盖罩2的凸台部43的厚度和刚度大于缸盖罩2的侧壁2B的一般部分，并且通过螺栓44固定到缸盖1。凸台部43能充分地承受从保护罩51输入的载荷。同时，缸盖1和缸盖罩2由铸铝合金制成，并且进气歧管35在本实施方式中由合成树脂制成。
在如上所解释的窜缸混合气循环装置中，窜缸混合气流进入公共窜缸混合气主通道22和第一通道11的该对连通通道23，进而分为两个窜缸混合气支流。这两个窜缸混合气支流的每个进入每个第二通道13，进而被分为两个窜缸混合气支流。两个窜缸混合气支流流过第二通道13，进入与发动机气缸中的两个相连通的该对第三通道14。结果，从气门室3排出的窜缸混合气流以锦标赛的形式分为四个支流，它们分别被输送到四个发动机气缸。对于这种锦标赛式窜缸混合气流路的布置，窜缸混合气能容易地相等地分配到发动机气缸。另外，窜缸混合气流路不能沿一个相同的平面布置，即紧靠表面P，并且具有一个多层结构。第二通道13是布置在紧靠表面P上，并形成多层结构的一部分，它只是笔直地沿方向，即方向D1延伸。这用来使由形成第二通道13和密封第二通道的衬垫41引起的缸盖1和缸盖罩2的尺寸的增大减到最小。特别地，该对扩大部分27被布置成彼此在缸盖罩2的侧壁2B上间隔开，并且该对扩大部分29相应于扩大部分27布置在缸盖1的侧壁1A上。这导致缸盖1和缸盖罩2的外部尺寸和重量增加得相当小。另外，几乎窜缸混合气流路的所有部分布置在缸盖罩2，从而窜缸混合气的冷凝几乎不能发生，甚至在冷的工况下也如此。
另外，对于第三通道14的这种布置，窜缸混合气能导入进气口6的较下游的部分。因此，处于进气口6的上游的进气控制阀34能阻止受窜缸混合气冷凝的影响。
同时，窜缸混合气控制阀7的布置不限于本实施方式中的窜缸混合气控制阀7安装在缸盖罩2的上表面，并经包括橡胶软管的外管路与窜缸混合气主通道22相连。窜缸混合气控制阀7能安装在缸盖罩2内，外管路能省略。
本申请是基于2003年2月14日申请的日本专利申请第2003-36859号的优先权作出的。该日本专利申请第2003-36859的整个内容在此作为参照。
尽管上面已经参照本发明的某些实施方式对本发明进行描述，但本发明不限于上述的实施方式。根据上述教导，本领域技术人员能对上述的本发明作出变形和变动。本发明的范围参照下面权利要求来限定。

Claims (23)

1.一种在一个内燃机中用于使窜缸混合气循环到发动机气缸的装置，该发动机气缸分别具有进气口，该装置包括：
一个缸盖罩，包括一个限定一个第一通道的第一壁和一个从该第一壁向外延伸的第一凸缘；和
一个缸盖，包括一个第二壁和一个与第一凸缘配合在其之间形成一个紧靠表面的第二凸缘，在该紧靠表面上布置有一个第二通道，第二通道与第一通道相连，并沿发动机气缸的列的方向延伸，该第二壁限定多个第三通道，每个第三通道的一端向第二凸缘开口，并与第二通道相连通，其相对端向每个发动机气缸的进气口开口。
2.根据权利要求1所要求的装置，其特征在于，第二通道由缸盖的第二凸缘和一个形成在缸盖罩内的第一凸缘内的沟槽限定。
3.根据权利要求2所要求的装置，其特征在于，还包括一个插于缸盖罩和缸盖间的密封件，该密封件包括一个围绕该第二通道的整个周边的部分。
4.根据权利要求2所要求的装置，其特征在于，还包括一个布置在沟槽底部的分隔壁，以便调节窜缸混合气流过第二通道的流量。
5.根据权利要求4所要求的装置，其特征在于，分隔壁与缸盖罩的第一凸缘一体形成。
6.根据权利要求1所要求的装置，其特征在于，第一通道包括一个沿发动机气缸的列的方向延伸的窜缸混合气主通道，和一个连通该窜缸混合气主通道和第二通道的连通通道，该窜缸混合气主通道由第一壁和一个处于该缸盖罩内的板限定，该连通通道形成在缸盖罩的第一壁内。
7.根据权利要求6所要求的装置，其特征在于，连通通道包括一个与窜缸混合气主通道相连的横向连通通道，该通道沿平行于紧靠表面的方向和垂直该发动机气缸的列的方向的方向延伸，还包括一个竖直连通通道，其沿垂直于紧靠表面的方向延伸，并连接横向连通通道和第二通道。
8.根据权利要求6所要求的装置，其特征在于，第二通道包括多个用于将窜缸混合气经多个第三通道分配于一对发动机气缸的第二通道，多个第二通道的每一个经连通通道与一个公共窜缸混合气主通道连通。
9.根据权利要求6所要求的装置，其特征在于，缸盖罩的第一壁包括一个从第一壁的一部分向外扩张的第一扩大部分，该缸盖的第二壁包括一个与第一扩大部分相应布置，并从第二壁的一部分向外扩张的第二扩大部分，该第二通道布置在第一和第二扩大部分间，该连通通道经第一扩大部分延伸。
10.根据权利要求9所要求的装置，其特征在于，第一扩大部分包括一个与其一体形成的凸台部，该第一和第二扩大部分利用一个布置在凸台部的紧固件彼此连接。
11.根据权利要求10所要求的装置，其特征在于，该内燃机包括一个布置在缸盖的第二壁上的燃油管，和一个保护罩，保护罩的截面一般为U形，以便遮盖燃油管，保护罩一端部通过紧固件支撑在凸台部上。
12.根据权利要求1所要求的装置，其特征在于，该内燃机包括一个将进气口内的进气路径分为两个进气通道的分隔壁，多个第三通道的每个具有一个向两个进气通道中的一个内打开的端部。
13.根据权利要求12所要求的装置，其特征在于，多个第三通道的每个的该端部向分隔壁的下游的两个进气通道中的一个内打开。
14.根据权利要求1所要求的装置，其特征在于，还包括一个窜缸混合气控制阀，其可操作来调节流入第一通道的窜缸混合气的流量，该窜缸混合气控制阀安装在缸盖罩上。
15.一种用于在一个内燃机内将一个气门室内的窜缸混合气循环到发动机气缸的装置，该气门室由一个缸盖和一个缸盖罩限定，在缸盖和缸盖罩间布置有一个紧靠表面，该发动机气缸分别具有进气口，该装置包括：
第一壁装置，用于限定将气门室中排出的窜缸混合气沿与紧靠表面平行的方向传送的第一通道，该第一通道在缸盖罩内延伸；
第二壁装置，用于限定一个允许流经第一通道的窜缸混合气沿紧靠表面流动的第二通道，该第二通道在紧靠表面上延伸；
第三壁装置，用于限定多个将流经第二通道的窜缸混合气传送到发动机气缸的进气口的第三通道，多个第三通道在缸盖内延伸。
16.根据权利要求15所要求的装置，其特征在于，还包括密封装置，用于密封第二通道。
17.根据权利要求15所要求的装置，其特征在于，还包括分隔装置，用于调节流过第二通道的窜缸混合气的流量。
18.根据权利要求15所要求的装置，其特征在于，第一通道包括一个窜缸混合气主通道，其沿该发动机气缸的列的方向延伸，并且还包括一个连通窜缸混合气主通道和第二通道的连通通道。
19.根据权利要求18所要求的装置，其特征在于，连通通道包括一个横向连通通道，其与窜缸混合气主通道相连，并沿平行于紧靠表面的方向和垂直该发动机气缸的列的方向延伸，还包括一个竖直连通通道，其沿垂直于紧靠表面的方向延伸，并连接横向连通通道和第二通道。
20.根据权利要求15所要求的装置，其特征在于，第二通道包括多个第二通道，它们沿该发动机气缸的列的方向延伸，并分隔一个流经第一通道的窜缸混合气流为窜缸混合气支流。
21.根据权利要求15所要求的装置，其特征在于，该内燃机包括分隔装置，用于将进气口内的进气路径分为两个进气通道，多个第三通道的每个的一端部向两个进气通道中的一个内打开。
22.根据权利要求21所要求的装置，其特征在于，多个第三通道的每个的该端部向分隔壁的下游的两个进气通道中的一个内打开。
23.根据权利要求1所要求的装置，其特征在于，还包括阀装置，用于调节从气门室流入第一通道的窜缸混合气的流量。
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