专利名称：进气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进气装置。
背景技术：
DE10332989A1公开了一种进气系统，其具有缓冲罐(surge tank)，该缓冲罐将进入空气引导到发动机的每个缸，并且在该缓冲罐中布置有冷却器。该进气系统使得由涡轮增压器压缩的进入空气在比较靠近发动机的地方被冷却。然而，当进入空气通过相当于冷却器的中间冷却器而被冷却时，该冷却的空气从位于中间冷却器下游的发动机或发动机舱接收热量，以便该进入空气的温度可再次被升高。如果该进入空气的温度再次被升高，该涡轮增压器的涡轮增压效果将下降。 此外，如果内部废气再循环(EGR，废气再循环)装置使用在进气系统中，排出的高温气体再次被抽入到发动机的缸中。在这种情况下，可能产生爆震，使得其难以将大量的排出气体引导穿过该内部EGR装置。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种进气装置，在其中进入的气体被防止温度增加。根据本发明的一个实施方式，连接到发动机的缸盖的进气装置包括缓冲罐和冷却器。该缸盖包括进气口，该进气口容纳有进气阀。该缓冲罐具有主要部分和连接器。该主要部分限定了容纳空间，该容纳空间与进气口的进气通道相连通。该连接器连接到该缸盖。该冷却器容纳在该容纳空间中，并且具有制冷剂通道和空气通道，制冷剂流动通过该制冷剂通道，进入空气流动通过该空气通道。该冷却器通过制冷剂而冷却该进入空气，并且具有从连接器朝向进气阀凸出的凸出部。因而，该冷却的进入空气被防止温度增加。具体地，可形成较短的进气阀与相反于该进气阀的冷却器端部之间的距离。因而，由冷却器所冷却的进入空气被防止由发动机再次加热。另外，进入空气的体积被防止膨胀，并且响应速度被防止降低。此外，当进气阀被打开时，该返回的废气可被冷却，以便大量的EGR气体可通过使用内部EGR装置而被引导，该内部EGR装置比外部EGR装置价格低廉，并且可限制爆震。根据本发明的一个实施方式，该凸出部是多个凸出部中的一个。当进气装置安装到具有多个进气口的缸盖时，多个凸出部分别相对于该多个进气口而凸出。因此，进入空气的温度通过进气口的热量而被防止增加。根据本发明的一个实施方式，该冷却器是多个冷却器中的一个。该冷却器的冷却效率可被升高，因为这些冷却器的制冷剂通道彼此相互独立。因而，进入空气的温度被更加有效地防止升高。根据本发明的一个实施方式，该制冷剂通道构成为延伸到相反于进气阀的冷却器一端。因此，流动通过制冷剂通道的制冷剂可抵达相反于进气阀的冷却器一端。因而，该进入空气可通过向上直到相反于进气阀的冷却器一端而被冷却。因此，该冷却器的冷却能力被提闻。根据本发明的一个实施方式，制冷剂通道具有前部(或向前)通道和后部(或向后)通道。制冷剂在前部通道中朝向进气阀流动，在该后部通道中流动离开进气阀。因而，在相同的凸出部中，前部通道中的制冷剂温度比后部通道中制冷剂温度高，以便制冷剂的冷却效率可被升高。根据本发明的一个实施方式，对流动通过进气通道的该进入空气的量进行控制的流速控制器被布置为关于(through)冷却器与进气阀相反。该流速控制器可以是翻转(或翻滚)控制阀或者涡旋控制阀。该进入空气的流动是通过控制该翻转控制阀或涡旋控制阀的开口而被控制，以便产生翻转流动或者涡旋流动。根据本发明的一个实施方式，该冷却器的空气通道在垂直于该进入空气的流动方向的方向上被分隔成第一部分和第二部分，并且该第一部分具有比第二部分的第二通道面 积大的第一通道面积。因此，翻转流动可通过调节第一部分和第二部分的布置方向而产生。
本发明的上述及其他的目的、特征和优点将从下面参照所附附图的详细描述中变得更加清楚。在图中图I是示出了进气系统的示意图，该进气系统包括根据第一实施方式的进气装置；图2是沿着图I的线II-II的剖面图；图3是示出了第一实施方式的进气装置的透视图；图4是示出了根据第二实施方式的进气装置的透视图；图5是示出了根据第三实施方式的进气装置的透视图；图6是示出了根据第四实施方式的进气装置的透视图；图7是示出了包括根据第五实施方式的进气装置的进气系统的示意图；以及图8是沿着图7中线VIII-VIII的剖面图。
具体实施例方式(第一实施方式)例如，根据第一实施方式的进气装置21应用于车辆的发动机系统I。如图I中所示，该发动机系统I装备有入口管10、进气装置21、发动机30、排气管40以及涡轮增压器50。该入口通道11被限定为处于入口管10的内部。入口 12被限定在入口管10的第一端部处。该空气过滤器13设置在入口管10中并靠近入口 12。该空气过滤器13收集包含在进入空气中夹杂物。进气装置21布置到入口管10的第二端部。该节流阀14布置在进气装置21之前的入口通道11中。该节流阀14通过打开/关闭该入口通道11而对供给到发动机30的该进入空气量进行控制。该节流阀14相当于流速控制器，该流速控制器控制该进入空气量。该进气装置21具有缓冲罐71和中间冷却器61。缓冲罐71的第一端部与入口管10相连接，并且该缓冲罐71的第二端部与发动机30相连接。该缓冲罐71和和中间冷却器61将之后再详细说明。该中间冷却器61相当于冷却器。该发动机30具有四个缸31，且每个缸31在其内部具有燃烧室313。该发动机30具有缸盖32，该缸盖封闭了该缸31的一端。缸盖32具有四个进气口 311，其对应于该四个缸31。进气通道312被限制在进气口 311的内部。进气道312与缸31的燃烧室313相连通。排放口 314布置在与进气口 311相反的缸31的另一端处。排放通道315被限定在排放口 314的内部。排放通道315与燃烧室313相连通。如图2中所示，活塞316布置在燃烧室313中，以在缸31的轴向方向上往复运动。进气阀317、排气阀318、注射器310以及火花塞319设置在缸盖32中。进气阀317打开/关闭该燃烧室313与进气通道312之间的空间。排气阀318打开/关闭该燃烧室313与排放通道315之间的空间。注射器310将汽油作为一种燃料注射到燃烧室313。该火花塞319在燃烧室313中点燃该汽油。因而，发动机通过燃烧该燃烧室313中由注射器310注射的汽油而工作。例如，发动机30是四缸直接注射型汽油发动机。
当活塞316在燃烧室313中向下移动时，在燃烧室313与进气通道312之间产生压差。与此同时，进气通道312的气体(空气)被抽到燃烧室313中。抽入到燃烧室313中的气体被称为“进入空气”。如图I中所示，该排气管40连接到发动机30的排放口 314。排气管40的一端靠近排放口 314，并且分支成四个部分，并且每个分支部分连接到排放口 314。该排气管40的另一端相反于该排放口 314,并具有排气口 42。排气通道41被限定在排气管40的内部。通过在燃烧室313中燃烧汽油，而产生了燃烧气体，并且该燃烧气体从该燃烧室313中排放。该排放的燃烧气体流动通过排放口 314和排气通道41，并且通过排气口 42流出该车辆。由在燃烧室313中汽油燃烧所产生的燃烧气体被称为“废气”。净化器43设置在靠近排气口 42的排气管40中。例如，该净化器43包括整块的三元催化器。废气在流动通过该净化器43时被净化。该涡轮增压器50布置在入口管10和排气管40之间。该涡轮增压器50具有涡轮
52、压缩机51以及轴53。该涡轮52可旋转布置到排气通道41中，并且布置在发动机30与净化器43之间。压缩机51可旋转布置在入口通道11中，并且布置在空气过滤器13与节流阀14之间。该轴53将涡轮52和压缩机51彼此连接。当废气流动通过排气通道41时，旋转涡轮52并且旋转压缩机51。当压缩机51旋转时，通过压缩机51而压缩该进入空气，并且该压缩的空气被供给到发动机30。也就是说，涡轮增压器50增压用于发动机30的该进入空气。相比于靠近在压缩机51之前的空气过滤器13的该进入空气，由压缩机51所压缩的该进入空气的温度在发动机30之前被升高。缓冲罐71和中间冷却器61将参照图3而详细的描述。该缓冲罐71具有罐主要部分70、第一凸缘201、第二凸缘202以及四个导向部分711，如图3中所示。该主要部分70具有大体矩形的形状，并且具有第一长侧面713，第二长侧面715，第一短侧面714以及第二短侧面716。在主要部分70的内部限定了容纳空间700。该主要部分70的第一短侧面714具有孔701、702。该主要部分70的纵向方向被定义为Z向，主要部分70的次要(较短)方向被定义为X向。垂直于X向和Z向的方向被定义为Y向，如图3中所示。第一凸缘201具有大体矩形的板形。第一凸缘201布置在主要部分70的第一短侧面714上，并且靠近该第一长侧面713。第一凸缘201在中心处具有开口 205，并且该开口 205与该容纳空间700相连通。第一凸缘201具有多个螺纹孔203。当入口管10与第一凸缘201相连接时，入口管10的入口通道11经由开口 205与容纳空间700相连通。第二凸缘202具有大体矩形的板形。第二凸缘202布置在主要部分70的第二长侧面715上。第二凸缘202具有多个螺纹孔204。该多个螺纹孔204分别对应于相反于该第二凸缘202的缸盖32的表面的多个孔321。第二凸缘202可对应于连接器。该四个导向部分711被布置到第二凸缘202，并且关于该第二凸缘202与该主体部分70相反地布置。该导向部分711将导向通道712限定在内部，并且该导向通道与该容纳空间700相连通。该四个导向部分711构造为插入懂啊四个进气口 311中。当导向部分711插入到进气口 311中时，该导向通道712和进气通道312彼此相互连通。该中间冷却器61容纳在缓冲罐71的容纳空间700中，并且布置得靠近该第二长侧面715。中间冷却器61具有主要部分610，以及从该主要部分610凸出的四个凸出部611。 该汉族要部分610具有大体矩形的形状。该四个凸出部611构造为分别插入该导向部分711的导向通道712中。中间冷却器61具有制冷剂通道613以及空气通道614，制冷剂流动通过该制冷剂通道613，进入空气流动通过该空气通道。制冷剂通道613的第一端部限定了供给口 615，并且制冷剂通道613的第二端部限定了出口 616。制冷剂通道613形成为延伸到与主要部分610相反的凸出部611的端部。供给口 615和出口 616从主要部分70经由孔701和孔702分别向外凸出。位于凸出部611中的制冷剂通道613具有前部通道613a和后部通道613b。前部通道613a中的制冷剂沿远离该主要部分610的方向流动，并且后部通道613b中的制冷剂沿朝向主要部分610的方向流动。也就是说，前部通道613a中的制冷剂从主要部分610朝向进气阀317流动，而后部通道613b中的制冷剂从凸出部611的顶端朝向主要部分610而流动。制冷剂在前部通道613a和后部通道613b之间相向流动。该空气通道614靠近该制冷剂通道613。流动通过该空气通道的进入空气与流动通过该制冷剂通道613的制冷剂相互交换热量。当由供给口 615供给的制冷剂流动通过四个凸出部611的前部通道613a和后部通道613b时，该制冷剂与流动通过该空气通道614的进入空气相热交换，以便制冷剂的温度升高。具有较高温度的制冷剂从该出口 616所排放。根据第一实施方式，中间冷却器61的凸出部611被成形为凸出到导向部分711的导向通道712中，如图2中所示。当导向部分711插入到进气口 311时，该凸出部611凸出到进气口 311的进气通道312中。因此，进气阀317与相反于进气阀317的中间冷却器61的端部之间的距离可被变短。因而，由中间冷却器61所冷却的进入空气被防止在进气口311中被再加热。另外，防止进入空气的体积膨胀，并且防止响应速度降低。此外，当进气阀317被打开时，返回的废气可被冷却，以便大量的EGR气体可被引导穿过该内部EGR装置。根据第一实施方式，该制冷剂通道613被成形为延伸到与主要部分610相反的凸出部611的顶端。所以，流动通过制冷剂通道613的制冷剂可抵达中间冷却器61相反于进气阀317的端部。因而，该进入空气可在直到中间冷却器61的相反于该进气阀317的端部的区域中被冷却。因此，可提高该中间冷却器61的冷却能力。
根据第一实施方式，位于凸出部611中的制冷剂通道613具有前部通道613a和后部通道613b。前部通道613a中的制冷剂在远离主要部分610的方向上流动，而后部通道613b中的制冷剂在朝向主要部分610的方向上流动。因而，在相同的凸出部611中，前部通道613a中的制冷剂温度低于后部通道613b中的制冷剂温度。此外，由于制冷剂通道613制造的较长，空气通道614与制冷剂通道613之间的接触区域可被增加。因而，可升高制冷剂的冷却效率。(第二实施方式)将参照图4描述根据第二实施方式的进气装置22。在第二实施方式中，大体上与第一实施方式相同的元件采用了相同的附图标记，并在此不再赘述。如图4中所示，进气装置22具有缓冲罐72和中间冷却器62。
缓冲罐72具有罐主要部分70、第一凸缘201、第二凸缘202以及单个导向部分721。该导向部分721布置到第二凸缘202，并且关于该第二凸缘202相反于该主要部分70。该导向部分721具有大体上矩形的形状，并且在其内部限定了导向通道722。该导向通道722与该容纳空间700相连通。该中间冷却器62具有主要部分620和凸出部621。主要部分620具有大体矩形的形状，并且容纳在缓冲罐72的容纳空间700中。该凸出部621从主要部分620凸出到导向部分721的导向通道722中。该凸出部621具有大体矩形的形状。该中间冷却器62具有冷却剂通道622和空气通道614，制冷剂流动通过该制冷剂通道，进入空气流动通过该空气通道。制冷剂通道622的第一端部限定了供给口 615，而制冷剂通道622的第二端部限定了出口 616。在第二实施方式中，缸盖32具有连接到缓冲罐72的端部表面，并且该缸盖32的端部表面具有凹槽33。四个进气口 311开口于凹槽33的底面331上。当缸盖32和缓冲罐72相互彼此连接时，导向部分721由凹槽33所接收，并且导向通道722与进气口 311相互彼此连通。因此，中间冷却器62的凸出部621与全部四个进气口 311相连通，以便由中间冷却器62所冷却的进入空气被供给到进气口 311。根据第二实施方式，中间冷却器62具有凸出部621，该凸出部可连接到全部进气口 311。此外，该凸出部621具有大体上矩形的形状。因此，产生中间冷却器62的方法相比于第一实施方式更加容易和简单。此外，第二实施方式实现了第一实施方式的相同优点。(第三实施方式)现在将参照图5来描述根据第三实施方式的进气装置23。在第三实施方式中，大体上与第二实施方式相同的元件采用了相同的附图标记，并且在此不再赘述。如图5中所示，进气装置23具有缓冲罐73、第一中间冷却器631和第二中间冷却器632。该缓冲罐73具有罐主要部分70、第一凸缘201、第二凸缘202、第一导向部分731以及第二导向部分732。第一导向部分731和第二导向部分732布置到第二凸缘202，并且关于该第二凸缘202与主要部分70相反。第一导向部分731和第二导向部分732布置到第二长侧面715，并且布置在Z向上。该第一导向部分731和第二导向部分732具有大体上矩形的形状，并且分别限定了第一导向通道733和第二导向通道734。该导向通道733、734与容纳空间700相连通。该第一导向部分731对应于该进气口 311中的两个，并且第二导向部分732对应于该进气口 311中的另两个。该第一中间冷却器631具有第一主要部分633和第一凸出部635。主要部分633容纳在缓冲罐73的容纳空间700中。第一凸出部635从主要部分633凸出到第一导向通道733中。中间冷却器631具有第一供给口 637a、第一出口 637b以及第一制冷剂通道637，该第一制冷剂通道相互彼此连接该口 637a、637b。第一供给口 637a和第一出口 637b分别从主要部分70经由孔701和孔702而向外凸出，该孔701和该孔702限定在第一短侧面714 中。第二中间冷却器632具有第二主要部分634和第二凸出部636。主要部分634容纳在缓冲罐73的容纳空间700中。第二凸出部636从主要部分634凸出到第二导向通道734 中。该第二中间冷却器632具有第二供给口 638a、第二出口 638b以及第二制冷剂通 道638，该第二制冷剂通道将这些口 638a、638b相互彼此连接。第二供给口 638a和第二出口 638b分别从主要部分70经由孔703和孔704向外凸出，且这些孔限定在第二短侧面716中。制冷剂在第一中间冷却器631和第二中间冷却器632中相对于彼此独立地循环。在第三实施方式中，当缸盖32和缓冲罐73彼此连接时，该第一导向部分731和第二导向部分732由凹槽33所接收。第一导向通道733与这些进气口 311中的两个相连通，而该第二导向通道734与这些进气口 311中的另两个相连通。所以，由第一中间冷却器631和第二中间冷却器632所冷却的该进入空气被供给到进气口 311。根据第三实施方式，第一中间冷却器631和第二中间冷却器632相对于彼此独立。第一中间冷却器631的制冷剂通道和第二中间冷却器632的制冷剂通道相对于彼此独立。因此，可防止冷却能力相对于四个进气口 311变化。此外，可大大提高该进入空气的冷却效果O(第四实施方式)现在将参照图6来描述根据第四实施方式的进气装置24。在第四实施方式中，大体上与第三实施方式相同的元件采用了相同的附图标记，并且在此不再赘述。如图6中所示，该进气装置24具有缓冲罐74、第一中间冷却器641以及第二中间冷却器642。缓冲罐74具有罐主要部分75、第一凸缘201、第二凸缘202、第一导向部分741以及第二导向部分742。当在Y向看去时该罐主体部分75具有大体U形，并且具有长侧面751、第一短侧面752、第二短侧面753、第三短侧面754以及第四短侧面755。主要部分75在其内部限定了容纳空间750，并且当在Y向看去时该空间750具有大体U形截面。该第一导向部分741布置到位于第二短侧面753上的第二凸缘，并且该第一导向部分关于该第二凸缘202与主要部分75相反。 第二导向部分742布置到位于第三短侧面754上的第二凸缘202，并且关于该第二凸缘202与该主要部分75相反。第一导向部分741和第二导向部分742分别限定了第一导向通道743和第二导向通道744。该导向通道743、744与容纳空间750相连通。
第一中间冷却器641具有第一主要部分643和第一凸出部645。主要部分643容纳在缓冲罐74的容纳空间750中，并且靠近第一短侧面752和第二短侧面753。凸出部645从主要的部分643凸出到导向通道743中。该第一中间冷却器641具有第一供给口 647a、第一出口 647b以及第一制冷剂通道647，该第一制冷剂通道将这些口 647a、647b相互连接。第一供给口 647a和第一出口 647b分别从主要部分75经由限定在第一短侧面752中的孔701和702而向外凸出。第二中间冷却器642具有第二主要部分644和第二凸出部646。主要部分644容纳在缓冲罐74的容纳空间中，并且靠近该第三短侧面754和第四短侧面755。该凸出部646从该主要部分644凸出到导向通道744中。第二中间冷却器642具有第一供给口 648a、第二出口 648b和将这些孔648a、648b 相互连接的第二制冷剂通道648。第二供给口 648a和第二出口 648b分别从该主要部分75经由限定在第四短侧面755中的孔703和孔704而向外凸出。在第四实施方式中，第一中间冷却器641和第二中间冷却器642具有在X向延伸的第一空气通道614a和第二空气通道614b。第一空气通道614a位于Y向的上部侧面上，而第二空气通道614b位于Y向的下部侧面上。第一空气通道614a的通道面积比第二空气通道614b的大。在第四实施方式中，缸盖32具有第一凹槽341和第二凹槽342，其位于相反于缓冲罐74的端部表面上。该四个进气口 311中的两个在第一凹槽341的底部343中开口，而该四个进气口 311的另两个在第二凹槽342的底部344中开口。当缸盖32和缓冲罐74相互连接时，第一导向部分741装备有第一凹槽341，而第二导向部分742装备有第二凹槽342。与此同时，第一导向部分743与开口于底部343中的两个进气口 311相连通，而该第二导向部分744与开口与底部344中的另个进气口 311相连通。因此，由第一中间冷却器641和第二中间冷却器642所冷却的该进入空气被供给到进气口 311。根据第四实施方式，第一空气通道614的通道面积并不同于第一中间冷却器641和第二中间冷却器642中的第二空气通道614b的通道面积。该第一空气通道614a位于Y向上远离第二空气通道614b的上部侧面。该第一空气通道614a的通道面积比第二空气通道614b的通道面积大。因此，流动通过第一空气通道614a的该进入空气量比流动通过该第二空气通道614b的该进入空气量大。因而，该进入空气的翻转流动可在燃烧室313中产生。(第五实施方式)现在参照图7和8来描述根据第五实施方式的进气装置25。在第五实施方式中，大体上与第一实施方式相同的元件采用相同的附图标记，且在此不再赘述。如图7中所示，翻转控制阀15布置在进气装置25的缓冲罐71中，并且通常用于四个缸。该翻转控制阀15关于该中间冷却器61相反于该进气阀317布置。如图8中所示，罐71与阀15之间的上部开口设置得比罐71与阀15之间的下部开口大。所以，在阀15的上部侧面上流动的该进入空气量大于在阀15的下部侧面上流动的该进入空气量。因而，可产生翻转流动。(其他实施方式)在上述实施方式中，该缸盖具有四个进气口。可替换的是，进气口的数量可以是三个或更少，或者是五个或更多。该进气口的数量可以是一个。该缓冲罐的形状并不限制为矩形。可替换的是，该缓冲罐的形状可以是其他形状，例如三角形。翻转控制阀的数量并不限制为一个，其可以是两个或更多。翻转控制阀可由节流阀所构造。通道面积可在Z向上变化，而不是在Y向上。
这些变化和修改可被理解为落入所附加的权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种进气装置(21、22、23、24、25)，其连接到发动机(30)的缸盖(32)，所述缸盖包括容纳有进气阀(317)的进气口(311)，所述进气装置包括 缓冲罐(71、72、73、74)，其具有 主体部分(70)，所述主体部分(70)限定了与进气口的进气通道(312)连通的容纳空间(700)，以及 连接器(202)，所述连接器(202)连接到所述缸盖；以及 容纳在所述容纳空间中的冷却器(61、62、 631、632、641、642)，所述冷却器具有制冷剂流动通过的制冷剂通道出13、622、637、638、647、648)以及进入空气流动通过的空气通道(614)，所述冷却器使用制冷剂冷却所述进入空气，其中 所述冷却器具有从所述连接器朝向进气阀凸出的凸出部(611、621、635、645、636、646) ο
2.如权利要求I所述的进气装置，其特征在于， 所述凸出部(611、635、645、636、646)是多个凸出部中的一个。
3.如权利要求I所述的进气装置，其特征在于， 所述冷却器(631、632、641、642)是多个冷却器中的一个。
4.如权利要求1-3中任一项所述的进气装置，其特征在于， 所述制冷剂通道延伸到冷却器的与进气阀相反的一端。
5.如权利要求1-3中任一项所述的进气装置，其特征在于， 制冷剂通道具有前部通道^13a)和后部通道(613b)，制冷剂在前部通道中朝向进气阀流动，在后部通道中流动离开所述进气阀。
6.如权利要求1-3中任一项所述的进气装置，其特征在于，所述进气装置还包括 流速控制器(14、15)，其控制流动通过进气通道的所述进入空气的量，其中， 所述流速控制器布置为关于所述冷却器与所述进气阀相反。
7.如权利要求1-3中任一项所述的进气装置，其特征在于， 所述冷却器的空气通道在垂直于进入空气的流动方向的方向上分隔成第一部分和第二部分(614a、614b),并且, 第一部分具有比第二部分的第二通道面积大的第一通道面积。
全文摘要
本发明涉及一种进气装置(21、22、23、24、25)，其包括冷却器(61、62、631、632、641、642)和容纳该冷却器的缓冲罐(71、72、73、74)。进气装置连接到发动机(30)的缸盖(32)。缸盖包括容纳有进气阀(317)的进气口(311)。该冷却器具有制冷剂流动通过的制冷剂通道(613、622、637、638、647、648)以及进入空气流动通过的空气通道(614)。缓冲罐具有连接到缸盖的连接器(202)。该冷却器具有从连接器朝向进气阀凸出的凸出部(611、621、635、645、636、646)。
文档编号F02M35/10GK102734009SQ20121009773
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月5日 优先权日2011年4月5日
发明者井野正夫, 佐藤修, 山本吉章 申请人:株式会社电装