一种发动机进气管及发动机系统的制作方法

本发明涉及一种气体输送管道，尤其涉及一种用于发动机的进气管道。本发明还涉及了一种发动机系统。

背景技术：

汽车内燃机的燃烧过程会导致一些气体(包括燃烧产物和汽化的润滑油，统称为吹漏气)由旁路通过柱塞环而进入至曲轴箱内。这些气体最终会通过曲轴箱强制通风系统(Positive Crankcase Ventilation，PVC)从发动机的上部区域排放至进气系统中。该吹漏气与通过发动机的常规空气混合后，在随后的燃烧过程中燃烧，以确保吹漏气中残留的、未燃尽的碳氢化合物充分燃烧，从而减少发动机的有害污染物。该吹漏气包括大量的水蒸气，其是燃烧所产生的主要副产物。

涡轮增压发动机的曲轴箱强制通风系统通常包括两个曲轴箱强制通风路径。其中，第一路径从发动机(通常从凸轮轴盖)到进气歧管，当进气歧管中的压力低于发动机的曲轴箱中的压力时，使用该第一路径；第二路径从发动机到设置于涡轮增压器前的进气导管，当进气升压来自于涡轮增压器且当进气歧管中的压力高于发动机的曲轴箱中的压力时，使用该第二路径。在上述情况下，设置于涡轮增压器前的进气导管中的压力低于曲轴箱中的压力。因此，在低温情况下，发动机进气管内往往会积存由吹漏气冷凝形成的大冰块，这些大冰块会对相关部件的正常工作造成不利影响。

图1和图2分别显示了在低温情况下吹漏气在发动机进气管中冷凝结成大冰块的示意图，而图3和图4则分别显示了图1和图2所示的大冰块离开进气管道时的状态示意图。

如图1和图2所示，在极端寒冷的情况下，从进气管道21通过的吹漏气a往往冷凝形成小冰粒，这些小冰粒最终积聚在进气管道21的底部，进一步形成大冰块b。如图3和图4所示，一旦这些大冰块b在气流的带动下从进 气管道21中离开时，就会对其他相关部件造成不利影响，例如，很可能会阻断节流阀。更严重的是，某些体积较大的大冰块b会锁定节流阀板，使得节流阀板不能开启，甚至影响汽车的驾驶性能，并妨碍汽车的安全行驶。

对于涡轮增压发动机的曲轴箱强制通风系统来说，该通风系统的次要路径使得吹漏气通过主进气系统，该主进气系统包括增压空气冷却器(中间冷却器)及进气导管的各个部分。由于这些吹漏气的存在，使得在节流阀板前可能会有大量的水分，并随后会冷凝冻结成冰块。另外，这些水分也可以通过主空气入口进入至进气系统中，从而也会影响汽车的驾驶性能，并造成汽车安全行驶的问题。综上所述，水蒸气能够通过主空气入口进入进气系统是造成上述情况的原因所在。

为此，企业亟需要一种能够有效地防止进气管道中积聚大冰块的装置或方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种发动机进气管，该进气管能够将进气管内冷凝积聚成体积较大的冰块破碎成体积较小的冰块，以有效地防止大块冰块凝聚于进气管内，从而避免此类冰块在离开进气管时妨碍发动机的其他部件的正常工作，进而有利地保障发动机运行的稳定性和安全性。另外，本发明所述的进气管依靠自身的结构设计，在无需额外设置其他设备的情况下，就能够有效地将体积较大的冰块破碎成体积较小的冰块。

根据本发明的上述目的，本发明提出了一种发动机进气管，该发动机进气管的底部具有弹性部，弹性部根据发动机进气管的管内和管外的压力差变化发生形态变化，以向积聚在弹性部上的冰块施加破碎力。

在本发明的技术方案中，在进气管的底部设置有弹性部，该弹性部可以根据发动机进气管的管内和管外的压力差变化发生形变，以向积聚在弹性部上的体积较大的冰块施加作用力，从而将其破碎成体积较小的冰块，甚至是冰粒。由于该弹性部处于进气管的底部(即在进气管内的位置相对较低)，因此，气体(例如，吹漏气)非常容易冷凝于弹性部处，并最终凝结成大块冰块。该弹性部的破碎冰块的工作原理是：当进气管的管内和管外的压力差发生变化时，弹性部会在压力差的作用下发生形变，例如，发动机工作时，进 气管进气时因空气的流动使得进气管内部气压小于进气管外部气压，使得弹性部向进气管的管内凸起；而当车辆加速时，进气管大量进气，使得管内气压升高，当管内气压高于管外气压时，弹性部又会向管外凸起；在车辆行驶过程中，速度的加减变化都会使进气管内的气压发生变化，从而引起弹性部向管内凸起或向管外凸起，从而向积聚在弹性部上的大块冰块施加作用力，进而将大块冰块破碎成小块冰块，以防止气体在进气管管内底部冻结形成一整块体积较大的冰块。这些经破碎后的体积较小的冰块在离开进气管底部时也更容易融化，由此，这些体积较小的冰块在离开进气管后不会干扰相关部件的正常工作，例如不会阻断节流阀的开启。

在此，上述压力差是指进气管的管内和管外所受到的气体压力的差值，该差值可以是正值，也可以是负值。

需要说明的是，在本技术方案中，所谓“发动机进气管的底部”是指发动机进气管管内的中轴线以下的管壁部分，并非仅限于发动机进气管管内最低处的管壁部分。

在某些实施方式下，上述弹性部在发动机进气管的底部连续地设置。

在发动机进气管的底部连续地设置的弹性部所产生的用于破碎冰块的作用力也相对更大，以使得大块冰块能够被破碎成体积更小的冰块。

更进一步地，在本发明所述的发动机进气管中，上述弹性部上设有若干向发动机进气管内部空间凸起的肋部，以在发动机进气管的底部形成若干冰块捕集空间。

在上述技术方案中，在弹性部上设置有若干向发动机进气管内部空间凸起的肋部，该肋部将一整片较大空间分成若干个较小的空间，即将进气管内设置弹性部的底部分隔成若干较小的冰块捕集空间，以使得吹漏气等气体在进气管的弹性部处冻结成若干体积较小(例如，长细条形状)的冰块，这些体积较小的冰块在弹性部向其施加作用力时更加容易被破碎，从而进一步地防止吹漏气等气体在进气管内壁的底部冻结形成一整块体积较大的冰块。

此外，更为优选的技术方案是，上述设置于弹性部上的肋部的长度方向可以与发动机进气管内气体流动的方向基本一致。也就是说，在由肋部构成的捕集空间内所形成的冰块的长度方向与发动机进气管内气体流动的方向基本保持一致，这种设置方式使得凸起的肋部对进气管内气体流通的影响较小。

如果将上述肋部的长度方向与发动机进气管内气体流动的方向基本一致的设置方式称为肋部的竖向设置，那么根据需要，在其他的一些实施方式中，也可以将肋部设置为横向(肋部的长度方向垂直于气体流动的方向)或者斜向(肋部的长度方向与气体流动的方向具有锐角夹角)，当然，横向或斜向的设置方式较之于竖向设置的肋部，会对进气管内的气体流通产生一定的影响。

进一步地，在本发明所述的发动机进气管中，上述弹性部包括若干被分隔开设置的弹性部区域。

在另外一些实施方式下，弹性部包括若干被分隔开设置的弹性部区域。相对于弹性部在发动机进气管的底部连续地设置的实施方式，在这种实施方式中，弹性部设置的弹性部区域是不连续的，也就是说，弹性部具有弹性部区域和非弹性部区域。

进一步地，本发明所述的发动机进气管中的上述弹性部根据发动机进气管的管内和管外的压力差变化从用于冰块积聚的第一形态变化到用于冰块破碎的第二形态。

在发动机的正常工作过程中，其管内和管外的压力差值总是会随着其工作进程不断发生变化的，由此，弹性部的形态也会随着压力的变化而发生变化。

在某些实施方式下，在本发明所述的发动机进气管中，上述第一形态为弹性部朝着发动机进气管的内部凸起，上述第二形态为弹性部朝着发动机进气管的外部凸起。

当进气管管内的压力低于进气管管外的压力时，设置于本发明进气管底部的弹性部是由进气管底部的外壁向内壁凸起的。基于上述技术方案，在这种状态下的弹性部处于其第一形态，即当弹性部朝着发动机进气管的内部凸起时，气体在弹性部处冷凝冻结成较大体积的冰块。

当进气管管内的压力高于进气管管外的压力时，设置于本发明进气管底部的弹性部是由进气管底部的内壁向外壁凸起的。基于上述技术方案，在这种状态下的弹性部处于其第二形态，即当弹性部朝着发动机进气管的外部凸起时，冷凝冻结于弹性部处的较大体积的冰块在外力作用下被破碎成体积较小的冰块。

与之相对的，在另外一些实施方式下，上述第一形态为弹性部朝着发动 机进气管的外部凸起，上述第二形态为弹性部朝着发动机进气管的内部凸起。

当进气管管内的压力高于进气管管外的压力时，设置于本发明进气管底部的弹性部是由进气管底部的内壁向外壁凸起的。基于以上技术方案，在这种状态下的弹性部处于其第一形态，即当弹性部朝着发动机进气管的外部凸起时，气体在弹性部处冷凝冻结成较大体积的冰块。

当进气管管内的压力低于进气管管外的压力时，设置于本发明进气管底部的弹性部是由进气管底部的外壁向内壁凸起的。基于以上技术方案，在这种状态下的弹性部处于其第二形态，即当弹性部朝着发动机进气管的内部凸起时，冷凝冻结于弹性部处的较大体积的冰块在外力作用下被破碎成体积较小的冰块。

由于发动机管内和管外的压力会随着发动机的工作进程而不断地变化，因此，发动机进气管内的弹性部也会在第一形态与第二形态之间切换，即实现气体冷凝器冻结于弹性部处的状态与大块冰块在外力作用下被破碎成小块冰块的状态之间的切换，由此，来达到大块冰块破碎成小块冰块的目的。

进一步地，在本发明所述的发动机进气管中，上述弹性部为聚乙烯弹性部或聚丙烯弹性部。

在此，聚乙烯弹性部的优点在于：具备优良的耐低温性能，良好的化学稳定性及优异的耐酸碱腐蚀性。此外，由聚乙烯材料制成的弹性部的电绝缘性好。

此外，采用聚丙烯材料制成的弹性部的抗冲击特性好，耐高温且耐腐蚀。

鉴于此，由上述材料制成的弹性部适合于在发动机进气管内的严苛环境下长时间工作，其使用寿命长。

进一步地，在本发明所述的发动机进气管中，上述弹性部为弹性膜，以便于实现发动机进气管的结构改造。

本发明的另一目的在于提供一种发动机系统。该发动机系统可以将由气体冷凝冻结形成的大块冰块变成体积较小，易于破碎的冰块，不会对发动机内的其他部件的运行造成影响，从而保证了发动机系统的稳定运行。

基于本技术方案的另一目的，本发明所提供的发动机系统具有如上文所提及的任意一种发动机进气管。

在无需额外设置其他设备的情况下，本发明所述的发动机进气管能够将 进气管内冷凝积聚成体积较大的冰块破碎成体积较小的冰块，以有效地防止大块冰块凝聚于进气管内，从而避免此类冰块在离开进气管时妨碍发动机的其他部件的正常工作，进而有利地保障发动机运行的稳定性和安全性。

另外，本发明所述的发动机进气管的结构简单，加工制造方便，易于实现改造。

此外，由于采用本发明所述的发动机进气管后不会影响发动机的工作状态，因此，无需对于发动机进行任何校准或校验。

对于本发明所述的发动机系统来说，由于因气体而冷凝冻结形成的大块冰块可以被破碎成体积较小，容易破碎的冰块，因此，不会对发动机内的其他部件的运行造成影响，(例如，不会影响节流阀板的开启而阻断节流阀)，因此该发动机系统的运行稳定性好、安全系数高且使用寿命长。

附图说明

图1显示了在低温情况下吹漏气在进气管道内冷凝积聚形成大冰块的状态示意图。

图2为图1中的进气管道在A-A处的剖视图。

图3显示了图1所示的吹漏气冷凝积聚成的大冰块离开进气管道时的状态示意图。

图4为图3中的进气管道在A’-A’处的剖视图。

图5为本发明所述的发动机进气管在一种实施方式下的结构示意图。

图6为图5所示的发动机进气管在B-B处的剖视图。

图7为对应图5示意性地显示了冰块离开弹性部的状态图。

图8为图7所示的发动机进气管在B’-B’处的剖视图。

图9为本发明所述的发动机进气管在另一种实施方式下的结构示意图。

图10为图9所示的发动机进气管在C-C处的剖视图。

图11为对应图9示意性地显示了冰块离开弹性部的状态图

图12为图11所示的发动机进气管在C’-C’处的剖视图。

图13为本发明所述的发动机进气管在又一种实施方式下的结构示意图。

图14为图13所示的发动机进气管在D-D处的剖视图。

图15对应图13和图14示意性地显示了气体冷凝成液体后在弹性部上的 冰块捕集空间中的冻结积聚过程。

图16为对应图13示意性地显示了冰块离开弹性部的冰块捕集空间的状态图

图17为图16所示的发动机进气管在D’-D’处的剖视图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例来对本发明所述的发动机进气管及发动机系统进行进一步地详细说明，但是该详细说明不构成对本发明的限制。

图5至图8分别显示了本发明所述的发动机进气管在一种实施方式下的结构和状态。

如图5至图8所示，沿着气体a的流动方向X，该发动机进气管10具有进气端口11和出气端口12，气体a随着流动方向X自进气端口11进入，从出气端口12离开，在发动机进气管10的底部连续地设置有弹性部13，该弹性部13可以根据发动机进气管10的管内和管外的压力差变化发生向管内凸起或向管外凸起，例如，发动机工作时，进气管进气时因空气的流动使得进气管内部气压小于进气管外部气压，使得弹性部13向进气管10管内凸起。而当车辆加速时，进气管10大量进气，使得管内气压升高，当管内气压高于管外气压时，弹性部13向管外凸起。在车辆行驶过程中，速度的加减变化都会使进气管10内气压发生变化，引起弹性部13向管内凸起或向管外凸起，从而向冷凝冻结于弹性部13上的大块冰块b施加作用力，从而将其破碎成小块的冰块b’。

请继续参阅图5和图6，当发动机进气管10管内的压力低于发动机进气管10管外的压力时，上述弹性部13是由进气管10底部的外壁向内壁凸起的，在这种状态下的弹性部13处于其第一形态，即弹性部13朝着发动机进气管10的内部凸起，此时，气体a会在弹性部13处冷凝冻结成较大体积的冰块b。

请继续参阅图7和图8，当发动机进气管10管内的压力高于发动机进气管10管外的压力时，上述弹性部13是由进气管10底部的内壁向外壁凸起的，在这种状态下的弹性部13处于其第二形态，即弹性部13朝着发动机进气管10的外部凸起，此时，冷凝冻结于弹性部13处的较大体积的冰块b在外力 作用下被破碎成体积较小的冰块b’，并在气流a的带动下离开弹性部13，从而避免对发动机相关部件产生不利影响。

此外，在发动机进气管的底部也可以非连续地设置有弹性部，也就是说，弹性部可以包括若干弹性部区域和若干非弹性部区域，其中，各弹性部区域采取被分隔开的设置方式。

图9至图12分别显示了本发明所述的发动机进气管在另一种实施方式下的结构和状态。

如图9至图12所示，沿着气体a的流动方向X，该发动机进气管10具有进气端口11和出气端口12，气体a随着流动方向X自进气端口11进入，从出气端口12离开，在发动机进气管10的底部连续地设置有弹性部13，该弹性部13可以根据发动机进气管10的管内和管外的压力差变化发生向管内凸起或向管外凸起，以向冷凝冻结于弹性部13上的大块冰块b施加作用力，从而将其破碎成小块的冰块b’。

请继续图9和图10，当发动机进气管10管内的压力高于发动机进气管10管外的压力时，上述弹性部13是由进气管10底部的内壁向外壁凸起的，在这种状态下的弹性部13处于其第一形态，即弹性部13朝着发动机进气管10的外部凸起，此时，气体a会在弹性部13处冷凝冻结成较大体积的冰块b。

请继续图11和图12，当发动机进气管10管内的压力低于发动机进气管10管外的压力时，上述弹性部13是由进气管10底部的外壁向内壁凸起的，在这种状态下的弹性部13处于其第二形态，即弹性部13朝着发动机进气管10的内部凸起，此时，冷凝冻结于弹性部13处的较大体积的冰块b在外力作用下被破碎成体积较小的冰块b’，并在气流a的带动下离开弹性部13，从而避免对发动机相关部件产生不利影响。

图13至图17分别显示了本发明所述的发动机进气管在又一种实施方式下的结构和状态。

如图13至图17所示，沿着气体a的流动方向X，该发动机进气管10具有进气端口11和出气端口12，气体a随着流动方向X自进气端口11进入，从出气端口12离开，在发动机进气管10的底部连续地设置弹性部13。此外，在弹性部13上设有若干向发动机进气管10内部空间凸起的肋部15，以在发动机进气管10的底部形成若干冰块捕集空间14。需要说明的是，虽然图14 和图17示出的肋部15的数目是三个，但其只是示意性的描绘，并非表示肋部15仅设置为三个，本领域内的技术人员可以根据需要设置肋部的数量。另外，在上述实施例中，肋部15的长度方向与发动机进气管内气体a流动方向Y基本保持一致，且各肋部15之间互不交叉的设置，从而最大限度的降低肋部对发动机进气管10内部气体流通的影响。此外，在本实施方式中，各肋部15在其高度方向上是竖直设置的，因此形成的冰块捕集空间14(除了肋部15与进气管10管壁形成的冰块捕集空间14)的底部面积和顶部开口面积基本相同。另外，从图13和图16还可以看出，在本实施方式中，肋部15被设置为在长度方向上不间断的连续结构，即对于一个肋部15来说，其被设置为一个不间断的连续整体。此外，从图13和图16中还可以看出，肋部15的顶部为弧形，但是，本领域内的技术人员根据需要也可以将弧形顶部设置为平的顶部或是下凹形顶部。

请继续参阅图13、图14和图15，由于在发动机进气管10底部的弹性部13上设置了肋部15，因此，气体冷凝后所形成的冷凝水会沿着发动机进气管10的管壁从上往下流，会先进入到肋部15和发动机进气管10形成的冰块捕集空间14中，当该冰块捕集空间14内储满水后，冷凝水再流到其他冰块捕集空间14中。当发动机进气管10管内的压力高于发动机进气管10管外的压力时，上述弹性部13是由进气管10底部的内壁向外壁凸起的，在这种状态下的弹性部13处于其第一形态，即弹性部13朝着发动机进气管10的外部凸起，此时，随着温度的进一步降低，气体a会在由弹性部13的肋部构成的冰块捕集空间14内冷凝冻结成较大体积且形状为长条形的冰块b。

请继续参阅图16和图17，一旦发动机进气管10管内的压力低于发动机进气管10管外的压力时，上述弹性部13是由进气管10底部的外壁向内壁凸起的，在这种状态下的弹性部13处于其第二形态，即弹性部13朝着发动机进气管10的内部凸起，此时，冷凝冻结于由弹性部13的肋部构成的冰块捕集空间14内的较大体积且形状为长条形的冰块b在外力作用下被破碎成体积较小的冰块b’，并在气流a的带动下离开由肋部15构成的冰块捕集空间14，从而离开弹性部13，进而避免对发动机相关部件产生不利影响。

另外，各肋部除了采取上述实施例中的设置方式之外，各肋部在高度方向上还可以采取倾斜设置，从而使得冰块捕集空间(除了肋部与进气管管壁 形成的冰块捕集空间)的顶部开口面积小于底部面积。

此外，在某些实施方式中，上述各肋部还可以被设置为具有在长度方向上不连续的间断结构，也就是说，对于单一的某一个肋部来说，其在长度方向上并不是一个整体部件，而是由若干个更小的肋部片组成的，这种设置方式使得相邻的肋部片之间可以形成通道。由于冷凝水从进气管两侧管壁自上而下的流动过程中容易积聚于最外侧肋部与进气管两侧内壁所形成的冰块捕集空间内，因此通道的设置可以使得冷凝水流至其他冰块捕集空间。由于其他结构并无大的差别，故该实施方式在此不再配合相应的附图进行详细描述。

上述各实施方式下的弹性部均可以采用聚乙烯或聚丙烯材料制成。同时，上述各实施方式下的弹性部可以为与发动机进气管的底部形状大小相匹配的弹性膜。

需要说明的是，基于本发明的技术方案，在上述各实施例下的发动机进气管的结构特征都可以进行自由的组合，并不局限于上文描述的几种具体实施方式。

本发明所述的发动机系统可以包括本发明所述的任意一种发动机进气管。由于本技术方案仅对发动机进气管的结构进行了改进，而对发动机系统的其他部分均没有进行改进，故在此不再对发动机系统进行详细描述。

需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。