ВПУСКНОЙ УЗЕЛ В ДВИГАТЕЛЕ (ВАРИАНТЫ)

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к системе впуска с встроенным охладителем наддувочного воздуха в системе впуска.
Уровень техники
Многие двигатели используют компрессоры в системе впуска для обеспечения наддува в двигатель, чтобы повышать давление в камере сгорания, тем самым, увеличивая выходную мощность двигателя (см. например, патент США 6,513,507, F02M 25/06, 04.02.2003). Некоторые двигатели также используют контур рециркуляции отработавших газов (EGR) для снижения выделения из двигателя и/или улучшения экономии топлива. Контур EGR может быть «высокого давления» (HP), где EGR отбирается до турбины, а вдувается после компрессора, либо «низкого давления» (LP), где EGR отбирается после турбины и вдувается до компрессора. Для обоих сценариев, компрессор и контур EGR повышают температуру всасываемого воздуха, выдаваемого в цилиндры, тем самым, снижая плотность воздуха, выдаваемого в цилиндр. В результате, эффективность сгорания снижается. Для снижения температуры всасываемого воздуха, охладители наддувочного воздуха могут располагаться в системе впуска. В некоторых двигателях, охладитель наддувочного воздуха может быть расположен в трубопроводе ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от дросселя в качестве детали модуля охлаждения передней части, так как охладитель наддувочного воздуха обычно охлаждается воздухом. В других применениях, охладитель наддувочного воздуха может охлаждаться водой и устанавливаться в моторном отсеке.
Сущность полезной модели
Авторы настоящей заявки осознали проблему у таких предшествующих решений. Прежде всего, для размещения охладителя наддувочного воздуха в положении перед дросселем, объем системы впуска увеличен, тем самым, уменьшая компактность системы впуска и отрицательно влияя на характеристику крутящего момента, компоновку и управление EGR. Это особенно справедливо, если охладитель наддувочного воздуха расположен в переднем модуле охлаждения, что является типичным для охладителя наддувочного воздуха, который должен охлаждаться наружным воздухом. Более того, потери в такой системе впуска повышаются, когда увеличивается размер системы. Дополнительно, этот большой дросселируемый объем отрицательно влияет на управление EGR. EGR LP страдает от больших транспортных задержек, оказывающих отрицательное воздействие на управление и возможность улучшать экономию топлива и снижать выбросы в двигателе. Так как EGR HP обычно вводится во впускной коллектор, вышеупомянутая компоновка не дает EGR HP возможность проходить охладитель наддувочного воздуха, снижая его уровень охлаждения и способность улучшать экономию топлива и выбросы, и не оказывая отрицательного влияния на эффективность сгорания.
Соответственно, в одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть решены впускным узлом в двигателе. Впускной узел включает в себя компрессор и распределительную камеру в сообщении по текучей среде с компрессором, имеющую встроенный охладитель наддувочного воздуха. Охладитель наддувочного воздуха может включать в себя впуск охлаждающей жидкости и выпуск охлаждающей жидкости в сообщении по текучей среде с каналом охлаждающей жидкости и пластинами охлаждения, продолжающимися в оболочку распределительной камеры и присоединенными к каналам охлаждающей жидкости. Таким образом, охладитель наддувочного воздуха может охлаждаться водой. Впускной узел дополнительно включает в себя корпус дросселей, присоединенный к распределительной камере, расположенный после встроенного охладителя наддувочного воздуха. Такая компоновка предусматривает преимущества встроенного охладителя наддувочного воздуха без неприемлемого увеличения «дросселируемого объема», которое является вредным для вождения и приемистости двигателя. Когда охладитель наддувочного воздуха встроен во впускную распределительную камеру, объем дросселя уменьшается по сравнению с системами впуска, имеющими охладитель наддувочного воздуха, расположенный в отдельной оболочке. Более того, встраивание охладителя наддувочного воздуха в распределительную камеру обеспечивает то, что общая компактность системы впуска может увеличиваться наряду с обеспечением охлаждения наддувочного воздуха в отношении всасываемого воздуха, избегая нагревания наддувочного воздуха посредством работы компрессора или газов EGR, подаваемых в систему впуска. В результате, плотность воздуха, выдаваемого в цилиндры в двигателе, увеличивается, обеспечивая повышение эффективности сгорания без увеличения общего размера впускного узла. Часть охладителя наддувочного воздуха может быть расположена в оболочке распределительной камеры, тем самым, снижая увеличение размера впускного узла, когда охладитель наддувочного воздуха встроен в узел. Более того, уменьшение подвергаемого наддуву объема предусматривает лучшее управление EGR LP, улучшенное охлаждение EGR HP, так как они теперь проходят охладитель наддувочного воздуха, и улучшенную характеристику дросселя, так как дроссель теперь расположен ниже по потоку от основной впускной распределительной камеры, и уменьшен дросселируемый объем.
Корпус дросселей предпочтительно включает в себя множество дросселей, при этом каждый дроссель расположен во впускной направляющей, причем каждая впускная направляющая находится в сообщении по текучей среде с цилиндром.
Распределительная камера предпочтительно включает в себя впуск в сообщении по текучей среде с компрессором, и площадь поперечного сечения распределительной камеры расширяется в направлении ниже по потоку, причем граница оболочки распределительной камеры определена корпусом распределительной камеры.
Выпуск контура рециркуляции отработавших газов высокого давления предпочтительно расположен выше по потоку от распределительной камеры и ниже по потоку от компрессора.
Пластины охлаждения предпочтительно включают в себя трубопроводы охлаждающей жидкости для осуществления потока охлаждающей жидкости через них.
Поток охлаждающей жидкости предпочтительно течет от первой боковой стороны распределительной камеры до второй боковой стороны распределительной камеры.
Поток охлаждающей жидкости через трубопроводы охлаждающей жидкости предпочтительно является по существу перпендикулярным потоку воздуха через распределительную камеру.
пускной узел предпочтительно дополнительно содержит множество ребер, продолжающихся поперек участка оболочки распределительной камеры выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха, при этом охладитель наддувочного воздуха расположен смежно корпусу дросселей, включающему в себя пластину дросселя на каждом впуске цилиндров двигателя.
Распределительная камера предпочтительно включает в себя корпус, имеющий ребра жесткости, продолжающиеся поперек ширины корпуса.
Компрессор предпочтительно с возможностью вращения присоединен к турбине в системе выпуска двигателя.
Впускной узел предпочтительно дополнительно содержит трубопровод рециркуляции отработавших газов (EGR) низкого давления в сообщении по текучей среде с впускным трубопроводом выше по потоку от компрессора и выпускным трубопроводом ниже по потоку от турбины.
Пластины охлаждения предпочтительно выполнены плоскими и перекрывают ширину оболочки распределительной камеры.
Корпус распределительной камеры, определяющий границу оболочки распределительной камеры, предпочтительно содержит металл, а корпус дросселей содержит полимерный материал.
В другом аспекте впускной узел в двигателе содержит компрессор, распределительную камеру в сообщении по текучей среде с компрессором, имеющую встроенный охладитель наддувочного воздуха, включающий в себя впуск охлаждающей жидкости и выпуск охлаждающей жидкости в сообщении по текучей среде с каналом охлаждающей жидкости и пластинами охлаждения, продолжающимися в оболочку распределительной камеры и присоединенными к каналу охлаждающей жидкости, и корпус дросселей, присоединенный к распределительной камере и включающий в себя множество дросселей, каждый из которых расположен во впускной направляющей, находящейся в сообщении по текучей среде с цилиндром.
Выпуск контура рециркуляции отработавших газов высокого давления предпочтительно расположен выше по потоку от распределительной камеры и ниже по потоку от компрессора.
Корпус дросселей предпочтительно включает в себя поверхность раздела крепления распределительной камеры, присоединенную к поверхности раздела крепления корпуса дросселей у распределительной камеры посредством крепежных устройств.
Впускной узел предпочтительно дополнительно содержит трубопровод EGR низкого давления, включающий в себя выпускное отверстие во впускной канал выше по потоку от компрессора и впускное отверстие в выпускной канал ниже по потоку от турбины в системе выпуска.
Распределительная камера предпочтительно содержит окно датчика давления.
В еще одном аспекте впускной узел в двигателе содержит компрессор, распределительную камеру в сообщении по текучей среде с компрессором, имеющую встроенный охладитель наддувочного воздуха, включающий в себя впуск охлаждающей жидкости и выпуск охлаждающей жидкости в сообщении по текучей среде с каналом охлаждающей жидкости и пластинами охлаждения, продолжающимися в оболочку распределительной камеры и присоединенными к каналу охлаждающей жидкости, корпус дросселей, присоединенный к распределительной камере и включающий в себя множество дросселей, расположенных во впускных направляющих, находящихся в сообщении по текучей среде с цилиндром, и трубопровод EGR низкого давления, включающий в себя выпускное отверстие во впускной канал выше по потоку от компрессора и впускное отверстие в выпускной канал ниже по потоку от турбины в системе выпуска.
Распределительная камера предпочтительно включает в себя впуск в сообщении по текучей среде с компрессором, а объем оболочки распределительной камеры расширяется в направлении ниже по потоку, при этом граница оболочки распределительной камеры определена корпусом распределительной камеры.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, предоставлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании полезной модели. Она не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид примерного транспортного средства, включающего в себя двигатель, систему впуска и систему выпуска.
Фиг. 2-5 иллюстрируют примерный впускной узел, включенный в систему впуска, показанную на фиг. 1.
Фиг. 2-5 начерчены приблизительно в масштабе.
Подробное описание полезной модели
В материалах настоящей заявки описаны варианты осуществления впускного узла, имеющего охладитель наддувочного воздуха, встроенный в распределительную камеру. Впускной узел включает в себя распределительную камеру, присоединенную к корпусу дросселей, распределительная камера имеет корпус, определяющий оболочку распределительной камеры. Пластины охлаждения в охладителе наддувочного воздуха тянутся поперек оболочки распределительной камеры. Когда охладитель наддувочного воздуха встроен в распределительную камеру, компактность системы впуска повышена наряду с обеспечением охлаждения наддувочного воздуха в отношении воздуха, который может нагреваться посредством работы компрессора, или газа EGR, подаваемого в систему впуска выше по потоку от распределительной камеры. Таким образом, охладитель наддувочного воздуха дает подвергаемому наддуву объему, выдаваемому в двигатель, возможность уменьшаться. Уменьшение подвергаемого наддуву объема дает возможность увеличиваться эффективности сгорания. Кроме того, уменьшение в отношении подвергаемого наддуву объема предоставляет возможность для лучшего управления рециркуляцией отработавших газов (EGR) низкого давления (LP), если требуется.
Более того, объем дросселя системы впуска снижается, когда охладитель наддувочного воздуха встроен в распределительную камеру, по сравнению с системами впуска, имеющими охладитель наддувочного воздуха в корпусе, расположенном в стороне от распределительной камеры. Поэтому, использование интегрированного охладителя наддувочного воздуха в системе впуска уменьшает объем дросселя, тем самым, улучшая характеристику дросселя.
Дополнительно, потери в системе впуска также снижаются, когда охладитель наддувочного воздуха встроен в распределительную камеру, вследствие сокращения протока всасываемого воздуха, тем самым, повышая эффективность системы впуска. Выпуск контура EGR высокого давления (HP) может быть расположен выше по потоку от распределительной камеры и ниже по потоку от компрессора в системе впуска. Охладитель наддувочного воздуха может охлаждаться водой в некоторых примерах, давая возможность большего и в большей степени предсказуемого охлаждения наддувочного воздуха в системе впуска.
Более того, корпус дросселей может быть присоединен к распределительной камере ниже по потоку от охладителя. Характеристика дросселя улучшается, когда корпус дросселей расположен ниже по потоку от распределительной камеры, и объем дросселя уменьшен. Более того, корпус распределительной камеры может включать в себя ребра жесткости, продолжающиеся по его ширине. Таким образом, конструктивная целостность распределительной камеры может быть увеличена, чтобы обеспечивать встраивание охладителя наддувочного воздуха.
Фиг. 1 иллюстрирует схематичный вид транспортного средства 100, включающего в себя двигатель 102, систему 104 впуска, систему 106 выпуска и систему 108 рециркуляции отработавших газов (EGR).
Система 104 впуска выполнена с возможностью выдавать всасываемый воздух в цилиндры 110 в двигателе 102. Двигатель изображен в качестве имеющего 4 цилиндра, скомпонованных в рядной конфигурации. Однако, следует понимать, что количество цилиндров и/или конфигурация цилиндров может быть изменена в других вариантах осуществления. Например, двигатель 102 может включать в себя 6 цилиндров, скомпонованных в V-образной конфигурации. Система 104 впуска выполнена с возможностью осуществлять поток всасываемого воздуха в цилиндры, а система 106 выпуска выполнена с возможностью принимать отработавшие газы из цилиндров. Дополнительно, каждый из цилиндров 110 может включать в себя устройство 112 зажигания, выполненное с возможностью осуществлять зажигание топливо-воздушной смеси в цилиндрах 110. Дополнительно или в качестве альтернативы, воспламенение от сжатия может использоваться для зажигания топливо-воздушной смеси в цилиндрах 110. Двигатель 102 также включает в себя по меньшей мере один впускной и выпускной клапан на цилиндр.
Система впуска включает в себя компрессор 114. Компрессор 114 может быть включен в турбонагнетатель, имеющий турбину 116 в системе 106 выпуска. Компрессор 114 и турбина 116 соединены с возможностью вращения. Однако, в других примерах, компрессор 114 может быть присоединен с возможностью вращения к трансмиссии в транспортном средстве, обеспечивая то, что упоминается как наддув.
Система 104 впуска дополнительно включает в себя распределительную камеру 118, имеющую охладитель 120 наддувочного воздуха, встроенный в нее. Охладитель 120 наддувочного воздуха обеспечивает охлаждение наддувочного воздуха в отношении всасываемого воздуха, который может нагреваться посредством работы компрессора 114, и газа EGR, подаваемого в систему 104 впуска выше по потоку от распределительной камеры 118. Таким образом, подвергаемый наддуву объем, выдаваемый в двигатель 102, уменьшается. Уменьшение подвергаемого наддуву объема дает эффективности сгорания повышаться в двигателе. Более того, уменьшение подвергаемого наддуву объема предусматривает лучшее управление рециркуляцией отработавших газов (EGR) низкого давления (LP), подробнее описанное в материалах настоящей заявки. Более того, когда охладитель 120 наддувочного воздуха встроен в распределительную камеру 118, объем дросселя уменьшается по сравнению с системой впуска, имеющей охладитель наддувочного воздуха, отнесенный от распределительной камеры. В результате, улучшается характеристика дросселя. Распределительная камера 118 включает в себя впуск 119 в сообщении по текучей среде с компрессором 114. Распределительная камера 118 дополнительно включает в себя оболочку 121 распределительной камеры. Площадь поперечного сечения в оболочке 121 распределительной камеры, перпендикулярного общему направлению потока воздуха, увеличивается в нисходящем направлении. Таким образом, оболочка 121 распределительной камеры включает в себя расширение, и объем оболочки распределительной камеры расширяется в нисходящем направлении. Специфичные геометрические признаки распределительной камеры 118 подробнее обсуждены в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг. 2-5. Охладитель 120 наддувочного воздуха включает в себя впуск 122 охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью принимать охлаждающую жидкость, и выпуск 124 охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью выбрасывать охлаждающую жидкость. Таким образом, охладитель 120 наддувочного воздуха охлаждается водой в изображенном примере. Однако, в других примерах, охладитель 120 наддувочного воздуха может охлаждаться воздухом. Стрелка 123 обозначает поток охлаждающей жидкости в охладитель 120 наддувочного воздуха, а стрелка 124 обозначает поток охлаждающей жидкости из охладителя 120 наддувочного воздуха. Охлаждающая жидкость в охладителе 120 наддувочного воздуха может подвергаться циркуляции в канале 126 охлаждающей жидкости, изображенном в общем в качестве прямоугольника. Однако, следует понимать, что канал 126 охлаждающей жидкости имеет геометрические признаки, которые обсуждены подробнее в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг. 2-5. Впуск и выпуск (122 и 124) охлаждающей жидкости находятся в сообщении по текучей среде с теплообменником 127 и насосом 128. Насос 128 расположен ниже по потоку от теплообменника 127 в изображенном варианте осуществления. Однако, предполагались другие компоновки. Например, теплообменник 127 может быть расположен ниже по потоку от насоса 128. Теплообменник 127 выполнен с возможностью удалять тепло из охлаждающей жидкости. Таким образом, тепло может отводиться из системы 104 впуска посредством охладителя 120 наддувочного воздуха. Таким образом, температура всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры 110 понижается с повышением давления воздуха, тем самым, увеличивая эффективность сгорания. Канал 126 охлаждающей жидкости, теплообменник 127, насос 128 и каналы, дающие возможность сообщения по текучей среде между вышеупомянутыми компонентами, могут упоминаться как охлаждающий контур 195. В некоторых примерах, впуск 122 охлаждающей жидкости и выпуск 124 охлаждающей жидкости могут находиться в сообщении по текучей среде с охлаждающим контуром, отдельным от основной системы охлаждения двигателя для циркуляции охлаждающей жидкости через двигатель. Этот охлаждающий контур также может использоваться для обслуживания других теплообменников, таких как охладители топлива, масла, конденсатора кондиционирования воздуха и/или EGR, которые могут требовать более низких температур охлаждающей жидкости, чем основная система охлаждения двигателя. В изображенном примере, охлаждающий контур 195 находится в сообщении по текучей среде с охладителем 196 EGR, расположенным в контуре 172 EGR низкого давления. Охладитель 196 EGR выполнен с возможностью переносить тепло из газа EGR, проходящего через контур 172 EGR низкого давления в охлаждающую жидкость. Стрелки 198 обозначают поток охлаждающей жидкости в и из охладителя 196 EGR. Изображена параллельная конфигурация потока, однако, в других примерах, охладитель 196 EGR может быть присоединен последовательно в охлаждающем контуре 195. Дополнительно или в качестве альтернативы, охлаждающий контур 195 может быть в сообщении по текучей среде с охладителем 197 EGR в контуре 170 EGR высокого давления. Кроме того еще, в другом примере, охлаждающий контур 195 может не быть присоединен к охладителю 196 EGR, и/или охладители (196 и/или 197) EGR могут не быть включены в транспортное средство 100. Датчик 127 давления может быть расположен в окне датчика давления в распределительной камере 118.
Система 104 выпуска дополнительно включает в себя корпус 130 дросселей. Корпус 130 дросселей является прилегающим к охладителю 120 наддувочного воздуха. Однако, корпус 130 дросселей может быть отнесен в сторону от охладителя 120 наддувочного воздуха в других примерах. Когда корпус 130 дросселей расположен ниже по потоку от охладителя 120 наддувочного воздуха, может быть улучшена характеристика дросселя. Корпус 130 дросселей включает в себя множество дросселей 132, расположенных в множестве впускных направляющих 134. Более конкретно, каждая из впускных направляющих 134 имеет одиночный дроссель, расположенный в ней. Более того, каждая впускная направляющая 134 находится в сообщении по текучей среде с одним из цилиндров 110. Таким образом, каждый цилиндр имеет отдельный дроссель. Каждый дроссель включает в себя дроссельную заслонку 136. Таким образом, корпус 130 дросселей включает в себя дроссельную заслонку на каждом впуске цилиндров двигателя в изображенном варианте осуществления. Однако, в других вариантах осуществления, могут использоваться альтернативные конфигурации корпуса дросселей. Дроссели 132 выполнены с возможностью настраивать поток воздуха через каждую из направляющих 134. Следует понимать, что дроссели 132 могут управляться синхронно. То есть, дроссели 132 могут управляться посредством единого вала, продолжающегося через каждую из дроссельных заслонок. Однако, в других примерах, каждый дроссель может управляться порознь. Контроллер 150, включенный в двигатель 102, может использоваться для управления работой дросселей 132.
Компрессор 114, распределительная камера 118 и корпус 130 дросселей могут быть включены во впускной узел 140. Каждый из вышеупомянутых компонентов может быть присоединен непосредственно ниже по потоку один от другого в последовательном порядке. Однако, в других примерах, только распределительная камера 118 и корпус 130 дросселей могут быть включены во впускной узел 140.
Система 106 выпуска включает в себя множество выпускных направляющих 142 в сообщении по текучей среде с цилиндрами 110 и выпускным коллектором 144. Турбина 116 расположена ниже по потоку от выпускного коллектора 144 в системе 106 выпуска. Дополнительно, устройство 146 снижения токсичности отработавших газов расположено ниже по потоку от турбины 116. Турбина 116 с возможностью вращения присоединена к компрессору 114. Вал или другой пригодный компонент может использоваться для соединения турбины 116 и компрессора 114. Однако, в других примерах, турбина 116 может быть не включена в двигатель, и энергия вращения из трансмиссии в транспортном средстве 100 может использоваться для выдачи энергии вращения на компрессор 114. Датчик 147 давления может быть присоединен к выпускному коллектору 144. Датчик 148 кислорода может быть присоединен к трубопроводу 149 выше по потоку от устройства 146 снижения токсичности отработавших газов.
Система 108 EGR может включать в себя по меньшей мере один из контура 170 EGR высокого давления и контура 172 EGR низкого давления. Охладитель 120 наддувочного воздуха предоставляет возможность для лучшего управления контуром 170 EGR низкого давления и улучшает охлаждение контура 172 EGR высокого давления. Контур 170 EGR высокого давления включает в себя впуск 176, открывающийся в выпускной коллектор 144, и выпуск 178, открывающийся в трубопровод 180, присоединяющий по текучей среде компрессор 114 к распределительной камере 118. В некоторых примерах, трубопровод 180 может быть выпуском компрессора 114. Клапан 182 может быть включен в контур 170 EGR высокого давления. В открытом положении, клапан 182 выполнен с возможностью давать газу возможность протекать через контур 170 EGR высокого давления. В закрытом положении, клапан 182 выполнен с возможностью по существу запрещать протекание газа через контур 170 EGR высокого давления. Контур 172 EGR низкого давления включает в себя впуск 184, открывающийся трубопровод 149, и выпуск 186, открывающийся в трубопровод 188 выше по потоку от компрессора 114 в системе 104 впуска. Клапан 190 может быть включен в контур 172 EGR низкого давления. Следует понимать, что задержка в контуре 172 EGR низкого давления может уменьшаться, когда охладитель 120 наддувочного воздуха встроен в распределительную камеру вследствие уменьшенного расстояния между выпуском контура 172 EGR низкого давления и корпуса 130 дросселя. Дроссель 192 также может быть расположен в трубопроводе 188. В открытом положении, клапан 190 выполнен с возможностью давать газу возможность протекать через контур 172 EGR низкого давления. В закрытом положении, клапан 190 выполнен с возможностью по существу запрещать протекание газа через контур 172 EGR низкого давления. Таким образом, газ может подвергаться потоку из системы 106 выпуска в систему 104 впуска через контур 170 EGR высокого давления и контур 172 EGR низкого давления. Что касается как контура 170 EGR высокого давления, таки контура 172 EGR низкого давления, охладители могут быть включены в состав для обеспечения начального охлаждения EGR до того, как смешанные воздух и газы EGR проходят охладитель наддувочного воздуха.
Контроллер 150 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 152, порты 154 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 156, оперативное запоминающее устройство 158, дежурную память 160 и традиционную шину данных. Контроллер 150 показан принимающим различные сигналы с датчиков 162, присоединенных к двигателю 102, таких как датчик 127 давления, датчик 147 давления и датчик 148 кислорода. Контроллер 150 может быть выполнен с возможностью отправлять сигналы на исполнительные механизмы 164, такие как дроссели 132, клапаны 182, клапан 190 и дроссель 192.
Фиг. 2 иллюстрирует примерный впускной узел 140. Впускной узел 140 может включать в себя распределительную камеру 118 и корпус 130 дросселя. Дополнительно, в некоторых примерах, впускной узел 140 дополнительно может включать в себя компрессор 114, показанный на фиг. 1.
Продолжая по фиг. 2, распределительная камера 118 включает в себя впуск 119 в сообщении по текучей среде с компрессором 114, показанным на фиг. 1. В некоторых вариантах осуществления, выпуск компрессора 114 может быть присоединен по текучей среде к впуску 119. Однако, в других примерах, трубопровод может разделять компрессор 114 и распределительную камеру 118.
Распределительная камера 118 дополнительно включает в себя корпус 200 распределительной камеры, определяющий границу оболочки 121 распределительной камеры, показанной на фиг. 4. Ребра 202 жесткости могут быть включены в корпус 200 распределительной камеры. Часть ребер 202 жесткости тянется в продольном направлении по длине корпуса 200 распределительной камеры. Продольная ось 203 предусмотрена для начала отсчета. Другая часть ребер 202 жесткости тянется поперек через корпус 200 распределительной камеры. Поперечная ось 205 предусмотрена для начала отсчета. Распределительная камера 118 включает в себя первую боковую сторону 210 и вторую боковую сторону 212. Ребра 202 жесткости обеспечивают повышенную жесткость корпусу 200 распределительной камеры, чтобы обеспечивать дополнительные усилия, прикладываемые к корпусу 200 распределительной камеры посредством охладителя 120 наддувочного воздуха.
Распределительная камера 118 присоединена к корпусу 130 дросселей. Пригодная технология крепления, такая как сварка, соединение болтами, и т.д., может использоваться для присоединения распределительной камеры 118 к корпусу 130 дросселей. Корпус 130 дросселей включает в себя направляющие 134. Корпус 130 дросселей дополнительно включает в себя приводной вал 204, выполненный с возможностью приводить в действие дроссели 132, показанные на фиг. 3. Корпус 130 дросселя включает в себя соединительный фланец 206, выполненный с возможностью примыкать к находящимся ниже по потоку компонентам, таким как двигатель 102, показанный на фиг. 1. Соединительный фланец 206 включает в себя крепежные отверстия 208, выполненные с возможностью принимать болты или другие крепежные устройства.
Впуск 122 охлаждающей жидкости и выпуск 124 охлаждающей жидкости также показаны на фиг. 2. Как описано ранее, впуск 122 охлаждающей жидкости и выпуск 124 охлаждающей жидкости находятся в сообщении по текучей среде с каналом охлаждающей жидкости в распределительной камере 118. В некоторых примерах, охлаждающая жидкость может перемещаться внутри пластин охлаждения в охладителе наддувочного воздуха, охлаждая наддувочный воздух, протекающий через распределительную камеру 118. Секущая плоскость 250 определяет поперечный разрез, показанный на фиг. 4.
Корпус 200 распределительной камеры у распределительной камеры 118 может содержать металл, такой как алюминий, сталь, композитный материал, такой как армированный стекловолокном полимер. Дополнительно, корпус 130 дросселей может содержать полимерный материал, вследствие снижения температуры, обеспечиваемого охладителем 120 наддувочного воздуха в распределительной камере 118. Таким образом, вес корпуса 130 дросселей уменьшен по сравнению с корпусами дросселей, которые сконструированы из металла.
Фиг. 3 иллюстрирует еще один вид впускного узла 140, показанного на фиг. 2 Дроссели 132, имеющие пластины 136 дросселя показаны расположенными в направляющих 134. Приводной вал 204 также изображен на фиг. 3. Как показано, приводной вал 204 присоединен к каждой из пластин 136 дросселя. Также изображен соединительный фланец 206, включающий в себя крепежное отверстие 208. Соединительный фланец 206 может быть выполнен с возможностью прикреплять головку блока цилиндров в двигателе, показанном на фиг. 1.
Следует понимать, что характеристика дросселя у дросселей 132 во впускном узле 140 может быть улучшена вследствие компактности узла по сравнению с другими впускными системами, имеющими дроссель, расположенный выше по потоку от распределительной камеры в дополнительном впускном трубопроводе, тем самым, облегчая систему впуска и увеличивая дросселируемый объем.
Фиг. 4 иллюстрирует вид в поперечном разрезе впускного узла 140, показанного на фиг. 2 Показана оболочка 121 распределительной камеры, определенная корпусом 200 распределительной камеры у распределительной камеры 118. Площадь поперечного сечения оболочки 121 распределительной камеры, перпендикулярного общему направлению потока воздуха, увеличивается в нисходящем направлении. Таким образом, оболочка 121 распределительной камеры включает в себя расширение. Изображены часть охладителя 120 наддувочного воздуха, в том числе, пластины 402 охлаждения. Каждая из пластин 402 охлаждения может включать в себя канал охлаждающей жидкости в сообщении по текучей среде с впуском 122 охлаждающей жидкости и выпуском 124 охлаждающей жидкости, показанными на фиг. 4. В некоторых примерах, каналы охлаждающей жидкости в пластинах 402 охлаждения соединены последовательно. Поэтому, общее направление потока охлаждающей жидкости в следующих друг за другом пластинах охлаждения может быть противоположным от одной к другой. Однако, предполагались другие схемы потока. Например, верхняя половина каналов охлаждения может осуществлять поток охлаждающей жидкости через распределительную камеру в первом направлении, а нижняя половина канала охлаждения может осуществлять поток охлаждающей жидкости через распределительную камеру в противоположном направлении.
Охладитель 120 наддувочного воздуха расположен ниже по потоку от расширения в изображенном варианте осуществления. Однако, в других вариантах осуществления, охладитель 120 наддувочного воздуха может быть по меньшей мере частично расположена в расширении. Пластины 402 охлаждения тянутся в поперечном направлении через распределительную камеру 118. Поперечная ось 205 предусмотрена для начала отсчета. Таким образом, пластины 402 охлаждения тянутся от первой боковой стороны 210 распределительной камеры 118, показанной на фиг. 2, до второй боковой стороны 212 распределительной камеры. Таким образом, пластины 402 перекрывают ширину оболочки 121 распределительной камеры. Однако, в других примерах, пластины 402 могут не полностью тянуться по ширине оболочки 121 распределительной камеры. Хотя пластины 402 охлаждения являются плоскими в изображенном варианте осуществления, в других вариантах осуществления они могут быть рифлеными. Таким образом, перенос тепла пластин 402 охлаждения из всасываемого воздуха на пластины 402 охлаждения может быть увеличен.
Более того, сторона 412 наддувочного воздуха охладителя наддувочного воздуха может включать в себя ребра 404 с увеличивающими турбулентность геометриями для увеличения площади поверхности и эффективности переноса тепла. Ребра 404 могут быть выровнены вертикально и/или в продольном направлении. Более того, ребра 404 расположены на находящейся выше по потоку стороне пластин 402. Таким образом, каналы в пластинах 402 охлаждения могут принимать охлаждающую жидкость из впуска 122 охлаждающей жидкости, показанного на фиг. 3, и осуществлять поток охлаждающей жидкости на выпуск 124 охлаждающей жидкости, показанный на фиг. 3. Поэтому, поток охлаждающей жидкости в каналах может быть по существу перпендикулярным потоку воздуха через оболочку 121 распределительной камеры. Пластины 402 охлаждения могут содержать металл, такой как алюминий, с высокой теплопроводностью, и т.д.
Также изображена направляющая 408, включенная в множество направляющих 134. Как показано, направляющая 408 изменяет направление воздуха, протекающего через нее. Более конкретно, выпуск 410 направляющей 408 скомпонован под углом 414, меньшим, чем угол 90 градусов, относительно впуска 412 направляющей 408. Однако, предполагались другие геометрические конфигурации. Также изображен дроссель 416, включающий в себя дроссельную заслонку 418, включенную в множество дросселей 132. Приводной вал 204 показан продолжающимся через дроссельную заслонку 418. Когда направляющая расположена таким образом, вероятность конденсата из охладителя 120 наддувочного воздуха, втекающего в направляющую 408, уменьшается.
Корпус 200 распределительной камеры у распределительной камеры включает в себя поверхность 430 раздела крепления корпуса дросселей в разделяющем поверхность контакте с поверхностью 432 раздела крепления распределительной камеры. Болты или другие пригодные крепежные устройства могут использоваться для присоединения вышеупомянутых поверхностей раздела друг к другу. Таким образом, распределительная камера 118 и охладитель 120 наддувочного воздуха прикреплены друг к другу. Ребра 202 жесткости также показаны на фиг. 4.
Фиг. 5 иллюстрирует вид в разрезе впускного узла 140, показанного на фиг. 2, с не включенным в состав корпусом 200, показанным на фиг. 2. Показано множество пластин 402 охлаждения, включенных в охладитель 120 наддувочного воздуха. Охладитель 120 наддувочного воздуха также изображен в качестве имеющего вертикальные и выровненные в продольном направлении пластины 500 на фиг. 5. Вертикальная ось 502 и продольная ось 203 предоставлены для начала отсчета. Как описано ранее, несмотря на то, что наддувочный воздух и EGR могут течь в слоях между пластинами охлаждения, вертикальные ребра на газовой стороне могут увеличивать площадь переноса тепла и турбулентность, улучшая эффективность переноса тепла. Боковая сторона 504 охладителя 120 наддувочного воздуха может быть в разделяющей поверхность контакте с корпусом 200 распределительной камеры, показанным на фиг. 2. Эта область охладителя наддувочного воздуха также может предусматривать торцевой бак канала охлаждающей жидкости, предоставляя охлаждающей жидкости возможность проходить канал охлаждающей жидкости в пластинах 402 охлаждения по схеме «u-образного потока», обеспечивая, чтобы входной и выходной каналы охлаждающей жидкости были на одной и той же стороне активной зоны охладителя наддувочного воздуха. Периферия стенки 506 охладителя 120 наддувочного воздуха также может быть в разделяющем поверхность контакте с корпусом 200 распределительной камеры. Стенка 506 может определять границу оболочки 121 распределительной камеры, показанной на фиг. 2. Таким образом, стенка 506 направляет всасываемый воздух через пластины 402 охлаждения охладителя 120 наддувочного воздуха. Также показана поверхность 432 раздела крепления распределительной камеры. Как изображено, поверхность 432 раздела крепления распределительной камеры включает в себя отверстия 510, выполненные с возможностью принимать крепежные устройства, такие как болты.
Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по сути, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящей полезной модели включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.