ОХЛАДИТЕЛЬ ВОЗДУХА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к охладителю воздуха в системе впуска двигателя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Компрессоры используются в системах впуска двигателя для повышения плотности всасываемого воздуха. Следовательно, отдача сгорания может повышаться, выбросы могут снижаться и/или может повышаться экономия топлива. Однако сжатие всасываемого воздуха также повышает температуру всасываемого воздуха. Это повышает температуру воздуха, понижает плотность воздуха, тем самым, уменьшая некоторые из выигрышей, достигаемых посредством сжатия всасываемого воздуха. Поэтому охладители воздуха, расположенные ниже по потоку от компрессоров, могут использоваться для понижения температуры сжатого всасываемого воздуха в двигателях с наддувом (см., например, US 7828044, опубл. 09.11.2010, МПК F28F 27/02). Охладители воздуха также могут использоваться вместе с другими системами в транспортном средстве, такими как системы рециркуляции выхлопных газов (EGR), для понижения температуры выхлопных газов, подаваемых в систему впуска.
Охладители наддувочного воздуха могут быть предназначены для специфичных применений в двигателях. Более того, размеры и геометрия проточных воздушных каналов в охладителях воздуха могут быть наделены размерами для специфичного двигателя или транспортного средства. Когда охладители воздуха наделены размерами для двигателя, применимость охладителя воздуха уменьшается. Например, если бы специфицированный охладитель воздуха использовался с другой конфигурацией двигателя или транспортного средства, двигатель мог бы испытывать пропуски зажигания, обусловленные накоплением конденсата, вызванным неправильным определением размеров. Как результат, может снижаться эффективность сгорания. Более того, пропуски зажигания могут усугубляться, когда всасываемый воздух является влажным, большая величина крутящего момента запрошена работой транспортного средства (например, условиями открытого дросселя) и/или во время переключения с понижением в трансмиссии.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеприведенные проблемы и предложили охладитель воздуха, содержащий:
множество проточных воздуховодов, каждый из которых содержит впуск и дефлектор воздушного потока, продолжающийся через периферийные участки впусков и жестко присоединенный к проточным воздуховодам.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором охладитель воздуха расположен в транспортном средстве с большим объемом двигателя.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором дефлектор воздушного потока содержит полимерный материал.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором дефлектор воздушного потока содержат металл.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором дефлектор воздушного потока адгезивно присоединен к множеству проточных воздуховодов в охладителе воздуха посредством вулканизационного уплотнителя.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором охладитель воздуха включает в себя впускное отверстие в сообщении по текучей среде с компрессором.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором охладитель воздуха содержит множество турбулизаторов, расположенных в проточных воздуховодах.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором каждый из турбулизаторов содержит сплошную деталь из материала, продолжающуюся через проточный воздуховод два или более раз.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором охладитель воздуха содержит охлаждающие ребра, расположенные между проточными воздуховодами.
В одном из вариантов предложен охладитель, в котором дефлектор воздушного потока образует сплошную деталь из материала.
Предложенный охладитель воздуха может быть использован в виде одного или более охладителей воздуха из линейки охладителей воздуха, содержащей:
первый охладитель воздуха, имеющий множество проточных воздуховодов, причем каждый из проточных воздуховодов содержит впуск и первый дефлектор воздушного потока, продолжающийся через периферийные участки впусков и жестко присоединенный к проточным воздуховодам; и
второй охладитель воздуха, имеющий множество проточных воздуховодов, причем каждый из проточных воздуховодов содержит впуск, и второй дефлектор воздушного потока, продолжающийся через периферийные участки впусков и жестко присоединенный к проточным воздуховодам, при этом второй дефлектор воздушного потока отличается по меньшей мере одним из размера и геометрии от первого дефлектора воздушного потока.
Такая линейка охладителей воздуха может быть предусмотрена для некоторого количества транспортных средств, тем самым, повышая применимость линейки охладителей воздуха и снижая затраты на производство. Размеры и геометрия дефлекторов воздушного потока могут быть настроены для достижения требуемых характеристик воздушного потока в каждом из охладителей воздуха посредством различий в выбранных дефлекторах потока. Таким образом, затраты на и сложность производства могут быть снижены по-прежнему при уменьшении накопления конденсата, если требуется. Когда снижается конденсация в охладителях воздуха, пропуски зажигания в двигателе уменьшаются, и повышается надежность охладителя воздуха.
В одном из примеров множество проточных воздуховодов в первом охладителе воздуха и множество проточных воздуховодов во втором охладителе воздуха могут быть идентичны по размерам и геометрии. Таким образом, условия воздушного потока стандартизованы на линейке охладителей воздуха, давая возможность дополнительного снижения затрат на производство.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать 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 исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания. Дополнительно вышеприведенные проблемы были выявлены авторами в материалах настоящего описания и не признаются известными.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение системы впуска двигателя, включающей в себя охладитель воздуха, и системы выпуска.
Фиг. 2 показывает примерный охладитель воздуха, который может быть включен в систему впуска, показанную на фиг. 1.
Фиг. 3 показывает примерный вид в поперечном разрезе охладителя воздуха, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4-7 показывают разные примеры одного и того же поперечного разреза охладителя воздуха, показанного на фиг. 2.
Фиг. 8 показывает вид в поперечном разрезе множества турбулизаторов в проточном воздуховоде, включенном в охладитель воздуха, показанный на фиг. 2.
Фиг. 9 показывает примерный турбулизатор, который может быть включен в охладитель воздуха, показанный на фиг. 2.
Фиг. 10-12 показывают примерный набор охладителей воздуха; и
Фиг. 13 показывает способ работы системы впуска двигателя.
Фиг. 2 и 9 начерчены приблизительно в масштабе, однако, если требуется, могут использоваться другие относительные размеры.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Набор охладителей воздуха описан в материалах настоящего описания. Набор охладителей воздуха может включать в себя два охладителя воздуха, каждый имеет множество проточных воздуховодов со сходными размерами и формой. Два охладителя воздуха каждый может включать в себя дефлектор воздушного потока поперек участка впусков соответствующих проточных воздуховодов. Дефлекторы воздушного потока могут отличаться по размеру и/или форме. Таким образом, непрегражденные участки впусков проточных воздуховодов могут меняться между двумя охладителями воздуха. Таким образом, проточные воздуховоды могут быть стандартизованы по охладителю воздуха наряду с тем, что дефлекторы воздушного потока могут модифицироваться для достижения требуемых характеристик воздушного потока в каждом охладителе воздуха. Таким образом, размеры и форма охладителей воздуха могут настраиваться для разных размеров, типов и т.д. двигателей, тем самым повышая применимость набора охладителей воздуха. Как результат, стоимость производства охладителей воздуха в наборе охладителей воздуха может понижаться, когда охладители воздуха в наборе могут использоваться в широком диапазоне типов, размеров и т.д. двигателей. Например, первый охладитель в наборе может использоваться для первого транспортного средства с большим рабочим объемом двигателя, а второй охладитель в наборе может использоваться для второго транспортного средства с меньшим рабочим объемом двигателя.
Дополнительно дефлекторы воздушного потока в каждом из охладителей воздуха преграждают поток воздуха, поступающий в проточные воздуховоды, по-разному. Размер и форма дефлекторов воздушного потока может выбираться на основании требуемого диапазона скорости воздушного потока через проточные воздуховоды. Более точно диапазон скоростей воздушного потока может выбираться для уменьшения конденсации в проточных воздуховодах. Следовательно, вероятность пропусков зажигания, вызванных формированием конденсата, снижается, а эффективность сгорания повышается. Поэтому выбранный диапазон скоростей воздушного потока может самостоятельно вычищать конденсат из охладителя воздуха, выталкивая конденсат из трубопроводов. Уменьшение конденсата в охладителе воздуха увеличивает срок службы охладителя воздуха.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя 10, включенного в силовую установку транспортного средства 100. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 30 (то есть камера сгорания) двигателя 10 может включать в себя стенки камеры сгорания (не показаны) с поршнем (не показан), расположенным в них.
Система 150 впуска и система 152 выпуска в сообщении по текучей среде с двигателем 10 также показаны на фиг. 1. Однако следует принимать во внимание, что в некоторых примерах система 150 впуска и/или система 152 выпуска могут быть встроены в двигатель 10.
Система 152 выпуска включает в себя выпускной канал, обозначенный посредством стрелки 154 (например, выпускной коллектор), и устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов. Стрелки 156 обозначают выпускные каналы, присоединенные к выпуску устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов. Следует принимать во внимание, что устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть расположено вдоль выпускного канала 154. Устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов расположено ниже по потоку от датчика 126 выхлопных газов. Устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями. В некоторых примерах устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть первым одним из множества устройств снижения токсичности выхлопных газов, расположенных в системе выпуска. В некоторых примерах во время работы двигателя 10 устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может периодически перенастраиваться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного топливно-воздушного соотношения.
Первая турбина 163 и вторая турбина 165 также могут быть включены в систему 152 выпуска. Первая турбина 163 и вторая турбина 165 расположены ниже по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов в изображенном примере. Однако в других примерах первая и/или вторая турбина (163 и 165) могут быть расположены выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов или множества устройств снижения токсичности выхлопных газов. Стрелки 155 обозначают выпускные каналы, присоединенные к выпускам первой и второй турбин (163 и 165).
Двигатель 10 включает в себя по меньшей мере один цилиндр 30. Цилиндр 30 включает в себя впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Однако в других примерах цилиндр 30 может включать в себя два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана. Впускной клапан 52 выполнен с возможностью циклически открываться и закрываться, чтобы разрешать и запрещать введение всасываемого воздуха из системы 150 впуска в цилиндр 30. Подобным образом выпускной клапан 54 выполнен с возможностью циклически открываться и закрываться, чтобы разрешать и запрещать высвобождение выхлопных газов из цилиндра 30 в систему 152 выпуска. Клапаны могут приводиться в действие кулачками. Регулируемая установка фаз кулачкового распределения может использоваться в двигателе 10, если требуется. Однако в других примерах электронный привод клапанов может использоваться для приведения в действие по меньшей мере одного из впускного клапана 52 и выпускного клапана 54.
Топливная форсунка 66 показана присоединенной к цилиндру 30, что предусматривает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в цилиндр. Топливная форсунка 66 может впрыскивать топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. В некоторых примерах цилиндр 30, в качестве альтернативы или дополнительно может включать в себя топливную форсунку, присоединенную к выпускному коллектору выше по потоку от впускного клапана 52 некоторым образом, известным как впрыск топлива во впускной канал.
Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в цилиндр 30 через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12 при выбранных рабочих режимах. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых примерах цилиндр 30 или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут работать в режиме воспламенения от сжатия, с или без свечи зажигания.
Датчик 126 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 154 системы 152 выпуска выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания соотношения воздуха выхлопных газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC или CO. В некоторых примерах датчик 126 выхлопных газов может быть первым одним из множества датчиков выхлопных газов, расположенных в системе выпуска. Например, дополнительные датчики выхлопных газов могут быть расположены ниже по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве постоянного запоминающего устройства 16 (например, микросхемы памяти) в этом конкретном примере оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, включенных в двигатель 10, такие как сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Следует принимать во внимание, что в других примерах контроллер 12 может принимать сигналы с дополнительных датчиков, таких как датчик положения дросселя, датчик температуры двигателя, датчик скорости вращения двигателя и т. д.
Во время работы цилиндр 30 в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В многоцилиндровом двигателе четырехтактный цикл может выполняться в дополнительных камерах сгорания. В течение такта впуска обычно выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Например, воздух вовлекается в цилиндр 30 через впускной коллектор, и поршень перемещается к дну камеры сгорания, чтобы увеличивать объем внутри цилиндра 30. Положение, в котором поршень находится около дна камеры сгорания и в конце своего хода (например, когда цилиндр 30 находится при наибольшем своем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой в качестве нижней мертвой точки (НМТ, BDC). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень перемещается по направлению к головке блока цилиндров, чтобы сжимать воздух внутри цилиндра 30. Точка, в которой поршень находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда цилиндр 30 находится при наименьшем своем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известными устройствами воспламенения, такими как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Дополнительно или в качестве альтернативы сжатие может использоваться для воспламенения топливно-воздушной смеси. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень обратно к НМТ. Коленчатый вал может преобразовывать перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключении во время такта выпуска выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие примеры. Дополнительно или в качестве альтернативы воспламенение от сжатия может быть реализовано в цилиндре 30.
Система 150 впуска включает в себя первый компрессор 160 и второй компрессор 162. Первый компрессор 160 выполнен с возможностью повышать плотность всасываемого воздуха во время работы. В одном из примеров компрессор может быть компрессором с переменной геометрией. Однако в других примерах геометрия лопаток ротора может быть постоянной. Первый компрессор 160 может быть включен в турбонагнетатель. Турбонагнетатель дополнительно может включать в себя первую турбину 163, с возможностью вращения присоединенную к компрессору, расположенному в системе 152 выпуска. Однако в других примерах первый компрессор и/или второй компрессор могут приводиться в движение посредством выпускной мощности вращения двигателя.
Второй компрессор 162 может быть идентичным первому компрессору 160. Дополнительно первый компрессор 160 и второй компрессор 162 показаны присоединенными параллельно. Однако предполагались другие конфигурации компрессоров. Например, компрессоры могут быть соединены последовательно. Второй компрессор 162 также может быть присоединен ко второй турбине 165 в системе 152 выпуска и включен в турбонагнетатель. Первый компрессор 160 и второй компрессор 162 принимают всасываемый воздух, обозначенный посредством стрелок 164.
Охладитель 170 воздуха расположен ниже по потоку от первого компрессора 160 и второго компрессора 162. Охладитель 170 воздуха может указываться ссылкой как охладитель наддувочного воздуха в двигателе с наддувом. Однако в других примерах охладитель 170 воздуха может использоваться в системе впуска, которая не включает в себя компрессоры.
Охладитель 170 воздуха включает в себя первое впускное отверстие 172 и второе впускное отверстие 174. Первое впускное отверстие 172 находится в сообщении по текучей среде с первым компрессором 160. Подобным образом второе впускное отверстие 174 находится в сообщении по текучей среде со вторым компрессором 162. Поэтому в изображенном примере сжатый всасываемый воздух выдается в охладитель 170 воздуха.
Стрелка 176 обозначает сообщение по текучей среде между первым впускным отверстием 172 и первым компрессором 160. Более точно впускной трубопровод может продолжаться между первым компрессором 160 и первым впускным отверстием 172. Стрелка 178 обозначает сообщение по текучей среде между вторым впускным отверстием 174 и вторым компрессором 162. Вновь стрелка 178 может конкретно обозначать впускной трубопровод или в некоторых примерах множество впускных трубопроводов.
Охладитель 170 воздуха дополнительно включает в себя впускной коллектор 180. Первое впускное отверстие 172 и второе впускное отверстие 174 открываются во впускной коллектор 180, чтобы осуществлять поток всасываемого воздуха в него. Впускной коллектор 180 находится в сообщении по текучей среде (например, непосредственном сообщении по текучей среде) с множеством проточных воздуховодов 182. Таким образом, впускной коллектор 180 направляет всасываемый воздух во множество проточных воздуховодов 182. Таким образом, всасываемый воздух втекает из впускного коллектора в проточные воздуховоды во время работы двигателя. В одном из примеров множество турбулизаторов 306, показанных на фиг. 3, обсужденных подробнее в материалах настоящего описания, может быть расположено в проточных воздуховодах 182.
Охлаждающие ребра 184 или другие пригодные устройства рассеяния тепла могут быть расположены между и присоединены к проточным воздуховодам 182. Окружающий воздух может протекать через охлаждающие ребра 184, чтобы отводить тепло от них. Таким образом, тепло может переноситься из охладителя воздуха в окружающую среду. Охлаждающие ребра 184 могут быть присоединены к корпусу проточных воздуховодов 182.
Дефлектор 186 воздушного потока может быть присоединен к проточным воздуховодам 182 и расположен во впускном коллекторе 180. Дефлектор 186 воздушного потока изображен в общем на фиг. 1. Однако следует принимать во внимание, что дефлектор 186 воздушного потока обладает дополнительной сложностью, которая подробнее описана в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 2-8. Дефлектор 186 воздушного потока может быть выполнен с возможностью направлять воздух в требуемые части проточных воздуховодов 182 и снижать (например, блокировать) воздушный поток через другие части проточных воздуховодов 182. Более точно дефлектор 186 воздушного потока выполнен с возможностью увеличивать скорость воздуха через центральные участки проточных воздуховодов 182. Как результат, снижается вероятность формирования конденсата в проточных воздуховодах. Дефлектор 186 воздушного потока может иметь большую сложность, чем пример, показанный на фиг. 1. Детализированные примеры охладителя воздуха показаны на фиг. 2-8 и обсуждены подробнее в материалах настоящего описания.
Охладитель воздуха дополнительно включает в себя выпускной коллектор 188. Выпускной коллектор 188 включает в себя выпускное отверстие 190. Выпускное отверстие 190 находится в сообщении по текучей среде с дросселем 192, включающем в себя дроссельную заслонку 194. Дроссель выполнен с возможностью настраивать величину потока всасываемого воздуха, выдаваемого на впускной клапан 52, в то время как впускной клапан открыт. Дроссель присоединен к впускному трубопроводу, обозначенному посредством стрелки 196, в сообщении по текучей среде с впускным клапаном 52. Таким образом, всасываемый воздух может протекать из охладителя воздуха во впускной клапан во время работы сгорания в двигателе.
Фиг. 2 показывает примерный охладитель 170 воздуха. Впускной коллектор 180 и выпускной коллектор 188 охладителя 170 воздуха показаны на фиг. 2. Первое впускное отверстие 172 и второе впускное отверстие 174 во впускном коллекторе 180 также показаны. Как обсуждено выше со ссылкой на фиг. 1, первое и второе впускные отверстия могут находиться в сообщении по текучей среде с первым компрессором 160 и вторым компрессором 162.
Выпускное отверстие 190 выпускного коллектора 188 в сообщении по текучей среде с впускным клапаном 52, показанное на фиг. 1, также изображено на фиг. 2. Охлаждающие ребра 184 в охладителе 170 воздуха также показаны на фиг. 2. Охлаждающие ребра 184 могут содержать металл, такой как алюминий, сталь, и т. д. Охлаждающие ребра 184 показаны продолжающимися между проточными воздуховодами 182, а более точно - корпусами 200 проточных воздуховодов.
Впускной коллектор 180 включает в себя корпус 202, имеющий ребра 204 жесткости. Подобным образом выпускной коллектор 188 включает в себя корпус 206, имеющий ребра 208 жесткости. Впускной коллектор 180 и/или выпускной коллектор 188 могут включать в себя полимерный материал. Дополнительно или в качестве альтернативы впускной коллектор 180 и/или выпускной коллектор 188 могут содержать металл (например, алюминий, сталь и т. д.).
Впускной коллектор 180 сужается в направлении, продолжающемся от впускных отверстий (172 и 174). Подобным образом выпускной коллектор 188 сужается в направлении, продолжающемся от выпускного отверстия 190. Однако предполагались другие геометрии впускного и выпускного коллекторов.
Охладитель 170 воздуха, показанный на фиг. 2, включает в себя 21 проточный воздуховод 182. Однако предполагались охладители воздуха с альтернативным количеством проточных воздуховодов. Например, охладитель воздуха может включать в себя меньше чем 21 проточный воздуховод в некоторых примерах.
Секущая плоскость 250, определяющая поперечный разрез, показанный на фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6 или фиг. 7, показана на фиг. 2. Секущая плоскость 252, определяющая поперечный разрез, показанный на фиг. 7, показана на фиг. 2.
Фиг. 3 показывает первый вид в поперечном разрезе части охладителя 170 воздуха. Проточные воздуховоды 182 изображены на фиг. 3. Каждый из проточных воздуховодов 182 может иметь по существу идентичные размер и геометрию. Однако в других примерах размер и геометрия проточных воздуховодов 182 может меняться между двумя или более проточными воздуховодами. Например, продольная длина и/или поперечная ширина проточных воздуховодов 182 может меняться между двумя или более воздуховодами. Продольная ось и поперечная ось приведены для справки.
Корпуса 200 проточных воздуховодов определяют границы потока каждого из проточных воздуховодов 182. Следует принимать во внимание, что всасываемый воздух может втекать в проточные воздуховоды 182 из впускного коллектора 180, показанного на фиг. 1 и 2. В целом, это направление может быть направлено в страницу. Однако следует принимать во внимание, что схема воздушного потока может иметь дополнительную сложность. Проточные воздуховоды 182 каждый включает в себя впуск 300.
Дефлектор 186 воздушного потока также показан на фиг. 3. Дефлектор 186 воздушного потока жестко присоединен (например, адгезивно приклеен, приварен, соединен болтами и т. д.) к корпусам 200 проточных воздуховодов 182. Таким образом, относительное положение дефлектора воздушного потока и проточных воздуховодов по существу неизменно. Дефлектор 186 воздушного потока включает в себя множество периферийных секций 302, каждая из секций продолжается через участки впусков 300 в проточные воздуховоды 182. Более точно первая часть периферийных секций 302 расположена по одну сторону от впусков, а вторая часть периферийных секций 302 расположена по другую сторону от впусков. Поэтому две периферийные секции расположены на противоположных сторонах одного из впусков 300. Периферийные секции 302 идентичны по размеру и геометрии в примере, изображенном на фиг. 3. Однако в других примерах периферийные секции 302 могут не быть идентичными по размеру и/или геометрии. В одном из примеров множество периферийных секций 302 присоединены друг к другу посредством отдельной сплошной детали из материала. Таким образом, дефлектор 186 воздушного потока может быть выполнен из отдельной сплошной детали из материала. Однако в другом примере дефлектор воздушного потока может не образовать отдельной сплошной детали из материала, и периферийные секции могут быть разнесены друг от друга. Дефлектор 186 воздушного потока может содержать полимерный материал в одном из примеров. Однако в других примерах дефлектор 186 воздушного потока может содержать металл, такой как алюминий, сталь, и т. д.
Кроме того, дефлектор 186 воздушного потока присоединен (например, приварен, адгезивно приклеен, соединен болтами и т. д.) к корпусу 200 проточных воздуховодов 182. Адгезивное соединение может включать в себя применение вулканизационного уплотнителя, такого как уплотнитель с вулканизацией при комнатной температуре (RTV), между соединяемыми элементами. Когда дефлектор 186 воздушного потока адгезивно присоединен к проточным воздуховодам, скорость воздушного потока непрегражденных участков 304 проточных воздуховодов 182 может повышаться.
Охлаждающие ребра 184 также показаны на фиг. 3. Однако в других примерах дефлектор 186 воздушного потока может быть расположен перед охлаждающими ребрами 184, показанными на фиг. 3. Таким образом, дефлектор 186 воздушного потока может включать в себя секции, продолжающиеся между периферийными секциями дефлектора воздушного потока и/или между проточными воздуховодами в некоторых примерах.
Каждый проточный воздуховод 182 включает в себя непрегражденный участок 304. Граница непрегражденных участков 304 определена дефлектором 186 воздушного потока. Таким образом, скорость воздушного потока через непрегражденный участок 304 может быть большей, чем скорость воздушного потока через участки проточных воздуховодов, прегражденные дефлектором 186 воздушного потока. Повышение скорости воздушного потока через центральный участок трубопроводов уменьшает конденсацию в проточных воздуховодах, тем самым увеличивая долговечность охладителя 170 воздуха, и уменьшает пропуски зажигания двигателя. Как результат, повышается эффективность сгорания.
Турбулизаторы 306 также показаны на фиг. 3. Один или более турбулизаторов расположены в пределах каждого из проточных воздуховодов 182. Таким образом, каждый проточный воздуховод окружает турбулизатор. Турбулизаторы 306 могут быть присоединены (например, приварены) к корпусу соответствующих проточных воздуховодов. Турбулизаторы 306 показаны повторно продолжающимися через проточные воздуховоды 182. Более точно каждый турбулизатор в проточном воздуховоде пересекает проточный воздуховод 27 раз, создавая 14 «V-образных» каналов. Турбулизаторы 306 в изображенном примере выполнены из сплошной детали из материала (например, металла). Однако предполагались альтернативные размеры и/или геометрии турбулизатора 306. Турбулизаторы 306 также могут продолжаться в секции проточных воздуховодов 182, прегражденные дефлектором 186 воздушного потока. Однако в других примерах турбулизаторы 306 могут не продолжаться в секции проточных воздуховодов 182, прегражденных дефлектором 186 воздушного потока. Турбулизаторы 306 могут увеличивать количество тепла, переносимого на корпуса 200 из всасываемого воздуха, тем самым, увеличивая количество тепла, отведенного из всасываемого воздуха, протекающего через охладитель воздуха. В изображенном примере турбулизаторы 306 в каждом из проточных воздуховодов имеют сходные геометрию и размер. Однако размер и/или геометрия турбулизаторов могут меняться между проточными воздуховодами. В некоторых примерах дефлектор 186 воздушного потока может быть присоединен (например, приварен, адгезивно приклеен и т. д.) к турбулизаторам. Однако в других примерах дефлектор 186 воздушного потока может быть расположен на некотором расстоянии от турбулизаторов 306. Следует принимать во внимание, что в некотором примере охладитель воздуха может не включать в себя турбулизаторы.
Профиль внешней поверхности 308 дефлектора 186 воздушного потока может быть неплоским. Более точно глубина внешней поверхности 308 может уменьшаться вокруг впусков 300 проточных воздуховодов 182. Глубина на поперечном разрезе, показанном на фиг. 3, является осью, продолжающейся в страницу. Однако в других примерах внешняя поверхность дефлектора воздушного потока может быть плоской.
Продольная длина 310 каждого проточного воздуховода 182 может иметь значение 57 миллиметров (мм) в одном из примеров. Продольная длина 312 непрегражденного участка 304 в соответствующем проточном воздуховоде может иметь значение 27 мм. Поперечная ширина 314 каждого проточного воздуховода 182 может иметь значение от 9 до 10 мм в одном из примеров. Продольная ось и поперечная ось приведены для справки.
Фиг. 4-7 показывают разные примеры поперечного разреза охладителя 170 воздуха, показанного на фиг. 2. Однако следует принимать во внимание, что поперечные разрезы, показанные на фиг. 4-7, все могут быть включены в разные охладители воздуха в некоторых примерах.
Более точно фиг. 4 показывает второй примерный поперечный разрез охладителя 170 воздуха. Как показано, продольная длина каждой из периферийных секций 302 дефлектора 186 воздушного потока была увеличена. Продольная ось приведена для справки. Таким образом, размер непрегражденных участков 304 уменьшен по сравнению с примерным поперечным разрезом охладителя воздуха, показанного на фиг. 3. Таким образом, дефлектор 186 воздушного потока может подстраиваться под многообразие типов двигателей посредством изменения размера и/или геометрии дефлектора 186 воздушного потока. Размер и/или геометрия могут быть изменены для достижения требуемой скорости воздуха в непрегражденных участках проточных воздуховодов 182. Требуемая скорость для типичного ездового цикла потребителя может находиться около минимума 12 м/с каждые от 10 до 20 минут в зависимости от уклона дороги, разгона транспортного средства и массы транспортного средства в одном из примеров. Следует принимать во внимание, что другие геометрические характеристики дефлектора 186 воздушного потока могут быть изменены, такие как общая ширина дефлектора воздушного потока или ширина заданных секций дефлектора 186 воздушного потока.
Фиг. 5 показывает третий примерный поперечный разрез охладителя 170 воздуха, показанного на фиг. 2. Дефлектор 186 воздушного потока в третьем примерном охладителе воздуха включает в себя отдельные периферийные секции 302. Другими словами, дефлектор 186 воздушного потока включает в себя множество периферийных секций, разнесенных друг от друга. Как результат, количество материала в дефлекторе 186 воздушного потока уменьшается, тем самым снижая стоимость дефлектора воздушного потока.
Фиг. 6 показывает четвертый примерный поперечный разрез охладителя 170 воздуха, показанного на фиг. 2. Внешние поверхности 600 дефлектора 186 воздушного потока являются плоскими в примере, показанном на фиг. 6. Однако предполагались другие профили. Более того, периферийные секции дефлектора 186 воздушного потока выполнены в форме пластин в примере, изображенном на фиг. 6.
Фиг. 7 показывает пятый примерный поперечный разрез охладителя 170 воздуха, показанного на фиг. 2. В примере, показанном на фиг. 7, дефлектор 186 воздушного потока включает в себя секции 700, расположенные между проточными воздуховодами 182. Секции 700 также расположены перед охлаждающими ребрами, чей обзор прегражден секциями 700. Периферийные секции 302 также показаны на фиг. 7. Следует принимать во внимание, что дефлектор 186 воздушного потока выполнен из сплошной детали из материала в примере, показанном на фиг. 7.
Фиг. 8 показывает еще один вид в поперечном разрезе охладителя 170 воздуха, показанного на фиг. 2 Фиг. 8 показывает часть 800 одного из проточных воздуховодов 182, показанных на фиг. 2. Множество турбулизаторов 802 показано на фиг. 8. Множество турбулизаторов, показанных на фиг. 8, может быть включено во множество турбулизаторов 306, показанных на фиг. 3.
Турбулизаторы 802, показанные на фиг. 8, смещены в осевом направлении. Однако предполагалось альтернативное расположение турбулизаторов. Осевое смещение турбулизаторов 802 может повышать величину турбулентности в проточных воздуховодах 182. Как результат, перенос тепла из всасываемого воздуха на турбулизаторы и/или корпус проточного воздуховода может возрастать, тем самым увеличивая охлаждение всасываемого воздуха. Следовательно, может улучшаться действие сгорания. Стрелки 804 изображают общее направление потока всасываемого воздуха через турбулизаторы 802. Следует принимать во внимание, что поток всасываемого воздуха обладает дополнительной сложностью, которая не изображена.
Фиг. 9 показывает примерный турбулизатор 900, который может быть включен во множество турбулизаторов 306, показанных на фиг. 3, и/или множество турбулизаторов 802, показанных на фиг. 8. Турбулизатор 900 включает в себя проемы 902 (например, щели, жалюзи). Однако в других примерах турбулизаторы 306 могут не включать в себя проемов.
Фиг. 10 показывает множество 1000 транспортных средств. Некоторые компоненты из множества транспортных средств, такие как охладители воздуха, могут совместно использовать сходные характеристики, чтобы упрощать производство, тем самым снижая затраты на производство. Однако некоторые характеристики охладителей воздуха могут быть изменены для регулировки характеристик потока для разных конфигураций двигателя. Таким образом, применимость множества транспортных средств может повышаться, давая подобным охладителям воздуха возможность использоваться в широком диапазоне двигателей наряду со снижением стоимости производства охладителей воздуха.
Множество 1000 транспортных средств включает в себя первое транспортное средство 1002, имеющее первый двигатель 1004, и второе транспортное средство 1006, имеющее второй двигатель 1008. Однако предполагались множества транспортных средств с большим количеством транспортных средств и двигателей. Первый охладитель 1010 воздуха, включенный в первое транспортное средство 1002, выполнен с возможностью питать первый двигатель 1004 всасываемым воздухом. Подобным образом второй охладитель 1012 воздуха, включенный во второе транспортное средство 1006, выполнен с возможностью питать второй двигатель 1008 всасываемым воздухом.
Следует принимать во внимание, что первое транспортное средство 1002, первый двигатель 1004, второе транспортное средство 1006 и/или второй двигатель 1008 могут быть подобными транспортному средству 100 и двигателю 10, показанным на фиг. 1. Например, первый двигатель 1004 и второй двигатель 1008 каждый может включать в себя цилиндр, имеющий впускной клапан и выпускной клапан, и два компрессора, расположенные выше по потоку от охладителей воздуха. Дополнительно первый охладитель 1010 воздуха и/или второй охладитель 1012 воздуха могут иметь компоненты, подобные охладителю 170 воздуха, показанному на фиг. 1 и 2. Поэтому первый охладитель 1010 воздуха и второй охладитель 1012 воздуха могут включать компоненты, подобные охладителю 170 воздуха, показанному на фиг. 1. Таким образом, охладители (1010 и 1012) воздуха могут включать в себя впускные коллекторы, впускные отверстия, выпускной коллектор, выпускные отверстия, нагревающие ребра, проточные воздуховоды, турбулизаторы и/или дефлекторы воздушного потока. Первый охладитель 1010 воздуха и второй охладитель 1012 воздуха могут быть включены в набор 1014 охладителей воздуха.
Фиг. 11 показывает примерный набор 1014 охладителей воздуха, который может быть включен в множество 1000 транспортных средств, показанную на фиг. 10. Как показано, корпус 1100 первого охладителя 1010 воздуха может быть по существу идентичным по размеру и форме корпусу 1102 второго охладителя 1012 воздуха. Однако предполагались охладители воздуха с корпусами, имеющими иные форму и/или размер.
Первый охладитель 1010 воздуха дополнительно включает в себя впускной коллектор 1104, выпускные отверстия 1106, выпускной коллектор 1108, выпускное отверстие 1110, охлаждающие ребра 1112 и проточные воздуховоды 1114. Впускные отверстия каждое может быть в сообщении по текучей среде с расположенным выше по потоку компрессором.
Подобным образом второй охладитель воздуха дополнительно включает в себя впускной коллектор 1116, выпускные отверстия 1118, выпускной коллектор 1120, выпускное отверстие 1122, охлаждающие ребра 1124 и проточные воздуховоды 1126. Впускные отверстия каждое может быть в сообщении по текучей среде с расположенным выше по потоку компрессором. Впускной коллектор 1116 выполнен с возможностью осуществлять поток всасываемого воздуха в проточные воздуховоды 1126. Подобным образом проточные воздуховоды 1126 выполнены с возможностью осуществлять поток всасываемого воздуха в выпускной коллектор 1120. Как показано, охлаждающие ребра расположены между проточными воздуховодами.
Впускной коллектор 1108 в первом охладителе 1010 воздуха подобен по размеру и форме впускному коллектору 1116 во втором охладителе 1012 воздуха. Дополнительно выпускной коллектор 1108 в первом охладителе 1010 воздуха подобен по размеру и форме выпускному коллектору 1120 во втором охладителе 1012 воздуха. Проточные воздуховоды 1114 в первом охладителе 1010 воздуха могут быть подобны по размеру и форме проточным воздуховодам 1126, включенным во второй охладитель 1012 воздуха. Более точно количество, размер и геометрия множества проточных воздуховодов 1114 могут быть эквивалентны количеству, размеру и множеству проточных воздуховодов 1126 в некоторых примерах. Таким образом, проточные воздуховоды для некоторого количества разных охладителей воздуха могут производиться совместно, если требуется, тем самым снижая затраты на производство. Более того, первый охладитель 1010 воздуха имеет такое же количество проточных воздуховодов, как второй охладитель 1012 воздуха. Охлаждающие ребра 1112 идентичны по размеру и форме охлаждающим ребрам 1124. Однако предполагались охладители воздуха с впускными коллекторами, выпускными коллекторами, охлаждающими ребрами и/или проточными воздуховодами, имеющими отличающиеся размеры и/или геометрии.
Секущая плоскость 1150 определяет поперечный разрез первого охладителя 1010 воздуха, показанного на фиг. 12, а секущая плоскость 1152 определяет поперечный разрез второго охладителя 1012 воздуха, показанного на фиг. 12.
Фиг. 12 показывает примерный поперечный разрез 1200 первого охладителя 1010 воздуха и примерный поперечный разрез 1202 второго охладителя 1012 воздуха. В качестве альтернативы следует принимать во внимание, что любой из поперечных разрезов охладителей (1010 и 1012) воздуха, обозначенных на фиг. 11, может быть одним из поперечных разрезов, показанных на фиг. 2-7.
Проточные воздуховоды 1114 в первом охладителе 1010 воздуха, показанном на фиг. 11, изображены на фиг. 12. Подобным образом проточные воздуховоды 1126 во втором охладителе 1012 воздуха, показанном на фиг. 11, изображены на фиг. 12.
Как показано, проточные воздуховоды 1114 и проточные воздуховоды 1126 имеют сходные продольную длину и поперечную ширину. Продольная ось и поперечная ось приведены для справки. Проточные воздуховоды в отдельных охладителях воздуха могут иметь сходные размер и форму для увеличения применимости охладителей воздуха и снижения затрат на производство. Однако предполагались охладители воздуха, имеющие проточные воздуховоды с разными размерами и/или геометриями.
Фиг. 12 также показывает первый дефлектор 1220 воздушного потока в первом охладителе 1010 воздуха и второй дефлектор 1222 воздушного потока во втором охладителе 1012 воздуха. По меньшей мере один из первого дефлектора 1220 воздушного потока и второго дефлектора 1222 воздушного потока может образовать сплошную деталь из материала в некоторых примерах. Однако в других примерах один или более из дефлекторов воздушного потока могут содержать несплошные секции, разнесенные друг от друга.
Первый дефлектор 1220 воздушного потока включает в себя периферийные секции 1224, продолжающиеся через впуски 1226 множества проточных воздуховодов 1114. Дефлектор 1220 воздушного потока определяет границу непрегражденных участков 1225 проточных воздуховодов 1114. Второй дефлектор 1222 воздушного потока также включает в себя периферийные секции 1228, продолжающиеся через впуски 1230 множества проточных воздуховодов 1126. Дефлектор 1222 воздушного потока определяет границу непрегражденных участков 1231 проточных воздуховодов 1126. Следует принимать во внимание, что непрегражденные участки 1225 отличаются по меньшей мере по одному из размера и геометрии от непрегражденных участков 1231.
Как показано, дефлекторы (1220 и 1222) воздушного потока имеют разные размер и форму. Более точно продольная длина второго дефлектора 1222 воздушного потока больше, чем продольная длина первого дефлектора 1220 воздушного потока. Таким образом, второй дефлектор 1222 воздушного потока имеет большую площадь поверхности, продолжающуюся через проточные воздуховоды, чем площадь поверхности первого дефлектора 1220 воздушного потока, продолжающаяся через проточные воздуховоды.
Однако предполагались изменяющиеся разные размеры между первым и вторым дефлекторами воздушного потока. Следует принимать во внимание, что изменение продольной длины дефлекторов воздушного потока регулирует скорость воздушного потока через проточные воздуховоды. Таким образом, размер непрегражденных участков проточных воздуховодов может выбираться на основании требуемых характеристик воздушного потока в специфичных охладителе воздуха и двигателе, давая охладителям воздуха возможность подстраиваться под разные применения. Как результат, увеличивается применимость набора охладителей воздуха. Следует принимать во внимание, что дефлекторы (1220 и 1222) воздушного потока могут быть добавлены в охладитель воздуха на поздней стадии технологического процесса, тем самым предоставляя возможность быстрой тонкой подстройки конструкции вместо ожидания многих месяцев новых средств проектирования.
Также показано множество турбулизаторов 1232, расположенных в проточных воздуховодах 1114, и множество турбулизаторов 1234, расположенных в проточных воздуховодах 1126. В некоторых примерах первый охладитель 1010 воздуха включает в себя первое количество турбулизаторов, а второй охладитель 1012 воздуха включает в себя второе количество турбулизаторов, отличное от первого количества турбулизаторов. Как обсуждено выше, каждый из турбулизаторов может включать в себя сплошную деталь из материала, продолжающийся через проточный воздуховод два или более раз.
Первый дефлектор 1220 воздушного потока жестко присоединен к множеству проточных воздуховодов 1114. Подобным образом второй дефлектор 1220 воздушного потока жестко присоединен к множеству проточных воздуховодов 1126. Первый дефлектор 1220 воздушного потока и/или второй дефлектор 1222 воздушного потока могут быть адгезивно присоединены к своим соответствующим проточным воздуховодам. Например, вулканизационный уплотнитель может использоваться для присоединения дефлекторов воздушного потока к проточным воздуховодам.
Первый дефлектор 1220 воздушного потока и/или второй дефлектор 1222 воздушного потока могут содержать полимерный материал в одном из примеров. В еще одном примере первый дефлектор 1220 воздушного потока и/или второй дефлектор 1222 воздушного потока могут содержать металл. Кроме того, в некоторых примерах первый дефлектор 1220 воздушного потока может содержать иной материал, чем второй дефлектор 1222 воздушного потока.
Фиг. 13 показывает способ 1300 работы системы впуска в двигателе. Способ 1000 может быть реализован системой впуска, двигателем, охладителем воздуха, компонентами и т. д., обсужденными выше со ссылкой на фиг. 1-12, или может быть реализован посредством других пригодных систем впуска, двигателей, охладителей воздуха, компонентов и т. д.
На этапе 1302 способ включает в себя осуществление потока всасываемого воздуха во впускной коллектор охладителя воздуха из компрессора. На этапе 1304 способ включает в себя осуществление потока воздуха из впускного коллектора во множество проточных воздуховодов, каждый имеет впуск, причем впуски проточных воздуховодов частично преграждены дефлектором воздушного потока, продолжающимся через участок впусков. В одном из примеров дефлектор воздушного потока не преграждает центральные участки каждого из проточных воздуховодов. Кроме того, в одном из примеров каждый из проточных воздуховодов включает в себя по меньшей мере один турбулизатор, окруженный корпусом проточного воздуховода. Таким образом, воздух может перенаправляться в охладителе воздуха, чтобы повышать скорость воздуха, проходящего через проточные воздуховоды, тем самым снижая конденсацию в охладителе воздуха и повышая срок службы охладителя воздуха.
Необходимо отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и способы, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по сути, и что эти специфичные 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 настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.