СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ДЛЯ ОХЛАДИТЕЛЯ СИСТЕМЫ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
SYSTEM (VERSIONS) AND METHOD FOR COOLER OF EXHAUST GAS RECIRCULATION SYSTEM

Область применения
Настоящее изобретение в целом относится к способам и системам для охладителя системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) двигателя внутреннего сгорания.
Уровень  техники/ Раскрытие  изобретения
x
x
x
Двигатели внутреннего сгорания, такие как бензиновый двигатель, производят разнообразные выхлопные газы, отводимые из цилиндров через головку блока цилиндров во время работы. Некоторые из этих газов могут отводиться в атмосферу, тогда как другие могут вторично использоваться двигателем за счет применения системы рециркуляции отработавших газов (РОГ). Система РОГ может уменьшать выбросы оксидов азота NO в атмосферу, позволяя двигателю замещать часть всасываемых газов отработавшими газами. Предоставление системе РОГ возможности регулировать отношение этих газов в цилиндрах позволяет эффективно снижать температуры в цилиндрах, ограничивая количество горючего всасываемого газа, доступного при каждом цикле сгорания. Уменьшение температуры в цилиндрах, обеспечиваемое системой РОГ, одновременно уменьшает генерацию NO, поскольку NO образуются, главным образом, в узком диапазоне температур, вблизи от максимальных температур в цилиндрах. Одна из проблем, связанных с такими системами, состоит в том, что газ, поступающий из системы РОГ, является относительно горячим по сравнению со всасываемым газом. Горячие отработавшие газы, направляемые обратно в цилиндр, могут привести к ухудшению параметров клапанов, менее эффективному сгоранию и повышенным температурам в цилиндрах, тем самым, сводя на нет некоторые из преимуществ, получаемых благодаря реализации системы РОГ.
Одним из примеров решения проблемы рециркулирующих горячих отработавших газов является встраивание системы охладителя в систему РОГ. Охладитель РОГ помогает уменьшить температуру рециркулируемых отработавших газов, прежде чем они будут выпущены во впускной коллектор (и, в свою очередь, в цилиндры). Охладители РОГ часто состоят из блока с рядом входных и выходных отверстий для впуска и выпуска
газов РОГ и хладагента. Охладитель РОГ может быть прикреплен к поверхности внутри отсека двигателя в непосредственной близости к двигателю. Охладители РОГ могут иметь несколько фитингов, применяемых для соединения с трубками и/или трубами для обмена хладагента и газов.
Однако авторы настоящего изобретения выявили потенциальные проблемы, связанные с такими системами. В качестве одного примера, фитинги на охладителе РОГ часто подвергаются воздействию значительных температур и предусматривают продолжительный контакт с текучими средами. Вследствие этого, материалы, применяемые для изготовления фитингов в соответствии с этими требованиями, часто являются необычными и/или дорогостоящими. Кроме того, монтаж и ремонт этих фитингов могут также требовать большого расхода времени и повышать трудозатраты. В фитингах охладителя РОГ могут возникать утечки, а поскольку охладители часто расположены вблизи от нескольких высокотемпературных зон двигателя (таких как головка блока цилиндров и выпускной коллектор), утечка в фитингах может приводить к ухудшению параметров двигателя. Охладители и их соединительные детали также обычно бывают массивными и увеличивают общий объем, занимаемый отсеком двигателя.
В одном примере описанные выше проблемы могут быть решены при помощи системы рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержащей: модуль охладителя РОГ, включающий в себя кожух корпуса и впускное окно для РОГ, выпускное окно для РОГ и впускное окно для хладагента, все из которых выходят из кожуха и расположены параллельно друг другу на одной и той же, первой стороне головки блока цилиндров, при этом впускное окно для РОГ и впускное окно для хладагента непосредственно соединены с первой стороной головки блока цилиндров. Таким образом, модуль охладителя РОГ может непосредственно стыковаться с каналами хладагента и газов внутри головки блока цилиндров. В одном примере болты, которые крепят модуль охладителя РОГ к поверхности головки блока цилиндров, также прижимают прокладку, уплотняющую соединение между поверхностями. В результате этого модуль охладителя РОГ имеет компактную форму с меньшим количеством фитингов.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 показана схема первого варианта осуществления системы двигателя, включающей в себя систему РОГ с модулем охладителя РОГ, закрепленным на головке блока цилиндров.
На ФИГ. 2 показано изображение в разобранном виде первого варианта осуществления системы РОГ, включающей в себя головку блока цилиндров и модуль охладителя РОГ, закрепленный на головке блока цилиндров.
На ФИГ. 3 показана схема второго варианта осуществления системы двигателя, включающей в себя систему РОГ с модулем охладителя РОГ, закрепленным на головке блока цилиндров.
На ФИГ. 4 показан вид в изометрии головки блока цилиндров второго варианта осуществления системы РОГ.
На ФИГ. 5 показан вид в изометрии головки блока цилиндров и модуля охладителя РОГ, закрепленного на головке блока цилиндров второго варианта осуществления системы РОГ.
На ФИГ. 6 показан дополнительный вид в изометрии второго варианта осуществления системы РОГ, включающей в себя модуль охладителя РОГ с головкой блока цилиндров, представленные в поперечном сечении.
На ФИГ. 7 показана блок-схема способа протекания отработавших газов и хладагента через головку блока цилиндров и охладитель РОГ, прикрепленный непосредственно к стороне головки блока цилиндров.
ФИГ. 2 и ФИГ. 4-6 показаны в приблизительном соответствии с масштабом.
Осуществление изобретения
Следующее описание относится к системам и способам для системы рециркуляции отработавших газов (РОГ), включающей в себя модуль охладителя РОГ, непосредственно прикрепленный к головке блока цилиндров. Система РОГ системы двигателя может включать в себя головку блока цилиндров, модуль охладителя РОГ, непосредственно прикрепленный к головке блока цилиндров, и множество каналов хладагента и газов внутри головки блока цилиндров, как показано на ФИГ. 1. Головка блока цилиндров системы РОГ может включать в себя множество монтажных поверхностей, выполненных таким образом, чтобы модуль охладителя РОГ мог непосредственно присоединяться к головке блока цилиндров, как показано на ФИГ. 2 и ФИГ. 5-6. Головка блока цилиндров может включать в себя множество окон для хладагента и окон для газов, образованных внутренними каналами головки блока цилиндров, как показано на ФИГ. 1-6. Модуль охладителя РОГ может включать в себя множество окон для газов и окон для хладагента, выполненных с возможностью стыковки с соответствующими портами головки блока цилиндров, когда модуль охладителя РОГ непосредственно соединен с головкой блока цилиндров, как показано на ФИГ. 1-6. Головка блока цилиндров системы РОГ может в некоторых случаях включать в себя дополнительные каналы для направления газов и хладагента из модуля охладителя РОГ обратно через головку блока цилиндров, как показано в варианте осуществления на ФИГ. 1-2. Система РОГ может в некоторых случаях включать в себя каналы хладагента и газов, расположенные снаружи от головки блока цилиндров в случае модуля охладителя РОГ для возвращения хладагента и газов в систему двигателя, как показано в варианте осуществления, представленном на ФИГ. 3-6. Кроме того, на ФИГ. 7 представлен способ протекания хладагента и отработавших газов через головку блока цилиндров и модуль охладителя РОГ, непосредственно присоединенный к головке блока цилиндров, такие как головка блока цилиндров и модуль охладителя РОГ одного из вариантов осуществления, показанных на ФИГ. 1-2 и/или ФИГ. 3-6. Таким образом, модуль охладителя РОГ системы РОГ может стыковаться с головкой блока цилиндров для приема хладагента и отработавших газов и возвращать газы и хладагент в систему двигателя по каналам, расположенным внутри или снаружи от головки блока цилиндров.
Аналогичные компоненты на ФИГ. 1-7 имеют аналогичные обозначения и ниже могут объясняться только один раз, а не вводиться повторно со ссылкой на каждый чертеж.
На ФИГ. 1 показана схема, содержащая систему 100 двигателя, а также систему 101 РОГ. Система 100 двигателя включает в себя многоцилиндровый двигатель 102 внутреннего сгорания. Двигатель 102 может содержать множество цилиндров (т.е. камер сгорания), которые могут покрываться сверху головкой 134 блока цилиндров. В примере, показанном на ФИГ. 1, двигатель 102 содержит три цилиндра: 120, 122 и 124. Следует понимать, что цилиндры могут совместно использоваться с одним блоком цилиндров двигателя (не показан) и одним коленчатым валом (не показан), где блок цилиндров присоединен к головке блока цилиндров и расположен ниже нее.
Система 100 двигателя также включает в себя впускной коллектор 106, цельный выпускной коллектор (ЦВК) 132 и радиатор 162.
На ФИГ. 1 представлено схематическое изображение, показывающее поток газов и хладагента между компонентами системы 100 двигателя. Поэтому каналы и компоненты не показаны в масштабе, и относительное расположение, размер и число каналов в физических вариантах осуществления (например, в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2), может быть различным.
Хотя двигатель 102 показан в виде трехрядного двигателя с тремя цилиндрами, следует понимать, что другие варианты осуществления могут содержать другое количество и схемы расположения цилиндров, такие как V-6, I-4, I-6, V-12, схема с 4-мя оппозитными цилиндрами и двигатели других типов.
Каждый цилиндр может принимать впускной воздух из впускного коллектора 106 при помощи впускного канала 104. Впускной коллектор 106 может содержать впускные каналы (например, тракты) 108, 110 и 112, присоединенные к цилиндрам через впускные окна 114, 116 и 118 соответственно. Воздух и/или топливо может подаваться для сгорания через каждое впускное окно в цилиндр, к которому оно присоединено. Каждое впускное окно может выборочно сообщаться с цилиндром при помощи одного или более впускных клапанов. Цилиндры 120, 122 и 124 показаны на ФИГ. 1 с одним впускным окном каждый, при этом каждое впускное окно содержит расположенный в нем впускной клапан. Например, цилиндр 120 имеет одно впускное окно 114, цилиндр 122 имеет одно впускное окно 116 и цилиндр 124 имеет одно впускное окно 118. Другие варианты осуществления могут содержать другое число впускных окон и/или впускных клапанов на цилиндр (например, два, три и т.д.).
Каждый цилиндр (например, цилиндры 120, 122 и 124) может принимать топливо из топливных форсунок (не показаны), присоединенных непосредственно к цилиндру в качестве инжекторов прямого впрыска, и/или из форсунок, присоединенных к впускному коллектору 106 в качестве инжекторов распределительного впрыска.
Кроме того, заряды воздуха внутри каждого цилиндра могут воспламеняться искрой от соответствующих свечей зажигания (не показаны). В других вариантах осуществления цилиндры двигателя 102 могут приводиться в действие в режиме воспламенения от сжатия, с искрой зажигания или без нее.
Впускной канал 104 может содержать дроссель 109 впускного воздуха. Положение дросселя 109 может регулироваться при помощи исполнительного механизма дросселя (не показан), соединенного с контроллером (не показан) с возможностью передачи данных. Путем модулирования дросселя 109 впускного воздуха некоторое количество холодного воздуха может всасываться из атмосферы в двигатель 102 и подаваться к цилиндрам двигателя по впускному коллектору 106. Часть впускного воздуха может сжиматься компрессором (не показан) и/или охлаждаться охладителем наддувочного воздуха (не показан).
Каждый цилиндр может выпускать газы, выделяющиеся при горении, через один или более выпускных клапанов в выпускные окна (например, выпускные окна цилиндров), присоединенные к нему. Цилиндры 120, 122 и 124 показаны на ФИГ. 1 с одним выпускным окном каждый, при этом каждое окно содержит выпускной клапан, расположенный в нем, для выпуска газов, выделяющихся при горении, из соответствующего цилиндра. Например, цилиндр 120 имеет одно выпускное окно 126, цилиндр 122 имеет одно выпускное окно 128 и цилиндр 124 имеет одно выпускное окно 130. Другие варианты осуществления могут содержать другое число выпускных окон и/или выпускных клапанов на цилиндр (например, два, три и т.д.).
Каждый цилиндр может быть присоединен к соответствующему выпускному окну 144 коллектора для выпуска газов, выделяющихся при горении. В примере на ФИГ. 1 во внутренний участок 142 соединения отработавших газов внутри ЦВК 132 поступают отработавшие газы из цилиндра 120 через выпускное окно 126, соединенное с трактом (например, трактом отработавших газов) 136, отработавшие газы из цилиндра 122 через выпускное окно 128, соединенное с трактом 138, и отработавшие газы из цилиндра 124 через выпускное окно 130, соединенное с трактом 140. Отработавшие газы, поступающие во внутренний участок 142 соединения отработавших газов, могут смешиваться и сливаться. Отработавшие газы проходят из внутреннего участка 142 соединения отработавших газов по выпускному каналу 145 коллектора к выпускному окну 144 коллектора. Оттуда отработавшие газы направляются по внешнему выпускному каналу 146 (расположенному снаружи от ЦВК 132 и головки 134 блока цилиндров) к другим компонентам двигателя (таким как устройство снижения токсичности отработавших газов и/или турбина турбонагнетателя, не показаны). Следует отметить, что в примере на ФИГ. 1 тракты 136, 138 и 140, а также внутренний участок 142 соединения отработавших газов, выпускной канал 145 коллектора и выпускное окно 144 коллектора выполнены совместно как одно целое с головкой 134 блока цилиндров в качестве цельного выпускного коллектора (ЦВК) 132. Иными словами, компоненты ЦВК 132 расположены внутри головки 134 блока цилиндров. Альтернативные варианты осуществления могут содержать другое число и/или схему расположения трактов, выпускных окон коллектора, внутренних участков соединения отработавших газов и/или внутренних выпускных каналов.
Как описано выше, каждый цилиндр содержит один впускной клапан (расположенный внутри впускного окна) и один выпускной клапан (расположенный внутри выпускного окна). При этом каждый впускной клапан обладает возможностью переключения между открытым положением, пропускающим впускной воздух в соответствующий цилиндр, и закрытым положением, по существу блокирующим поступление впускного воздуха в соответствующий цилиндр. Впускные клапаны во впускных окнах 114, 116 и 118 активируются общим кулачковым валом впускных клапанов (не показан). Кулачковый вал впускных клапанов содержит несколько кулачков впускных клапанов (не показаны), выполненных с возможностью управления открытием и закрытием впускных клапанов. Каждым впускным клапаном могут управлять один или более кулачков впускных клапанов, что будет дополнительно описано ниже. В некоторых вариантах осуществления в состав могут быть включены один или более дополнительных кулачков впускных клапанов для управления впускными клапанами. Далее, системы впускных приводов могут разрешать управление впускными клапанами.
Каждый выпускной клапан обладает возможностью переключения между открытым положением, выпускающим отработавший газ из соответствующего цилиндра, и закрытым положением, по существу удерживающим газ в соответствующем цилиндре. Выпускные клапаны в выпускных окнах 126, 128 и 130 активируются общим кулачковым валом выпускных клапанов (не показан). Кулачковый вал выпускных клапанов содержит несколько кулачков выпускных клапанов (не показаны), выполненных с возможностью управления открытием и закрытием выпускных клапанов. Каждым выпускным клапаном могут управлять один или более кулачков выпускных клапанов, что будет дополнительно описано ниже. В некоторых вариантах осуществления в состав могут быть включены один или более дополнительных кулачков выпускных клапанов для управления выпускными клапанами. Далее, системы привода выпускных клапанов могут разрешать управление выпускными клапанами.
Системы привода впускных клапанов и системы привода выпускных клапанов могут дополнительно включать в себя штоки толкателей, коромысла клапанов, толкатели и т.п. (не показаны). Такие устройства и элементы могут управлять активацией впускных и выпускных клапанов, преобразуя вращательное движение кулачков в поступательное движение клапанов. В других примерах клапаны могут активироваться с помощью дополнительных профилей выступов кулачков на кулачковых валах, где профили выступов кулачков между различными клапанами могут обеспечивать изменение высоты подъема кулачка, продолжительности периода открытого состояния клапана и/или установки фаз кулачкового распределения. Однако при необходимости могут применяться альтернативные схемы кулачкового вала (в головке цилиндров и/или со штанговыми толкателями). Кроме того, в некоторых примерах каждый из цилиндров 120, 122 и 124 может иметь более одного выпускного клапана и/или впускного клапана. В других примерах выпускные клапаны и впускные клапаны могут активироваться общим кулачковым валом. Однако в альтернативных вариантах осуществления по меньшей мере один из впускных клапанов и/или выпускных клапанов может активироваться собственным независимым кулачковым валом или другим устройством.
Цилиндры 120, 122 и 124, а также ЦВК 132 и его компоненты (тракты, участки соединения и т.д.) внутри головки 134 блока цилиндров окружает множество каналов 160 хладагента. Каналы 160 хладагента присоединены к одному или более из входных и выходных окон (например, таких как первое входное окно 166 для хладагента двигателя, первое выходное окно 167 для хладагента двигателя, второе входное окно 169 для хладагента двигателя и второе выходное окно 170 для хладагента двигателя), чтобы способствовать циркуляции хладагента по всей головке 134 блока цилиндров и вокруг ЦВК 132.
После поступления в головку 134 блока цилиндров через вход хладагента (например, первое входное окно 166 для хладагента двигателя) хладагент проходит через множество каналов хладагента (например, каналов 160 хладагента) внутри головки 134 блока цилиндров и получает тепло от компонентов головки 134 блока цилиндров и ЦВК 132. Хладагент выходит из головки 134 блока цилиндров через один или более выходов хладагента (например, первое выходное окно 167 для хладагента двигателя). Хладагент затем проходит через модуль 148 охладителя РОГ, непосредственно соединенный со стороной головки 134 блока цилиндров, возвращается в головку 134 блока цилиндров через второе входное окно для хладагента (например, второе входное окно 169 для хладагента двигателя), снова выходит из головки 134 блока цилиндров через второе выходное окно для хладагента (например, второе выходное окно 170 для хладагента двигателя) и поступает в радиатор 162 для уменьшения его тепловой энергии перед повторным поступлением в головку 134 блока цилиндров через первое входное окно (например, первое входное окно 166 для хладагента двигателя). В варианте осуществления на ФИГ. 1 второе выходное окно 170 для хладагента двигателя соединено с радиатором 162 при помощи второго внешнего канала 172 хладагента. Радиатор 162 также соединен с первым входным окном 166 для хладагента двигателя головки 134 блока цилиндров при помощи первого внешнего канала 164 хладагента. Радиатор 162 используется для уменьшения тепловой энергии хладагента. В альтернативных вариантах осуществления радиатор 162 может быть соединен с дополнительными устройствами (например, вентиляторами) для отвода тепловой энергии из хладагента. Он может также, дополнительно или в некоторых случаях, обеспечивать циркуляцию хладагента через одно или более дополнительных устройств (например, насосов).
Модуль 148 охладителя РОГ непосредственно присоединен (например, непосредственно прикреплен без каких-либо промежуточных компонентов, разделяющих модуль охладителя РОГ и головку блока цилиндров) к головке 134 блока цилиндров за счет использования болтов или других механических фиксирующих элементов (как описано при рассмотрении ФИГ. 2 ниже). Модуль 148 охладителя РОГ содержит множество окон с внешней стороны модуля 148 охладителя РОГ, при этом каждое окно выполнено с возможностью гидравлического соединения с соответствующим окном с внешней стороны головки блока цилиндров (как показано на ФИГ. 2).
Первый внутренний канал 150 головки 134 блока цилиндров расположен внутри головки 134 блока цилиндров и направляет отработавшие газы через головку 134 блока цилиндров. В схеме на ФИГ. 1 первый внутренний канал 150 гидравлически соединен с выпускным каналом 145 коллектора ниже по потоку от внутреннего участка 142 соединения отработавших газов, где сливаются отработавшие газы из всех цилиндров (например, цилиндров 120, 122, 124). Первый внутренний канал 150 представляет собой периферийный канал по отношению к выпускному каналу 145 коллектора. Иными словами, первый внутренний канал 150 принимает часть отработавших газов, протекающих по выпускному каналу 145 коллектора. В альтернативных вариантах осуществления первый внутренний канал 150 может принимать отработавшие газы из верхнего по потоку внутреннего участка 142 соединения отработавших газов и может являться периферийным каналом (как описано выше) для одного или более трактов отработавших газов (таких как тракты 136, 138 и 140) отработавших газов одного или более цилиндров (таких как цилиндры 120, 122 и 124). В этих альтернативных вариантах осуществления первый внутренний канал 150 может принимать часть отработавших газов из одного или более трактов одного или более цилиндров, но не может принимать отработавшие газы ниже по потоку от участка соединения, на котором сливаются отработавшие газы из всех цилиндров (например, внутреннего участка 142 соединения отработавших газов). При этом первый внутренний канал 150 может принимать отработавшие газы, вытесняемые из одного или более цилиндров двигателя.
Первый внутренний канал 150 направляет отработавшие газы через головку 134 блока цилиндров из выпускного канала 145 коллектора (который может называться в настоящем документе выпускным коллектором) к первому выходному окну 151 для РОГ двигателя. Первое выходное окно 151 для РОГ двигателя гидравлически соединено с входным окном 153 для РОГ модуля 148 охладителя (как описано при рассмотрении ФИГ. 2 ниже). Входное окно 153 для РОГ может в нижеследующем тексте называться входным окном 153 для РОГ модуля. Из входного окна 153 для РОГ модуля отработавшие газы направляются через модуль 148 охладителя РОГ и охлаждаются им. Охлажденные отработавшие газы из охладителя РОГ могут после этого выходить из охладителя РОГ через выходное окно 157 для РОГ (например, выходное окно для РОГ модуля). Второй внутренний канал 152 головки 134 блока цилиндров расположен внутри головки 134 блока цилиндров и направляет охлажденные отработавшие газы из первого входного окна 155 для РОГ двигателя ко второму выходному окну 154 для РОГ двигателя. Первое входное окно 155 для РОГ двигателя гидравлически соединено с выходным окном 157 для РОГ модуля 148 охладителя РОГ.
Второе выходное окно 154 для РОГ двигателя гидравлически соединено с каналом 161 РОГ (который может в дальнейшем называться внешним каналом РОГ), расположенным снаружи от головки 134 блока цилиндров (например, не образованным в головке блока цилиндров). Клапан 156 РОГ встроен во внешний канал 161 РОГ. Внешний канал 161 РОГ также гидравлически соединен с входным окном 163 для впуска РОГ впускного коллектора 106. Клапан 156 РОГ может активироваться приводом (не показан) для управления потоком газов из второго выходного окна 154 для РОГ двигателя по внешнему каналу 161 РОГ к входному окну 163 для впуска РОГ и во впускной коллектор 106.
В варианте осуществления на ФИГ. 1 входное окно 163 для впуска РОГ расположено выше по потоку от впускных каналов 108, 110 и 112 цилиндров внутри впускного коллектора 106. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых входное окно для впуска РОГ не находится выше по потоку от всех впускных каналов цилиндров и может располагаться ниже по потоку от одного или более из впускных каналов цилиндров. Альтернативные варианты осуществления могут дополнительно включать в себя множество внешних каналов РОГ (аналогичных внешнему каналу 161 РОГ), соединяющих второе выходное окно для РОГ двигателя с одним или более входными окнами для впуска РОГ (аналогичных входному окну 163 для впуска РОГ) во впускном коллекторе и/или одном или более впускных каналов цилиндров.
Модуль 148 охладителя РОГ содержит множество каналов (не показаны), способствующих передаче тепла от отработавших газов, принимаемых через входное окно 153 для РОГ модуля, запасу хладагента в модуле 148 охладителя РОГ. Каналы внутри модуля 148 охладителя РОГ, содержащие отработавшие газы, и каналы внутри модуля 148 охладителя РОГ, содержащие хладагент, разделены и не соединены гидравлически друг с другом. Однако каналы газов и каналы хладагента находятся поблизости друг от друга и могут одновременно находиться поблизости от материала с высокой теплопроводностью (например, металла). Тепло может передаваться от газов внутри каналов отработавших газов через находящийся в непосредственной близости теплопроводный материал к хладагенту. В результате этого модуль 148 охладителя РОГ охлаждает газы, выходящие из модуля, так, что газ, поступающий в модуль, имеет более высокую температуру, чем газ, выходящий из модуля.
Хладагент в модуле 148 охладителя РОГ подается через входное окно 165 для хладагента (которое может в дальнейшем называться входным окном для хладагента модуля) модуля 148 охладителя РОГ. Входное окно 165 для хладагента модуля гидравлически соединено с третьим внутренним каналом 158 головки 134 блока цилиндров. Третий внутренний канал 158 расположен внутри головки 134 блока цилиндров и проходит через головку 134 блока цилиндров.
Третий внутренний канал 158 гидравлически соединен с множеством каналов 160 внутри головки 134 блока цилиндров, окружающих цилиндры, тракты и другие компоненты, расположенные внутри головки 134 блока цилиндров. Эти каналы 160 гидравлически изолированы от цилиндров, трактов и других компонентов, которые они окружают, но не изолированы гидравлически друг от друга (например, хладагент может протекать внутри каналов хладагента, но не протекать в другие компоненты головки блока цилиндров). Иными словами, каналы отделены от цилиндров, трактов и других компонентов внутренними стенками головки цилиндров.
Хладагент направляется по каналам от радиатора 162. Радиатор 162 соединен с первым внешним каналом 164 хладагента, гидравлически соединенным с первым входным окном 166 для хладагента двигателя. Первое входное окно 166 для хладагента двигателя соединено с каналами 160 так, что хладагент протекает из радиатора 162 через первый внешний канал 164 хладагента и через первое входное окно 166 для хладагента двигателя во множество каналов 160 внутри головки блока цилиндров.
Хладагент, поступающий во множество каналов при помощи радиатора 162, направляется через третий внутренний канал 158 и проходит через первое выходное окно 167 для хладагента двигателя. Первое выходное окно 167 для хладагента двигателя соединено (например, непосредственно соединено) с входным окном 165 для хладагента модуля и гидравлически соединено с множеством каналов хладагента (не показаны) внутри модуля 148 охладителя РОГ. В результате этого модуль 148 охладителя РОГ принимает хладагент из радиатора 162 по каналам (например, каналам 160 и третьему внутреннему каналу 158) внутри головки 134 блока цилиндров.
Множество каналов хладагента (не показаны) внутри модуля 148 охладителя РОГ возвращают хладагент к выходному окну 171 для хладагента модуля, который соединен (например, непосредственно соединен) со вторым входным окном 169 для хладагента двигателя. Хладагент переходит из выходного окна 171 для хладагента модуля во второе входное окно 169 для хладагента двигателя, а затем в четвертый внутренний канал 168 головки 134 блока цилиндров. Четвертый внутренний канал 168 является внутренним по отношению к головке 134 блока цилиндров (например, расположен во внутреннем объеме головки) и образован внутренними стенками головки 134 блока цилиндров. Четвертый внутренний канал 168 направляет хладагент через головку 134 блока цилиндров ко второму выходному окну 170 для хладагента двигателя. Второе выходное окно 170 для хладагента двигателя соединено со вторым внешним каналом 172 хладагента. Второй внешний канал 172 хладагента является внешним по отношению к головке 134 блока цилиндров и соединен (и гидравлически соединен) как с радиатором, так и со вторым выходным окном 170 для хладагента двигателя. В этой конструкции хладагент может выходить из модуля 148 охладителя РОГ, протекать по четвертому внутреннему каналу 168 и поступать в радиатор 162 по второму внешнему каналу 172 хладагента, соединенному со вторым выходным окном 170 для хладагента двигателя.
В схеме конфигурации системы 100 двигателя, описанной выше, модуль 148 охладителя РОГ принимает хладагент при помощи непосредственного соединения между первым выходным окном 167 для хладагента двигателя и входным окном 165 для хладагента модуля и принимает отработавшие газы при помощи непосредственного соединения между первым выходным окном 151 для РОГ двигателя и входным окном 153 для РОГ. Соседние каналы внутри модуля 148 охладителя РОГ при этом передают тепловую энергию от отработавших газов хладагенту. Охлажденные отработавшие газы выходят из модуля 148 охладителя РОГ и поступают в головку 134 блока цилиндров через первое входное окно 155 РОГ двигателя, где они направляются по второму внутреннему каналу 152 ко второму выходному окну 154 для РОГ двигателя. Потоком охлажденных газов по внутреннему каналу 161 РОГ во входному окну 163 для впуска РОГ впускного коллектора 106 управляют путем активации клапана 156 РОГ.
Хладагент выходит из модуля 148 охладителя РОГ через выходное окно 171 для хладагента модуля и поступает в четвертый внутренний канал 168 головки 134 блока цилиндров по прямому соединению между выходным окном 171 для хладагента модуля и вторым входным окном 169 для хладагента двигателя. Хладагент вытекает из четвертого внутреннего канала 168 через второе выходное окно 170 для хладагента двигателя во второй внешний канал 172 хладагента, соединенный с радиатором 162. Таким образом, модуль 148 охладителя РОГ использует хладагент из внутреннего канала хладагента головки 134 блока цилиндров и отработавшие газы из внутреннего канала газов головки блока цилиндров для охлаждения отработавших газов из цилиндров (120, 122 и 124). Затем он направляет охлажденные газы во впускной коллектор по другому внутреннему каналу газов головки блока цилиндров и хладагент в радиатор по другому внутреннему каналу хладагента головки блока цилиндров.
Благодаря непосредственному соединению входов/выходов хладагента и входов/выходов РОГ модуля охладителя РОГ с соответствующими входами/выходами хладагента и входами/выходами РОГ в головке блока цилиндров, модуль охладителя РОГ может принимать и передавать газы РОГ и хладагент из головки блока цилиндров без дополнительных фитингов.
На ФИГ. 2 показано изображение в разобранном виде первого варианта осуществления системы 201 РОГ, включающей в себя модуль 248 охладителя РОГ (например, такой как модуль 148 охладителя РОГ, показанный на ФИГ. 1), непосредственно прикрепленный к первой поверхности 249 головки 235 блока цилиндров (такой как головка 134 блока цилиндров, показанная на ФИГ. 1) в схеме расположения, аналогичной конфигурации, описанной выше при рассмотрении ФИГ. 1. Первая поверхность 249 головки блока цилиндров может находиться на единственной, первой стороне головки 235 блока цилиндров. Модуль 248 охладителя РОГ включает в себя корпус (например, кожух корпуса или кожух) 200, множество жестких труб (например, трубы 202, 204 и 206) и множество фланцев (например, фланцы 214 и 216). Корпус 200 содержит множество внутренних охлаждающих трубок (для протекания хладагента) и внутренних газовых каналов (для протекания отработавших газов). Корпус, жесткие трубы и фланцы модуля 248 охладителя РОГ могут быть выполнены из материала (например, металла), устойчивого к износу, вызванному коррозией и/или высокими температурами, связанными с жидкостями и газами в двигателе. Корпус, жесткие трубы, фланцы и другие компоненты модуля охладителя РОГ могут быть выполнены вместе (например, отлиты) в виде цельной детали и/или могут быть соединены посредством плавления (например, приварены).
В примере варианта осуществления модуля 248 охладителя РОГ, показанном на ФИГ. 2, корпус 200 модуля 248 охладителя РОГ выполнен таким образом, что форма модуля 248 охладителя РОГ представляет собой приблизительно прямоугольный параллелепипед. Корпус 200 имеет внешнюю поверхность (которая может в дальнейшем называться внешней поверхностью модуля) 252, параллельную и обращенную в сторону от первой поверхности 249 головки 235 блока цилиндров, когда модуль 248 охладителя РОГ прикреплен к головке 235 блока цилиндров (как описано ниже). Внешняя поверхность 252 модуля соединена со множеством перпендикулярных поверхностей модуля (например, с поверхностями 253, 254, 255 и 256), которые расположены перпендикулярно внешней поверхности 252 модуля. Перпендикулярные поверхности модуля соединены с внутренней поверхностью 257 модуля (например, с поверхностью, обращенной к первой поверхности 249 головки блока цилиндров), которая расположена параллельно (и напротив) внешней поверхности 252 модуля. В примере варианта осуществления модуля 248 охладителя РОГ, показанном на ФИГ. 2, перпендикулярные поверхности 253, 254 и 255 модуля являются двухмерными (например, плоскими), тогда как перпендикулярная поверхность 256 модуля содержит кривой участок, выгнутый в направлении внутреннего объема модуля 248 охладителя РОГ. Внутренняя поверхность 257 модуля и внешняя поверхность 252 модуля являются двухмерными (например, плоскими), при этом внешняя поверхность 252 модуля соединяется с перпендикулярными плоскостями скругленными краями, тогда как внутренняя поверхность 257 модуля соединяется с перпендикулярными плоскостями без скругленных краев. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых модуль охладителя РОГ содержит дополнительное или меньшее количество кривых участков и/или имеет дополнительное или меньшее количество поверхностей.
Модуль 248 охладителя РОГ на ФИГ. 2 непосредственно соединен (например, выполнен в виде цельной детали или сплавлен) с тремя жесткими трубами 202, 204 и 206 (которые могут в дальнейшем называться первой трубой 202 модуля, второй трубой 204 модуля и третьей трубой 206 модуля). Первый конец (например, конец, исходящий из корпуса) первой трубы 202 модуля соединен с входным отверстием 208 для хладагента корпуса 200. Первый конец (например, конец, исходящий из корпуса) второй трубы 204 модуля соединен с выходным отверстием 251 для хладагента корпуса 200, а первый конец (например, конец, исходящий из корпуса) третьей трубы 206 модуля соединен с выходным отверстием 271 для РОГ корпуса 200.
Жесткие трубы 202, 204 и 206 и входное отверстие 208 для хладагента корпуса, выходное отверстие 251 для хладагента корпуса и выходное отверстие 271 для РОГ корпуса в примере осуществления, показанном на ФИГ. 2, расположены таким образом, чтобы входные/выходные отверстия (208, 251 и 271) и первые концы (как описано выше) труб (202, 204 и 206) располагались на множестве перпендикулярных поверхностей модуля. Входное отверстие 208 для хладагента корпуса (и первый конец первой трубы 202 модуля) расположен на перпендикулярной поверхности 253 модуля (которая может в дальнейшем называться первой перпендикулярной поверхностью 253 модуля). Выходное отверстие 251 для хладагента корпуса и выходное отверстие 271 для РОГ корпуса (а также первый конец второй трубы 204 модуля и первый конец третьей трубы 206 модуля) расположены на перпендикулярной поверхности 254 (которая может в дальнейшем называться второй перпендикулярной поверхностью 254 модуля).
Фланец 214 (который может называться первым фланцем 214 модуля) расположен параллельно внутренней и внешней поверхностям модуля (257 и 252 соответственно) и присоединен (например, образован из и/или приварен) к внутренней поверхности 257 модуля. Первый фланец 214 модуля выступает наружу из корпуса 200 модуля 248 охладителя РОГ за пределы перпендикулярных поверхностей 253 и 256 модуля. Аналогичным образом, фланец 216 (который может называться вторым фланцем 216 модуля) расположен параллельно внутренней и внешней поверхностям модуля (257 и 252 соответственно) и присоединен (например, образован из и/или приварен) к внутренней поверхности 257 модуля. Второй фланец 216 модуля выступает наружу из корпуса 200 модуля 248 охладителя РОГ за пределы перпендикулярной поверхности 254 модуля. Поскольку первый фланец 214 модуля и второй фланец 216 модуля одновременно являются параллельными внутренней и внешней поверхностям модуля (257 и 252 соответственно), первый фланец 214 модуля и второй фланец 216 модуля также параллельны друг другу. Первый фланец 214 модуля и второй фланец 216 модуля также параллельны первой поверхности 249 головки блока цилиндров (и первой стороне головки блока цилиндров).
Первый фланец 214 модуля содержит входное окно 218 для хладагента модуля (например, такое как входное окно 165 для хладагента модуля, показанное на ФИГ. 1), соединенное со вторым концом (например, концом, не исходящим из корпуса) первой трубы 202 модуля. Входное окно 218 для хладагента модуля находится в контакте по общей поверхности (и гидравлически соединено) с первым выходным окном 267 для хладагента двигателя (например, таким как первое выходное окно 167 для хладагента двигателя, показанное на ФИГ. 1) на первой поверхности 249 головки блока цилиндров. Первый фланец 214 модуля также содержит входное окно 220 для РОГ модуля (например, такое как входное окно 153 для РОГ модуля, показанное на ФИГ. 1) в контакте по общей поверхности (и гидравлически соединенное) с первым выходным окном 247 для РОГ двигателя (например, таким как первое выходное окно 151 для РОГ двигателя, показанное на ФИГ. 1) на первой поверхности 249 головки блока цилиндров. В этой схеме расположения входное окно 218 для хладагента модуля обеспечивает поток хладагента из первого выходного окна 167 для хладагента двигателя в модуль 248 охладителя РОГ по первой трубе 202 модуля, соединенной с входным отверстием 208 хладагента корпуса. Входное окно 220 для РОГ модуля обеспечивает поток газов РОГ из первого выходного окна 247 для РОГ двигателя непосредственно в модуль 248 охладителя РОГ при помощи контакта по общей поверхности между входным окном 220 для РОГ модуля и первым выходным окном 247 для РОГ двигателя (без использования жесткой трубы).
Первый фланец 214 модуля также содержит множество проушин (например, проушин 224, 226 и 228), размер и форма которых позволяет вставлять болты. В примере варианта осуществления первого фланца модуля 214 охладителя РОГ, показанном на ФИГ. 2, первый фланец 214 модуля имеет три проушины 224, 226 и 228. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых первый фланец модуля имеет другое количество проушин (например, четыре, пять и т.д.). Проушины выполнены на первом фланце 214 модуля по схеме расположения, соответствующей схеме расположения множества монтажных поверхностей на первой поверхности 249 головки блока цилиндров. Проушины 224, 226 и 228 на первом фланце 214 модуля в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, выполнены с возможностью выравнивания относительно трех монтажных поверхностей 230, 232 и 234 при размещении первого фланца 214 модуля на одном уровне с монтажными поверхностями. Монтажные поверхности 230, 232 и 234 выполнены таким образом, чтобы в них можно было вводить резьбовые концы болтов, проходящих через проушины 224, 226 и 228, посредством этого непосредственно прикрепляя первый фланец 214 модуля к первой стороне головки 235 блока цилиндров и первой поверхности 249 головки блока цилиндров.
Входное окно 218 для хладагента модуля и входное окно 220 для РОГ модуля расположены на первом фланце 214 модуля таким образом, чтобы в положении, когда первый фланец 214 модуля прикреплен болтами к монтажным поверхностям 230, 232 и 234 головки 235 блока цилиндров, входное окно 218 для хладагента модуля находилось в контакте по общей поверхности с первым выходным окном 267 для хладагента двигателя, а входное окно 220 для РОГ модуля находилось в контакте по общей поверхности с первым выходным окном 247 для РОГ двигателя. Между первым фланцем 214 модуля и монтажными поверхностями (230, 232 и 234) головки 235 блока цилиндров могут быть прикреплены одна или более прокладок (не показаны) так, чтобы прокладка (-и) допускала (-и) гидравлическое соединение без утечки между входным окном 218 для хладагента модуля и первым выходным окном 267 для хладагента двигателя, а также гидравлическое соединение без утечки между входным окном 220 для РОГ модуля и первым выходным окном 247 для РОГ двигателя. Прокладка (-и) не допускает (-ют) гидравлического соединения между входным окном 218 для хладагента модуля и входным окном 220 для РОГ модуля. Прокладка (-и) выполнена (-ы) из материала, пригодного для контакта с коррозионно-активными и/или высокотемпературными текучими средами из головки 235 блока цилиндров (например, из резиноподобного материала).
Второй фланец 216 модуля содержит выходное окно 240 для хладагента модуля (например, такое как выходное окно 171 для хладагента модуля, показанное на ФИГ. 1), соединенное со вторым концом (например, концом, не исходящим из корпуса) второй трубы 204 модуля. Выходное окно 240 для хладагента модуля находится в контакте по общей поверхности (и гидравлически соединено) со вторым входным окном 269 для хладагента двигателя (например, таким как второе входное окно 169 для хладагента двигателя, показанное на ФИГ. 1). Второй фланец 216 модуля также содержит выходное окно 242 для РОГ модуля (например, такое как выходное окно 157 для РОГ, показанное на ФИГ. 1), соединенное со вторым концом (например, концом, не исходящим из корпуса) третьей трубы 206 модуля. Выходное окно 242 для РОГ модуля находится в контакте по общей поверхности (и гидравлически соединено) с первым входным окном 259 для РОГ двигателя (например, таким как первое входное окно 155 для РОГ двигателя, показанное на ФИГ. 1). В этой схеме расположения выходное окно 240 для хладагента модуля обеспечивает поток хладагента из модуля 248 охладителя РОГ по второй трубе 204 модуля, соединенной с выходным отверстием 251 для хладагента корпуса, во второе входное окно 269 для хладагента двигателя в головке 235 блока цилиндров. Выходное окно 242 для РОГ модуля обеспечивает поток газов РОГ из модуля 248 охладителя РОГ по третьей трубе 206 модуля, соединенной с выходным отверстием 271 для РОГ корпуса, в первое входное окно 259 для РОГ двигателя в головке 235 блока цилиндров.
Второй фланец 216 модуля также содержит множество проушин (например, проушин 244 и 246), размер и форма которых позволяет вставлять болты. В примере варианта осуществления первого фланца модуля 214 охладителя РОГ, показанном на ФИГ. 2, второй фланец 216 модуля имеет две проушины 244 и 246. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых первый фланец модуля имеет другое количество проушин (например, три, четыре и т.д.). Проушины выполнены на втором фланце 216 модуля по схеме расположения, соответствующей схеме расположения множества монтажных поверхностей на первой поверхности 249 головки блока цилиндров. Проушины 244 и 246 на втором фланце 216 модуля в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, выполнены с возможностью выравнивания относительно двух монтажных поверхностей 258 и 260 при размещении второго фланца 216 модуля на одном уровне с монтажными поверхностями. Монтажные поверхности 258 и 260 выполнены таким образом, чтобы в них можно было вводить резьбовые концы болтов, проходящих через проушины 244 и 246.
Выходное окно 240 для хладагента модуля и выходное окно 242 для РОГ модуля расположены на втором фланце 216 модуля таким образом, чтобы в положении, когда второй фланец 216 модуля прикреплен болтами к монтажным поверхностям 258 и 260 головки 235 блока цилиндров, выходное окно 240 для хладагента модуля находилось в контакте по общей поверхности со вторым входным окном 269 для хладагента двигателя, а выходное окно 242 для РОГ модуля находилось в контакте по общей поверхности с первым входным окном 259 для РОГ двигателя. Между вторым фланцем 216 модуля и монтажными поверхностями (258 и 260) головки 235 блока цилиндров могут быть прикреплены одна или более прокладок (не показаны) так, чтобы прокладка (-и) допускала (-и) гидравлическое соединение без утечки между выходным окном 240 для хладагента модуля и вторым входным окном 269 для хладагента двигателя, а также гидравлическое соединение без утечки между выходным окном 242 для РОГ модуля и первым входным окном 259 для РОГ двигателя. Прокладка (-и) не допускает (-ют) гидравлического соединения между выходным окном 240 для хладагента модуля и выходным окном 242 для РОГ модуля. Прокладка (-и) выполнена (-ы) из материала, пригодного для контакта с коррозионно-активными и/или высокотемпературными текучими средами из головки 235 блока цилиндров (например, резиноподобного материала).
Альтернативный вариант осуществления модуля 248 охладителя РОГ может содержать единственную прокладку, охватывающую и первый, и второй фланцы, и обеспечивающую все гидравлические соединения (и изоляцию), описанные выше.
Как упоминалось при описании ФИГ. 1, первое выходное окно 247 для РОГ двигателя непосредственно соединено с (например, образовано) первым внутренним каналом (например, таким как первый внутренний канал 150, показанный на ФИГ. 1) головки 235 блока цилиндров, первое входное окно 259 для РОГ двигателя непосредственно соединено (например, образовано) со вторым внутренним каналом (например, таким как второй внутренний канал 152, показанный на ФИГ. 1) головки 235 блока цилиндров, первое выходное окно 267 для хладагента двигателя непосредственно соединено с (например, образовано) третьим внутренним каналом (например, таким как третий внутренний канал 158, показанный на ФИГ. 1) головки 235 блока цилиндров, и второе входное окно 269 для хладагента двигателя непосредственно соединено с (например, образовано) четвертым внутренним каналом (например, таким как четвертый внутренний канал 168, показанный на ФИГ. 1) головки 235 блока цилиндров.
Благодаря такой конфигурации модуля 248 охладителя РОГ и головки 235 блока цилиндров, модуль 248 охладителя РОГ может принимать хладагент из первого выходного окна 267 для хладагента двигателя в головке 235 блока цилиндров через входное окно 218 для хладагента модуля в первом фланце 214 модуля. Хладагент вытекает из первого выходного окна 267 для хладагента двигателя в головке 235 блока цилиндров через входное окно 218 для хладагента модуля в первом фланце 214 модуля в первую трубу 202 модуля. Первая труба 202 модуля затем направляет поток хладагента к входному отверстию 208 для хладагента корпуса модуля 248 охладителя РОГ. Модуль 248 охладителя РОГ может возвращать хладагент во второе входное окно 269 для хладагента двигателя в головке 235 блока цилиндров через выходное окно 240 для хладагента модуля во втором фланце 216 модуля. Хладагент вытекает из выходного отверстия 251 для хладагента корпуса через вторую трубу 204 модуля. Вторая труба 204 модуля затем направляет поток хладагента к выходному окну 240 для хладагента модуля во втором фланце 216 модуля, непосредственно соединенному со вторым входным окном 269 для хладагента двигателя.
Модуль 248 охладителя РОГ, используя эту конфигурацию, также может принимать отработавшие газы из первого выходного окна 247 для РОГ двигателя в головке 235 блока цилиндров через входное окно 220 для РОГ модуля в первом фланце 214 модуля. Отработавшие газы вытекают из первого выходного окна 247 для РОГ двигателя в головке 235 блока цилиндров через входное окно 220 для РОГ модуля (непосредственно соединенное с первым выходным окном 247 для РОГ двигателя) в первом фланце 214 модуля в модуль 248 охладителя РОГ. Кроме того, модуль 248 охладителя РОГ может возвращать охлажденные отработавшие газы к первому входному окну 259 для РОГ двигателя в головке 235 блока цилиндров через выходное окно 242 для РОГ модуля во втором фланце 216 модуля. Охлажденные отработавшие газы вытекают из выходного отверстия 271 для РОГ корпуса через третью трубу 206 модуля. Третья труба 206 модуля затем направляет поток охлажденных отработавших газов к выходному окну 242 для РОГ модуля во втором фланце 216 модуля, непосредственно соединенному с первым входным окном 259 для РОГ двигателя.
В этой конфигурации фланцы модуля охладителя РОГ могут быть прикреплены болтами к первой поверхности 249 головки 235 блока цилиндров таким образом, чтобы входные/выходные окна (например, окна 218, 220, 240 и 242) модуля 248 охладителя РОГ находились в контакте по общей поверхности с соответствующими окнами (например, 267, 247, 269 и 259) головки 235 блока цилиндров. Это освобождает от использования дополнительных фитингов и/или каналов для направления жидкостей к/от модуля 248 охладителя РОГ и обеспечивает компактную форму для модуля 248 охладителя РОГ. Например, вариант осуществления модуля 248 охладителя РОГ, показанный на ФИГ. 2, включает в себя четыре входных/выходных окна (например, два входных окна и два выходных окна), непосредственно соединенных с соответствующими окнами двигателя с одной и той же стороны головки блока цилиндров, чтобы обеспечивать передачу хладагента и газов РОГ к/от модуля 248 охладителя РОГ. Все четыре окна параллельны одной и той же стороне головки блока цилиндров и все четыре расположены в общей плоскости. Кроме того, все четыре окна находятся в контакте по общей поверхности (и имеют форму, обеспечивающую соединение) с соответствующими окнами в головке блока цилиндров (например, выходное окно для хладагента двигателя находится в контакте по общей поверхности с входным окном для хладагента модуля, и выходное окно для РОГ двигателя находится в контакте по общей поверхности с входным окном для РОГ модуля и т.д.).
На ФИГ. 3 показана схема, содержащая второй вариант осуществления системы 300 двигателя, а также систему 301 РОГ. Система 300 двигателя, показанная на ФИГ. 3, включает в себя двигатель 302, головку 334 блока цилиндров и цельный выпускной коллектор (ЦВК) 332. Многие из компонентов, входящих в состав системы 300 двигателя, входят также в состав системы двигателя 100 на ФИГ. 1, имеют аналогичные обозначения на ФИГ. 3 и могут не вводиться повторно. Каналы и компоненты, представленные на ФИГ. 3, не показаны в масштабе, и относительное расположение, размер и число каналов и компонентов в физических вариантах осуществления (например, в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 4-6) может быть различным.
Вариант осуществления системы 300 двигателя на ФИГ. 3 содержит модуль 348 охладителя РОГ, непосредственно соединенный с одной стороной головки 334 блока цилиндров. Модуль 348 охладителя РОГ имеет входное окно 365 для хладагента модуля, выходное окно 371 для хладагента модуля, входное окно 353 для РОГ модуля и выходное окно 357 для РОГ модуля.
Система 300 двигателя, показанная на ФИГ. 3, содержит три цилиндра 120, 122 и 124 с соответствующими впускными окнами 114, 116 и 118 и выпускными окнами 126, 128 и 130. Система 300 двигателя также содержит тракты 136, 138 и 140 отработавших газов, соединенные с цилиндрами 120, 122 и 124 соответственно. Тракты отработавших газов объединяются на внутреннем участке 142 соединения отработавших газов, который проходит по выпускному каналу 145 коллектора к выпускному окну 144 коллектора. Выпускное окно 144 коллектора гидравлически соединено с внешним выпускным каналом 146, как описано при рассмотрении ФИГ. 1 выше. Система 300 двигателя также содержит впускной канал 104, дроссель 109, впускной коллектор 106 и впускные каналы 108, 110 и 112 цилиндров для впуска горючих газов. Внутренний канал 150 (например, первый внутренний канал 150, показанный на ФИГ. 1), представляет собой периферийный выпускной канал ниже по потоку от внутреннего участка 142 соединения отработавших газов (и расположен внутри головки 334 блока цилиндров) и гидравлически соединен как с выпускным каналом 145 коллектора, так и с первым выходным окном 151 для РОГ двигателя (как описано при рассмотрении ФИГ. 1 выше).
Внутренний канал 150 (например, расположенный внутри головки 334 блока цилиндров и проходящий через головку 334 блока цилиндров) принимает часть отработавших газов, протекающих по выпускному каналу 145 коллектора (как описано при рассмотрении ФИГ. 1). В альтернативных вариантах осуществления первый внутренний канал 150 может быть расположен выше по потоку от внутреннего участка 142 соединения отработавших газов и может являться периферийным каналом (как описано выше) для одного или более трактов отработавших газов (таких как тракты 136, 138 и 140) одного или более цилиндров (таких как цилиндры 120, 122 и 124). В этих альтернативных вариантах осуществления первый внутренний канал 150 может принимать часть отработавших газов из одного или более трактов одного или более цилиндров, но не может принимать отработавшие газы ниже по потоку от участка соединения, на котором сливаются отработавшие газы из всех цилиндров (например, внутреннего участка 142 соединения отработавших газов).
Внутренний канал 150 направляет отработавшие газы через головку 334 блока цилиндров из выпускного канала 145 коллектора к первому выходному окну 151 для РОГ двигателя. Первое выходное окно 151 для РОГ двигателя гидравлически соединено с входным окном 353 для РОГ модуля 348 охладителя (как описано при рассмотрении ФИГ. 4-6 ниже). Выходное окно 357 для РОГ модуля 348 охладителя РОГ гидравлически соединено с внешним каналом 361 РОГ (например, внешним по отношению как к головке 334 блока цилиндров, так и модулю 348 охладителя РОГ) через входное окно 355 для РОГ внешнего канала 361 РОГ. Клапан 156 РОГ встроен во внешний канал 361 РОГ. Внешний канал 361 РОГ также гидравлически соединен с входным окном 163 для впуска РОГ впускного коллектора 106. Клапан 156 РОГ может активироваться приводом (не показан) для управления потоком газов из выходного окна 357 для РОГ модуля 348 охладителя РОГ по внешнему каналу 361 РОГ к входному окну 163 для впуска РОГ и во впускной коллектор 106.
В варианте осуществления на ФИГ. 3 входное окно 163 для впуска РОГ расположено выше по потоку от впускных каналов 108, 110 и 112 цилиндров внутри впускного коллектора 106. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых входное окно для впуска РОГ не находится выше по потоку от всех впускных каналов цилиндров и может располагаться ниже по потоку от одного или более из впускных каналов цилиндров. Альтернативные варианты осуществления могут дополнительно включать в себя множество внешних каналов РОГ (аналогичных внешнему каналу 361 РОГ), соединяющих выходное окно 357 для РОГ модуля с одним или более входными окнами для впуска РОГ (аналогичных входному окну 163 для впуска РОГ) во впускном коллекторе и/или одном или более впускных каналов цилиндров.
Радиатор 162 соединен с первым входным окном 166 для хладагента двигателя при помощи первого внешнего канала 164 хладагента. Первое входное окно 166 для хладагента двигателя гидравлически соединено с множеством каналов 160 хладагента, расположенных внутри головки 334 блока цилиндров и окружающих компоненты головки блока цилиндров, как описано при рассмотрении ФИГ. 1 выше. Множество каналов 160 хладагента гидравлически соединены с внутренним каналом 158 (например, третьим внутренним каналом 158, показанным на ФИГ. 1), гидравлически соединенным с первым выходным окном 167 для хладагента двигателя.
Аналогично примеру модуля 348 охладителя РОГ, показанного на ФИГ. 1, модуль 348 охладителя РОГ содержит множество каналов (не показаны), способствующих передаче тепла от отработавших газов, принимаемых через входное окно 353 РОГ модуля, запасу хладагента в модуле 348 охладителя РОГ. Каналы внутри модуля 348 охладителя РОГ, содержащие отработавшие газы, и каналы внутри модуля 348 охладителя РОГ, содержащие хладагент, разделены и не соединены гидравлически друг с другом. Однако каналы газов и каналы хладагента находятся поблизости друг от друга и могут одновременно находиться поблизости от материала с высокой теплопроводностью (например, металла). Тепло может передаваться от газов внутри каналов отработавших газов через находящийся в непосредственной близости теплопроводный материал к хладагенту. В результате этого модуль 348 охладителя РОГ охлаждает газы, выходящие из модуля, таким образом, что газ, поступающий в модуль, имеет более высокую температуру, чем газ, выходящий из модуля.
Хладагент в модуле 348 охладителя РОГ подается через входное окно 365 для хладагента модуля 348 охладителя РОГ. Входное окно 365 для хладагента модуля гидравлически и непосредственно соединено с первым выходным окном 167 для хладагента двигателя и принимает хладагент из внутреннего канала 158. Хладагент направляется по каналам 160 хладагента из радиатора 162 во внутренний канал 158 (как описано выше при рассмотрении ФИГ. 1).
Множество каналов хладагента (не показаны) внутри модуля 348 охладителя РОГ возвращают хладагент к выходному окну 371 для хладагента модуля, гидравлически соединенному с входным окном 369 для хладагента второго внешнего канала 372 хладагента (например, внешнего по отношению как к головке 334 блока цилиндров, так и модулю 348 охладителя РОГ). Хладагент переходит из выходного окна 371 для хладагента модуля во второй внешний канал 372 хладагента через входное окно 369 для хладагента. Второй внешний канал 372 хладагента соединен (и гидравлически соединен) как с радиатором, так и с входным окном 369 для хладагента. В этой схеме расположения хладагент может выходить из модуля 348 охладителя РОГ через выходное окно 371 для хладагента модуля в непосредственно присоединенное входное окно 369 для хладагента. Хладагент затем протекает по второму внешнему каналу 372 хладагента и поступает в радиатор 162.
В конфигурации системы 300 двигателя, описанной выше, модуль 348 охладителя РОГ принимает хладагент из первого выходного окна 167 для хладагента двигателя и отработавшие газы из первого выходного окна 151 для РОГ двигателя. Затем соседние каналы внутри модуля 348 охладителя РОГ передают тепловую энергию от отработавших газов хладагенту. Охлажденные отработавшие газы выходят из модуля 348 охладителя РОГ через выходное окно 357 для РОГ модуля и поступают во внешний канал 361 РОГ через входное окно 355 для РОГ, где они направляются к входному окну 163 для РОГ впускного коллектора 106. Потоком охлажденных газов по внешнему каналу 361 РОГ во впускной коллектор 106 управляют при помощи клапана 156 РОГ.
Хладагент выходит из модуля 348 охладителя РОГ через выходное окно 371 для хладагента модуля и поступает во второй внешний канал 372 хладагента через входное окно 369 для хладагента (непосредственно соединенное с выходным окном 371 для хладагента модуля). Хладагент вытекает из второго внешнего канала 372 хладагента в радиатор 162. Таким образом, модуль 348 охладителя РОГ использует хладагент из внутреннего канала 158 хладагента головки 334 блока цилиндров и отработавшие газы из внутреннего канала 150 газов головки блока цилиндров для охлаждения отработавших газов из цилиндров (120, 122 и 124). Затем он направляет охлажденные газы во впускной коллектор 106 по каналу 361 РОГ, внешнему по отношению к головке 334 блока цилиндров, и направляет хладагент в радиатор 162 по каналу хладагента (например, по второму внешнему каналу 372 хладагента), внешнему по отношению к головке 334 блока цилиндров.
Благодаря непосредственному присоединению к поверхности головки блока цилиндров и непосредственной стыковке с выходным отверстием для хладагента и выходным отверстием для РОГ в головке блока цилиндров, модуль охладителя РОГ может принимать газы РОГ и хладагент из головки блока цилиндров без дополнительных фитингов и передавать хладагент и газы РОГ в каналы, внешние по отношению к головке блока цилиндров. Например, вариант осуществления модуля охладителя РОГ, показанный на ФИГ. 3, включает в себя четыре входных/выходных окна модуля (например, два входных окна и два выходных окна), при этом два окна непосредственно соединены с соответствующими окнами двигателя на одной и той же стороне головки блока цилиндров, чтобы обеспечивать передачу хладагента и газов РОГ к модулю охладителя РОГ. Оба окна, непосредственно присоединенные к одной и той же стороне головки блока цилиндров, также параллельны одной и той же стороне головки блока цилиндров (например, оба окна параллельны общей плоскости). Кроме того, оба окна находятся в контакте по общей поверхности (и имеют форму, обеспечивающую соединение) с соответствующими окнами в головке блока цилиндров (например, выходное окно для хладагента двигателя находится в контакте по общей поверхности с входным окном для хладагента модуля, и выходное окно для РОГ двигателя находится в контакте по общей поверхности с входным окном для РОГ модуля).
Головка 334 блока цилиндров системы 300 двигателя на ФИГ. 3 не включает в себя второй внутренний канал 152, четвертый внутренний канал 168, первое входное окно 155 для РОГ двигателя, второе выходное окно для РОГ двигателя, второе входное окно 169 для хладагента двигателя или второе выходное окно 170 для хладагента двигателя. Однако могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых один или более, или все эти компоненты входят в состав головки блока цилиндров.
На ФИГ. 4-6 показан второй вариант осуществления системы РОГ, содержащей модуль охладителя РОГ, непосредственно соединенный со стороной головки блока цилиндров системы двигателя. Конкретно, на ФИГ. 4 показан вид в изометрии первой стороны головки блока цилиндров в схеме расположения, аналогичной конфигурации головки блока цилиндров, описанной выше при рассмотрении ФИГ. 3. Головка блока цилиндров входит во второй вариант осуществления системы РОГ, показанный на ФИГ. 4-6. Второй вариант осуществления системы РОГ, показанный на ФИГ. 4-6, аналогичен по схеме расположения системе РОГ, входящей в вариант осуществления системы двигателя, показанной на ФИГ. 3. На ФИГ. 4 изображена первая сторона головки блока цилиндров без модуля охладителя РОГ, прикрепленного так, чтобы показывать окна и монтажные поверхности первой стороны головки блока цилиндров. На ФИГ. 5 показан альтернативный вид в изометрии такой же системы РОГ, содержащей такую же головку блока цилиндров, показанную на ФИГ. 4, с модулем охладителя РОГ, непосредственно присоединенным к двум окнам головки блока цилиндров. Модуль охладителя РОГ также присоединен к внешнему каналу РОГ и содержит окно, которое может быть соединено с внешним каналом хладагента (не показан). На ФИГ. 6 показан третий вид системы РОГ, содержащей головку блока цилиндров и охладитель РОГ, показанные на ФИГ. 4-5, с головкой блока цилиндров, показанной в поперечном сечении. Вид, показанный на ФИГ. 6, изображает пути циркуляции хладагента и газов РОГ между модулем охладителя РОГ, головкой блока цилиндров и внешними каналами, с компонентами системы РОГ при той же схеме расположения, которая показана на ФИГ. 4-5. В каждый из ФИГ. 4-6 включена общая система осей координат для сравнения.
На ФИГ. 4 показан первый вид в изометрии варианта осуществления системы 413 РОГ системы 415 двигателя, включающей в себя головку 434 блока цилиндров (например, такую как головка 334 блока цилиндров на ФИГ. 3) в конфигурации, аналогичной показанной в схеме на ФИГ. 3. Головка 434 блока цилиндров включает в себя первую поверхность 400 головки блока цилиндров (на первой стороне головки блока цилиндров) и вторую поверхность 401 головки блока цилиндров (на другой, второй стороне головки блока цилиндров). Первая и вторая поверхности головки блока цилиндров приблизительно перпендикулярны друг другу (как показано осями 411). Первая поверхность 400 головки блока цилиндров включает в себя две монтажные поверхности 409 и 410 (например, первую монтажную поверхность 409 и вторую монтажную поверхность 410). Монтажные поверхности 409 и 410 являются двухмерными (например, плоскими) участками первой поверхности 400 головки блока цилиндров и параллельны друг другу. Первая монтажная поверхность 409 включает в себя две проушины (например, отверстия) 405 и 406, а также первое выходное окно 451 для РОГ двигателя (например, такое как первое выходное окно 151 для РОГ двигателя, показанное на ФИГ. 3). Вторая монтажная поверхность 410 включает в себя две проушины (например, отверстия) 407 и 408, а также первое выходное окно 467 для хладагента двигателя (например, такое как первое выходное окно 167 для хладагента двигателя, показанное на ФИГ. 3). Проушины первой монтажной поверхности 409 и второй монтажной поверхности 410 (например, проушины 405 и 406 и проушины 407 и 408 соответственно) имеют размер и форму, позволяющие вставлять болты.
В примере варианта осуществления системы 413 РОГ, показанном на ФИГ. 4, каждая монтажная поверхность (409 и 410) имеет две проушины. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых каждая монтажная поверхность имеет другое количество проушин (например, три, четыре и т.д.), при этом каждая монтажная поверхность может иметь иное количество проушин, чем другая монтажная поверхность (например, первая монтажная поверхность 409 имеет иное количество проушин, чем вторая монтажная поверхность 410). Проушины монтажных поверхностей 409 и 410 выполнены таким образом, чтобы в каждую из них можно было вводить резьбовой конец болта.
На ФИГ. 4 показан внешний канал 461 РОГ (например, такой как внешний канал 361 РОГ, показанный на ФИГ. 3). К концу внешнего канала 461 РОГ присоединен фланец 402 внешнего канала. Во фланец 402 внешнего канала включено входное окно 455 для РОГ (например, такое как входное окно 355 для РОГ). Внешний канал 461 РОГ и фланец 402 внешнего канала соединены (или выполнены вместе) таким образом, чтобы текущая среда (например, газы РОГ) могла передаваться через входное окно 455 для РОГ во внешний канал 461 РОГ.
Фланец 402 внешнего канала также содержит множество проушин (например, проушин 403 и 404), размер и форма которых позволяет вставлять болты. Проушины (например, отверстия) фланца 402 внешнего канала выполнены таким образом, чтобы в каждую из них можно было вводить резьбовой конец болта. В примере варианта осуществления системы 413 РОГ, показанном на ФИГ. 4, фланец 402 внешнего канала имеет две проушины 403 и 404. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых фланец внешнего канала имеет другое количество проушин (например, три, четыре и т.д.).
ФИГ. 4 дополнительно включает в себя вспомогательное окно 417 головки 434 блока цилиндров. В варианте осуществления системы 413 РОГ, показанном на ФИГ. 4-6, вспомогательное окно 417 не используется (например, окно неактивно и не передает текучую среду в/из головки блока цилиндров). Однако в альтернативных вариантах осуществления системы РОГ вспомогательное окно может функционировать в качестве входного окна для хладагента двигателя, чтобы обеспечивать передачу хладагента из модуля охладителя РОГ во внутренний канал головки блока цилиндров. Таким образом, охладитель РОГ может принимать хладагент из первого выходного окна для хладагента двигателя и возвращать хладагент во входное окно для хладагента двигателя (например, вспомогательное окно).
На ФИГ. 5 показан вид в изометрии второго варианта осуществления системы РОГ, показанного на ФИГ. 4, при этом он включает в себя модуль 548 охладителя РОГ, прикрепленный к головке 434 блока цилиндров. Как описано выше, вариант осуществления системы 413 РОГ, включенный в ФИГ. 4-6, содержащий модуль 548 охладителя РОГ, непосредственно соединенный с головкой 434 блока цилиндров (показанной на ФИГ. 5), аналогичен по схеме расположения системе 301 РОГ, показанной на ФИГ. 3. Модуль 548 охладителя РОГ крепится к первой поверхности 400 головки 434 блока цилиндров в конфигурации, описанной при рассмотрении ФИГ. 3-4 выше. Модуль 548 охладителя РОГ включает в себя корпус 500, множество жестких труб (например, трубы 502, 504 и 506) и множество фланцев (например, фланцы 514, 515 и 516). Корпус, жесткие трубы и фланцы модуля 548 охладителя РОГ могут быть выполнены из материала (например, металла), устойчивого к износу, вызванному коррозией и/или высокими температурами, связанными с жидкостями и газами в двигателе. Корпус, жесткие трубы, фланцы и другие компоненты модуля охладителя РОГ могут быть выполнены вместе (например, отлиты) в виде цельной детали и/или могут быть соединены посредством плавления (например, приварены). Как отмечено выше, корпус (например, кожух) 500 модуля 548 охладителя РОГ содержит множество охлаждающих трубок и газовых каналов, расположенных в нем, чтобы способствовать отдаче тепла отработавших газов хладагенту.
В примере варианта осуществления модуля 548 охладителя РОГ, показанном на ФИГ. 5, корпус 500 модуля 548 охладителя РОГ выполнен таким образом, что форма модуля 548 охладителя РОГ представляет собой приблизительно прямоугольный параллелепипед. Корпус 500 имеет внешнюю поверхность 552 модуля (например, поверхность, обращенную наружу относительно головки блока цилиндров), параллельную первой поверхности 400 головки 434 блока цилиндров, когда модуль 548 охладителя РОГ прикреплен к головке 434 блока цилиндров (как описано ниже). Внешняя поверхность 552 модуля соединена со множеством перпендикулярных поверхностей модуля (например, с поверхностями 553, 554, 555 и 556), которые расположены перпендикулярно внешней поверхности 552 модуля. Перпендикулярные поверхности модуля соединены с внутренней поверхностью 557 модуля (например, обращенной к первой поверхности 400 головки блока цилиндров), которая расположена параллельно (и напротив) внешней поверхности 552 модуля. В примере варианта осуществления модуля 548 охладителя РОГ, показанном на ФИГ. 5, перпендикулярные поверхности 553, 554 и 555 модуля являются двухмерными (например, плоскими), тогда как перпендикулярная поверхность 556 модуля обладает множеством кривых участков, образующих искривленный конец корпуса 500. Внутренняя поверхность 557 модуля и внешняя поверхность 552 модуля являются двухмерными (например, плоскими), при этом внешняя поверхность 552 модуля и внутренняя поверхность 557 модуля могут быть присоединены к перпендикулярным плоскостям скругленными краями или без скругленных краев. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых модуль охладителя РОГ содержит дополнительное или меньшее количество кривых участков и/или имеет дополнительное или меньшее количество поверхностей.
Корпус 500 модуля 548 охладителя РОГ на ФИГ. 5 непосредственно соединен (например, выполнен в виде цельной детали или сплавлен) с тремя жесткими трубами 502, 504 и 506 (которые могут в дальнейшем называться первой трубой 502 модуля, второй трубой 504 модуля и третьей трубой 506 модуля) модуля 548 охладителя РОГ. Первый конец (например, конец, исходящий из корпуса) первой трубы 502 модуля соединен с входным отверстием 565 для хладагента корпуса 500.
Первый конец (например, конец, исходящий из корпуса) второй трубы 504 модуля соединен с выходным отверстием 571 для хладагента корпуса 500, а первый конец (например, конец, исходящий из корпуса) третьей трубы 506 модуля соединен с входным отверстием 561 для РОГ корпуса 500.
Жесткие трубы 502, 504 и 506 и входное отверстие 565 хладагента корпуса, выходное отверстие 571 для хладагента корпуса и входное отверстие 561 для РОГ корпуса в примере осуществления, показанном на ФИГ. 5, расположены таким образом, чтобы входные отверстия (565, 571 и 561) и первые концы (как описано выше) труб (502, 504 и 506) располагались на множестве перпендикулярных поверхностей модуля. Входное отверстие 565 хладагента корпуса (и первый конец первой трубы 502 модуля) расположено на перпендикулярной поверхности 553 модуля (которая может в дальнейшем называться первой перпендикулярной поверхностью 553 модуля). Выходное отверстие 571 хладагента корпуса (а также первый конец второй трубы 504 модуля) расположено на перпендикулярной поверхности 555 модуля (которая может в дальнейшем называться второй перпендикулярной поверхностью 555 модуля). Входное отверстие 561 для РОГ корпуса (а также первый конец третьей трубы 506 модуля) расположено на перпендикулярной поверхности 554.
Фланец 514 (который может называться первым фланцем 514 модуля) расположен параллельно внутренней и внешней поверхностям модуля (557 и 552 соответственно) и присоединен (например, образован из и/или приварен) к внутренней поверхности 557 модуля. Первый фланец 514 модуля выступает наружу из корпуса 500 модуля 548 охладителя РОГ за пределы перпендикулярной поверхности 556 модуля. Фланец 515 (который может называться вторым фланцем 515 модуля) расположен параллельно внутренней и внешней поверхностям модуля (557 и 552 соответственно) и присоединен (например образован из и/или приварен) ко второму концу (например, к концу, не исходящему из корпуса 500) первой трубы 502 модуля. Второй фланец 515 модуля и первая труба 502 модуля выступают наружу из корпуса 500 модуля 548 охладителя РОГ за пределы перпендикулярной поверхности 553 модуля. Фланец 516 (который может называться третьим фланцем 516 модуля) расположен параллельно внутренней и внешней поверхностям модуля (557 и 552 соответственно) и присоединен (например выполнен из и/или приварен) ко второму концу (например, к концу, не исходящему из корпуса 500) третьей трубы 506 модуля. Третий фланец 516 модуля и третья труба 506 модуля выступают наружу из корпуса 500 модуля 548 охладителя РОГ за пределы перпендикулярной поверхности 554 модуля. Поскольку первый фланец 515 модуля, второй фланец 515 модуля и третий фланец 516 модуля одновременно являются параллельными внутренней и внешней поверхностям модуля (557 и 552 соответственно), первый фланец 515 модуля, второй фланец 516 модуля и третий фланец 516 модуля также параллельны друг другу. Первый фланец 514 модуля, второй фланец 515 модуля и третий фланец 516 модуля все параллельны первой поверхности 400 головки блока цилиндров (и первой стороне головки блока цилиндров).
Первый фланец 514 модуля содержит выходное окно 518 для РОГ модуля, гидравлически соединенное (и находящееся в контакте по общей поверхности) со входным окном 455 для РОГ внешнего канала 461 РОГ. В этой схеме расположения выходное окно 518 для РОГ модуля обеспечивает поток хладагента из модуля 248 охладителя РОГ во входное окно 455 для РОГ внешнего канала 461 РОГ.
Первый фланец 514 модуля также содержит множество проушин (например, проушин 524 и 526), размер и форма которых позволяет вставлять болты. В примере варианта осуществления первого фланца модуля 514, показанном на ФИГ. 5, первый фланец 514 модуля имеет две проушины 524 и 526. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых первый фланец модуля имеет другое количество проушин (например, три, четыре и т.д.). Проушины (например, отверстия) выполнены на первом фланце 514 модуля по схеме расположения, соответствующей схеме расположения множества проушин (например, проушин 403 и 404, показанных на ФИГ. 4) фланца 402 внешнего канала. Проушины 524 и 526 на первом фланце 514 модуля в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 5, выполнены с возможностью центрирования относительно проушин 403 и 404 при размещении первого фланца 514 модуля в непосредственном соединении и контакте по общей поверхности с фланцем 402 внешнего канала. Проушины 403 и 404 выполнены таким образом, чтобы в них можно было вводить резьбовые концы болтов, проходящих через проушины 524 и 526.
Выходное окно 518 для РОГ модуля первого фланца 514 модуля выполнено таким образом, чтобы в положении, когда первый фланец 514 модуля непосредственно присоединен (например, прикреплен болтами) к фланцу 402 внешнего канала 461 РОГ, выходное окно 518 для РОГ модуля находилось в контакте по общей поверхности с входным окном 455 для РОГ внешнего канала 461 РОГ. Между первым фланцем 514 модуля и фланцем 402 внешнего канала может быть прикреплена прокладка (не показана) так, чтобы допускать гидравлическое соединение без утечки между выходным окном 518 для РОГ модуля и входным окном 455 для РОГ. Прокладка может быть выполнена из материала, пригодного для контакта с коррозионно-активными и/или высокотемпературными газами из головки 434 блока цилиндров (например, из резиноподобного материала).
Второй фланец 515 модуля содержит входное окно 540 для хладагента модуля, гидравлически и непосредственно соединенное (и находящееся в контакте по общей поверхности) с первым выходным окном 467 для хладагента двигателя (как показано на ФИГ. 4) головки 434 блока цилиндров. Входное окно 540 для хладагента модуля также гидравлически соединено (и находится в контакте по общей поверхности) со вторым концом (например, с концом, не исходящим из корпуса 500) первой трубы 502 модуля. В этой схеме расположения входное окно 540 для хладагента модуля обеспечивает поток хладагента из первого выходного окна 467 для хладагента двигателя по первой трубе 502 модуля во входное окно 565 для хладагента корпуса 500.
Второй фланец 515 модуля также содержит множество проушин (например, проушин 544 и 546), размер и форма которых позволяет вставлять болты. В примере варианта осуществления второго фланца 515 модуля, показанном на ФИГ. 5, второй фланец 515 модуля имеет две проушины 544 и 546. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых второй фланец модуля имеет другое количество проушин (например, три, четыре и т.д.). Проушины (например, отверстия) выполнены на втором фланце 515 модуля по схеме расположения, соответствующей схеме расположения множества проушин (например, проушин 407 и 408) на второй монтажной поверхности 410 головки 434 блока цилиндров (как показано на ФИГ. 4). Проушины 544 и 546 на втором фланце 515 модуля в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 5, выполнены с возможностью центрирования относительно проушин 407 и 408 при размещении второго фланца 515 модуля на одном уровне со второй монтажной поверхностью 410. Проушины 407 и 408 выполнены таким образом, чтобы в них можно было вводить резьбовые концы болтов, проходящих через проушины 544 и 546.
Входное окно 540 для РОГ модуля второго фланца 515 модуля выполнено таким образом, чтобы в положении, когда второй фланец 515 модуля прикреплен болтами ко второй монтажной поверхности 410 головки 434 блока цилиндров, входное окно 540 для хладагента модуля было непосредственно соединено и находилось в контакте по общей поверхности с первым выходным окном 467 для хладагента двигателя в головке 434 блока цилиндров. Между вторым фланцем 515 модуля и второй монтажной поверхностью 410 может быть прикреплена прокладка (не показана) так, чтобы допускать гидравлическое соединение без утечки между входным окном 540 для хладагента модуля и первым выходным окном 467 для хладагента двигателя. Прокладка может быть выполнена из материала, пригодного для контакта с коррозионно-активными и/или высокотемпературными текучими средами из головки 434 блока цилиндров (например, из резиноподобного материала).
Третий фланец 516 модуля содержит входное окно 525 для РОГ модуля, непосредственно и гидравлически соединенное (и находящееся в контакте по общей поверхности) с первым выходным окном 451 для РОГ двигателя (как показано на ФИГ. 4) головки 434 блока цилиндров. Входное окно 525 для РОГ модуля также гидравлически соединено (и находится в контакте по общей поверхности) со вторым концом (например, с концом, не исходящим из корпуса 500) третьей трубы 506 модуля. В этой схеме расположения входное окно 525 для РОГ модуля обеспечивает поток хладагента из первого выходного окна 451 для РОГ двигателя по третьей трубе 506 модуля во входное окно 561 для хладагента корпуса 500.
Третий фланец 516 модуля также содержит множество проушин (например, проушин 521 и 523), размер и форма которых позволяет вставлять болты. В примере варианта осуществления третьего фланца модуля 516 охладителя РОГ, показанном на ФИГ. 5, третий фланец 516 модуля имеет две проушины 521 и 523. Могут существовать альтернативные варианты осуществления, в которых третий фланец модуля имеет другое количество проушин (например, три, четыре и т.д.). Проушины (например, отверстия) выполнены на третьем фланце 516 модуля по схеме расположения, соответствующей схеме расположения множества проушин (например, проушин 405 и 406) на первой монтажной поверхности 409 головки 434 блока цилиндров (как показано на ФИГ. 4). Проушины 521 и 523 на третьем фланце 516 модуля в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 5, выполнены с возможностью центрирования относительно проушин 405 и 406 при размещении третьего фланца 516 модуля в соединении и контакте по общей поверхности с первой монтажной поверхностью 409. Проушины 405 и 406 выполнены таким образом, чтобы в них можно было вводить резьбовые концы болтов, проходящих через проушины 521 и 523.
Входное окно 525 для РОГ модуля третьего фланца 516 модуля выполнено таким образом, чтобы в положении, когда третий фланец 516 модуля непосредственно присоединен (например, прикреплен болтами) к первой монтажной поверхности 409 головки 434 блока цилиндров, входное окно 525 для РОГ модуля находилось в контакте по общей поверхности с первым выходным окном 451 для РОГ двигателя в головке 434 блока цилиндров. Между третьим фланцем 516 модуля и первой монтажной поверхностью 409 может быть прикреплена прокладка (не показана) так, чтобы допускать гидравлическое соединение без утечки между входным окном 525 для РОГ модуля и первым выходным окном 451 для хладагента двигателя. Прокладка может быть выполнена из материала, пригодного для контакта с коррозионно-активными и/или высокотемпературными текучими средами из головки 434 блока цилиндров (например, из резиноподобного материала).
Как упоминалось при описании ФИГ. 3, первое выходное окно 451 для РОГ двигателя непосредственно соединено с (например, образовано) внутренним каналом (например, таким как внутренний канал 150, показанный на ФИГ. 3) головки 434 блока цилиндров, и первое выходное окно 467 для хладагента двигателя непосредственно соединено с (например, образовано) внутренним каналом (например, таким как внутренний канал 158, показанный на ФИГ. 3) головки 434 блока цилиндров.
Благодаря такой конфигурации модуля 548 охладителя РОГ и головки 434 блока цилиндров, модуль 548 охладителя РОГ может принимать хладагент из первого выходного окна 467 для хладагента двигателя в головке 434 блока цилиндров через входное окно 540 для хладагента модуля во втором фланце 515 модуля. Хладагент вытекает из первого выходного окна 467 для хладагента двигателя в головке 434 блока цилиндров через входное окно 540 для хладагента модуля в первую трубу 502 модуля. Первая труба 502 модуля затем направляет поток хладагента к входному отверстию 565 для хладагента корпуса 500. Кроме того, модуль 548 охладителя РОГ может возвращать хладагент к радиатору (например, такому как радиатор 162, показанный на ФИГ. 3) по внешнему каналу хладагента (например, такому как внешний канал 372 РОГ, показанный на ФИГ. 3). Хладагент вытекает из выходного отверстия 571 для хладагента модуля через вторую трубу 504 модуля. Вторая труба 504 модуля затем направляет поток хладагента к выходному окну 573 для хладагента модуля, расположенному в пределах второго конца (например, конца, не исходящего из корпуса 500) второй трубы 504 модуля. Выходное окно 573 для хладагента модуля находится в контакте по общей поверхности и гидравлически соединено с входным окном внешнего канала хладагента (например, таким как второй внешний канал 372 хладагента, показанный на ФИГ. 3). Внешний канал хладагента затем направляет хладагент к радиатору (например, такому как радиатор 162, показанный на ФИГ. 3).
Модуль 548 охладителя РОГ, используя эту конфигурацию, также может принимать отработавшие газы из первого выходного окна 451 для РОГ двигателя в головке 434 блока цилиндров через входное окно 525 для РОГ модуля в третьем фланце 516 модуля. Отработавшие газы вытекают из первого выходного окна 451 для РОГ двигателя в головке 434 блока цилиндров через входное окно 525 для РОГ модуля (непосредственно соединенное с первым выходным окном 451 для РОГ двигателя) в третьем фланце 516 модуля в модуль 548 охладителя РОГ. Кроме того, модуль 548 охладителя РОГ может возвращать охлажденные отработавшие газы к внешнему каналу 461 РОГ через выходное окно 518 для РОГ модуля в первом фланце 514 модуля. Выходное окно 518 для РОГ модуля гидравлически (и непосредственно) соединено с входным окном 455 для РОГ фланца 402 внешнего канала и направляет поток охлажденных отработавших газов во внешний канал 461 РОГ.
В этой конфигурации второй и третий фланцы (515 и 516) модуля 548 охладителя РОГ могут быть непосредственно присоединены (например, прикреплены болтами) к первой поверхности 400 головки 434 блока цилиндров так, чтобы окна (например, входное окно 540 для хладагента модуля и входное окно 525 для РОГ модуля) второго и третьего фланцев (соответственно) модуля 548 охладителя РОГ находились в контакте по общей поверхности (и были гидравлически соединены) с соответствующими окнами (например, первым выходным окном 467 для хладагента двигателя и первым выходным окном 451 для РОГ двигателя) головки блока цилиндров, чтобы обеспечивать передачу хладагента и газов РОГ к модулю 548 охладителя РОГ. Это освобождает от использования дополнительных фитингов и/или каналов для направления текучих сред в модуль 548 охладителя РОГ и обеспечивает компактную форму для модуля 548 охладителя РОГ.
На ФИГ. 6 показан дополнительный вид в изометрии варианта осуществления системы 413 РОГ, входящей в состав системы 415 двигателя, показанной на ФИГ. 4-5. На ФИГ. 6 показана головка 434 блока цилиндров в поперечном сечении с модулем 548 охладителя РОГ, непосредственно присоединенным к первой поверхности 400 головки 434 блока цилиндров. Вид в изометрии, показанный на ФИГ. 6, является приблизительно перпендикулярным виду, показанному на ФИГ. 4-5 (на что указывают оси 411). Поток газов и хладагента через головку 434 блока цилиндров показан множеством стрелок, указывающих направление потока.
Головка 434 блока цилиндров системы 415 двигателя стыкуется со множеством цилиндров, таких как цилиндр 601. Хотя в варианте осуществления системы 415 двигателя показана четырехцилиндровая конфигурация, другие варианты осуществления могут включать в себя другое количество цилиндров (например, три, шесть, восемь и т.д.). Каждый цилиндр показан соединенным с множеством выпускных окон, направляющих поток ко множеству трактов отработавших газов. Хотя каждый из цилиндров в примере варианта осуществления системы 415 двигателя и системы 413 РОГ, показанном на ФИГ. 6, присоединен к двум выпускным окнам и двум трактам отработавших газов, в других вариантах осуществления каждый цилиндр может быть показан присоединенным к другому количеству выпускных окон и/или трактов отработавших газов (например, одному, трем и т.д.).
Цилиндр 601 показан соединенным с выпускными окнами 603 и 605. Цилиндр 601 может направлять отработавшие газы через выпускные окна 603 и 605 при помощи выпускного клапана, расположенного внутри каждого выпускного окна (как описано при рассмотрении ФИГ. 3). Выпускное окно 603 гидравлически соединено с трактом 609 отработавших газов, а выпускное окно 605 гидравлически соединено с трактом 607 отработавших газов в составе цельного выпускного коллектора (ЦВК) 617. Поток отработавших газов из цилиндра 601 по тракту 609 отработавших газов указан приблизительно стрелкой 600. Поток отработавших газов из цилиндра 601 по тракту 607 отработавших газов указан приблизительно стрелкой 602. Потоки, указанные стрелками 600 и 602, смешиваются и сливаются на внутреннем участке 619 соединения отработавших газов внутри ЦВК 617.
Периферийный выпускной канал 621 (например, первый внутренний канал 150, показанный на ФИГ. 3) гидравлически соединен с внутренним участком 619 соединения отработавших газов и первым выходным окном 451 для РОГ двигателя. Часть отработавших газов из цилиндра 601 (например, часть газов, не протекающих в направлении стрелки 604) протекает по периферийному выпускному каналу 621 вдоль пути, приблизительно указанному стрелкой 606. Газы протекают через первое выходное окно 451 для РОГ двигателя в модуль 548 охладителя РОГ через входное окно 525 для РОГ модуля, как описано при рассмотрении ФИГ. 5 выше. Отработавшие газы проходят через модуль 548 охладителя РОГ и испытывают уменьшение тепловой энергии вследствие близости газов к каналам хладагента, входящим в состав (например, расположенным внутри) модуля 548 охладителя РОГ, как описано при рассмотрении ФИГ. 3 выше. Охлажденные отработавшие газы затем выходят из модуля 548 охладителя РОГ через выходное окно 518 для РОГ модуля и поступают во внешний канал 461 РОГ по прямому соединению между выходным окном 518 для РОГ модуля и входным окном 455 для РОГ двигателя, как описано при рассмотрении ФИГ. 5 выше и указано стрелкой 608 направления потока.
Вариант осуществления системы 413 РОГ, показанный на ФИГ. 6, включает в себя периферийный выпускной канал 621, гидравлически соединенный с потоком отработавших газов ниже по потоку от цилиндра 601 и не ниже потоку от дополнительных цилиндров двигателя. Иными словами, как показано на ФИГ. 6, периферийный выпускной канал 621 гидравлически соединен с только с одним цилиндром (цилиндром 601) двигателя. Однако другие варианты осуществления могут включать в себя периферийный выпускной канал 621, соединяемый ниже по потоку от одного или более, или каждого из цилиндров двигателя. Периферийный выпускной канал 621 может также быть расположен ниже по потоку от другого цилиндра, или ниже по потоку от другого цилиндра и одного или более, или каждого из цилиндров, дополнительных к цилиндру с гидравлическим соединением.
Хладагент выходит из головки 434 блока цилиндров и поступает в модуль 548 охладителя РОГ через входное окно 540 для хладагента модуля из канала 623 (например, такого как внутренний канал 158, показанный на ФИГ. 3) внутри головки 434 блока цилиндров (например, канал, проходящий через внутренний объем головки блока цилиндров). Хладагент выходит из головки блока цилиндров через первое выходное окно 467 для хладагента двигателя и поступает в модуль 548 охладителя РОГ через входное окно 540 для хладагента модуля, как описано при рассмотрении ФИГ. 5 и указано стрелкой 610 направления потока. Хладагент принимает тепловую энергию от отработавших газов внутри модуля 548 охладителя РОГ при помощи множества близкорасположенных каналов, как описано при рассмотрении ФИГ. 3. Хладагент затем выходит из модуля 548 охладителя РОГ и поступает во внешний канал хладагента (не показан) через выходное окно 573 для хладагента модуля, как описано при рассмотрении ФИГ. 5 и указано стрелкой 612 направления потока.
На ФИГ. 2 и ФИГ. 4-6 показаны примеры конфигураций с относительным расположением различных компонентов. Если элементы показаны непосредственно контактирующими друг с другом или непосредственно соединенными, такие элементы могут называться непосредственно контактирующими или непосредственно соединенными соответственно по меньшей мере в одном примере. Аналогичным образом, элементы, показанные смежными или соседними друг с другом, могут быть смежными или соседними друг с другом соответственно по меньшей мере в одном примере. В качестве примера, компоненты, находящиеся в контакте друг с другом с использованием общей поверхности, могут называться находящимися в контакте по общей поверхности. В качестве другого примера, элементы, расположенные на расстоянии друг от друга так, что между ними есть только пустое пространство и никаких других компонентов, могут называться таковыми в по меньшей мере одном примере. В качестве еще одного примера, элементы, показанные выше/ниже друг друга, на противоположных сторонах по отношению друг к другу, или слева/справа по отношению друг к другу, могут называться таковыми относительно друг друга. Кроме того, как показано на чертежах, самый верхний элемент или точка элемента может называться «верхом» компонента, а самый нижний элемент или точка элемента может называться «низом» компонента, по меньшей мере в одном примере. В контексте настоящего документа термины «верх/низ», «верхний/нижний», «выше/ниже» могут относиться к вертикальной оси чертежей и использоваться для описания расположения элементов чертежей по отношению друг к другу. В связи с этим в одном примере элементы, показанные над другими элементами, расположены выше этих других элементов по вертикали. В качестве еще одного примера, формы элементов, показанных в пределах чертежей, могут называться имеющими эти формы (например, являющимися круговыми, прямыми, плоскими, искривленными, закругленными, скошенными, наклоненными и т.п.). Далее, элементы, пересекающие друг друга, могут называться пересекающимися, или пересекающими друг друга элементами в по меньшей мере одном примере. Помимо этого, элемент, показанный внутри другого элемента или за пределами другого элемента, может называться таковым в одном примере.
На ФИГ. 7 представлена блок-схема 700, описывающая способ направления отработавших газов из цилиндров головки блока цилиндров через систему РОГ, включающую в себя модуль охладителя РОГ, такие как система 201 РОГ и модуль 248 охладителя РОГ, показанные на ФИГ. 2, или система 413 РОГ и модуль 548 охладителя РОГ, показанные на ФИГ. 5-6.
На шаге 702 способ включает в себя направление отработавших газов через внутренний объем головки блока цилиндров из выпускного канала ниже по потоку от цилиндра двигателя к входному окну для РОГ (например, входному окну 220 для РОГ модуля, показанному на ФИГ. 2, или входному окну 525 для РОГ модуля, показанному на ФИГ. 5-6) охладителя РОГ, непосредственно соединенного с первой стороной головки блока цилиндров. Например, отработавшие газы могут направляться через выпускной канал внутри головки блока цилиндров (например, первый внутренний канал 150, показанный на ФИГ. 1 и ФИГ. 3) в модуль охладителя РОГ (например, модуль 248 охладителя РОГ, показанный на ФИГ. 2, или модуль 548 охладителя РОГ, показанный на ФИГ. 5-6) через соответствующие входные окна, описанные выше.
На шаге 704 способ включает в себя протекание отработавших газов через охладитель РОГ из входного окна для РОГ к выходному окну для РОГ (например, выходному окну 242 для РОГ модуля, показанному на ФИГ. 2, или выходному окну 518 для РОГ модуля, показанному на ФИГ. 5-6) модуля охладителя РОГ (например, модуля 248 охладителя РОГ, показанного на ФИГ. 2, или модуля 548 охладителя РОГ, показанного на ФИГ. 5-6), а затем во впускной коллектор. В первом варианте осуществления протекание отработавших газов к впускному коллектору на шаге 704 включает в себя направление отработавших газов через внутренний объем головки блока цилиндров из выходного окна для РОГ к выходному окну головки блока цилиндров (например, второму выходному окну 154 для РОГ двигателя, показанному на ФИГ. 1), соединенному с впускным коллектором. Например, в первом варианте осуществления модуль охладителя РОГ (например, модуль 248 охладителя РОГ, показанный на ФИГ. 2) принимает поток отработавших газов во входном окне для РОГ модуля (например, входном окне 220 для РОГ модуля, показанном на ФИГ. 2) и выводит охлажденные отработавшие газы к выходному окну для РОГ модуля (например, выходному окну 242 для РОГ модуля, показанному на ФИГ. 2). Газы затем протекают по каналу (например, второму внутреннем каналу 152, показанному на ФИГ. 1) внутри головки блока цилиндров (например, головки 235 блока цилиндров, показанной на ФИГ. 2) к впускному коллектору (например, к впускному коллектору 106, показанному на ФИГ. 1). Во втором варианте осуществления протекание газов к впускному коллектору включает в себя протекание отработавших газов из выходного окна для РОГ охладителя РОГ и снаружи к впускному коллектору по внешнему каналу РОГ, расположенному за пределами головки блока цилиндров. Например, во втором варианте осуществления модуль охладителя РОГ (например, модуль 548 охладителя РОГ, показанный на ФИГ. 5) принимает поток отработавших газов во входном окне для РОГ модуля (например, входном окне 525 для РОГ модуля, показанном на ФИГ. 5) и выводит охлажденные отработавшие газы к выходному окну для РОГ модуля (например, выходному окну 518 для РОГ модуля, показанному на ФИГ. 5). Охлажденные газы затем вытекают из выходного окна для РОГ модуля во внешний канал РОГ (например, внешний канал 461 РОГ, показанный на ФИГ. 4-6) через входное окно для РОГ (например, входное окно 455 для РОГ) внешнего канала РОГ.
На шаге 706 способ включает в себя протекание хладагента изнутри головки блока цилиндров к входному окну для хладагента (например, входному окну 218 для хладагента модуля, показанному на ФИГ. 2, или входному окну 540 для хладагента модуля, показанному на ФИГ. 5-6) модуля охладителя РОГ (например, модуля 248 охладителя РОГ, показанного на ФИГ. 2, или модуля 548 охладителя РОГ, показанного на ФИГ. 5-6), а затем к охладителю РОГ. Например, хладагент может направляться через канал хладагента внутри головки блока цилиндров (например, третий внутренний канал 158, показанный на ФИГ. 1 и ФИГ. 3) в модуль охладителя РОГ через выходное окно для хладагента двигателя (например, первое выходное окно 167 для хладагента двигателя, показанное на ФИГ. 1 и ФИГ. 3), непосредственно соединенное с входным окном для хладагента модуля (например, входным окном 218 для хладагента модуля, показанным на ФИГ. 2, или входным окном 540 для хладагента модуля, показанным на ФИГ. 5-6) модуля охладителя РОГ.
На шаге 708 способ включает в себя протекание хладагента из выходного окна для хладагента (например, выходного окна 240 для хладагента модуля, показанного на ФИГ. 2, или выходного окна 573 для хладагента модуля, показанного на ФИГ. 5-6) охладителя РОГ к радиатору, причем входное окно для РОГ, выходное окно для РОГ и входное окно для хладагента охладителя РОГ обращены к одной и той же стороне головки блока цилиндров. В первом варианте осуществления способ на шаге 708 включает в себя протекание хладагента из выходного окна для хладагента к радиатору посредством направления хладагента через внутренний объем головки блока цилиндров из выходного окна для хладагента к выходному окну головки блока цилиндров, соединенному с радиатором. Например, хладагент может вытекать из выходного окна для хладагента (например, выходного окна 240 для хладагента модуля, показанного на ФИГ. 2) модуля охладителя РОГ (например, модуля 248 охладителя РОГ, показанного на ФИГ. 2) к внутреннему каналу хладагента (например, такому как четвертый внутренний канал 168, показанный на ФИГ. 1) внутри головки блока цилиндров через выходное окно для хладагента (например, второе выходное окно 170 для хладагента двигателя, показанное на ФИГ. 1) в радиатор (например, радиатор 162, показанный на ФИГ. 1). Во втором варианте осуществления способ на шаге 708 включает в себя протекание хладагента из выходного окна для хладагента к радиатору по внешнему каналу хладагента, расположенному за пределами головки блока цилиндров. Например, хладагент может протекать из выходного окна для хладагента (например, выходного окна 573 для хладагента модуля, показанного на ФИГ. 5-6) модуля охладителя РОГ (например, модуля 548 охладителя РОГ, показанного на ФИГ. 5-6) к внешнему каналу хладагента (например, второму внешнему каналу 372, показанному на ФИГ. 3) снаружи головки блока цилиндров и в радиатор (например, радиатор 162, показанный на ФИГ. 3).
Таким образом, модуль охладителя РОГ, входящий в состав системы РОГ, может быть непосредственно прикреплен к одной стороне головки блока цилиндров двигателя. Модуль охладителя РОГ может быть непосредственно соединен (например, прикреплен) со множеством входных/выходных окон, предусмотренных на одной стороне головки блока цилиндров для образования мест стыковки (интерфейсов) между входными/выходными окнами модуля охладителя РОГ и соответствующими входными/выходными окнами головки блока цилиндров. Технический эффект непосредственного прикрепления модуля охладителя РОГ только к одной стороне головки блока цилиндров и образования мест стыковки между соответствующими входными/выходными окнами состоит в обеспечении возможности передачи хладагента и газов РОГ из головки блока цилиндров к входным окнам модуля охладителя РОГ и в обеспечении возможности передачи хладагента и газов РОГ к радиатору и впускному коллектору соответственно. В результате этого дополнительные внешние фитинги для соединения охладителя РОГ с каналами головки блока цилиндров не требуются, что повышает простоту монтажа и уменьшает ухудшение параметров фитингов со временем. Кроме того, описанная выше схема расположения позволяет уменьшать общее пространство конструктивного расположения двигателя. Передача хладагента/газов РОГ из головки блока цилиндров к входным окнам модуля охладителя РОГ выполняется за счет непосредственного соединения входных окон модуля с соответствующими выходными окнами головки блока цилиндров, гидравлически соединенными с каналами хладагента/газов РОГ внутри головки блока цилиндров. Передача хладагента/газов РОГ из модуля охладителя РОГ к радиатору и впускному коллектору выполняется посредством соединения выходных окон модуля охладителя РОГ с дополнительными каналами хладагента/РОГ внутри головки блока цилиндров (в качестве первого варианта осуществления) или соединения выходных окон модуля охладителя РОГ с каналами хладагента/РОГ снаружи головки блока цилиндров (в качестве второго варианта осуществления).
В одном варианте осуществления система рециркуляции отработавших газов (РОГ) содержит модуль охладителя РОГ, содержащий корпус и входное окно для РОГ, выходное окно для РОГ и входное окно для хладагента, все из которых выходят из корпуса и расположены параллельно друг другу на одной и той же, первой стороне головки блока цилиндров, при этом входное окно для РОГ и входное окно для хладагента непосредственно соединены с первой стороной головки блока цилиндров. В первом примере системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) выходное окно для РОГ непосредственно соединено с входным окном для РОГ двигателя, входное окно для РОГ непосредственно соединено с выходным окном для РОГ двигателя, расположенным на первой стороне головки блока цилиндров, и входное окно для хладагента непосредственно соединено с выходным окном для хладагента двигателя, расположенным на первой стороне головки блока цилиндров. Второй пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя первый пример и дополнительно содержит модификацию, при которой выходное окно для РОГ двигателя непосредственно соединено с внутренним каналом РОГ, проходящим через внутреннюю часть головки блока цилиндров от выходного окна для РОГ двигателя к выпускному каналу ниже по потоку от цилиндра и внутри головки блока цилиндров. Третий пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя один или оба из первого и второго примеров и дополнительно содержит модификацию, при которой выпускной канал представляет собой тракт отработавших газов только одного цилиндра из множества цилиндров двигателя и при которой отработавшие газы только из одного цилиндра направляются через модуль охладителя РОГ. Четвертый пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по третий и дополнительно содержит модификацию, при которой выходное окно для хладагента двигателя непосредственно соединено с первым внутренним каналом хладагента, проходящим через внутреннюю часть головки блока цилиндров от второго внутреннего канала хладагента, обеспечивающего циркуляцию хладагента вокруг цилиндров двигателя, и входного окна для хладагента двигателя. Пятый пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по четвертый и дополнительно содержит модификацию, при которой входное окно для РОГ двигателя включает в себя фланец, соединенный с внешней трубой РОГ, присоединенной между выходным окном для РОГ и впускным коллектором двигателя. Шестой пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по пятый и дополнительно содержит модификацию, при которой внешняя труба РОГ содержит расположенный в ней клапан РОГ. Седьмой пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по шестой и дополнительно содержит модификацию, при которой входное окно для РОГ двигателя расположено на первой стороне головки блока цилиндров. Восьмой пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по седьмой и дополнительно содержит модификацию, при которой входное окно для РОГ двигателя непосредственно соединено с внутренним каналом РОГ, проходящим через внутреннюю часть головки блока цилиндров от входного окна для РОГ двигателя к выходному окну головки блока цилиндров на второй стороне блока цилиндров и соединенным с внешним каналом РОГ, присоединенным между выходным окном головки блока цилиндров и впускным коллектором двигателя. Девятый пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по восьмой и дополнительно содержит модификацию, при которой модуль охладителя РОГ дополнительно содержит выходное окно для хладагента, непосредственно соединенное с входным окном для хладагента двигателя, расположенным на первой стороне блока цилиндров, при этом входное окно для хладагента двигателя непосредственно соединено с внутренним каналом хладагента, проходящим через внутреннюю часть блока цилиндров. Десятый пример системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по девятый и дополнительно содержит модификацию, при которой модуль охладителя РОГ дополнительно содержит выходное окно для хладагента, непосредственно соединенное с внешним каналом хладагента, выполненным с возможностью направления хладагента от модуля охладителя РОГ к радиатору.
Способ для системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) включает в себя направление отработавших газов через внутренний объем головки блока цилиндров из выпускного канала ниже по потоку от цилиндра двигателя к входному окну для РОГ охладителя РОГ, непосредственно соединенного с первой стороной головки блока цилиндров; протекание отработавших газов через охладитель РОГ из входного окна для РОГ к выходному окну для РОГ охладителя РОГ, а затем к впускному коллектору; протекание хладагента изнутри головки блока цилиндров к входному окну для хладагента охладителя РОГ, а затем через охладитель РОГ; и протекание хладагента из выходного окна для хладагента охладителя РОГ к радиатору, причем входное окно для РОГ, выходное окно для РОГ и входное окно для хладагента охладителя РОГ обращены к одной и той же стороне головки блока цилиндров. В первом примере способ включает в себя протекание отработавших газов к впускному коллектору, включая протекание отработавших газов из выходного окна для РОГ охладителя РОГ к впускному коллектору по внешнему каналу РОГ, расположенному за пределами головки блока цилиндров. Второй пример способа в некоторых случаях включает в себя первый пример и дополнительно включает регулирование потока отработавших газов из выпускного канала к впускному коллектору посредством регулирования положения клапана РОГ, расположенного во внешнем канале РОГ. Третий пример способа в некоторых случаях включает в себя один или оба из первого и второго примеров и дополнительно содержит модификацию, при которой протекание отработавших газов к впускному коллектору включает в себя направление отработавших газов через внутренний объем головки блока цилиндров из выходного окна для РОГ к выходному окну головки блока цилиндров, соединенному со впускным коллектором. Четвертый пример способа в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по третий и дополнительно включает регулирование потока отработавших газов из выпускного канала к впускному коллектору посредством регулирования положения клапана РОГ, расположенного в канале, присоединенном между выходным окном головки блока цилиндров и впускным коллектором. Пятый пример способа в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по четвертый и дополнительно содержит модификацию, при которой протекание хладагента из выходного окна для хладагента к радиатору включает в себя протекание хладагента из выходного окна для хладагента к радиатору по внешнему каналу хладагента, расположенному за пределами головки блока цилиндров. Шестой пример способа в некоторых случаях включает в себя один или более, или каждый из примеров с первого по пятый и дополнительно содержит модификацию, при которой протекание хладагента из выходного окна для хладагента к радиатору включает в себя направление хладагента через внутренний объем головки блока цилиндров из выходного окна для хладагента к выходному окну головки блока цилиндров, соединенному с радиатором.
В другом варианте осуществления система рециркуляции отработавших газов (РОГ) содержит модуль охладителя РОГ, содержащий корпус, содержащий кожух корпуса и четыре соединительных окна двигателя, в том числе входное окно для РОГ модуля, выходное окно для РОГ модуля, входное окно для хладагента модуля и выходное окно для хладагента модуля, при этом четыре соединительных окна выходят из кожуха и все расположены в общей плоскости; и головку блока цилиндров, включающую в себя одну сторону с четырьмя соединительными окнами модуля, в тому числе выходное окно для РОГ двигателя, имеющее форму, обеспечивающую соединение с входным окном для РОГ модуля, входное окно для РОГ двигателя, имеющее форму, обеспечивающую соединение с выходным окном для РОГ модуля, выходное окно для хладагента двигателя, имеющее форму, обеспечивающую соединение с входным окном для хладагента модуля, и входное окно для хладагента двигателя, имеющее форму, обеспечивающую соединение с выходным окном для хладагента модуля. В первом примере системы рециркуляции отработавших газов (РОГ) головка блока цилиндров включает в себя первый внутренний канал, расположенный во внутреннем объеме головки блока цилиндров и присоединенный между выпускным каналом ниже по потоку от цилиндра двигателя и выходным окном для РОГ двигателя, причем отработавшие газы направляются через внутренний объем головки блока цилиндров по первому внутреннему каналу к модулю охладителя РОГ.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и могут исполняться системой управления, включающей в себя контроллер в сочетании с различными датчиками, исполнительными устройствами и другими компонентами двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, причем раскрытые действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.