СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА (PCV)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая полезная модель относится к системам PVC и в частности к системам PVC имеющим внутреннюю маршрутизацию.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Газы могут образовываться в картере двигателя, когда газы из цилиндров двигателя обходят поршни двигателя и поступают в картер во время вращения двигателя. Эти газы обычно называются прорывными газами. Прорывные газы могут сжигаться внутри цилиндров двигателя для снижения углеводородных выбросов двигателя посредством возврата картерных газов в воздухозаборник двигателя и сжигания газов со смесью свежего воздуха и топлива. Сжигание картерных газов посредством цилиндров двигателя может требовать движущей силы для перемещения картерных газов из картера двигателя в воздухозаборник двигателя. Один из способов предоставить движущую силу для перемещения картерных газов в цилиндры двигателя состоит в том, чтобы обеспечивать пневматическую связь между выпускным окном двигателя, принимающим картерные газы двигателя и областью низкого давления (например, вакуумом) впускного коллектора двигателя ниже по потоку от корпуса дроссельной заслонки двигателя. Более точно, внешние магистрали или трубопроводы присоединены к выпускному окну двигателя, тем самым, направляя картерные газы в систему впуска воздуха двигателя. Таким образом, газы, вентилируемые из картера, маршрутизируются внешним образом из картера двигателя в систему впуска двигателя. Таким образом, вакуум двигателя может вытягивать картерные газы в цилиндры двигателя для сгорания.
Однако, внешняя маршрутизация магистралей принудительной вентиляции картера (PCV) увеличивает профиль двигателя, что может увеличивать высоту двигателя, тем самым, снижая экономию топлива транспортного средства. Более того, вероятна возможность, что маршрутизированные внешним образом магистрали PCV будут испорчены или удалены водителем транспортного средства, тем самым, увеличивая выбросы.
В уровне техники известна система принудительной вентиляции картера, раскрытая в публикации патентной заявки США US 2011139098 A1, опубликованной 16.06.2011, озаглавленной POSITIVE CRANKCASE VENTILATION SYSTEM, которая описывает двигатель внутреннего сгорания, имеющий систему PVC, содержащий блок двигателя, головку блока цилиндров, впускной коллектор, канал PVC, распределительный канал PVC, выполненный в виде канавки, с расположенным в нем распределительным трубопроводом PVC. Однако данная конструкция имеет недостатки, перечисленные выше, поскольку предусматривает наличие трубопровода PVC, выполненного не как единое целое с блоком двигателя или впускным коллектором, а также допускает наличие внешнего трубопровода PVC, который обеспечивает сообщение по текучей среде картера двигателя с каналом PVC впускного коллектора через окно в стенке впускного коллектора.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
По существу, изобретатели в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые недостатки и разработали систему PVC.
В настоящей полезной модели раскрыта система принудительной вентиляции картера (PCV), содержащая: узел двигателя, включающий в себя блок цилиндров двигателя, головку блока цилиндров, крышку головки блока цилиндров и впускной коллектор; и множество каналов PCV, обеспечивающих сообщение по текучей среде между картером узла двигателя и впускным окном цилиндра узла двигателя, маршрутизированных внутри по отношению к узлу двигателя.
В дополнительном аспекте множество каналов PCV включает в себя выпуск PCV в пределах впускного коллектора.
В еще одном дополнительном аспекте множество каналов PCV включает в себя выпуск PCV в пределах головки блока цилиндров.
В другом дополнительном аспекте множество каналов PCV продолжается через по меньшей мере часть блока цилиндров двигателя, головки блока цилиндров и крышки головки блока цилиндров.
В еще одном другом дополнительном аспекте узел двигателя включает в себя некоторое количество цилиндров, и при этом топливо регулируется для половины количества цилиндров в ответ на газы, протекающие через систему PCV.
Также раскрыта система принудительной вентиляции картера (PCV), содержащая: головку блока цилиндров, включающую в себя канал PCV головки блока цилиндров, который продолжается от нижней части головки блока цилиндров до поверхности соединения крышки головки блока цилиндров, причем головка блока цилиндров также включает в себя канал PCV фланца; и крышку головки блока цилиндров, включающую в себя канал PCV крышки головки блока цилиндров, причем крышка головки блока цилиндров присоединена к поверхности соединения крышки головки блока цилиндров, канал PCV крышки головки блока цилиндров находится в сообщении по текучей среде с каналом PCV головки блока цилиндров и каналом PCV фланца, при этом канал PCV головки блока цилиндров, канал PCV фланца и канал PCV крышки головки блока цилиндров обеспечивают сообщение по текучей среде между картером и впускным каналом ряда цилиндров с использованием канала PCV блока цилиндров, проходящего через наружную стенку блока цилиндров.
В дополнительном аспекте канал PCV фланца находится в сообщении с цилиндром двигателя.
В еще одном дополнительном аспекте крышка головки блока цилиндров определяет границу огражденного пространства, и канал PCV крышки головки блока цилиндров перекрывает огражденное пространство от стороны впуска до стороны выпуска.
В другом дополнительном аспекте канал PCV крышки головки блока цилиндров проходит через крышку головки блока цилиндров.
В еще одном другом дополнительном аспекте канал PCV фланца подает картерные газы в половину количества цилиндров в головке блока цилиндров.
В еще одном другом дополнительном аспекте канал PCV головки блока цилиндров, канал PCV крышки головки блока цилиндров и канал PCV фланца соединены в конфигурации последовательного потока.
В еще одном другом дополнительном аспекте система PCV дополнительно содержит маслоотделитель, расположенный вдоль канала PCV крышки головки блока цилиндров.
В еще одном другом дополнительном аспекте канал PCV фланца находится в сообщении по текучей среде с впускным каналом.
В еще одном другом дополнительном аспекте первый выпуск PCV канала PCV фланца открывается в первый впускной канал, а второй выпуск PCV канала PCV фланца открывается во второй впускной канал, причем второй выпуск PCV имеет сходные размер и геометрию, как у первого выпуска PCV.
В еще одном другом дополнительном аспекте канал PCV фланца находится в сообщении по текучей среде со вторым впускным каналом, и первый и второй впускные каналы присоединены по текучей среде к отдельным цилиндрам в ряду цилиндров.
В еще одном другом дополнительном аспекте впускной канал находится в сообщении по текучей среде с по меньшей мере двумя распределительными каналами, присоединенными по текучей среде к цилиндру.
В еще одном другом дополнительном аспекте система PCV дополнительно содержит клапан, присоединенный к каналу PCV, выполненный с возможностью изменять скорость потока газов во впускной канал.
Посредством встраивания магистралей PCV в головку блока цилиндров, повышается компактность двигателя. Более того, ухудшение характеристик магистрали PCV может быть уменьшено, так как магистрали не уязвимы по отношению к водителю или окружающей среде.
Настоящее описание может давать несколько преимуществ. В частности, подход может давать повышенные функциональные возможности, с тем чтобы лучше использовать конструкцию двигателя с помощью увеличенных функциональных возможностей масляного обратного канала PCV. В дополнение, подход может снижать выбросы двигателя посредством удерживания газов PCV в пределах конструкции двигателя и уменьшения вероятности ухудшения характеристик магистрали PCV. Кроме того, каналы PCV могут не удаляться настолько легко, позволяя картерным газам возможность выходит в окружающую среду.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут явно очевидны из последующего Подробного описания отдельно или в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Должно быть понятно, что сущность полезной модели, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного объекта патентования, объем которого однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный объект патентования не ограничен реализациями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает схематическое изображение одного из цилиндров двигателя;
Фиг.2 показывает схематическое изображение двигателя V6;
Фиг.3 показывает сечение двигателя V6, изображенного на Фиг.2;
Фиг.4 показывает сечение двигателя V6, изображенного на Фиг.2;
Фиг.5-7 показывают виды сверху крышки головки блока цилиндров и головку блока цилиндров в двигателе, показанном на Фиг.2;
Фиг.8 показывает блок-схему последовательности операций примерного способа для эксплуатации системы PCV;
Фиг.9 показывает блок-схему последовательности операций примерного способа для эксплуатации двигателя;
Фиг.10 и 11 показывают изображение впускного коллектора, который может быть присоединен к двигателю, показанному на Фиг.2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее описание имеет отношение к внутренней маршрутизации каналов принудительной вентиляции картера (PCV) через головку блока цилиндров во впускные каналы, заключенные в головке блока цилиндров. Более точно, в одном из примеров, система PCV включает в себя канал PCV, содержащий множество каналов PCV, обеспечивающих сообщение по текучей среде между картером узла двигателя и впускным окном цилиндра узла двигателя без шлангов или трубопроводов, внешних по отношению к узлу двигателя. Кроме того, в некоторых примерах, каналы PCV могут пересекать огражденное пространство, чья граница частично определена крышкой головки блока цилиндров, от стороны впуска до стороны выпуска огражденного пространства. Таким образом, канал PCV маршрутизируется внутри. Таким образом, может быть увеличена компактность головки блока цилиндров. Более того, потери в системе PCV снижаются, когда каналы маршрутизированы внутри, вследствие уменьшенной длины каналов.
Со ссылкой на Фиг.1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на Фиг.1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. В качестве альтернативы или дополнительно, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие электромеханически управляемым узлом катушки и якоря клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.
Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательной дроссельной заслонкой 62 с электроприводом, которая регулирует положение пластины 64 дроссельной заслонки для регулирования потока воздуха из впускной камеры 46 наддува. В других примерах, двигатель 10 может включать в себя турбонагнетатель, имеющий компрессор, расположенный в системе впуска, и турбину, расположенную в системе выпуска отработавших газов. Турбина может быть присоединена к компрессору посредством вала. Двухступенчатая топливная система высокого давления может использоваться для образования высоких давлений топлива в форсунках 66.
Впускной коллектор 44 может принимать отработавшие газы из системы PCV, подробнее обсужденной в материалах настоящей заявки со ссылкой на Фиг.2-7.
Картер 193 двигателя, показанный подробнее на Фиг.3, принимает свежий воздух из впускной воздушной системы в местоположении выше по потоку от дроссельной заслонки 62. Более того, газ из картера может направляться потоком в систему впуска ниже по потоку от дроссельной заслонки 62, к примеру, во впускной коллектор 44. Однако, в некоторых примерах, картер 193 может принимать воздух из другого пригодного местоположения. Таким образом, картер двигателя может вентилироваться посредством всасывания воздуха из системы впуска воздуха двигателя в местоположении с более высоким давлением и возврата воздуха в систему впуска воздуха двигателя в местоположении с более низким давлением.
Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода отработавших газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода отработавших газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.
Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные блоки катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности отработавших газов, каждое с многочисленными блоками. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехходового типа.
Контроллер 12 показан на Фиг.1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы от датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) от датчика 112 температуры, присоединенного к рукаву 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; датчик детонации для определения воспламенения остаточных газов (не показан); измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) от датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дроссельной заслонки от датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения двигателя вырабатывает предопределенное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).
В некоторых примерах, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых примерах, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.
Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично называется специалистами в данной области техники нижней мертвой точкой (HMT, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично называется специалистами в данной области техники верхней мертвой точкой (BMT, TDC). В процессе, в дальнейшем называемом впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем называемом воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в HMT. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливо-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в BMT. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что привязка по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.
Далее, со ссылкой на Фиг.2, показано схематическое изображение двигателя V6. Двигатель 200 включает в себя первый ряд 201 цилиндров и второй ряд 202 цилиндров. Каждый из рядов (201 и 202) цилиндров может включать в себя половину цилиндров двигателя 200 в некоторых примерах. Поэтому, ряды цилиндров скомпонованы в V-образной конфигурации под непрямым углом относительно друг друга. Однако, в других примерах, возможны альтернативные компоновки цилиндров. Первый и второй ряды цилиндров каждый вмещают три поршня, скомпонованные в ряд, которые выдают крутящий момент для вращения коленчатого вала 40. Поддон 240 картера двигателя присоединен к несущему каркасу 235 и удерживает масло в маслосборнике для смазочных компонентов двигателя 200. Передняя крышка 220 двигателя герметизирует переднюю часть двигателя от внешних элементов. Несущий каркас 235 включает в себя боковые стенки, которые продолжаются вертикально над коленчатым валом 40, с тем чтобы обеспечивать опору для блока 230 цилиндров двигателя. Наружные боковые стенки блока 230 цилиндров двигателя заканчиваются в положении вертикально над коленчатым валом 40 и продолжаются от поверхности 257 соединения головки блока цилиндров до поверхности 255 соединения несущего каркаса.
Головки 210 блока цилиндров присоединены к блоку 230 цилиндров двигателя и включают в себя встроенный выпускной коллектор 48, показанный на Фиг.7. Крышки 250 головки блока цилиндров показаны присоединенными к головкам 210 блока цилиндров. Крышки головки блока цилиндров герметизируют верхнюю часть двигателя 200 от внешних элементов и помогает удерживать моторное масло внутри двигателя 200. Несущий каркас 235, блок 230 цилиндров, головки 210 блока цилиндров, поддон 240 картера и/или крышки 250 головки блока цилиндров могут быть включены в узел двигателя.
Катушки 270 зажигания вдавлены в крышки 250 головки блока цилиндров для подачи тока в свечи зажигания (не показаны). В показанном примере, катушки 270 зажигания придерживаются центральной линии цилиндров двигателя в первом ряду 201 цилиндров и втором ряду 202 цилиндров.
Первый ряд 201 цилиндров дополнительно включает в себя первый впускной канал 272, второй впускной канал 274 и третий впускной канал 276. Фланец 278 окружает впускные каналы (272, 274 и 276). Фланец 278 включает в себя крепежные проемы 280, выполненные с возможностью прикреплять расположенные выше по потоку компоненты, такие как впускной коллектор, компрессор. Как показано, фланец 278 и впускные каналы (272, 274 и 276) продолжаются от стенки головки 210 блока цилиндров. Впускной коллектор может быть присоединен к фланцу 278. Примерный впускной коллектор 800 показан на Фиг.9 и 10, подробнее обсужденных в материалах настоящей заявки.
Двигатель 200 также включает в себя систему PCV, включающую в себя канал 282 PCV фланца, который проходит через фланец 278. Будет понятно, что, когда расположенный выше по потоку компонент присоединен к фланцу 278, канал 282 PCV фланца по существу герметизирован. Таким образом, газы PCV могут протекать через канал 282 PCV фланца во впускные каналы (272, 274 и 276). Однако, в других примерах, канал 282 PCV фланца может быть герметизирован без присоединенных снаружи компонентов. Канал 282 PCV фланца может быть сконструирован с помощью пригодной технологии, такой как фрезерование, литье, и т.д. Канал 282 PCV фланца находится в сообщении по текучей среде или пневматической связи с картером 193, показанным на Фиг.3, через второй участок 283 канала PCV головки блока цилиндров, канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров, показанный на Фиг.3, первый участок 310, показанный на Фиг.3 и канал 305 PCV блока цилиндров, а также канал 304 PCV несущего каркаса, показанный на Фиг.3. Вышеупомянутые каналы могут быть включены в систему PCV. Таким образом, газы PCV могут маршрутизироваться из картера 193 во впускной канал (272, 274 и 276). Поэтому, канал 282 PCV фланца подает картерные газы в ряд 201 цилиндров. Как показано, второй участок 283 каналов PCV головки блока цилиндров продолжается во фланцевый выступ 285, включенный в головку 210 блока цилиндров. Таким образом, газы PCV маршрутизируются внутри, тем самым, повышая компактность двигателя 200 по сравнению с другими-двигателями, имеющие маршрутизированные снаружи магистрали PCV.
Канал 282 PCV фланца включает в себя первый выпуск 286 PCV, открывающийся в первый впускной канал 272, второй выпуск 288 PCV, открывающийся во второй впускной канал 274, и третий выпуск 290 PCV, открывающийся в третий впускной канал 276. Таким образом, картерные газы могут перемещаться потоком в систему впуска двигателя. Как результат, выбросы из транспортного средства снижаются.
Хотя первый, второй и третий выпуски (286, 288 и 290) PCV изображены в качестве имеющих сходные размер (например, диаметр) и геометрию, может быть принято во внимание, что, в других примерах, размер (например, диаметр) и геометрия выпусков (286, 288 и 290) могут быть изменены для изменения скорости потока газов, поступающих во впускные каналы. Фиг.2 также показывает впускные каналы 292, включенные во второй ряд 202 цилиндров.
Фиг.2 также показывает секущие плоскости для видов, показанных на Фиг.3, 4, 6 и 7. Секущая плоскость для Фиг.3 и 4 проходит вертикально через двигатель 200. Секущая плоскость для Фиг.6 и 7 проходит через головку блока цилиндров первого ряда 201 цилиндров.
Далее, со ссылкой на Фиг.3, показано сечение двигателя V6, показанного на Фиг.2. Моторное масло удерживается в масляном отстойнике 362 поддона 240 картера и находится на уровне 360. Поддон 240 картера двигателя присоединен к несущему каркасу 235. Несущий каркас 235 включает в себя наружные боковые стенки 231, которые образуют часть боковой стенки двигателя. Наружные боковые стенки 231 несущего каркаса 235 продолжаются над центром отверстия 302 под шейку коленчатого вала. Несущий каркас 235 также продолжается поперек двигателя, с тем чтобы связывать или соединять наружные стенки 247 блока 230 цилиндров двигателя. Кроме того, несущий каркас 235 присоединен к наружным боковым стенкам 247 блока 230 цилиндров двигателя. Несущий каркас 235 также может быть присоединен к опоре 399 коленчатого вала.
Блок 230 цилиндров двигателя включает в себя стенки 32 цилиндров, и блок 230 цилиндров двигателя продолжается от поверхности 257 соединения головки блока цилиндров до поверхности 255 соединения несущего каркаса. Блок 230 цилиндров двигателя также включает в себя опоры 399 коленчатого вала и рукав 114 охлаждения.
Головки 210 блока цилиндров присоединены к блоку 230 цилиндров двигателя и включают в себя верхнюю часть камеры 30 сгорания. Головки 210 блока цилиндров также включают в себя выпускной коллектор 48, подробнее показанный на Фиг.7. Окна 355 обслуживания свечей зажигания обеспечивают доступ к свечам зажигания (не показаны). Крышка 250 головки блока цилиндров показана присоединенной к головке 210 блока цилиндров.
Также показан коленчатый вал 193. Коленчатый вал, крышки корпуса подшипника, коренные подшипники и шейки могут быть расположены в картере 193. Будет принято во внимание, что картер 193 по существу герметизирован. Более того, картер 193 принимает прорывные газы из цилиндров в первом ряду 201 цилиндров и втором ряду 202 цилиндров во время работы двигателя.
Канал 304 PCV несущего каркаса, продолжающийся через участок несущего каркаса 235, включающий в себя впуск 306, открывающийся в картер 193, включен в систему PCV. Таким образом, газы могут приниматься каналом 304 PCV несущего каркаса. Канал 304 PCV несущего каркаса также включает в себя выпуск 308. Канал 304 PCV несущего каркаса находится в сообщении по текучей среде или на пневматической связи с каналом 305 PCV блока цилиндров и включает в себя впуск 307 и выпуск 309. Канал 305 PCV блока цилиндров проходит через наружную стенку блока 230 цилиндров. В других примерах, канал 304 PCV несущего каркаса может не быть включенным в узел двигателя, поэтому, канал 305 PCV блока цилиндров может открываться в картер 193 в таком варианте осуществления. Канал 305 PCV блока цилиндров находится в сообщении по текучей среде или в пневматической связи с первым участком 310 канала PCV головки блока цилиндров. Первый участок 310 канала PCV головки блока цилиндров включает в себя впуск 312 и выпуск 314. Первый участок 310 канала PCV головки блока цилиндров продолжается от нижней части головки блока цилиндров (например, поверхности 255 соединения несущего каркаса) до поверхности 316 соединения крышки головки блока цилиндров.
Дополнительно, первый участок 310 канала PCV головки блока цилиндров находится в сообщении по текучей среде с каналом 318 PCV крышки головки блока цилиндров. Канал 318 PCV головки блока цилиндров может продолжаться через огражденное пространство, частично определенное крышкой 250 головки блока цилиндров, как обсуждено подробнее в материалах настоящей заявки. Однако, в других примерах, канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров может продолжаться через верхнюю стенку 324 крышки 250 головки блока цилиндров. Канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров находится в сообщении по текучей среде со вторым участком 283 канала PCV головки блока цилиндров, в том числе, впуском 403 и выпуском 405, показанными на Фиг.4. Более того, канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров включает в себя впуск 319 и выпуск 321, показанные на Фиг.4.
Маслоотделитель 326, в некоторых примерах, может быть присоединен к каналу 318 PCV крышки головки блока цилиндров. Маслоотделитель 326 может быть выполнен с возможностью удалять масло из газа, протекающего через канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров. Канал 318 PCV головки блока цилиндров находится в сообщении по текучей среде с каналом 282 PCV фланца, показанным на Фиг.2, через канал 328 PCV, подробнее показанный на Фиг.6.
Фиг.4 показывает еще одно сечение двигателя, изображенного на Фиг.2. Фиг.4 показывает канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров в сообщении по текучей среде с вторым участком канала PCV головки блока цилиндров. Второй участок 283 канала PCV головки блока цилиндров находится в сообщении по текучей среде с каналом 282 PCV фланца. Более того, второй участок 283 канала PCV головки блока цилиндров включает в себя впуск 403 в сообщении по текучей среде с каналом 318 PCV крышки головки блока цилиндров и выпуск 405, присоединенный по текучей среде к каналу 282 PCV фланца. Клапан 402 может быть присоединен к каналу 318 PCV крышки головки блока цилиндров. Клапан 402 может управляться посредством контроллера 12, показанного на Фиг.1, и может быть выполнен с возможностью изменять скорость потока газов, втекающих в канал 282 PCV фланца. Таким образом, газы PCV, втекающие в систему впуска двигателя, могут измеряться.
Далее, со ссылкой на Фиг.5, показан вид сверху головки 210 блока цилиндров и крышки 250 головки блока цилиндров. Катушки 270 зажигания скомпонованы на лини, придерживающейся центральной линии ряда цилиндров двигателя.
Далее, со ссылкой на Фиг.6, показан вид сверху в разрезе головки 210 блока цилиндров. Как показано, канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров продолжается через огражденное пространство 500, чья граница частично определена крышкой 250 головки блока цилиндров, показанной на Фиг.5. Канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров включает в себя впуск 501 на поверхности 316 соединения крышки головки блока цилиндров и выпуск 503 на поверхности 316 соединения крышки головки блока цилиндров. Впуск 501 является примыкающим к выпускному коллектору 48, показанному на Фиг.7, в изображенном варианте осуществления. Канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров поперечно и продольно пересекает огражденное пространство. Более точно, канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров продолжается от стороны 505 впуска огражденного пространства 500 до стороны 507 выпуска огражденного пространства 500. Поэтому, канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров перекрывает огражденное пространство 500 от стороны 505 впуска огражденного пространства 500 до стороны 507 выпуска огражденного пространства 500. Стороны огражденного пространства 500 могут быть частично определены наружными стенками головки блока цилиндров. Верх огражденного пространства 500 может быть определен крышкой 250 головки блока цилиндров, показанной на Фиг.5. Однако другие компоновки могут использоваться в других примерах. Также изображены цилиндры 502 в ряду 201 цилиндра и распределительные валы 504. Как показано, канал 318 PCV крышки головки блока цилиндров продолжается поверх обоих распределительных валов 504. Будет принято во внимание, что распределительные валы могут быть выполнены с возможностью циклически приводить в действие клапаны цилиндра. Более того, канал 318 PCV проходит через участок огороженного пространства над периферийным цилиндром 506.
Далее, со ссылкой на Фиг.7, показан еще один вид сверху в разрезе головки 210 блока цилиндров. Головка 210 блока цилиндров включает в себя выпускной коллектор 48, который содержит выпускные распределительные каналы 570 и зону 540 слияния. Отработавшие газы выходят из цилиндров двигателя на выпускных окнах 525 и поступают в выпускные распределительные каналы 570. Головка 210 блока цилиндров также включает в себя первый набор впускных распределительных каналов 535, каждый в сообщении по текучей среде с впускным клапаном цилиндра через впускные окна 510. Впускные распределительные каналы 535 сходятся в зоне 536 слияния, которая находится в сообщении по текучей среде с впускным каналом 276. Головка 210 блока цилиндров также включает в себя второй набор впускных распределительных каналов 538, каждый в сообщении по текучей среде с впускным клапаном цилиндра через впускные окна 541. Впускные распределительные каналы 538 сходятся в зоне 542 слияния, которая находится в сообщении по текучей среде с впускным каналом 274. Головка 210 блока цилиндров также включает в себя третий набор впускных распределительных каналов 544, каждый в сообщении по текучей среде или в пневматической связи с впускным клапаном цилиндра через впускные окна 546. Впускные распределительные каналы 544 сходятся в зоне 548 слияния, которая находится в сообщении по текучей среде с впускным каналом 272.
Первый участок выпуска 314 канала PCV головки блока цилиндров также показан на Фиг.7. Канал PCV головки блока цилиндров примыкает к слиянию 540 выпускного коллектора 48. Поэтому, участок канала 318 PCV крышки головки блока цилиндров также примыкает к зоне 540 слияния.
Далее, со ссылкой на Фиг.8, показана блок-схема последовательности операций примерного способа 600 для эксплуатации системы PCV. Способ 600 может использоваться для эксплуатации системы PCV, обсужденной выше со ссылкой на Фиг.1-7, или другой пригодной системы PCV.
На 602, способ включает в себя осуществление потока газов из герметизированного картера канал PCV блока цилиндров, проходящий через наружную стенку блока цилиндров. Затем, на 604, способ включает в себя осуществление потока газов из канала PCV блока цилиндров в канал PCV головки блока цилиндров, продолжающийся через головку блока цилиндров, к поверхности соединения крышки головки блока цилиндров.
Затем, на 606, способ включает в себя осуществление потока газов из канала PCV головки блока цилиндров через канал PCV крышки головки блока цилиндров, проходящий через огражденное пространство, имеющее границу, частично определенную крышкой головки блока цилиндров, присоединенной к поверхности соединения крышки головки блока цилиндров.
На 608, способ включает в себя осуществление потока газов из канала PCV крышки головки блока цилиндров в канал PCV фланца, проходящий через фланец, окружающий впускной канал. Затем, на 610, способ включает в себя осуществление потока газов из канала PCV фланца во впускной канал. На 612, способ включает в себя осуществление потока газов из впускного канала в цилиндр.
Таким образом, способ по Фиг.8 предусматривает способ для приведения в действие системы PCV, содержащий осуществление потока газов из герметизированного картера в канал PCV блока цилиндров, проходящий через наружную стенку блока цилиндров, осуществление потока газов из канала PCV блока цилиндров в канал PCV головки блока цилиндров, продолжающийся через головку блока цилиндров к поверхности соединения крышки головки блока цилиндров, и осуществление потока газов из канала PCV головки блока цилиндров в канал PCV фланца, причем канал PCV фланца проходит через фланец, окружающий воздушный впускной канал двигателя, и осуществление потока газов из канала PCV фланца во впускной канал.
Способ, показанный на Фиг.8, также предусматривает способ, где осуществление потока газов из канала PCV головки блока цилиндров в канал PCV фланца, проходящий через фланец, окружающий впускной канал, включает в себя осуществление потока газов из канала PCV головки блока цилиндров через канал PCV крышки головки блока цилиндров, проходящий через огражденное пространство, имеющее границу, частично определенную крышкой головки блока цилиндров, присоединенной к поверхности соединения крышки головки блока цилиндров, и осуществление потока газов из канала PCV крышки головки блока цилиндров в канал PCV фланца. Способ, показанный на Фиг.8, также может предусматривать способ, дополнительно содержащий осуществление потока газов из канала PCV фланца во второй впускной канал.
Фиг.9 показывает способ 700 для эксплуатации двигателя. Будет принято во внимание, что способ может использоваться для эксплуатации двигателей, описанных выше со ссылкой на Фиг.1-7, или может использоваться для эксплуатации других пригодных двигателей.
На 702, способ определяет, являются ли картерные газы втекающими в ряд цилиндров из системы PCV. Будет понятно, что система PCV может включать в себя множество каналов PCV, обеспечивающих сообщение по текучей среде между картером узла двигателя и впускным окном цилиндра узла двигателя без шлангов или трубопроводов, внешних по отношению к узлу двигателя. Более того, будет понятно, что ряд цилиндров может содержать в себе половину цилиндров в двигателе.
Если определено, что картерные газы не являются втекающими в ряд цилиндров (Нет на 702), способ заканчивается. Однако, если определено, что картерные газы являются втекающими в ряд цилиндров (Да на 702), то способ переходит на 704, где топливо, подаваемое в ряд цилиндров регулируется в ответ на определение на этапе 702. Таким образом, топливо-воздушное соотношение у ряда цилиндров может регулироваться на основании газов, протекающих через систему PCV.
Таким образом, способ по Фиг.9 предусматривает способ, содержащий регулировку топлива для половины количества цилиндров в ответ на газы, протекающие через систему PCV.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, способ, описанный на Фиг.8 и 9, может представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, специалист в данной области техники поймет, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.
Фиг.10 показывает вид сбоку впускного коллектора 800, который может быть присоединен к фланцу 278, показанному на Фиг.2. Впускной коллектор 800 включает в себя впуск 802, выполненный с возможностью принимать всасываемый воздух. Дополнительно, впуск 802 находится в сообщении по текучей среде с впускными каналами 272, 274 и 276, показанными на Фиг.2, через распределительные каналы 804. В других примерах, впуск 802 может быть в сообщении по текучей среде с окнами цилиндров. Таким образом, всасываемый воздух и газы PCV могут направляться в двигатель через впускной коллектор 800. Коллекторный канал 806 PCV продолжается через впускной коллектор 800 и включает в себя один или более выпусков 808, открывающихся в распределительные каналы 804. Таким образом, картерные газы могут перемещаться потоком во впускной коллектор 800 из коллекторного канала 806 PCV. Коллекторный канал 806 PCV может быть в сообщении по текучей среде со вторым участком 283 канала PCV головки блока цилиндров, показанного на Фиг.2. Окно 820 PCV также показано. Окно 820 PCV может быть в сообщении по текучей среде с выпуском 405, показанным на Фиг.4, второго участка 283 канала PCV головки блока цилиндров. Таким образом, картерные газы могут маршрутизироваться внутри через головку 210 блока цилиндров, показанную на Фиг.2, во впускной коллектор 800. В таком варианте осуществления, канал 282 PCV фланца, показанный на Фиг.2, может не быть включенным в двигатель 200.
Фиг.11 показывает вид снизу впускного коллектора 800. Впускной коллектор 800 включает в себя выпуски 900 распределительных каналов 804, присоединенные по текучей среде к впускным каналам (272, 274 и 276), показанные на Фиг.2. Более того, впускной коллектор 800 включает в себя фланец 902, который может быть присоединен к и находиться в торцевом контакте с фланцем 278, показанным на Фиг.2. Окно 820 PCV также показано. Впускной коллектор также включает в себя выпуски 906 распределительных каналов 908 в сообщении по текучей среде с впускными каналами 292, показанными на Фиг.2.
Таким образом, система, проиллюстрированная на Фиг.1-7 и 10-11, предусматривает систему PCV, содержащую узел двигателя, узел двигателя включает в себя блок цилиндров двигателя, головку блока цилиндров, крышку головки блока цилиндров и впускной коллектор, и множество каналов PCV, обеспечивающих сообщение по текучей среде между картером узла двигателя и впускным окном цилиндра узла двигателя без шлангов и трубопроводов, внешних по отношению к узлу двигателя.
Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где множество каналов PCV включает в себя выпуск PCV в пределах впускного коллектора. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где множество каналов PCV включает в себя выпуск PCV в пределах головки блока цилиндров. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где множество каналов PCV продолжается через по меньшей мере часть блока цилиндров двигателя, головки блока цилиндров и крышки головки блока цилиндров. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где узел двигателя включает в себя некоторое количество цилиндров, и где топливо регулируется для половины количества цилиндров в ответ на газы, протекающие через систему PCV.
Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, система PCV содержит головку блока цилиндров, включающую в себя канал PCV головки блока цилиндров, который продолжается из нижней части головки блока цилиндров до поверхности соединения крышки головки блока цилиндров, головка блока цилиндров также включает в себя канал PCV фланца и крышку головки блока цилиндров, включающую в себя канал PCV крышки головки блока цилиндров, крышка головки блока цилиндров присоединена к поверхности соединения крышки головки блока цилиндров, канал PCV крышки головки блока цилиндров находится в сообщении по текучей среде с каналом PCV головки блока цилиндров и каналом PCV фланца.
Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где канал PCV фланца находится в сообщении с цилиндром двигателя. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где крышка головки блока цилиндров определяет границу огражденного пространства, и канал PCV крышки головки блока цилиндров перекрывает огражденное пространство от стороны впуска до стороны выпуска. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где канал PCV крышки головки блока цилиндров проходит через крышку головки блока цилиндров. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где канал PCV фланца подает картерные газы в половину количества цилиндров в головке блока цилиндров. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где канал PCV головки блока цилиндров, канал PCV крышки головки блока цилиндров и канал PCV фланца соединены в конфигурации последовательного потока.
Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, дополнительно содержащую маслоотделитель, расположенный вдоль канала PCV крышки головки блока цилиндров. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где канал PCV фланца находится в сообщении по текучей среде с впускным каналом. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где первый выпуск PCV канала PCV фланца открывается в первый впускной канал, а второй выпуск PCV канала PCV фланца открывается во второй впускной канал, второй выпуск PCV имеет сходные размер и геометрию, как у первого выпуска PCV. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11 также предусматривает систему PCV, где канал PCV фланца находится в сообщении по текучей среде со вторым впускным каналом, и первый и второй впускные каналы присоединены по текучей среде к отдельным цилиндрам в ряду цилиндров.
Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, где впускной канал находится в сообщении по текучей среде с по меньшей мере двумя распределительными каналами, присоединенными по текучей среде к цилиндру. Система, показанная на Фиг.1-7 и 10-11, также предусматривает систему PCV, дополнительно содержащую клапан, присоединенный к каналу PCV, выполненный с возможностью изменять скорость потока газов во впускной канал.
На этом описание завершается. Прочтение его специалистами в данной области техники подсказало бы многие изменения и модификации, не отступая от сущности и объема описания. Например, одноцилиндровый двигатель, рядные двигатели I2, I3, I4, I5 и V-образные двигатели V6, V8, V10, V12 и V16, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.