СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к системам двигателя.
Уровень техники
Газы в картере двигателя могут появляться, когда во время вращения вала двигателя газы из цилиндров двигателя проходят в обход поршней и поступают в картер. В целях снижения выбросов углеводородов из двигателя эти газы можно сжигать в цилиндрах двигателя путем возврата в канал впуска воздуха в двигатель, и сжигания вместе со свежей воздушно-топливной смесью. Однако, картерные газы могут содержать масляный туман. Если в двигателе происходит сгорание масла, то расход моторного масла может возрастать. Кроме того показатели отработавших газов после устройств, осуществляющих их обработку, могут ухудшаться, когда происходит сгорание моторного масла. Следовательно, желательно отделять масло от картерных газов, которые направляются из картера двигателя во впускной воздушный тракт.
Для осуществления сжигания картерных газов в цилиндрах двигателя может потребоваться движущая сила, которая будет перемещать картерные газы из картера во впускной воздушный тракт двигателя. Один из способов создания движущей силы для перемещения картерных газов в цилиндры двигателя заключается в соединении газовым каналом выхода маслоотделителя двигателя, принимающего картерные газы, с областью низкого давления (например, разрежения) впускной системы двигателя (например, впускным коллектором двигателя в области между цилиндрами и дросселем двигателя). Разрежение может засасывать картерные газы в цилиндры двигателя, но разрежение может также действовать и на моторное масло, отделенное от картерных газов, и тем самым затруднять возврат моторного масла в картер двигателя. Разрежение, действующее на отделенное масло, можно преодолеть созданием гидростатического давления масляного столба. Другими словами, вес столба масла может действовать против разрежения, и давать возможность возвращать отделенное масло в картер двигателя. Статическое давление масла можно создать за счет веса отделенного масла, которое аккумулируется в виде столба. Однако, в зависимости от величины разрежения, создаваемого для перемещения картерных газов (паров) во впускной воздушный тракт двигателя, для преодоления разрежения, перемещающего картерные газы, может потребоваться создание масляного столба высотой 9 см или более. Масляный столб, как таковой, может привести к увеличению высоты двигателя и снизить топливную экономичность транспортного средства, поскольку может увеличить коэффициент сопротивления транспортного средства.
Кроме того, отделенное масло можно возвращать в отстойник двигателя, чтобы способствовать перемешиванию масла, и обеспечить, чтобы повсеместно в двигателе использовалось масло с более однородной температурой. Однако, для линии возврата или канала возврата масла может потребоваться использование части конструкции двигателя, которая могла бы быть полезной для других целей (например, для увеличения жесткости блока цилиндров двигателя или сечения канала для хладагента). Таким образом, канал возврата масла системы принудительной вентиляции картера (ПВК) может конкурировать с другими элементами двигателя и функциями, для которых ищут место в конструкции двигателя.
Ближайшим аналогом предлагаемой полезной модели является решение, описанное в публикации патентной заявки US 2010/0101514. Указанный документ описывает двигательную систему, содержащую головку цилиндров, крышку головки цилиндров, соединенную с головкой цилиндров, маслоотделитель 92 и каналы 96, 92d, расположенные внутри головки цилиндров, обеспечивающие гидравлическую связь между маслоотделителем и стенкой головки цилиндров. Недостатком известного решения является то, что маслоотделитель 92 расположен внутри крышки головки цилиндров, что уменьшает объем двигателя, омываемый свежим воздухом, который подается в картер двигателя, и, следовательно, ухудшает вентиляцию двигателя.
Раскрытие полезной модели
С учетом вышеупомянутых недостатков уровня техники предлагается система двигателя, содержащая головку цилиндров; крышку головки цилиндров, соединенную с головкой цилиндров; маслоотделитель системы ПВК; масляный канал крышки головки цилиндров и масляный канал головки цилиндров, отличающаяся тем, что содержит масляный канал блока цилиндров двигателя, обеспечивающий гидравлическую связь между масляным каналом головки цилиндров и маслоотстойником двигателя, и тем, что маслоотделитель системы ПВК соединен с наружной стороной крышки головки цилиндров, при этом масляный канал крышки головки цилиндров предусмотрен внутри указанной крышки и обеспечивает гидравлическую связь между маслоотделителем системы ПВК и наружной боковой стенкой головки цилиндров, а масляный канал головки цилиндров предусмотрен в наружной боковой стенке головки цилиндров и имеет гидравлическую связь с масляным каналом крышки головки цилиндров.
Такая конструкция, в частности, благодаря расположению маслоотделителя с наружной стороны крышки головки цилиндров, во-первых, обеспечивает поступление свежего воздуха, подаваемого в картер двигателя, в большую часть объема двигателя, а во-вторых, снижает расход потребляемого двигателем моторного масла.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления полезной модели масляный канал головки цилиндров расположен между первой и второй ветвями выпускного коллектора, встроенного в головку цилиндров.
Первая и вторая ветви выпускного коллектора предпочтительно выходят из головки цилиндров через одно выпускное отверстие.
Масляный канал крышки головки цилиндров предпочтительно проходит поперек указанной крышки между двумя отверстиями обслуживания свечей зажигания.
Масляный канал головки цилиндров снабжается маслом только от маслоотделителя системы ПВК.
В одном из вариантов двигательная система предпочтительно содержит масляный канал, предназначенный для масляного щупа и системы ПВК, состоящий по меньшей мере из участка масляного канала головки цилиндров, масляного канала крышки головки цилиндров и масляного канала блока цилиндров двигателя.
Двигательная система предпочтительно дополнительно содержит масляный щуп и уплотнение, причем уплотнение расположено между щупом и масляным каналом, предназначенным для масляного щупа и системы ПВК.
В одном варианте осуществления за счет совмещения канала для масляного щупа с каналом возврата масла системы ПВК можно более эффективно использовать конструкцию двигателя, обеспечивая при этом статическое давление масла, достаточное для преодоления разрежения в двигателе, которое отсасывает картерные газы. Согласно одному примеру осуществления, канал возврата масла системы ПВК может принимать моторное масло исключительно от маслоотделителя двигателя, и может проходить от головки цилиндров в картер двигателя. Таким образом, канал возврата масла системы ПВК дает возможность формирования в нем статического давления масла, и преодоления разрежения, которое присутствует в двигателе. Кроме того, за счет возможности приема в себя масляного щупа, канал возврата масла системы ПВК позволяет более эффективно использовать конструкцию двигателя, благодаря увеличенной функциональности.
Настоящая полезная модель может обеспечить несколько преимуществ. В частности, данный подход может обеспечить увеличение функциональности, чтобы лучше использовать конструкцию двигателя за счет увеличения функциональной нагрузки на канал возврата масла системы ПВК. Дополнительно, данный подход может усилить влияние длины канала возврата масла системы ПВК, чтобы обеспечить дополнительное статическое давление масла, так чтобы масло из маслоотделителя могло непрерывно возвращаться в маслоотстойник двигателя даже в условиях повышенного разрежения в коллекторе двигателя.
Вышеупомянутые преимущества, а также иные преимущества и отличительные признаки полезной модели должны быть понятны из последующего подробного описания сами по себе или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что вышеприведенные общие сведения предназначены для введения в упрощенном виде в круг идей полезной модели, которые в дальнейшем будут рассмотрены в подробном описании. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков объекта полезной модели, объем которого единственным образом определен пунктами формулы, приведенной после подробного описания. Более того, объект полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые решают проблему недостатков, упомянутых выше или в любой другой части данного описания.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 схематически изображает один цилиндр двигателя и маслоотделитель системы ПВК;
фиг.2 схематически изображает двигатель с расположением цилиндров по схеме V6;
фиг.3 в сечении изображает двигатель с расположением цилиндров по схеме V6, представленный на фиг.2;
фиг.4-6 представляют виды в плане крышки головки цилиндров и головку цилиндров;
фиг.7 в сечении изображает другой пример двигателя с расположением цилиндров по схеме V6; и
фиг.8 изображает пример схемы алгоритма способа отделения масла от картерных газов.
Осуществление полезной модели
Настоящая полезная модель относится к отделению масла от картерных газов. Согласно одному примеру осуществления, картерные газы можно направлять в область низкого давления (разрежения), которая существует в системе впуска воздуха (например, в область, находящуюся за дросселем, но перед цилиндрами двигателя), чтобы способствовать течению газов из картера во впускной воздушный тракт двигателя. На фиг.2 изображен пример двигателя со схемой расположения цилиндров V6, в котором масло отделяется от картерных газов и возвращается в отстойник, находящийся в картере двигателя. Фиг.3 изображает двигатель с разрезе, в котором виден канал возврата масла системы ПВК, который ведет от маслоотделителя в маслоотстойник. Фиг.4-6 представляют виды в плане крышки головки цилиндров и головки цилиндров. На указанных проекциях изображен один пример расположения масляного канала системы ПВК. На фиг.7 изображен один пример канала для масляного щупа, совмещенного с масляным каналом системы ПВК. Наконец, фиг.8 изображает схему алгоритма осуществления способа отделения масла от картерных газов.
На фиг.1 изображен двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий несколько цилиндров, один из которых показан на фиг.1, причем двигатель 10 управляется электронным контроллером 12. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания, а также цилиндр со стенками 32, внутри которого расположен поршень 36, соединенный с коленчатым валом 40. Показано, что камера 30 сгорания сообщается с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан могут приводиться в действие кулачком 51 впуска и кулачком 53 выпуска. С другой стороны, один или более впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие электромеханически посредством управляемого электромагнита. Положение кулачка 51 впуска можно определять датчиком 55 указанного кулачка. Положение кулачка 53 выпуска можно определять датчиком 57 указанного кулачка.
Топливная форсунка 66, как показано, расположена так, чтобы осуществлять впрыск топлива непосредственно в цилиндр 30, что специалистам в данной области известно как «прямой впрыск». В ином варианте впрыск топлива может производиться в тракт впуска воздуха, что специалистам в данной области известно как «впрыск во впускной канал». Топливная форсунка 66 доставляет жидкое топливо в количестве, пропорциональном длительности импульса FPW (Fuel Pulse Width), поступающего от контроллера 12. К топливной форсунке 66 топливо доставляется топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную рейку (не показана). Топливная форсунка 66 снабжается рабочим током от драйвера 68 (усилителя), сигнал на который поступает с контроллера 12. Кроме того показано, что впускной коллектор 44 сообщается с электроуправляемым дросселем 62 (необязательное устройство), выполненным с возможностью изменения положения дроссельной заслонки 64 с целью управления потоком воздуха из камеры 46 наддува впускного тракта. Компрессор 162 всасывает воздух из воздухозаборника 42 для дальнейшей подачи в камеру 46 наддува. Отработавшие газы вращают турбину 164, которая соединена с компрессором 162 через вал 161. Для создания повышенного давления топлива на форсунках 66 может быть использована двухступенчатая топливная система высокого давления.
Маслоотделитель 190 системы ПВК отделяет масло от картерных газов. Согласно одному примеру осуществления, указанный маслоотделитель может сообщаться с двигателем, как показано на фиг.2. Картерные газы подаются к маслоотделителю системы ПВК через каналы, которые проходят между картером двигателя и головкой цилиндров двигателя. На фиг.2 показано, что маслоотделитель 190 сообщается с впускным коллектором 44 в точке, находящейся между цилиндром двигателя и электроуправляемым дросселем 62. Когда давление во впускном коллекторе низкое, картерные газы могут засасываться из маслоотделителя 190 системы ПВК во впускной коллектор 44.
Картер 193 двигателя, подробнее показанный на фиг.3, принимает свежий воздух из впускной воздушной системы двигателя, из точки, находящейся перед дросселем 62. В рассматриваемом примере, картер 193 двигателя принимает свежий воздух из впускной воздушной системы двигателя, из точки, находящейся после компрессора 162. Однако, в некоторых примерах конструкций компрессор 162 может быть опущен. Таким образом, картер двигателя можно вентилировать, засасывая воздух из впускной воздушной системы двигателя в точке с более высоким давлением, и возвращая воздух во впускную систему в точке с более низким давлением.
Система 88 зажигания, построенная без распределителя, формирует искру зажигания в камере 30 сгорания посредством свечи 92 в ответ на сигнал контроллера 12. Показано, что к выпускному коллектору 48 в точке перед каталитическим нейтрализатором 70 присоединен универсальный датчик 126 для определения содержания кислорода в отработавших газах (UEGO, Universal Exhaust Gas Oxygen). В другом варианте осуществления, вместо датчика 126 UEGO может быть установлен датчик содержания кислорода в отработавших газах, имеющий два состояния.
Каталитический нейтрализатор 70, согласно одному примеру, может содержать несколько блок-носителей катализатора. Согласно другому примеру, может быть использовано несколько устройств, снижающих токсичность выбросов, каждое из которых оснащено несколькими блоками-носителями катализатора. Согласно одному примеру каталитический нейтрализатор 70 может являться трехкомпонентным нейтрализатором.
Контроллер 12 изображен на фиг.1 в виде микрокомпьютера, содержащего микропроцессор 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110, и стандартную шину данных. Показано, что контроллер 12 принимает разнообразные сигналы от датчиков, связанных с двигателем 10, которые помимо уже рассмотренных включают в себя: сигнал температуры хладагента двигателя ЕСТ (Engine Coolant Temperature) от датчика 112 температуры, связанного с рубашкой 114 охлаждения; сигнал датчика 134 положения, связанного с педалью 130 акселератора для измерения положения педали, которое меняется под действием ноги 132; сигнал датчика детонации для определения воспламенения конечных газов (не показан); сигнал MAP (Manifold Absolute Pressure) абсолютного давления в коллекторе двигателя от датчика 122 давления, связанного с впускным коллектором 44; сигнал положения органов двигателя отдатчика 118 на эффекте Холла, измеряющего положение коленчатого вала 40; сигнал массового расхода воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120 (например, электрического теплового датчика расхода воздуха с проволочным элементом); и сигнал положения дроссельной заслонки от датчика 58. Может также производиться измерение барометрического давления (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном варианте осуществления датчик 118 положения органов двигателя на каждый оборот коленчатого вала вырабатывает определенное число равномерно следующих импульсов, из чего может быть определена частота вращения вала двигателя (об/мин).
В некоторых вариантах осуществления, в гибридных транспортных средствах двигатель внутреннего сгорания может иметь связь с системой электродвигателя/аккумуляторной батареи. Гибридный автомобиль может иметь параллельную схему, последовательную схему или вариант или комбинацию указанных схем. Кроме того, в каких-то конструкциях и сам используемый двигатель может иметь иную конфигурацию, например, он может быть дизельным.
В процессе работы каждый цилиндр двигателя 10 обычно отрабатывает четырехтактный цикл, который включает: такт (ход) впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. Обычно, во время такта впуска выпускной клапан 54 закрыт, а впускной клапан 52 открыт. Воздух поступает в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, а поршень 36 перемещается на дно цилиндра, так чтобы произошло увеличение объема камеры 30 сгорания. Положение, при котором поршень 36 в конце своего хода (т.е., когда камера 30 сгорания имеет максимальный объем) находится вблизи дна цилиндра, специалисты обычно называют нижней мертвой точкой (BDC, Bottom Dead Center). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется в сторону головки цилиндра, так чтобы произошло сжатие воздуха в камере 30 сгорания. Точку, в которой поршень 36 в конце своего хода (т.е., когда камера 30 сгорания имеет минимальный объем) находится вблизи головки цилиндра, специалисты обычно называют верхней мертвой точкой (TDC, Top Dead Center). Затем в ходе процесса, который называется впрыском, топливо вводится в камеру сгорания. Далее в ходе процесса, который называется зажиганием, производится воспламенение введенного топлива известными средствами, такими как искровая свеча 92, что приводит к сгоранию топлива. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в сторону BDC. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы вывести сгоревшую воздушно-топливную смесь в выпускной коллектор 48, при этом поршень 36 возвращается в TDC. Следует отметить, что вышеуказанные процессы описаны примерно, и что временные диаграммы открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться, например, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие состояний клапанов во времени, позднее закрывание впускного клапана или другие различные варианты работы.
На фиг.2 схематически изображен двигатель со схемой расположения цилиндров V6. Двигатель 200 содержит первый блок 201 цилиндров и второй блок 202 цилиндров. Первый и второй блоки цилиндров, каждый содержит по три поршня, которые расположены в линию, и создают крутящий момент для вращения коленчатого вала 40. Масляный поддон 240 двигателя присоединен к ступенчатой раме 235, и содержит масло в отстойнике, предназначенное для смазывания компонентов двигателя 200. Передняя крышка 220 двигателя герметично отделяет его переднюю сторону от внешних элементов. Ступенчатая рама 235 включает в себя боковые стенки, которые идут вертикально над коленчатым валом 40, и обеспечивают опору блоку 230 цилиндров двигателя. Наружные боковые стенки блока 230 цилиндров двигателя заканчиваются в том месте, которое находится по вертикали над коленчатым валом 40, и отходят от поверхности 257 стыка с головкой цилиндров к поверхности 255 стыка со ступенчатой рамой.
Головки 210 цилиндров связаны с блоком 230 цилиндров двигателя, и содержат встроенный выпускной коллектор, как показано на фиг.6. Показано, что к головкам цилиндров 210 присоединены крышки 250 головок. Крышки головок цилиндров герметично отделяют верхнюю часть двигателя 200 от внешних элементов, и помогают удерживать моторное масло внутри двигателя 200. Катушки 270 свечей зажигания запрессованы в крышки 250 головок цилиндров для обеспечения свечей зажигания (не показаны) током. В представленном примере, катушки 270 свечей зажигания расположены на осевой линии цилиндров двигателя в первом блоке 201 цилиндров и во втором блоке 202 цилиндров. На фиг.2 показано, что маслоотделитель 190 системы ПВК связан с крышкой 250 головки цилиндров, установленной на головке цилиндров на стороне первого блока 201 цилиндров, причем маслоотделитель 190 установлен по вертикали в верхней части указанной крышки. Таким образом, маслоотделитель 190 связан с крышкой 250 головки цилиндров в точке, которая во вертикали находится выше осевой линии цилиндров первого блока 201 цилиндров. Масло, которое отделено от кратерных газов, возвращается через канал или желоб, закрытый крышкой 260.
На фиг.2 показано, что маслоотделитель 190 расположен в верхней части головки первого блока 201 цилиндров, так что большая часть объема двигателя может омываться свежим воздухом, который подается в картер двигателя. Согласно одному примеру, воздух из впускного коллектора двигателя, из того места, которое находится перед дросселем, вначале направляется во второй блок 202 цилиндров двигателя, а затем всасывается в первый блок 201 цилиндров. Этот воздух возвращается во впускной коллектор, в то место, которое находится после дросселя, через первый блок 201 цилиндров. Таким образом, газы, которые могли скопиться в обоих блоках цилиндров, могут быть направлены во впускной воздушный тракт двигателя. Благодаря высокому (по вертикали) расположению маслоотделителя системы ПВК на стороне головки цилиндров, нагретые газы, присутствующие в картере, могут подниматься в маслоотделитель, и при этом вентиляция двигателя может быть улучшена. Кроме того, высокое расположение маслоотделителя системы ПВК может дать возможность дополнительному количеству масла выделиться в жидкую фазу из картерных газов, прежде чем эти газы войдут в маслоотделитель. Следовательно, рассматриваемому маслоотделителю системы ПВК может и не потребоваться отделять столько же масла, как в случае других маслоотделителей.
На фиг.2 также показаны секущие плоскости для получения проекций, изображенных на фиг.3, 6 и 7. Секущая плоскость для фиг.3 и 7 проходит вертикально через двигатель 200. Секущая плоскость для фиг.6 проходит через головку 210 цилиндров первого блока 201.
На фиг.3 в разрезе изображен двигатель со схемой цилиндров V6, показанный на фиг.2. Моторное масло содержится в маслоотстойнике 362 масляного поддона 240, и имеет уровень 360. Масляный поддон 240 двигателя связан со ступенчатой рамой 235 - несущей конструкцией двигателя. Несущая рама 235 включает в себя две наружные боковые стенки 231, которые образуют часть боковой стенки двигателя. Наружные боковые стенки 231 несущей рамы 235 простираются выше оси отверстия 302 под коленчатый вал. Несущая рама 235 также проходит в поперечном направлении, чтобы связать или соединить между собой наружные боковые стенки 247 блока 230 цилиндров двигателя. Далее, несущая рама 235 присоединяется к наружным боковым стенкам 247 блока 230 цилиндров двигателя. Несущая рама может также быть связана с опорой 199 коленчатого вала. Несущая рама 235 также содержит масляный канал 386, который образует часть канала возврата масла системы ПВК. Масляный канал 386 системы ПВК, расположенный в несущей раме, проходит в последней, пронизывая наружную боковую стенку 231. Масляный канал системы ПВК также проходит и в масляный поддон 240 через патрубок 388. Патрубок 388 погружен в масло, и находится ниже уровня поверхности масла, чтобы предотвратить течение картерных газов через масляный канал 386 системы ПВК, расположенный в несущей раме. Масляный канал 386 системы ПВК, расположенный в несущей раме, сообщается с масляным каналом 384 системы ПВК, расположенным в блоке цилиндров двигателя. Согласно одному примеру, болты, соединяющие несущую раму с блоком цилиндров двигателя, фиксируют масляный канал 386 системы ПВК, расположенный в несущей раме, относительно масляного канала 384 системы ПВК, расположенного в блоке цилиндров двигателя.
Блок 230 цилиндров двигателя включает в себя стенки 32 цилиндров, при этом блок 230 цилиндров двигателя проходит от поверхности 257 сопряжения с головкой цилиндров до поверхности 255 сопряжения со ступенчатой рамой. Блок 230 цилиндров двигателя также включает в себя опоры 399 коленчатого вала и водяные рубашки 114. Одна наружная боковая стенка 247 блока цилиндров включает в себя масляный канал 384 системы ПВК, размещенный в блоке цилиндров двигателя.
Головки 210 цилиндров присоединены к блоку 230 цилиндров, и заключают в себе верхнюю часть камеры 30 сгорания. Головки 210 цилиндров также включают в себя выпускной коллектор 48, который более подробно показан на фиг.6. Отверстия 355 обслуживания свечей зажигания дают доступ к свечам зажигания (не показаны). Одна головка 210 цилиндров содержит масляный канал 382 системы ПВК, который проходит от стыковочной поверхности головки цилиндров к стыковочной поверхности блока цилиндров.
На фиг.3 показано, что к головке 210 цилиндров присоединена крышка 250 головки цилиндров. Крышка 250 головки цилиндров содержит масляный канал 380 системы ПВК, который проходит поперек крышки 250. Масляный канал 380 системы ПВК имеет гидравлическую связь с масляным каналом 382 системы ПВК, находящимся в головке цилиндров. Масляный канал системы ПВК снабжается маслом исключительно от маслоотделителя 190 системы ПВК. Масляный канал 382 системы ПВК изолирован от внешних элементов посредством крышки 260. Крышка 260 масляного канала присоединена к крышке 250 головки цилиндров.
Таким образом, маслоотделитель 190 системы ПВК возвращает масло в канал возврата масла системы ПВК, который состоит из масляного канала 380 крышки головки цилиндров, масляного канала 382 головки цилиндров, масляного канала 384 блока цилиндров и масляного канала 386 несущей рамы. Маслоотделитель 190 системы ПВК является единственным источником масла для канала возврата масла системы ПВК, поэтому на всем протяжении указанного канала - от его начала и до его конца - поддерживается непрерывность давления. Следовательно, в масляном канале системы ПВК может быть создан статический напор для преодоления движущей силы (т.е. разрежения), способствующей течению картерных газов во впускную воздушную систему двигателя.
На фиг.4 представлен вид в плане головки 210 цилиндров и крышки 250 головки цилиндров. Катушки 270 свечей зажигания расположены в линию, совпадающую с осевой линией блока цилиндров двигателя. Маслоотделитель 190 системы ПВК соединен с головкой 210 цилиндров в том месте, которое по вертикали находится выше места подачи искры в цилиндры через катушки 270 свечей зажигания. Крышка 260 масляного канала системы ПВК, находящегося в крышке 250 головки цилиндров, пересекает крышку 250 и часть головки 210 цилиндров. Таким образом, масло, отделенное от картерных газов, протекает через крышку 250 головки цилиндров выше цилиндров двигателя и между ними.
На фиг.5 представлен вид в плане крышки 250 головки цилиндров со снятой крышкой 260 масляного канала системы ПВК и снятым маслоотделителем 190.Картерные газы проходят через крышку 250 головки цилиндров через отверстие 410. Отверстие 410 пронизывает крышку 250, давая возможность картерным газам входить в маслоотделитель. Масло выходит из маслоотделителя через отверстие 420 и поступает в масляный канал 380 системы ПВК, находящийся в крышке головки цилиндров. Масло выходит из крышки головки цилиндров и входит в наружную стенку самой головки цилиндров через отверстие 405. Следует отметить, что масляный канал 380 системы ПВК, находящийся в крышке головки цилиндров, герметично закрыт, так что давление может поддерживаться на всей длине масляного канала.
На фиг.6 представлена головка 210 цилиндров на виде в плане и в разрезе. Головка 210 цилиндров содержит выпускной коллектор 48, который состоит из ветвей 470 и области 440 сбора. Отработавшие газы выходят из цилиндров двигателя через отверстия 425 и поступают в ветви 470 выпускного коллектора. Головка 210 цилиндров также содержит ветви 435 впускного коллектора, которые подают воздух в цилиндры двигателя через впускные отверстия 410. Масляный канал 382 системы ПВК, находящийся в головке цилиндров, расположен между ветвями 470 выпускного коллектора, и по вертикали над областью 440 сбора. Масляный канал 382 системы ПВК, находящийся в головке цилиндров, если требуется, можно расположить и в ином месте на наружной стенке головки 210 цилиндров.
На фиг.7 в разрезе показан другой пример двигателя с расположением цилиндров по схеме V6. Разрез фиг.7 содержит множество элементов, которые показаны на фиг.3. Поэтому на указанных фигурах использованы общие позиционные номера. Кроме того, описание, относящееся к фиг.3, применимо и к элементам фиг.7. Поэтому для краткости описание общих элементов в дальнейшем будет опущено.
Двигатель 200 содержит масляный щуп 502 для определения уровня моторного масла в маслоотстойнике 362 двигателя. Масляный щуп 502 входит в крышку 250 головки цилиндров, и по масляному каналу 380 системы ПВК, находящемуся в крышке головки цилиндров, проходит в масляный канал 382 системы ПВК, находящийся в головке цилиндров. Масляный щуп 502 продолжает свое движение по масляному каналу 384 системы ПВК, находящемуся в блоке цилиндров двигателя, и по масляному каналу 386 системы ПВК, находящемуся в несущей раме. Наконец, масляный щуп входит в патрубок 388, а затем завершает свое движение в маслоотстойнике 362 двигателя.
Таким образом, канал возврата масла системы ПВК, проходящий через крышку головки цилиндров, головку цилиндров, блок цилиндров двигателя и несущую раму, направляет масляный щуп 502 в маслоотстойник 362. То есть, канал возврата масла системы ПВК может использоваться в комбинации с масляным щупом, и таким образом, может быть увеличена функциональность канала возврата масла системы ПВК. Кроме того, не требуется внешняя трубка для масляного щупа, а конструкция двигателя используется более эффективно.
Масляный щуп 502 содержит уплотнение 504 для герметичного отделения канала возврата масла системы ПВК от внешних элементов. Кроме того, указанное уплотнение может поддерживать давление в канале возврата масла системы ПВК, так чтобы могло создаться статическое давление масляного столба. В некоторых вариантах осуществления, указанное уплотнение с целью улучшения герметизации может заходить в масляный канал системы ПВК.
Таким образом, система, изображенная на фиг.1-7, определяет двигательную систему, содержащую: блок цилиндров двигателя; головку цилиндров, соединенную с блоком цилиндров двигателя; крышку головки цилиндров, соединенную с головкой цилиндров; масляный канал для системы ПВК и масляного щупа, проходящий через крышку головки цилиндров, головку цилиндров, и блок цилиндров двигателя к картеру двигателя. Двигательная система также содержит маслоотделитель системы ПВК, причем указанный маслоотделитель соединен с наружной стороной головки цилиндров. Маслоотделитель системы ПВК имеет воздушное сообщение с полостью двигателя в области между головкой цилиндров и крышкой головки цилиндров, и гидравлическое сообщение с картером двигателя, Двигательная система отличается тем, что маслоотделитель системы ПВК содержит выход масляного канала, который имеет гидравлическую связь исключительно с масляным каналом, предназначенным для системы ПВК и для масляного щупа. В некоторых примерах осуществления, двигательная система также содержит масляный канал крышки головки цилиндров, состоящий из желоба в крышке головки цилиндров и из крышки желоба. Двигательная система также отличается тем, что масляный канал крышки головки цилиндров имеет гидравлическую связь с масляным каналом, предназначенным для системы ПВК и для масляного щупа, и с маслоотделителем. Двигательная система также отличается тем, что часть масляного щупа и масляного канала системы ПВК расположены между двумя ветвями выпускного коллектора, встроенного в головку цилиндров. Таким образом, конструкция двигателя может быть использована более эффективно. Согласно одному примеру, двигательная система также содержит масляный щуп и уплотнение, причем уплотнение расположено между щупом и масляным каналом, предназначенным для щупа и системы ПВК.
Система, изображенная на фиг.1-7, также определяет двигательную систему, содержащую: головку цилиндров; крышку головки цилиндров, соединенную с головкой цилиндров; маслоотделитель системы ПВК, присоединенный к наружной стороне крышки головки цилиндров; масляный канал крышки головки цилиндров, находящийся внутри указанной крышки, и обеспечивающий гидравлическую связь между маслоотделителем системы ПВК и наружной боковой стенкой головки цилиндров; масляный канал головки цилиндров, находящийся в наружной боковой стенке указанной головки, и гидравлически сообщающийся с масляным каналом крышки головки цилиндров; и масляный канал блока цилиндров двигателя, обеспечивающий гидравлическую связь масляного канала головки цилиндров с маслоотстойником двигателя. Двигательная система отличается тем, что масляный канал головки цилиндров расположен между первой и второй ветвями выпускного коллектора, находящегося в головке цилиндров. Двигательная система также отличается тем, что первая и вторая ветви выпускного коллектора выходят из головки цилиндров через одно выпускное отверстие. Согласно одному примеру осуществления, двигательная система отличается тем, что масляный канал крышки головки цилиндров проходит поперек указанной крышки между двумя отверстиями для обслуживании свечей зажигания. Двигательная система также отличается тем, что масляный канал головки цилиндров снабжается маслом исключительно посредством маслоотделителя системы ПВК. Двигательная система также отличается тем, что содержит масляный канал для масляного щупа и для системы ПВК, который включает в себя по меньшей мере часть масляного канала головки цилиндров, масляного канала крышки головки цилиндров, и масляного канала блока цилиндров двигателя. Согласно еще одному примеру, двигательная система также содержит масляный щуп и уплотнение, причем указанное уплотнение расположено между щупом и масляным каналом, предназначенным для щупа и системы ПВК.
На фиг.8 изображен пример схемы алгоритма осуществления способа отделения масла от картерных газов. На шаге 602 картерным газам двигателя дают пройти из картера двигателя к верхней стороне головки цилиндров в область под крышкой головки цилиндров. Согласно одному примеру, картерные газы могут потоком проходить через двигатель за счет соединения полости двигателя с системой впуска воздуха, о чем говорилось в связи с фиг.1. После пропускания картерных газов к головке цилиндров алгоритм способа 600 переходит к шагу 604.
На шаге 604 масло отделяют от картерных газов. Согласно одному примеру, газы из картера двигателя можно пропускать через лабиринтную структуру, чтобы происходило столкновение картерных газов со стенками лабиринта. Стенки лабиринта заставляют масло оседать на них и отделяться от картерных газов. Согласно другим примерам, могут быть предусмотрены другие типы маслоотделителей. После отделения моторного масла от картерных газов алгоритм способа 600 переходит к шагу 606.
На шаге 606 масло, которое было отделено от картерных газов, пропускают по крышке головки цилиндров. К тому же, масло из системы ПВК направляют между ветвями выпускного коллектора. Масляный канал системы ПВК можно расположить так, чтобы нагрев масла от указанных ветвей был минимальным (например, расположить канал возврата масла системы ПВК на наибольшем расстоянии от соседних ветвей выпускного коллектора). После пропускания масла между ветвями выпускного коллектора алгоритм переходит к шагу 608.
На шаге 608 происходит передача масла, отделенного в системе ПВК, в маслоотстойник двигателя через канал, который принимает масло исключительно из маслоотделителя системы ПВК. Благодаря наличию масляного канала, получающего масло из единственного источника, в указанном масляном канале можно поддерживать давление таким образом, чтобы создать статическое давление масляного столба, превалирующее над движущей силой, перемещающей картерные газы сквозь двигатель. Кроме того, можно непрерывно отделять масло и возвращать в картер двигателя, даже при таких условиях работы двигателя, когда во впускном коллекторе действует высокое разрежение. После возврата отделенного масла в картер и маслоотстойник двигателя алгоритм способа 600 завершает свою работу.
Таким образом, способ, представленный на фиг.8, предусматривает действия, при которых газам из картера двигателя дают возможность пройти в область головки цилиндров; отделяют масло от газов посредством маслоотделителя; и передают отделенное от газов масло в картер двигателя по масляному каналу, который принимает масло исключительно от маслоотделителя, при этом указанный масляный канал проходит от головки цилиндров к картеру двигателя и выполнен с возможностью приема масляного щупа. Способ отличается тем, что по меньшей мере часть масляного канала располагают между двух ветвей выпускного коллектора, встроенного в головку цилиндров. Способ также содержит всасывание газов во впускной воздушный канал двигателя за счет разрежения. Способ также отличается тем, что указанный масляный канал проводят через крышку головки цилиндров, головку цилиндров, и блок цилиндров двигателя. Способ также отличается тем, что маслоотделитель соединяют с головкой цилиндров в точке, лежащей выше осевой линии цилиндров, которые накрыты головкой цилиндров. Согласно другому примеру, способ также содержит выпуск масла, отделенного от газов, в область картера двигателя, находящуюся под поверхностью масла.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что способ, показанный на фиг.8, может представлять собой одну или несколько стратегий обработки из множества стратегий, которые инициируются событием, прерыванием, являются многозадачными, многопотоковыми, и т.п.Как таковые, различные показанные действия, операции или функции можно выполнять в той последовательности, какая указана на схеме, но можно выполнять и параллельно или в некоторых случаях опускать. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для решения вышеупомянутых задач полезной модели, реализации отличительных признаков и преимуществ, но приведен в целях упрощения описания. Хотя явным образом это и не показано, но специалистам должно быть понятно, что одно или более из показанных действий или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии.
На этом описание завершается. Специалистам в данной области должно быть понятно, что в форму и детали осуществления могут быть внесены изменения, не выходящие за границы идеи и объема полезной модели. Например, настоящее описание может также быть с успехом использовано в случае одноцилиндровых двигателей и двигателей с расположением цилиндров по схемам 12, 13, 14, 15, V6, V8, V10, V12 и V16, работающих на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных смесях.