СИСТЕМА ВОЗДУХОВОДА НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА НА ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК F02B29/04 F02B33/44 F02M35/10 B60K5/12 

Настоящее изобретение касается системы воздуховода наддувочного воздуха на двигателе внутреннего сгорания, в частности, для автомобилей, согласно ограничительной части пункта 1 патента.

Из DE 10329441 B4 известна система воздуховода наддувочного воздуха между охладителем наддувочного воздуха газотурбонаддува и воздухораспределительным устройством, в которой один из участков воздуховода наддувочного воздуха проведен сквозь установленный на продольной стороне двигателя внутреннего сгорания кронштейн крепления двигателя, причем к этому трубчатому участку прилит крепежный фланец. Это позволяет получить стабильное и компактное в отношении расположение этого участка воздуховода наддувочного воздуха.

Задачей изобретения является, исходя из такого рода системы воздуховода наддувочного воздуха, еще более усовершенствовать ее в отношении конструкции, а также встроить функционально интегрированный в воздуховод наддувочного воздуха охладитель наддувочного воздуха таким образом, чтобы получить особенно удобную в монтаже и оптимальную в отношении веса конструкцию.

Эта задача решается с помощью признаков пункта 1 формулы. Предпочтительные и особенно целесообразные усовершенствования изобретения приведены в зависимых пунктах.

В соответствии с изобретением предлагается, чтобы участки воздуховода наддувочного воздуха были интегрированы в предусмотренные с обеих продольных сторон двигателя внутреннего сгорания кронштейны крепления двигателя, и чтобы охладитель наддувочного воздуха был присоединен к крепежным фланцам обоих кронштейнов крепления двигателя и взаимодействовал с интегрированными участками воздуховода наддувочного воздуха. В соответствии с этим предложением охладитель наддувочного воздуха образует с обоими боковыми кронштейнами крепления двигателя один монтажный узел, у которого кронштейны крепления двигателя, наряду с их собственно несущей функцией для двигателя внутреннего сгорания, одновременно образуют участки воздухопровода наддувочного воздуха, придающие жесткость кронштейнам крепления двигателя, а также несут охладитель наддувочного воздуха в качестве расположенного между ними участка воздухопровода наддувочного воздуха. Причем эта сложная функция может быть осуществлена с малыми конструктивными дополнительными затратами на кронштейны крепления двигателя, предпочтительно изготавливаемые методом литья. Другим существенным преимуществом является то, что благодаря предлагаемой изобретением конструкции может быть получен свободно доступный фланец масляной ванны на картере или, соответственно, блоке цилиндров, что дает значительную свободу при монтаже, а также значительную степень конструктивной свободы.

В предпочтительном усовершенствовании изобретения предусмотренные на кронштейнах крепления двигателя, ориентированные примерно горизонтально крепежные фланцы могут выходить за противолежащую стороне отбора мощности торцевую сторону двигателя внутреннего сгорания и быть привернуты к расположенному перед торцевой стороной охладителю наддувочного воздуха с ответными контрфланцами. Охладитель наддувочного воздуха расположен, таким образом, компактным образом перед двигателем внутреннего сгорания и надежно удерживается расположенными по бокам впереди кронштейнами крепления двигателя.

Одна из особенно предпочтительных конструктивно благоприятных и обладающих хорошей несущей способностью конструкций может быть также получена за счет того, что кронштейны крепления двигателя прикреплены по существу вертикально проходящими соединительными фланцами к продольным сторонам двигателя внутреннего сгорания, причем над соединительными фланцами отформованы выступающие по бокам кронштейны, и при этом выходящие за торцевую сторону двигателя внутреннего сгорания крепежные фланцы расположены ниже соединительных фланцев.

При этом предусмотренные на кронштейнах крепления двигателя участки воздуховода наддувочного воздуха могут быть также непосредственно прилиты к крепежным фланцам и к несущим консолям, так что они, в особенной степени усиливая кронштейны крепления двигателя, встроены в их конструкцию.

Кроме того, прилитые участки воздуховода наддувочного воздуха могут быть с одной стороны снабжены выступающим за соединительные фланцы трубчатым подключением, а с другой стороны через изогнутый участок оканчиваться в крепежных фланцах. Посредством выступающего трубчатого подключения простым, удобным в монтаже способом ведущий дальше воздуховод наддувочного воздуха может быть присоединен к воздухораспределительному устройству.

Особенно удобное в монтаже выполнение кронштейнов крепления двигателя может быть также получено за счет того, что несколько крепежных винтов пронизывают соединительные фланцы и частично несущие консоли вне прилитых участков воздуховода наддувочного воздуха и ввернуты в ответные соединительные фланцы на продольных сторонах двигателя внутреннего сгорания. При этом крепежные винты расположены в хорошо доступном для гайковертов месте, и обеспечивается возможность оптимальной в отношении потока, гладкой прокладки трубопроводов без суживающих утолщений для винтов или тому подобного.

Охладитель наддувочного воздуха может предпочтительно представлять собой воздушно-водяной теплообменник, который подсоединен к жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. В другом, предпочтительном варианте осуществления изобретения подключение охлаждающей воды охладителя наддувочного воздуха может при этом осуществляться со стороны впуска и/или со стороны выпуска через промежуточные фланцы, которые расположены между крепежными фланцами кронштейнов крепления двигателя и ответными контрфланцами охладителя наддувочного воздуха и которые соответственно снабжены соединительным патрубком для шланга охлаждающей воды и интегрированными, взаимодействующими с охладителем наддувочного воздуха каналами охлаждающей воды. Это обеспечивает относительно простое и удобное в монтаже подключение охладителя наддувочного воздуха к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания, например подключение к отдельному низкотемпературному контуру охлаждающей воды.

Наконец, воздуховод наддувочного воздуха с функционально интегрированным охладителем наддувочного воздуха может быть частью известного самого по себе одно- или двухступенчатого газотурбонаддува и соединять компрессор газотурбонагнетателя высокого давления с воздухораспределительным устройством на другой продольной стороне многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.

Один из примеров осуществления изобретения поясняется ниже более подробно с помощью прилагаемых чертежей. Показано:

Фиг.1 - снабженная двумя газотурбонагнетателями продольная сторона блока цилиндров 6-цилиндрового рядного двигателя внутреннего сгорания с воздуховодом наддувочного воздуха, оканчивающимся в охладителе наддувочного воздуха, участок которого интегрирован в боковой кронштейн крепления двигателя,

Фиг.2 - расположенная напротив продольная сторона двигателя внутреннего сгорания, с ведущим дальше от охладителя наддувочного воздуха к воздухораспределительному устройству воздуховодом наддувочного воздуха, отходящим от охладителя наддувочного воздуха, участок которого интегрирован в другой боковой кронштейн крепления двигателя,

Фиг.3 - вид на противолежащую стороне отбора мощности двигателя внутреннего сгорания торцевую сторону блока цилиндров с обоими прифланцованными кронштейнами крепления двигателя и охладителем наддувочного воздуха,

Фиг.4 - сечение по линии IV-IV, показанной на фиг.3, левого на чертеже кронштейна крепления двигателя с интегрированным участком воздуховода наддувочного воздуха, прифланцованным к нему охладителем наддувочного воздуха и расположенным между ними промежуточным фланцем для подсоединения контура охлаждающей воды,

Фиг.5 - другое сечение по линии V-V, показанной на фиг.3, правого на чертеже кронштейна крепления двигателя со вторым интегрированным участком воздуховода наддувочного воздуха, прифланцованным к нему охладителем наддувочного воздуха и промежуточным фланцем для контура охлаждающей воды,

Фиг.6 - выполненные в виде монтажного узла два кронштейна крепления двигателя с прифланцованным охладителем наддувочного воздуха в пространственном изображении.

На фиг.1 и 2 изображены блок 1 цилиндров и масляная ванна 2 в данном примере шестицилиндрового рядного двигателя внутреннего сгорания для автомобиля, который в показанном здесь примерном варианте осуществления вблизи торцевой стороны 3, противолежащей стороне отбора мощности двигателя внутреннего сгорания, посредством расположенных соответственно по одному на каждой из продольных сторон 4, 5 кронштейнов 6, 7 крепления двигателя навешен на рамную структуру (не изображена) автомобиля.

Для этого предпочтительно изготовленные методом литья кронштейны 6, 7 крепления двигателя (см. фиг.3) на своем, если смотреть в направлении вертикальной оси автомобиля, верхнем конце снабжены выступающими по бокам консолями 6a, 7a, которые посредством крепежных винтов 8 не изображенным способом могут быть жестко соединены с резиноэластичными демпфирующими опорами, которые, в свою очередь, прикреплены к упомянутой рамной структуре. Другие поддерживающие двигатель внутреннего сгорания демпфирующие опоры (например, для трехточечной опоры, четырехточечной опоры или т.п.) не изображены.

Кронштейны 6, 7 крепления двигателя для крепления их к продольным сторонам 4, 5 блока 1 цилиндров снабжены ориентированными вертикально и проходящими параллельно по бокам соединительными фланцами 6b, 7b (фиг.3), которые являются частью изготовленной методом литья полой структуры 6c, 7c с отформованными утолщениями 6d, 7d для винтов, и которые посредством нескольких крепежных винтов 9 жестко привернуты к ответным соединительным фланцам (без позиции) блока 1 цилиндров. Полые структуры 6c, 7c переходят, как это, в частности, видно также из фиг.1 или, соответственно, 3, в несущие консоли 6a, 7a.

В кронштейны 6, 7 крепления двигателя интегрированы также участки 6e, 7e воздуховода 10 наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания, которые, начинаясь у впускного, соответственно, выпускного отверстия 6f, 7f, прилиты к кронштейнам 6, 7 крепления двигателя и через изогнутый участок 6g, 7g оканчиваются в горизонтально проходящем и выступающем за торцевую сторону 3 блока 1 цилиндров крепежном фланце 6h, 7h.

Как, в частности, показано на фиг.4 и 5, имеющие форму трубы (трубчатые) участки 6e, 7e воздуховода 10 наддувочного воздуха в плоскости изображения этих фигур проходят соответственно под консолями 6a, 7a кронштейнов 6, 7 крепления двигателя и прилиты к продольно проходящим соединительным фланцам 6b, 7b и выступающим вперед усилительным ребрам 6i, 7i. Крепежные винты 9, а также утолщения 6d, 7d для винтов расположены при этом, как это видно на фигурах, предпочтительно вне трубчатого контура участков 6e, 7e, так что препятствующие потоку врезания или сужения предотвращены.

К крепежным фланцам 6h, 7h, в данном примере посредством промежуточных фланцев 11, 12, подсоединен охладитель 13 наддувочного воздуха, который проходит поперек продольной оси двигателя внутреннего сгорания под торцевой стороной 3 и перед масляной ванной 2.

Не изображенный охладитель 13 наддувочного воздуха предпочтительно представляет собой воздушно-водяной теплообменник, который через промежуточные фланцы 11, 12 соответствующими соединительными патрубками 11a, 12a присоединен к жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания, и который по принципу противотока охлаждает втекающий через кронштейн 6 крепления двигателя, соответственно, участок 6e воздуховода 10 наддувочного воздуха нагретый наддувочный воздух через соответствующие сквозные отверстия, соответственно, интегрированные каналы, прежде чем наддувочный воздух затем снова вытечет через участок 7e во втором кронштейне 7 крепления двигателя.

Промежуточные фланцы 11, 12 снабжены в данном примере предпочтительно большим отверстием 11b, 12b для прохождения наддувочного воздуха к охладителю 13 наддувочного воздуха и несколькими меньшими проточными каналами 11c, 12c (фиг.4, 5) для снабжения охлаждающей водой соединительных патрубков 11a, 12a, ведущих к охладителю 13 наддувочного воздуха.

Охладитель 13 наддувочного воздуха, промежуточные фланцы 11, 12 и крепежные фланцы 6h, 7h кронштейнов 6, 7 крепления двигателя имеют единую схему фланцев и с помощью расположенных между ними уплотнений (без позиции) и посредством пронизывающих фланцы винтов (без позиции) жестко и непроницаемо для текучей среды соединены друг с другом.

Обозначенный единой позицией 10 воздуховод наддувочного воздуха с интегрированными в кронштейны крепления двигателя 6, 7 участками 6e, 7e соединяет предпочтительно компрессор 14 высокого давления двухступенчатого устройства 15 турбонаддува известной самой по себе конструкции на одной продольной стороне 4 двигателя внутреннего сгорания (фиг.1) с не изображенным воздухораспределительным устройством на другой продольной стороне 5 (фиг.2) двигателя внутреннего сгорания. Воздухораспределительное устройство также имеет известную конструкцию и в месте 16 присоединено к воздуховоду 10 наддувочного воздуха.

На фиг.6 показаны оба кронштейна 6, 7 крепления двигателя, промежуточные фланцы 11, 12 и охладитель 13 наддувочного воздуха в виде монтажного узла. Присоединяемые трубопроводы воздуховода 10 наддувочного воздуха могут быть выполнены в виде штекерных соединений, уплотнены посредством кольцевых уплотнений и смонтированы, как изображено.

Изготовленные методом литья, частично имеющие двойные стенки, соответственно, выполненные в виде полых профилей кронштейны 6, 7 крепления двигателя благодаря интегрированным участкам 6e, 7e воздуховода 10 наддувочного воздуха обладают особенно хорошей несущей способностью и могут, таким образом, без затруднений выполнять как свою функцию кронштейнов крепления двигателя, так и приемных элементов для охладителя 13 наддувочного воздуха. К тому же обеспечивается особенно стабильная и компактная система всего воздуховода 10, 6e, 13, 7e наддувочного воздуха. Наконец, посредством соединительных патрубков 11a, 12a промежуточных фланцев 11, 12 обеспечивается также простое подсоединение охладителя 13 наддувочного воздуха к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания или к отдельной низкотемпературной системе охлаждения.

Список ссылочных позиций

1 Блок цилиндров

2 Масляная ванна

3 Торцевая сторона

4 Продольная сторона

5 Продольная сторона

6, 7 Кронштейны крепления двигателя

6, 7a Несущая консоль

6, 7b Соединительный фланец

6, 7c Полая структура

6, 7d Утолщение для винта

6, 7e Участок у 10

6, 7f Трубчатое подключение

6, 7g Изогнутый участок

6, 7h Крепежный фланец

6, 7i Усилительные ребра

8 Винты

9 Крепежные винты

10 Воздуховод наддувочного воздуха

11, 12 Промежуточный фланец

11, 12a Соединительный патрубок

11, 12b Отверстие

11, 12c Проточные каналы

13 Охладитель наддувочного воздуха

14 Компрессор высокого давления

15 Устройство наддува

Изобретение может быть использовано в системе воздуховода наддувочного воздуха на двигателях внутреннего сгорания, предназначенных для автомобилей. Воздуховод проходит от наддувочного устройства на одной продольной стороне двигателя внутреннего сгорания к воздухораспределительному устройству на другой продольной стороне. Один из участков воздуховода наддувочного воздуха проведен сквозь установленный сбоку кронштейн крепления двигателя внутреннего сгорания. Между этими устройствами расположен охладитель наддувочного воздуха. Участки (6e, 7e) воздуховода наддувочного воздуха интегрированы в предусмотренные с обеих продольных сторон двигателя внутреннего сгорания кронштейны (6, 7) крепления двигателя. Охладитель (13) наддувочного воздуха прикреплен к крепежным фланцам (6h, 7h) обоих кронштейнов (6, 7) крепления двигателя и взаимодействует с интегрированными участками (6е, 7е) воздуховода (10) наддувочного воздуха. Технический результат заключается в удобстве монтажа и снижении веса. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания, в частности, для автомобилей, содержащий воздуховод (10) наддувочного воздуха, кронштейны (6, 7) крепления двигателя и охладитель (13) наддувочного воздуха, причем участок (6е, 7е) воздуховода (10) наддувочного воздуха проведен сквозь установленный сбоку кронштейн (6, 7) крепления двигателя внутреннего сгорания, и между кронштейнами (6, 7) крепления двигателя включен охладитель (13) наддувочного воздуха, отличающийся тем, что участки (6е, 7е) воздуховода (10) наддувочного воздуха интегрированы в предусмотренные на обеих продольных сторонах (4, 5) двигателя внутреннего сгорания кронштейны (6, 7) крепления двигателя, причем охладитель (13) наддувочного воздуха присоединен к крепежным фланцам (6h, 7h) обоих кронштейнов (6, 7) крепления двигателя и взаимодействует с интегрированными участками (6е, 7е) воздуховода (10) наддувочного воздуха, причем оба кронштейна (6, 7) крепления двигателя несут охладитель (13) наддувочного воздуха.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что предусмотренные на кронштейнах (6, 7) крепления двигателя во встроенном состоянии ориентированные предпочтительно примерно горизонтально крепежные фланцы (6h, 7h) выступают за торцевую сторону (3) двигателя внутреннего сгорания, предпочтительно выступают за торцевую сторону (3) двигателя внутреннего сгорания, противоположную стороне отбора мощности, и привернуты к расположенному предпочтительно перед торцевой стороной (3) охладителю (13) наддувочного воздуха с ответными контрфланцами.

3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что кронштейны (6, 7) крепления двигателя закреплены проходящими во встроенном состоянии предпочтительно практически вертикально соединительными фланцами (6b, 7b) на продольных сторонах (4, 5) двигателя внутреннего сгорания, причем, если смотреть в направлении вертикальной оси автомобиля, над соединительными фланцами (6b, 7b) расположены, предпочтительно отформованы, выступающие по бокам несущие консоли (6а, 7а), и причем выступающие за торцевую сторону (3) двигателя внутреннего сгорания крепежные фланцы (6h, 7h), если смотреть в направлении вертикальной оси автомобиля, расположены ниже соединительных фланцев (6b, 7b).

4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что предусмотренные на кронштейнах (6, 7) крепления двигателя участки (6е, 7е) воздуховода (10) наддувочного воздуха прилиты непосредственно к крепежным фланцам (6b, 7b) и к несущим консолям (6а, 7а).

5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что прилитые участки (6е, 7е) воздуховода (10) наддувочного воздуха с одной стороны снабжены трубчатым подключением (6f, 7f), а с другой стороны через изогнутый участок (6g, 7g) оканчиваются в крепежных фланцах (6h, 7h).

6. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что несколько крепежных винтов (9) пронизывают соединительные фланцы (6b, 7b) и частично несущие консоли (6а, 7а) вне прилитых участков (6е, 7е) воздуховода (10) наддувочного воздуха и ввернуты в ответные соединительные фланцы на продольных сторонах (4, 5) двигателя внутреннего сгорания.

7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что охладитель (13) наддувочного воздуха представляет собой воздушно-водяной теплообменник, который подсоединен к жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

8. Двигатель по п.7, отличающийся тем, что подключение охлаждающей воды охладителя (13) наддувочного воздуха осуществляется со стороны впуска и/или со стороны выпуска через промежуточные фланцы (11, 12), которые расположены между крепежными фланцами (6h, 7h) кронштейнов (6, 7) крепления двигателя и ответными контрфланцами охладителя (13) наддувочного воздуха, и которые соответственно снабжены соединительным патрубком (11а, 12а) для шланга охлаждающей воды и интегрированными, взаимодействующими с охладителем (13) наддувочного воздуха каналами (11с, 12с) охлаждающей воды.

9. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что воздуховод (10) наддувочного воздуха проходит от наддувочного устройства на одной продольной стороне двигателя внутреннего сгорания к воздухораспределительному устройству на другой продольной стороне.

10. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что воздуховод (10) наддувочного воздуха с функционально интегрированным охладителем (13) наддувочного воздуха является частью одно- или двухступенчатого газотурбонаддува (15) и соединяет компрессор (14) газотурбонагнетателя высокого давления с воздухораспределительным устройством на другой продольной стороне (5) многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.