Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая заявка относится к впускной системе со встроенным охладителем наддувочного воздуха.
Уровень техники
Во впускных системах многих двигателей используют компрессоры, обеспечивающие двигателю наддув, нужный для повышения давления в камере сгорания для того, чтобы увеличить выходную мощность двигателя. В некоторых двигателях с целью уменьшения выбросов двигателя в атмосферу и/или для улучшения топливной экономичности также используют контур рециркуляции отработавших газов (РОГ). Контур РОГ может быть либо контуром «высокого давления» (ВД), в котором РОГ отбирают выше по потоку от турбины и вводят ниже по потоку от компрессора, либо контуром «низкого давления» (НД), в котором РОГ отбирают ниже по потоку от турбины и вводят выше по потоку от компрессора. При обоих сценариях, компрессор и контур РОГ повышают температуру впускного воздуха, подаваемого к цилиндрам, чем снижается плотность подаваемого в цилиндры воздуха. В результате снижается эффективность сжигания горючей смеси. С целью снижения температуры впускного воздуха, во впускной системе могут устанавливать охладители наддувочного воздуха. В некоторых двигателях охладитель наддувочного воздуха может располагаться в трубопроводе ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от дроссельной заслонки в качестве составной части переднего модуля охлаждения, так как обычно охлаждение в охладителе наддувочного воздуха производится воздухом. В других вариантах применения, охладитель наддувочного воздуха может выполнять охлаждение водой и может быть установлен в моторном отсеке. В последнее время получило развитие встраивание охладителя наддувочного воздуха во впускную систему. Например, в документе US 2013/0220289 раскрывается впускная система, содержащая ресивер и корпус дроссельных заслонок, причем охладитель наддувочного воздуха встроен в ресивер. Встраивание охладителя наддувочного воздуха во впускную систему позволяет сделать впускную систему компактнее при одновременном обеспечении охлаждения находящегося под давлением впускного воздуха. Кроме этого, в документе US 2012/0285423 раскрывается впускная система со встроенным охладителем наддувочного воздуха, включающая в себя статические уплотнения, призванные повысить эффективность охладителя наддувочного воздуха.
Кроме того, внутри охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) может образовываться конденсат при понижении температуры окружающего воздуха, в условиях повышенной влажности или при дожде, когда впускной воздух охлаждается ниже температуры точки росы. Кроме того, когда поступающий в ОНВ воздух имеет повышенное давление (например, когда давление всасывания и давление наддува превышают атмосферное давление), конденсат может образоваться, если температура ОНВ упадет ниже температуры точки росы. В результате, конденсат может скапливаться на дне ОНВ или во внутренних каналах ОНВ. При увеличении крутящего момента, например, при разгоне, увеличенный массовый расход воздуха может затянуть собой конденсат из ОНВ в двигатель, что повысит вероятность пропусков зажигания и нестабильности горения.
Другие пути решения проблемы пропусков зажигания из-за затягивания конденсата включают в себя предотвращение скопления конденсата встраиванием байпаса для наддувочного воздуха, по которому он может пойти в обход ОНВ. Однако, авторы настоящего изобретения выявили потенциальные недостатки вышеуказанных способов. В частности, может быть неосуществимым встраивание таких байпасных каналов в описанную выше систему встроенного ОНВ. Например, добавление байпасного канала может потребовать устройства дополнительных магистралей и запорной арматуры снаружи встроенного ОНВ и впускного ресивера, чем будет нивелированы преимущества встраивания ОНВ, улучшающего компактность компоновки.
Раскрытие изобретения
В одном примере, вышеуказанные недостатки могут быть устранены впускным узлом двигателя, содержащим ресивер со встроенным охладителем наддувочного воздуха (ОНВ), первое оголовочное уплотнение, расположенное по окружности первого оголовка ОНВ, и первое вращательно-подвижное уплотнение, расположенное в байпасном канале, образованном между сторонами корпуса ОНВ и ресивера, и сопрягающееся скользящим контактом с первым оголовочным уплотнением, причем первое подвижное уплотнение варьирует поток воздуха через байпасный канал. В одном примере, ресивер может находиться между компрессором и двигателем, связывая их. Кроме того, первое подвижное уплотнение может быть регулируемым между первым положением, при котором текущий через ресивер наддувочный воздух протекает через байпасный канал и по меньшей мере частично идет в обход ОНВ, и вторым положением, при котором при котором текущий через ресивер наддувочный воздух протекает через ОНВ, минуя байпасный канал. И в первом, и во втором положениях первое подвижное уплотнение может продолжать находиться в изолирующем контакте с первым оголовочным уплотнением и вторым оголовочным уплотнением, расположенным по окружности второго оголовка ОНВ, причем второй оголовок ОНВ находится на противоположном от первого оголовка ОНВ. Кроме того, контроллер двигателя может активно переводить первое подвижное уплотнение в первое положение или во второе положение в зависимости от температуры наддувочного воздуха. Таким образом, можно уменьшить образование конденсата во встроенном во впускной ресивер ОНВ, сохранив компактную компоновку двигателя и адекватную герметизацию ОНВ внутри ресивера. Сохранение изоляции ОНВ от ресивера также может уменьшить утечки воздуха и повысить эффективность ОНВ.
В одном из вариантов указанного впускного узла, первое подвижное уплотнение непосредственно связано с вращательной штангой, связанной с исполнительным устройством, информационно связанным с контроллером, причем вращательная штанга проходит по длине ресивера от точки за пределами первого оголовочного уплотнения до точки за пределами второго оголовочного уплотнения, и первое подвижное уплотнение проходит вдоль вращательной штанги от первого оголовочного уплотнения до второго оголовочного уплотнения.
В одном из вариантов указанного впускного узла, первый конец первого подвижного уплотнения находится в изолирующем контакте с внутренней стенкой ресивера при нахождении первого подвижного уплотнения во втором положении, при этом и в первом, и во втором положениях первое подвижное уплотнение остается в контакте с внутренней стенкой ресивера.
В одном из вариантов указанного впускного узла, в первом положении первое подвижное уплотнение отведено от наружной стенки корпуса ОНВ и не находится с ней в изолирующем контакте, а во втором положении первое подвижное уплотнение находится в изолирующем контакте с наружной стенкой корпуса ОНВ.
В одном из вариантов указанного впускного узла, ресивер установлен между компрессором и двигателем, а также содержит корпус дроссельных заслонок, связанный с ресивером, при этом корпус дроссельных заслонок содержит некоторое количество впускных трактов, и каждый впускной тракт связан по текучей среде с цилиндром двигателя.
В одном из вариантов указанного впускного узла, окружность первого оголовочного уплотнения находится в изолирующем контакте с внутренними стенками ресивера и корпусом дроссельных заслонок, так что есть возможность течения воздуха от ресивера к корпусу дроссельных заслонок между первым оголовочным уплотнением и вторым оголовочным уплотнением, расположенным по окружности второго оголовка ОНВ.
В одном из вариантов указанного впускного узла, каждое уплотнение из второго комплекта уплотнений выполнено с возможностью независимого регулирования между первым и вторым положениями.
В одном из вариантов указанного впускного узла, охладитель наддувочного воздуха содержит хладагентный вход и хладагентный выход, связанные по текучей среде с хладагентным каналом и охладительными пластинами, проходящими в кожухе ресивера и связанными с хладагентным каналом, а также содержит третий комплект уплотнений, расположенный между торцами хладагентного входа и хладагентного выхода и ответными торцами ресивера, и при этом охладительные пластины содержат хладагентные трубопроводы для протекания по ним хладагента.
В одном из вариантов указанного впускного узла, также имеются канальные уплотнения, расположенные между внутренними стенками ресивера и первым оголовочным уплотнением и находящиеся в изолирующем контакте с ними, и сопрягающиеся с первым концом первого подвижного уплотнения, когда второй конец первого подвижного уплотнения находится в изолирующем контакте с наружной стенкой корпуса ОНВ.
Также предложен способ для двигателя, содержащий регулирование положения первого уплотнения, расположенного между внутренней стенкой ресивера и наружной стенкой охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) с целью варьирования потока воздуха через ОНВ, встроенный внутрь ресивера, который связан с впускными трактами цилиндров двигателя; и в процессе регулирования скользящее перемещение первого уплотнения за второе уплотнение, полностью окружающее первый оголовок ОНВ, при сохранении контакта со вторым уплотнением.
В одном из вариантов указанного способа, регулирование выполняют по температуре поступающего в ОНВ наддувочного воздуха.
В одном из вариантов указанного способа, регулирование содержит перевод первого уплотнения в первое положение, при котором наддувочный воздух идет в обход внутренних охладительных трубок ОНВ и обтекает ОНВ снаружи, если температура поступающего в ресивер наддувочного воздуха ниже своего порогового значения, и перевод первого уплотнения во второе положение, при котором наддувочный воздух течет исключительно через внутренние охладительные трубки ОНВ, минуя байпасный канал, находящийся между внутренней стенкой ресивера и наружной стенкой ОНВ, если температура поступающего в ресивер наддувочного воздуха выше своего порогового значения.
В одном из вариантов указанного способа, перевод первого уплотнения в первое положение содержит: вращение первого уплотнения в первом направлении для отвода первого края первого уплотнения от наружной стенки ОНВ и вывода из изолирующего контакта с ней; и подачу потока наддувочного воздуха через байпасный канал за первое уплотнение.
В одном из вариантов указанного способа, перевод первого уплотнения во второе положение содержит вращение первого уплотнения во втором, противоположном первому, направлении для подвода первого края первого уплотнения к наружной стенке ОНВ и приведения в изолирующий контакт с ней, и для подвода второго края первого уплотнения, противоположного первому краю относительно оси вращения первого уплотнения, к внутренней стенке ресивера и приведения в изолирующий контакт с ней; и подачу потока наддувочного воздуха исключительно через внутренние охладительные трубки ОНВ, минуя байпасный канал.
В одном из вариантов указанный способ также содержит подачу потока хладагента через первый хладагентный вход ресивера, через второй хладагентный вход ОНВ, через внутренние хладагентные трубки ОНВ, из ОНВ через первый хладагентный выход ОНВ, и из второго хладагентного выхода ресивера, причем первый хладагентный вход ресивера и второй хладагентный вход ОНВ соосны и находятся в изолирующем контакте друг с другом посредством первого торцового уплотнения, а первый хладагентный выход ОНВ и второй хладагентный выход ресивера соосны и находятся в изолирующем контакте друг с другом посредством второго торцового уплотнения.
В одном из вариантов указанного способа, регулирование выполняют посредством исполнительного устройства, связанного с вращательной приводной штангой, непосредственно связанной с первым уплотнением и проходящей вдоль ресивера, причем исполнительное устройство информационно сообщается с контроллером, и при этом скользящее перемещение первого уплотнения за второе уплотнение при сохранении контакта со вторым уплотнением содержит вращение приводной штанги для вращения и скольжения первого края первого уплотнения вдоль внутреннего торца второго уплотнения и для вращения и скольжения второго края первого уплотнения вдоль внутреннего торца третьего уплотнения, причем третье уплотнение полностью окружает второй оголовок ОНВ, при этом первый оголовок ОНВ и второй оголовок ОНВ расположены на противоположных концах ОНВ и ресивера.
Также предложен иной вариант впускного узла двигателя, который содержит компрессор; расположенный ниже по потоку от компрессора ресивер со встроенным охладителем наддувочного воздуха (ОНВ); корпус дроссельных заслонок, связанный с нижнепотоковым концом ресивера и содержащий некоторое количество впускных трактов, связанных с цилиндрами двигателя; первый комплект уплотнений, расположенных по окружностям оголовочных концов ОНВ; и второй комплект уплотнений, расположенных между наружными сторонами корпуса ОНВ и ресивером, сопряженный посредством скользящего контакта с первым комплектом уплотнений, причем второй комплект уплотнений проходит между первым оголовочным концом ОНВ и вторым оголовочным концом ОНВ, при этом уплотнения второго комплекта выполнены с возможностью регулирования между первым положением, при котором протекающий через ресивер наддувочный воздух обходит ОНВ, и вторым положением, при котором протекающий через ресивер наддувочный воздух протекает через ОНВ.
В одном из вариантов такой впускной узел также содержит контроллер с машиночитаемыми инструкциями для активного регулирования положения второго комплекта уплотнений в зависимости от температуры наддувочного воздуха, причем регулирование содержит приведение в действие первого исполнительного устройства для вращения первой вращательной штанги и приведение в действие второго исполнительного устройства для вращения второй вращательной штанги, причем первая и вторая вращательные штанги проходят через ресивер от точки за пределами первого оголовочного конца ОНВ до точки за пределами второго оголовочного конца ОНВ на противоположных сторонах ОНВ, при этом первое уплотнение первого комплекта уплотнений связано с первой вращательной штангой, а второе уплотнение второго комплекта уплотнений связано со второй вращательной штангой.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематически показан пример транспортного средства, включающего в себя двигатель, впускную систему и систему вывода отработавших газов.
На фиг. 2 - фиг. 8 проиллюстрированы осуществления встроенного охладителя наддувочного воздуха и впускного ресивера впускной системы двигателя.
На фиг. 9 показана блок-схема способа регулирования потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха, встроенный во впускной узел.
Осуществление изобретения
Нижеследующее раскрытие относится к системам и способу регулирования потока впускного воздуха через встроенный в ресивер впускной системы охладитель наддувочного воздуха. Как показано на фиг. 1, в двигателе с турбонаддувом для сжатия впускного воздуха и обеспечения двигателя большей мощностью может применяться компрессор. Однако при сжатии впускной воздух может нагреваться. Результатом перегрева впускного воздуха может стать детонация и повреждение двигателя. Для охлаждения воздуха перед его подачей в цилиндры может использоваться охладитель наддувочного воздуха. В некоторых случаях охладитель наддувочного воздуха может быть встроен в ресивер впускного узла, что может сделать компоновку более компактной и повысить топливную экономичность. Тем не менее, пропускание потока впускного воздуха через охладитель наддувочного воздуха может требоваться не всегда. В некоторых случаях, если температура впускного воздуха достаточно низка, вынужденное прохождение воздуха через охладитель наддувочного воздуха может привести к образованию в указанном охладителе конденсата. Этот конденсат может попадать в цилиндры двигателя, приводя к пропускам зажигания и/или повреждению двигателя. На фиг. 2 - фиг. 8 показан встроенный охладитель наддувочного воздуха с вращающимися уплотнениями, которые можно регулировать для изменения подачи потока впускного воздуха через охладитель наддувочного воздуха. Находясь в первом положении, уплотнения могут позволять воздуху обтекать охладитель наддувочного воздуха, а находясь во втором положении, могут принуждать воздух проходить через охладитель наддувочного воздуха. На фиг. 9 представлен способ определения по температуре впускного воздуха необходимости перевода уплотнения в первое и второе положения. Способ позволяет выдерживать температуру впускного воздуха в диапазоне предпочтительных значений, регулируя поток впускного воздуха через встроенный охладитель наддувочного воздуха.
На фиг. 1 схематически изображено транспортное средство 100, содержащее двигатель 102, впускную систему 104, систему 106 выпуска отработавших газов и систему 108 рециркуляции отработавших газов (РОГ). Впускная система 104 выполнена с возможностью обеспечения впускным воздухом цилиндров 110 двигателя 102. Показанный двигатель имеет 4 цилиндра в однорядной конфигурации. Тем не менее, следует понимать, что в других осуществлениях количество цилиндров и/или конфигурация цилиндров могут быть иными. Например, двигатель 102 может содержать 6 цилиндров, расположенных в V-образной конфигурации. Впускная система 104 выполнена с возможностью подачи потока впускного воздуха к цилиндрам, а система 106 вывода отработавших газов выполнена с возможностью приема отработавших газов из цилиндров. Кроме того, каждый из цилиндров 110 может включать в себя устройство 112 зажигания, выполненное с возможностью воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндрах 110. Дополнительно или альтернативно, для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндрах 110 может быть использовано компрессионное зажигание. Двигатель 102 также содержит по меньшей мере по одному впускному и одному выпускному клапану на цилиндр.
Впускная система содержит компрессор 114. Компрессор 114 может быть включен в состав имеющего турбину 116 турбонагнетателя в системе 106 вывода отработавших газов. Компрессор 114 и турбина 116 связаны между собой с возможностью вращения. Тем не менее, в других примерах, компрессор 114 может быть с возможностью вращения связан с трансмиссией транспортного средства, что обеспечивает так называемый «механический наддув».
Впускная система 104 также содержит ресивер 118, содержащий встроенный в него охладитель 120 (ОНВ) наддувочного воздуха. Охладитель наддувочного воздуха может использоваться для охлаждения впускного воздуха, который мог нагреться при работе компрессора, и газа РОГ, подаваемого во впускную систему 104 выше по потоку от ресивера 118. Тем самым снижается объем повышенного давления, подаваемый в двигатель 102. Снижение объема повышенного давления позволяет повысить эффективность сжигания горючей смеси в двигателе. Кроме того, снижение объема повышенного давления позволяет лучше управлять РОГ низкого давления (НД), что будет подробно рассмотрено далее по тексту. Кроме того, когда охладитель 120 наддувочного воздуха встроен в ресивер 118, снижается объем дросселирования по сравнению с впускной системой, имеющей охладитель наддувочного воздуха, находящийся на некотором расстоянии от ресивера (например, отдельно от него). В результате уменьшается инерционность дроссельной заслонки. Ресивер 118 имеет вход 119, сообщающийся по текучей среде с компрессором 114. Ресивер 118 также имеет кожух 121. Площадь поперечного сечения кожуха 121 ресивера перпендикулярно основному направлению воздушного потока увеличивается в направлении по потоку. То есть, кожух 121 ресивера содержит расширение, и объем кожуха ресивера увеличивается в направлении по потоку. Конкретные геометрические особенности ресивера 118 рассматриваются подробнее со ссылкой на фиг. 2 - фиг. 5. Как показано на фиг. 1, охладитель 120 наддувочного воздуха может быть водно-воздушным охладителем, и в нем для охлаждения впускного воздуха могут использовать хладагент. Охладитель 120 наддувочного воздуха содержит хладагентный вход 122, выполненный с возможностью приема хладагента, и хладагентный выход 124, выполненный с возможностью выпуска хладагента. Тем не менее, в других примерах, охладитель 120 наддувочного воздуха может быть воздухо-воздушным охладителем, и в нем для охлаждения впускного воздуха может использоваться окружающий воздух. То есть, если охладитель 120 наддувочного воздуха будет выполнен в виде воздухо-воздушного охладителя, то в нем могут отсутствовать хладагентные вход 122 и выход 124. Стрелкой 123 показан поток хладагента в охладитель 120 наддувочного воздуха, а стрелкой 125 показан поток хладагента из охладителя 120 наддувочного воздуха. Хладагент в охладителе 120 наддувочного воздуха могут принуждать циркулировать внутри хладагентного канала 126, схематически обозначенного квадратом. Хладагентные вход и выход (122 и 124) сообщаются по текучей среде с теплообменником 127 и насосом 128. В иллюстрируемом осуществлении, насос 128 расположен ниже по потоку от теплообменника 127. Однако могут быть предположены и другие компоновки. Например, теплообменник 127 может быть расположен ниже по потоку от насоса 128. Теплообменник 127 выполнен с возможностью удаления тепла из хладагента. Тем самым, посредством охладителя 120 наддувочного воздуха можно будет отвести тепло из впускной системы. То есть, понижается температура впускного воздуха, доставляемого к цилиндрам 110, чем повышается давление воздуха, что приводит к повышению эффективности сжигания. Хладагентный канал 126, теплообменник 127, насос 128 и каналы, позволяющие упомянутым выше компонентам сообщаться по текучей среде, в целом могут быть названы хладагентным контуром 195. В некоторых примерах, вход 122 хладагента и выход 124 хладагента могут сообщаться по текучей среде с охладительным контуром, отдельным от основной системы охлаждения двигателя, выполненной с возможностью циркуляции хладагента через двигатель. Этот охладительный контур может также использоваться для обслуживания других теплообменников, таких как теплообменник топлива, теплообменник масла, конденсатор системы кондиционирования воздуха и/или охладители РОГ, для которых может требоваться, чтобы температура хладагента была ниже, чем в основной системе охлаждения двигателя. В иллюстрируемом примере, хладагентный контур 195 сообщается по текучей среде с охладителем 196 РОГ, находящимся в контуре 172 РОГ низкого давления. Охладитель 196 РОГ выполнен с возможностью передачи тепла хладагенту от газа РОГ, проходящего по контуру 172 РОГ низкого давления. Стрелками 198 показаны потоки хладагента в охладитель 196 РОГ и из него. Показана конфигурация с параллельными потоками, тем не менее, в других примерах охладитель 196 РОГ может быть размещен в хладагентным контуре 195 последовательно. Дополнительно или альтернативно, хладагентный контур 195 может сообщаться по текучей среде с охладителем 197 РОГ в контуре 170 РОГ высокого давления. В других возможных примерах, хладагентный контур 195 может быть не связан с охладителем 196 РОГ, и/или охладители (196 и/или 197) РОГ могут быть не включены в состав транспортного средства 100. В ресивере 118 имеется посадочное место, в которое может быть установлен датчик 127 давления.
Впускная система 104 также включает в себя корпус 130 дроссельных заслонок. Корпус 130 дроссельных заслонок примыкает к охладителю 120 наддувочного воздуха. Тем не менее, в других примерах, корпус 130 дроссельных заслонок может находиться на некотором расстоянии от охладителя 120 наддувочного воздуха. Инерционность дроссельной заслонки может быть уменьшена при нахождении корпуса 130 дроссельных заслонок ниже по потоку от охладителя 120 наддувочного воздуха. Корпус 130 дроссельных заслонок содержит некоторое количество дроссельных заслонок 132 (например, впускных дроссельных заслонок), размещенных в некотором количестве впускных трактов 134. В частности, каждый из впускных трактов 134 содержит по одной расположенной в нем дроссельной заслонке. Кроме того, каждый впускной тракт 134 сообщается по текучей среде с одним и цилиндров 110. Таким образом, у каждого цилиндра имеется своя собственная дроссельная заслонка. Каждая дроссельная заслонка содержит дроссельную шайбу 136. Таким образом, в иллюстрируемом осуществлении, корпус 130 дроссельных заслонок содержит по дроссельной шайбе на каждом впуске цилиндров двигателя. Тем не менее, в других осуществлениях, может использоваться альтернативная конфигурация корпуса дроссельных заслонок. Дроссельные заслонки 132 выполнены с возможностью регулирования потока воздуха через каждый из трактов 134. Следует понимать, что управление дроссельными заслонками может вестись синхронно. То есть, управление дроссельными заслонками 132 может выполняться посредством одного вала, проходящего через все дроссельные шайбы. Тем не менее, в других примерах, управление каждой дроссельной заслонкой может выполняться индивидуально. Для управления работой дроссельными заслонками 132 может использоваться контроллер 150, включенный в состав двигателя 102.
Компрессор 114, ресивер 118 и корпус 130 дроссельных заслонок могут входить в состав впускного узла 140. Друг за другом, каждый из вышеупомянутых компонентов может быть непосредственно связан с предшествующим компонентом и находиться ниже по потоку от него. Например, компрессор 114, ресивер 118 и корпус 130 дроссельных заслонок могут быть связаны друг с другом по направлению потока без каких-либо дополнительных компонентов, расположенных между следующими друг за другом компонентами (например, ресивер непосредственно связан с корпусом дроссельных заслонок без каких-либо дополнительных компонентов, расположенных между ресивером и корпусом дроссельных заслонок). Тем не менее, в других примерах во впускной узел 140 могут быть включены только ресивер 118 и корпус 130 дроссельных заслонок.
Система 106 вывода отработавших газов содержит некоторое количество выхлопных трактов 142, сообщающихся по текучей среде с цилиндрами 110 и выпускным коллектором 144. Турбина 116 в системе 106 вывода отработавших газов расположена ниже по потоку от выпускного коллектора 144. Кроме того, ниже по потоку от турбины 116 расположено устройство 146 снижения токсичности выбросов. Турбина 116 с возможностью вращения связана с компрессором 114. Турбину 116 и компрессор 114 может связывать вал или другой подходящий для этой цели компонент. Тем не менее, в других примерах, турбина 116 может отсутствовать в двигателе, и для обеспечения вращения компрессора 114 может использоваться энергия вращения трансмиссии транспортного средства 100. С выпускным коллектором 144 может быть связан датчик 147 давления. Датчик 148 содержания кислорода может быть установлен в трубопроводе 149 выше по потоку от устройства 146 снижения токсичности выбросов.
Система 108 РОГ может содержать по меньшей мере один контур 170 РОГ высокого давления и один контур 172 РОГ низкого давления. Охладитель 120 наддувочного воздуха создает условия для лучшего управления контуром 170 РОГ низкого давления и улучшает охлаждение контура 172 РОГ высокого давления. Контур 170 РОГ высокого давления содержит вход 176, открывающийся в выпускной коллектор 144, и выход 178, открывающийся в трубопровод 180, связывающий по текущей среде компрессор 114 с ресивером 118. В некоторых примерах, трубопровод 180 может быть выходом компрессора 114. В контуре 170 РОГ высокого давления может содержаться клапан 182. Клапан 182 выполнен с возможностью того, чтобы в открытом положении пропускать поток газа через контур 170 РОГ высокого давления. Клапан 182 выполнен с возможностью того, чтобы в закрытом состоянии существенно не допускать протекания газа через контур 170 РОГ высокого давления. Контур 172 РОГ низкого давления содержит вход 184, открывающейся в трубопровод 149, и выход 186, открывающийся в трубопровод 188 выше по потоку от компрессора 114 во впускной системе 104. В контур 172 РОГ низкого давления может быть включен клапан 190. Следует понимать, что при встраивании охладителя 120 наддувочного воздуха в ресивер 118 может быть уменьшена задержка в контуре 172 РОГ низкого давления в результате сокращения дистанции между контуром 172 РОГ низкого давления и корпусом 130 дроссельных заслонок. В трубопроводе 188 может быть также расположена дроссельная заслонка 192. Клапан 190 выполнен с возможностью того, чтобы в открытом положении позволять газу течь через контур 172 РОГ низкого давления. Клапан 190 выполнен с возможностью того, чтобы в закрытом положении существенно не допускать протекания газа через контур 172 РОГ низкого давления. Таким образом, поток газа может подаваться из системы 106 вывода отработавших газов во впускную систему 104 через контур 170 РОГ высокого давления и контур 172 РОГ низкого давления. И для контура 170 РОГ высокого давления, и для контура 172 РОГ низкого давления могут быть предусмотрены охладители для предварительного охлаждения РОГ перед тем, как смесь воздуха и газов РОГ пройдут через охладитель наддувочного воздуха.
Контроллер 150 на фиг. 1 показан в виде обычного микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 152, порты 154 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 156, оперативное запоминающее устройство 158, энергонезависимое запоминающее устройство 160 и обычную шину данных. Контроллер 150 показан принимающим разнообразные сигналы от связанных с двигателем 102 датчиков 162, среди которых можно назвать: датчик 127 давления, датчик 147 давления и датчик 148 кислорода. Контроллер 150 может быть выполнен с возможностью посылки сигналов на исполнительные устройства, такие как дроссельные заслонки 132, клапан 182, клапан 190 и дроссельная заслонка 192. Кроме того, в памяти контроллера 150 могут храниться инструкции для выполнения разнообразных алгоритмов, например, такого алгоритма, который показан на фиг. 9 (и рассмотрен подробно далее по тексту).
На фиг. 2 - фиг. 8 схематически изображен впускной узел со встроенным охладителем (показанным на фиг. 1) наддувочного воздуха. В частности, на фиг. 2 - фиг. 8 показаны трехмерные схематические изображения примера впускного узла, такого, как впускной узел 140, показанный на фиг. 1. На фиг. 2 - фиг. 8 показаны относительные размеры и расположения компонентов внутри впускного узла 140. Схемы на фиг. 2 - фиг. 8 выполнены в примерном масштабе. При этом, компоненты впускного узла, показанного на фиг. 2 - фиг. 8, могут быть теми же самыми компонентами, что показаны на фиг. 1. То есть, компоненты впускного узла 140, описанные выше со ссылкой на фиг. 1, далее по тексту могут уже могут не описываться подробно. Впускной узел 140 содержит охладитель 120 наддувочного воздуха, встроенный в ресивер 118. Как показано на фиг. 2 - фиг. 8, впускной узел 140 дополнительно может содержать корпус 130 дроссельных заслонок. Дополнительно, в некоторых примерах, впускной узел 140 может также содержать компрессор 114, показанный на фиг. 1.
Фиг. 2 - фиг. 8 содержат систему 201 координат, включающую в себя вертикальную ось 202, горизонтальную ось 204 и продольную ось 203. Далее по тексту для обозначения протяженности компонента вдоль по вертикальной оси 240 может использоваться термин «высота». Кроме того, для обозначения протяженности компонента вдоль по горизонтальной оси 204 может использоваться термин «ширина», а для обозначения протяженности компонента вдоль по продольной оси 203 может использоваться термин «длина». На фиг. 2 представлена первая схема 200, показывающая первый изометрический покомпонентный вид впускного узла 140. На фиг. 3 представлена вторая схема 300, показывающая второй изометрический покомпонентный вид впускного узла 140. На фиг. 4 представлена третья схема 400, показывающая третий изометрический покомпонентный вид впускного узла 140. На фиг. 5 показана четвертая схема 500, изображающая первый вид сверху ресивера 118 впускного узла 140. На фиг. 6 показана пятая схема 600, показывающая первый вид сбоку ресивера 118 в поперечном разрезе. На фиг. 7 показана шестая схема 700, показывающая второй вид сбоку ресивера 118 в поперечном разрезе.
Показанный на фиг. 2 - фиг. 8 впускной узел содержит шесть сторон, причем каждая из сторон содержит внутреннюю поверхность (здесь также называемую внутренней стенкой), ближайшую к внутренним компонентам, и наружную (или внешнюю) поверхность (здесь также называемую наружной стенкой). Шесть сторон включают в себя передний конец 231, противоположный заднему концу 233, а также первую боковую сторону 235, противоположную второй боковой стороне 237. Шесть сторон также включают в себя верхнюю сторону 242, противоположную нижней стороне 244.
На фиг. 2 представлена первая схема, изображающая первый изометрический покомпонентный вид впускного узла 140. Ресивер 118 содержит вход 119. Как показано на фиг. 1, вход 119 ресивера 119 сообщается по текучей среде с компрессором 114. Вход 119 расположен на переднем конце 231 впускного узла. В некоторых примерах, выход компрессора 114 может быть непосредственно связан со входом 119. Тем не менее, компрессор 114 и ресивер 118 могут разделяться трубопроводом.
Ресивер 118 также содержит корпус 250 ресивера, задающий собой границы кожуха 121 ресивера, как это показано на фиг. 4. Корпус 250 ресивера может включать в себя ребра 240 жесткости. Часть ребер 240 жесткости проходят продольно вниз по длине корпуса 250 ресивера. Другая часть ребер 240 жесткости проходят вертикально поперек корпуса 250 ресивера. Ребра 240 жесткости могут придать корпусу 250 ресивера дополнительную жесткость для выдерживания дополнительных сил, прилагаемых к корпусу 250 ресивера посредством охладителя 120 наддувочного воздуха.
Ресивер 118 может быть связан с корпусом 130 дроссельных заслонок. Для связывания ресивера 118 с корпусом 130 дроссельных заслонок может использоваться пригодная для этой цели методика скрепления, такая как сварка, резьбовое крепление и т.д. Как показано на фиг. 8, корпус 130 дроссельных заслонок может быть прикреплен к ресиверу 118 болтами. Корпус 130 дроссельных заслонок может содержать фланец 205 с отверстиями 206. Отверстия 206 могут совпадать с ответными отверстиями 209 в корпусе 250 ресивера. После совмещения отверстий 206 и 209, через них могут быть пропущены болты, прикрепляющие корпус 130 дроссельных заслонок к ресиверу 118. Корпус 130 дроссельных заслонок также содержит тракты 134. Как было рассмотрено ранее, каждый из трактов 134 может сообщаться по текучей среде с одним из цилиндров 110 двигателя. Корпус 130 дроссельных заслонок содержит фланец 207 нижнепоточного крепления, выполненный с возможностью скрепления с компонентами, располагающимися ниже по потоку, например, с двигателем 102, показанным на фиг. 1. Фланец 207 нижнепоточного крепления содержит крепежные отверстия 208, выполненные с возможностью приема болтов или другого крепежа.
Охладитель 120 наддувочного воздуха может содержать корпус 220, который может быть длинной прямоугольной призмой, проходящей вдоль продольной оси 203 ресивера 118 и помещающейся внутри корпуса 250 ресивера. С каждого конца охладитель 120 наддувочного воздуха может содержать оголовочную крышку 222. То есть, две оголовочные крышки 222 могут задавать длину охладителя 120 наддувочного воздуха по продольной оси 203, и корпус 220 может целиком содержаться между оголовочными крышками 222. Оголовочные крышки 222 могут быть тонкими, плоскими и прямоугольными и могут быть концентрически большими поперечных сечений, взятых по вертикальной оси 202 корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха. В рамках настоящего документа оголовочные крышки 222 могут называться оголовками ОНВ 120. Как будет подробно рассмотрено далее со ссылкой на фиг. 5, оголовочные крышки 222 могут помещаться в углубления 504 корпуса 250 ресивера. Углубления 504 могут быть симметрично расположены на обеих боковых сторонах 235 и 237 корпуса 250 ресивера. То есть, в одном примере, может быть четыре углубления, два из которых располагаются ближе к переднему концу 231 впускного узла 140, а два остальных - ближе к заднему концу 233 впускного узла 140. Кроме того, углубления 504 могут располагаться на удалении от концов 231 и 233, так, чтобы оголовочные крышки 222 можно было отделить от внутренних стенок концов корпуса 250 ресивера. Выступы 246, которые могут задавать собой дно углублений 504, могут проходить поперек ширины ресивера 118 между сторонами 235 и 237. Тем самым, охладитель 120 наддувочного воздуха может не полностью проходить от переднего конца 231 до заднего конца 233 ресивера 118. Оголовочные уплотнения 233 могут размещаться по окружности оголовочных крышек 222, как более подробно рассмотрено ниже со ссылкой на фиг. 4.
От одной из оголовочных крышек 222 может отходить хладагентный фланец 214. В частности, хладагентный фланец 214 может быть физически связан с концом охладителя 120 наддувочного воздуха ближе всего к входу 119 и переднему концу 231 впускного узла 140. Хладагентный фланец 214 может содержать хладагентный вход 122 и хладагентный выход 124. Как было рассмотрено выше, хладагентный вход 122 и хладагентный выход 124 могут сообщаться по текучей среде с хладагентным каналом 126 в ресивере 118. В некоторых примерах, хладагент может течь в охладителе 120 наддувочного воздуха внутри охладительных пластин 306, показанных на фиг. 3, охлаждая наддувочный воздух, протекающий через ресивер 118. В собранном состоянии хладагентный фланец 214 может быть выровнен с ответной плитой 226 корпуса 250 ресивера так, чтобы хладагентный вход 122 и хладагентный выход 124 хладагентного фланца 214 совместились бы с апертурами 224 в ответной плите 226. Ответная плита 226 может быть заделана в корпус 250 ресивера так, что она может содержать относительно плоские внутренние и наружные поверхности, которые могут быть подняты относительно внутренних и наружных поверхностей корпуса 250 ресивера. Апертуры 224, хладагентный вход 122 и хладагентный выход 124 могут быть соответственно подобраны по размерам для приема трубопроводов 218, чтобы хладагент мог переноситься между трубопроводами 218 и охладителем 120 наддувочного воздуха. Трубопроводы 218 могут сообщаться по текучей среде с охладителем 196 РОГ. Часть каждого из трубопроводов 218 может проходить сквозь апертуры в ответной плите 266, через хладагентный вход 122 и хладагентный выход 124 в хладагентном фланце 214. Кроме того, отверстия 221 в хладагентном фланце 214 и отверстия 225 в ответной плите 226 могут быть совмещены для приема болтов, крепящих охладитель 120 наддувочного воздуха к корпусу 250 ресивера. Между хладагентным фланцем 214 и внутренней поверхностью ответной плиты 226 могут быть помещены уплотнительные кольца 216 таким образом, что на одной стороне уплотнительные кольца 216 могут быть непосредственно связаны с ответной плитой 226, а на другой стороне уплотнительные кольца 216 могут быть непосредственно связаны или с хладагентным входом 122 или с хладагентным выходом 124. То есть, уплотнительные кольца могут быть тем единственным, что отделяет хладагентный вход 122 и хладагентный выход 124 от внутренней поверхности ответной плиты 226. Хладагентный фланец 214 и ответная плита 226 могут быть скреплены друг с другом болтами для обеспечения сжимающего усилия между хладагентным фланцем 214, ответной плитой 226 и уплотнительными кольцами 216. За счет этого может быть создана изоляция от внешних погодных условий и атмосферы. Другими словами, уплотнительные кольца 216 могут обеспечить изоляцию между внутренней и наружной частями корпуса 250 ресивера в точке контакта хладагентного фланца 214 и ответной плиты 226.
Как показано подробнее на фиг. 5 и рассмотрено далее по тексту, охладитель 120 наддувочного воздуха может быть расположен по центру между боковыми сторонами 235 и 237 корпуса 250 ресивера. То есть, внутренние поверхности боковых сторон 235 и 237 ресивера 118 от наружных поверхностей сторон корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха могут отделять относительно равные расстояния. То есть, при помещении охладителя 120 внутрь ресивера 118, между боковыми сторонами 235 и 237 корпуса 250 ресивера и наружными поверхностями корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха может существовать показанный на фиг. 7 байпасный канал 604. Динамические, вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 могут быть физически связаны с имеющими возможность вращаться приводными штангами 229 на внутренней поверхности боковых сторон 235 и 237. Исполнительные устройства 228, которые могут быть любыми осуществимыми исполнительными устройствами (например, гидравлическими, электрическими, пневматическими и т.д.) могут вращать приводные штанги 229 для того, чтобы регулировать положение вращательно-регулируемых боковых уплотнений 229 относительно охладителя 120 наддувочного воздуха, что будет рассмотрено подробнее далее по тексту со ссылкой на фиг. 5 - фиг. 7. Таким образом, положение боковых уплотнений 230 может активно регулироваться исполнительным устройством 228.
Корпус 250 ресивера 118 может содержать металл, такой как алюминий, сталь, композиционный материал, такой как полимерный стеклопластик и т.д. Кроме того, корпус 130 дроссельных заслонок может содержать полимерный материал, из-за снижения температуры, обеспечиваемого охладителем 120 наддувочного воздуха в ресивере 118. Таким образом обеспечивается облегчение корпуса 130 дроссельных заслонок по сравнению с корпусами дроссельных заслонок, выполненными из металла.
На фиг. 3 на схеме 300 показан второй изометрический покомпонентный вид впускного узла 140. Как было описано выше, охладитель 120 наддувочного воздуха может помещаться внутри ресивера 118. Охладитель 120 наддувочного воздуха может не полностью проходить от переднего конца 231 ресивера 118 до заднего конца 233 ресивера 118. Другими словами, оголовочные крышки 222 могут физически не соприкасаться с внутренними поверхностями переднего и заднего концов 231 и 233 ресивера. То есть, оголовочные крышки 222, задающие собой концы охладителя 120 наддувочного воздуха, могут быть отделены некоторым расстоянием от корпуса 250 ресивера. Кроме того, корпус 220 охладителя 120 наддувочного воздуха может располагаться между оголовочными крышками 222. Оголовочные уплотнения 223 показаны отдельно от оголовочных крышек 222. Оголовочные уплотнения 233 могут иметь размеры, позволяющие им размещаться на окружности оголовочных крышек 222. Как было рассмотрено ранее, оголовочные уплотнения могут быть статическими уплотнениями, обеспечивающими постоянную герметизацию между частями ресивера 118, расположенными по разные стороны оголовочных крышек 222. То есть, поток газа в ресивере 118 может быть ограничен областью ресивера 118, расположенной между границами оголовочных крышек 222 охладителя 120 наддувочного воздуха. Оголовочные уплотнения 223 могут содержать четыре стороны: верхнюю сторону 305 и нижнюю сторону 307 относительно вертикальной оси 202, и две боковые стороны 309. Все стороны 305, 307 и 309 могут иметь одинаковую ширину. Оголовочные уплотнения 223 и оголовочные крышки 222 могут дополнительно содержать внутренние торцы 301, смотрящие друг на друга, и наружные торцы 303, смотрящие наружу по направлению к корпусу 250 ресивера. На внутренних углах оголовочных уплотнений 223 в месте схождения боковых сторон 309 и верхней стороны 305 могут иметься вырезы 302. Оголовочные крышки 222 могут также содержать ответные вырезы 304, расположенные на углах, ближайших к корпусу 130 дроссельных заслонок. В других примерах, вырезы 302 и 304 могут располагаться в других соответствующих местах оголовочных уплотнений 223 и оголовочных крышек 222. Совместно, вырезы 302 и 304 могут образовывать показанную на фиг. 4 апертуру, через которую может проходить приводная штанга 229, как можно подробнее видеть на фиг. 5 и прочесть в описании далее по тексту.
Корпус 130 дроссельных заслонок может содержать тракты 134, содержащиеся в блоке 306 трактов. Блок 306 трактов может проходить по всей длине корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха. Следовательно, верхняя сторона 305 оголовочных уплотнений 223 может находиться в непосредственном изолирующем контакте с внутренней поверхностью нижней стороны 316 корпуса 130 дроссельных заслонок. Компоненты, которые здесь называют «находящимися в изолирующем контакте друг с другом», могут так физически соприкасаться друг с другом, что через изолирующий контакт между этими компонентами не сможет проходить воздух. То есть, воздух вообще не может проходить между верхней стороной 305 оголовочных уплотнений 223 и внутренней поверхностью нижней стороны 315 корпуса 130 дроссельных заслонок. Оголовочные уплотнения 223 могут контактировать с внутренней поверхностью нижней стороны 315 на концах 311 и 313 блока 306 трактов без дополнительных компонентов, отделяющих оголовочные уплотнения 223 от нижней стороны корпуса 130 дроссельных заслонок.
Три стороны оголовочных уплотнений 223 могут непосредственно контактировать с корпусом 250 ресивера. В частности, боковые стороны 309 могут находиться в изолирующем контакте с внутренними стенками боковых сторон 235 и 237, а нижняя сторона 307 может находиться в изолирующем контакте с выступами 246 корпуса 250 ресивера. Следовательно, оголовочные уплотнения 223 не могут полностью доходить до нижней стороны 244 ресивера 118. Наоборот, оголовочные уплотнения 223 могут проходить только часть высоты корпуса 250 ресивера. В частности, могут отсутствовать дополнительные компоненты, разделяющие боковые стороны 309 оголовочных уплотнений 223 и боковые стороны 235 и 237 корпуса 250 ресивера. Кроме того, могут отсутствовать дополнительные компоненты, разделяющие нижнюю сторону 307 оголовочных уплотнений 223 от выступов 246 корпуса 250 ресивера. То есть, оголовочные уплотнения 223 по всей окружности 360 градусов могут обеспечить изолирующий контакт с корпусом 250 ресивера и корпусом 130 дроссельных заслонок. Это значит, что оголовочные уплотнения 223 могут обеспечить физическую и гидравлическую изоляцию между частью ресивера 118, проходящей на длину корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха, и частями ресивера 118, не включающими в себя корпус 220 охладителя 120 наддувочного воздуха. Таким образом, оголовочные уплотнения 223 могут обеспечить герметичный канал, по которому по текучей среде могут сообщаться ресивер 118 и корпус 130 дроссельных заслонок, проходящий от одного оголовочного уплотнения 223 охладителя 120 наддувочного воздуха до другого. При входе в ресивер 118 через вход 119, впускной воздух и/или газ могут принуждаться проходить через часть кожуха 121 ресивера, ограниченную оголовочными уплотнениями 223 и попадать в блоки 134 трактов корпуса 130 дроссельных заслонок.
Поперечный разрез, показанный на фиг. 4, выполнен по секущей плоскости 350.
На фиг. 4 показана схема 400, показывающая третий изометрический покомпонентный вид впускного узла 140. Поперечный разрез впускного узла 140 был выполнен по показанной на фиг. 3 секущей плоскости, открывающей полый кожух 121 ресивера, заданный корпусом 250 ресивера. Как было разъяснено выше, охладитель 120 наддувочного воздуха может быть помещен внутрь корпуса 250 ресивера таким образом, что корпус 220 охладителя наддувочного воздуха будет физически отделен от корпуса 250 ресивера. При этом, наружные поверхности 408 корпуса 220 могут находиться на некотором расстоянии (например, удалены) от внутренних поверхностей боковых сторон 235 и 237 корпуса 250 ресивера. Пространством между наружными поверхностями 408 корпуса 220 охладителя наддувочного воздуха и боковыми сторонами 235 и 237 ресивера 118 может формироваться байпасный канал 604, как это показано на фиг. 6 - фиг. 7.
Несколько охладительных пластин 406 могут составлять собой корпус 220 охладителя 120 наддувочного воздуха, границы которого заданы двумя оголовочными крышками 222. Как показано, охладитель 120 наддувочного воздуха может быть водно-воздушным охладителем, то есть каждая из охладительных пластин 406 может содержать хладагентные трубопроводы 606, показанные на фиг. 6 - фиг. 7, сообщающиеся по текучей среде с хладагентным входом 122 и хладагентным выходом 124, показанными на фиг. 2. Хотя в иллюстрируемом осуществлении охладительные пластины 406 показаны плоскими, в других осуществлениях они могут быть гофрированными. Каналы в охладительных пластинах 406 могут принимать хладагент из хладагентного входа 122, показанного на фиг. 2, и предоставлять возможность для протекания хладагента до хладагентного выхода 124, показанного на фиг. 2. Охладительные пластины 406 могут содержать металл, например, алюминий, с высокой теплопроводностью.
Как показывается на фиг. 3, на углах интерфейса между внутренними краями оголовочных уплотнений 233 и оголовочных крышек 222 могут находиться апертуры 402. Апертуры 402 могут иметь такие размеры, чтобы сквозь них могли проходить приводные штанги 229 с сохранением полного изолирующего контакта между ними. То есть, приводные штанги могут находиться в непосредственном изолирующем контакте с внутренним краем оголовочных уплотнений 223 и с наружным краем торцевых крышек 222 таким образом, что могут отсутствовать какие-либо дополнительные компоненты, отделяющие приводные штанги 229 от оголовочных уплотнений 223 и оголовочных крышек 222. Кроме того, приводные штанги могут вращаться вокруг продольной оси 203, сохраняя изолирующий контакт с оголовочными уплотнениями 223 и оголовочными крышками 222 в апертурах. Как было рассмотрено выше, боковые уплотнения 230 могут быть физически связаны с приводными штангами 229. В одном примере, приводные штанги 229 и боковые уплотнения 230 могут быть расположены вертикально в кожухе 121 ресивера ближе к корпусу 130 дроссельных заслонок, чем к нижней стороне 244 ресивера 118. Тем не менее, в других примерах, приводные штанги 229 и боковые уплотнения 230 могут располагаться ближе к нижней части 244 ресивера 118, чем к корпусу 130 дроссельных заслонок.
На фиг. 5 показана схема 500, изображающая первый вид сверху ресивера 118. Как было рассмотрено выше, внутрь ресивера 118 по его центру может быть помещен охладитель 120 наддувочного воздуха. Концы охладителя 120 наддувочного воздуха, задаваемые оголовочными крышками 222 (не показаны), которые могут быть покрыты оголовочными уплотнениями 223, могут входить в углубления 504 корпуса 250 ресивера. Как было рассмотрено выше со ссылкой на фиг. 4, оголовочные уплотнения 223 могут физически контактировать с внутренними поверхностями 404 боковых сторон 235 и 237 корпуса 250 ресивера, а также с выступами 246 корпуса 250 ресивера. То есть, оголовочные уплотнения 223 могут не только обеспечивать изоляцию между внутренней частью 501 и наружной частью 503 кожуха 121 ресивера, как это было описано выше, но также могут ограничивать относительное перемещение охладителя 120 наддувочного воздуха внутри корпуса 250 ресивера. Внутренняя часть 501 (здесь также называемая полостью 501), поэтому может быть герметичным кожухом, сформированным внутри кожуха 121 ресивера, причем границы этого герметичного кожуха задаются двумя оголовочными уплотнениями 223 охладителя 120 наддувочного воздуха и боковыми сторонами 235 и 237 корпуса 250 ресивера. Внутренняя часть 501 может содержать корпус 220 охладителя 120 наддувочного воздуха, который может содержать охладительные пластины 406.
Приводные штанги 229 могут проходить сквозь оголовочные уплотнения 223 через апертуры 402, показанные на фиг. 4, и могут быть физически связаны с исполнительными устройствами 228 на конце приводных штанг 229, ближайшем к заднему концу 233 ресивера 118. В одном примере ресивер 118 может содержать две приводные штанги 229, и каждая приводная штанга 229 может быть физически связана с одним боковым уплотнением 230. Каждая приводная штанга может быть симметрично расположена на противоположных сторонах корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха. При этом, каждая приводная штанга 229 может располагаться рядом (например, вблизи) с внутренними поверхностями 404 боковых сторон 235 и 237 ресивера 118. То есть, приводные штанги 229 могут располагаться ближе к внутренней поверхности 404 боковых сторон 235 и 237 ресивера 118, чем охладитель 120 наддувочного воздуха. Кроме того, приводные штанги 229 могут проходить вдоль по длине ресивера 118, проходя за каждое оголовочное уплотнение 223 охладителя 120 наддувочного воздуха. Приводные штанги 229 могут быть непосредственно связаны с вращательно-регулируемыми боковыми уплотнениями 230. Вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 могут проходить через ширину приводных штанг 229 вдоль части длины приводных штанг 229. Исполнительные устройства 228 могут вращать приводные штанги вокруг оси вращения приводных штанг 229, причем ось вращения ориентирована в направлении продольной оси 203. Тем самым, вращение приводных штанг 229 может вызывать одновременное вращение вращательно-регулируемых боковых уплотнений 230. В частности, исполнительные устройства 228 посредством приводных штанг 229 могут вращать вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 между открытым первым положением 602 и закрытым вторым положением 702, как описывается далее по тексту со ссылкой на фиг. 6 - фиг. 7. На фиг. 5 вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 показаны в закрытом втором положении 702. Вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 содержат наружные края 508, внутренние края 510 и концевые края 512. И в первом, и во втором положениях, концевые края 512 могут физически контактировать с внутренней поверхностью 301 оголовочных уплотнений 233 и оголовочных крышек 222 таким образом, что могут отсутствовать какие-либо дополнительные компоненты, отделяющие концевые края 512 от оголовочных уплотнений 223 и оголовочных крышек 222. То есть, концевые края 512 могут оставаться в контакте с внутренним торцом 301 оголовочных уплотнений 223 и оголовочных крышек 222 все время, даже во время регулирования и движения боковых уплотнений 203 посредством приводных штанг 229. Поэтому вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 перекрывают длину корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха между оголовочными уплотнениями. Приводные штанги могут выходить за оголовочные уплотнения 223 во внутренние части 503 кожуха 121 ресивера. То есть, вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 могут быть непосредственно связаны с частью приводных штанг 229, содержащейся в полости 501.
Заглушки 502 оголовочного канала могут быть помещены в углубление 504 ближе к переднему концу 231 ресивера 118 для того, чтобы углубление 504 было полностью заполнено. Тем самым, заглушки 502 оголовочного канала могут гарантировать, что полость 501 будет изолирована от остальных частей кожуха 121 ресивера. Заглушки 502 оголовочного канала могут быть расположены таким образом, чтобы физически контактировать с внутренним торцом 301 оголовочных уплотнений, наружным краем 508 вращательно-регулируемых боковых уплотнений и внутренними поверхностями углублений 504. То есть могут отсутствовать какие-либо дополнительные компоненты, отделяющие заглушки 502 оголовочного канала от оголовочных уплотнений 223 или углублений, или вращательно-регулируемых боковых уплотнений 230. Кроме того, заглушки 502 оголовочного канала могут проходить вертикально в углубления 504 так, что они пройдут всю высоту оголовочных уплотнений 223. То есть, заглушки 502 оголовочного канала могут быть заподлицо с верхней стороной 305 и нижней стороной 307 показанных на фиг. 3 оголовочных уплотнений 223.
Показанный на фиг. 6 - фиг. 7 поперечный разрез образован секущей плоскостью 530.
На фиг. 6 показана схеме 600, изображающая вид сбоку ресивера 118, взятый в разрезе по секущей плоскости 530. На фиг. 6 вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 показаны в открытом первом положении 602. В открытом первом положении 602, наружные края 508 боковых уплотнений 230 могут не находиться в изолирующем контакте с внутренними поверхностями 404 боковых сторон 235 и 237 ресивера 118. Кроме того, внутренние края 510 боковых уплотнений 230 могут не находиться в изолирующем контакте с наружными поверхностями 408 охладителя 120 наддувочного воздуха. То есть, в открытом первом положении, поступающий в ресивер 118 воздух может идти в обход охладителя 120 наддувочного воздуха. В частности, воздух может проходить через байпасный канал 604 с любой из сторон охладителя 120 наддувочного воздуха. Стрелками 680 показано направление течения воздуха через ресивер 118. Байпасный канал 604 может включать в себя пространство между наружной поверхностью 408 охладителя 120 наддувочного воздуха (например, снаружи охладительных пластин) и внутренней поверхностью 404 ресивера 118, проходящей по всей высоте ресивера 118. Таким образом, когда боковые уплотнения 230 находятся в своем первом открытом положении 602, вместо того, чтобы течь между охладительными пластинами 406 внутри охладителя 120 наддувочного воздуха, поступающий в ресивер наддувочный воздух может обтекать охладитель 120 наддувочного воздуха по байпасному каналу 604. В частности, наддувочный воздух может течь между наружной поверхностью 408 охладителя 120 наддувочного воздуха и внутренними поверхностями 404 боковых сторон 235 и 237 ресивера 118.
Внутри охладительных пластин охладителя 120 наддувочного воздуха показаны хладагентные трубопроводы 606. Как было рассмотрено выше, хладагентные трубопроводы 600 в охладительных пластинах 406 могут принимать хладагент из хладагентного входа 122, показанного на фиг. 2 и позволять хладагенту дотекать до хладагентного выхода 124, показанного на фиг. 2. Поэтому, поток хладагента в трубопроводах может быть существенно перпендикулярен потоку воздуха, движущемуся через кожух 121 ресивера. В некоторых примерах, хладагентные трубопроводы 606 в охладительных пластинах 406 связаны друг с другом последовательно. Поэтому, общие направления потока хладагента в соседних охладительных пластинах могут быть противоположными. Например, в верхней половине охладительного канала хладагент может течь поперек ресивера 118 в первом направлении, а в нижней половине охладительного канала хладагент может течь поперек ресивера в противоположном направлении.
На фиг. 7 показана шестая схема 700, изображающая вид сбоку ресивера 118 в поперечном сечении, взятом по секущей плоскости 530, в ситуации, когда вращательно-регулируемые боковые уплотнения 230 находятся в закрытом втором положении 702. Боковые уплотнения 230 могут проходить через диаметр приводных штанг 229 таким образом, что в закрытом втором положении 702 наружные края 508 боковых уплотнений 230 могут находиться в изолирующем контакте с внутренними поверхностями 404 боковых сторон 235 и 237 ресивера 118. Никакие дополнительные компоненты могут не отделять наружный край 508 от внутренней поверхности 404. Дополнительно, во втором закрытом положении 702 внутренние края 510 боковых уплотнений 230 могут находиться в изолирующем контакте с наружными поверхностями 408 корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха. Никакие дополнительные компоненты могут не отделять внутренний край 510 от наружной поверхности 408 при нахождении бокового уплотнения 230 в его закрытом втором положении 702. То есть, когда боковые уплотнения 230 находятся в их закрытом втором положении 702, поступающий в ресивер 118 воздух могут принуждать проходить через охладитель 120 наддувочного воздуха. Стрелками 608 показано течение воздуха через ресивер 118 и охладитель 120 наддувочного воздуха. Поступающий в ресивер 118 воздух может затечь в байпасный канал 604, но не сможет полностью преодолеть весь байпасный канал, так как может быть остановлен боковыми уплотнениями 230. То есть, боковые уплотнения могут не допустить протекания воздуха через байпасный канал 604, и могу заставить воздух течь через охладитель 120 воздуха наддува. В одном примере, при нахождении боковых уплотнений 230 во втором закрытом положении, весь поступающий в ресивер 118 воздух может быть принужден течь между внутренними охладительными пластинами 406 охладителя 120 наддувочного воздуха. То есть, весь поступающий в ресивер 118 воздух может быть направлен через внутренность корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха.
Также важно отметить то, что вращающиеся боковые уплотнения 230 могут быть выставлены в любое положение между открытым первым положением 602 и закрытым вторым положением 702. Тем самым обеспечивается возможность изменения объема воздуха, протекающего через байпасный канал 604 и охладитель 120 наддувочного воздуха. Как было рассмотрено выше, может иметься два боковых уплотнения 230, каждое из которых физически связано с одной из приводных штанг 229, расположенных на противоположных сторонах корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха. То есть, может иметься два байпасных канала 604, по одному с каждой стороны корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха между сторонами 235 и 237 ресивера 118 и корпусом 220 охладителя 120 наддувочного воздуха. Каждая приводная штанга 229 может быть физически связана с одним из исполнительных устройств 228. Таким образом можно выполнять независимую регулировку каждого из боковых уплотнений 230. То есть, одно из боковых уплотнений 230 может находиться в открытом первом положении 602, в то время как другое боковое уплотнение 230 может находиться в закрытом втором положении 702, что будет изменять объем наддувочного воздуха, пускаемого в обход охладителя 120 наддувочного воздуха.
Таким образом, поступающий в ресивер впускного узла наддувочный воздух можно избирательно направлять или в охладитель наддувочного воздуха, или в обход него, в зависимости от положения вращательно-регулируемых боковых уплотнений в ресивере 118. Другими словами, расход воздушного потока через охладитель наддувочного воздуха можно изменять, изменяя положение боковых уплотнений. Во втором закрытом положении боковые уплотнения могут находиться в изолирующем контакте с наружными поверхностями охладителя наддувочного воздуха и внутренними поверхностями ресивера, заставляя воздух направляться между охладительными пластинами внутри охладителя наддувочного воздуха. В первом открытом положении, боковое уплотнение может не находиться в изолирующем контакте с охладителем наддувочного воздуха, что может позволить наддувочному воздуху при протекании через ресивер направляться в обход охладителя наддувочного воздуха.
На фиг. 8 в изометрии показан впускной узел 140 в сборе, содержащий ресивер 118 и корпус 130 дроссельных заслонок. Корпус 130 дроссельных заслонок показан прикрепленным болтами к ресиверу 118. Внутри ресивера 118 может содержаться (не показан) охладитель 120 наддувочного воздуха.
Таким образом, впускной узел 140 может включать в себя комплект статических уплотнений, содержащий уплотнительные кольца 216, оголовочные уплотнения 223 и заглушки 502 оголовочного канала. В совокупности, уплотнительные кольца 216, оголовочные уплотнения 223 и заглушки 502 оголовочного канала обеспечивают то, чтобы внутренняя часть 501 кожуха 121 ресивера, содержащая корпус 220 охладителя наддувочного воздуха, была полностью изолирована от окружающей среды. То есть, статические уплотнения могут гарантировать, чтобы поступающий в ресивер 118 воздух был вынужден идти через часть ресивера 118, содержащую охладитель 120 наддувочного воздуха. Активно регулируемые боковые уплотнения 230 можно отрегулировать в открытое первое положение 602, и в этом случае поступающий в ресивер воздух может проходить в обход охладителя 120 наддувочного воздуха. Тем самым, при открытом первом положении могут быть снижены уровни конденсата в охладителе 120 наддувочного воздуха. Однако боковые уплотнения можно также перевести в закрытое второе положение 702, в котором боковые уплотнения окажутся в изолирующем контакте с оголовочными уплотнениями 223, внутренними стенками ресивера 118 и наружными поверхностями корпуса 220 охладителя 120 наддувочного воздуха. То есть, при закрытом втором положении 702 поступающий в ресивер 118 воздух может быть вынужден идти через охладитель 120 наддувочного воздуха, в результате чего может происходить охлаждение впускного воздуха.
На фиг. 9 показана блок-схема способа 900 регулирования потока воздуха, протекающего через охладитель наддувочного воздуха, встроенный во впускной узел. Впускной узел (например, впускной узел 140) может содержать ресивер (например, ресивер, 118), который может содержать помещенный внутрь него охладитель наддувочного воздуха (например, охладитель 120 наддувочного воздуха). Ресивер 118 может сообщаться по текучей среде с впускными трактами (например, трактом 134) корпуса (например, корпуса 130) дроссельных заслонок. Инструкции для выполнения способа 200 могут храниться в запоминающем устройстве контроллера двигателя, например, контроллера 150, показанного на фиг. 1. Кроме того, способ 900 может выполняться контроллером. Кроме того, способом 900 может быть представлен способ эксплуатации встроенного охладителя наддувочного воздуха и впускного ресивера, показанных на фиг. 1 - фиг. 8 согласно вышеприведенному описанию. Например, контроллер может информационно сообщаться с одним или несколькими исполнительными устройствами (например, исполнительными устройствами 228), каждое из которых может быть связано с вращательной приводной штангой (например, вращательной приводной штангой 229). Вращательная приводная штанга может быть непосредственно связана с динамическим первым уплотнением (например, боковым уплотнением 230), и может проходить вдоль по длине ресивера. При этом контроллер может вращать первое уплотнение между первым положением (например, положением 602) и вторым положением (например, положением 702) посредством одного или нескольких исполнительных устройств. Кроме того, первое уплотнение может быть в изолирующем контакте со статическим вторым уплотнением (например, оголовочными уплотнениями 223) на каждом из концов охладителя наддувочного воздуха.
Выполнение способа 900 начинается на этапе 902, на котором контроллер (например, контроллер 150) оценивает и/или измеряет условия работы двигателя по данным обратной связи от некоторого количества датчиков (например, датчиков 162). К условиям работы двигателя может быть отнесено следующее: температура впускного воздуха, температура отработавших газов, частота вращения и нагрузка двигателя, массовый расход воздуха, давление в коллекторе, влажность окружающего воздуха и т.п.
Затем, на этапе 904 контроллер выясняет, не превышает ли своего порогового значения температура впускного воздуха, поступающего в ресивер. Пороговая температура может быть предустановленной и может определяться одним или несколькими из следующих параметров: детонация двигателя и/или температура, при которой внутри охладителя наддувочного воздуха может образовываться конденсат. В альтернативных осуществлениях способ на этапе 904 может включать в себя оценивание дополнительных или альтернативных условий работы, которые могут быть показательными с точки зрения образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Например, на этапе 904 способ может включать в себя определение того, образуется ли конденсат в охладителе наддувочного воздуха или определения того, что вероятность его образования велика, исходя из условий работы двигателя, включающих в себя температуру впускного воздуха выше по потоку или ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха.
Если температура поступающего в ресивер воздуха ниже своего порогового значения, то способ 900 переходит на этап 906 и контроллер переводит вращательно-подвижное первое уплотнение (например, вращательно-регулируемое боковое уплотнение 230) в открытое первое положение. В другом примере, если конденсат образуется в ОНВ, или если вероятность его образования там велика, способ может перейти на этап 906 для перевода первого уплотнения в открытое первое положение. Первым положением может быть положение, в котором первое уплотнение не находиться в изолирующем контакте с наружной поверхностью (например, с наружной поверхностью 408) охладителя наддувочного воздуха. То есть, контроллер может отвести внутренний первый край (например, внутренние края 510) от наружной поверхности охладителя наддувочного воздуха в направлении внутренней поверхности ресивера (например, внутренних поверхностей 404). При вращении первого уплотнения в первое положение, первое уплотнение может оставаться в скользящем и изолирующем контакте со вторым уплотнением (например, с оголовочными уплотнениями 223). То есть, могут отсутствовать дополнительные компоненты, разделяющие первое и второе уплотнения при полном обороте первого уплотнения относительно второго уплотнения. Если первое уплотнение уже находилось в первом положении, оно может в нем и оставаться.
Способ 900 может перейти на этап 908 и пустить поток поступающего в ресивер наддувочного воздуха через байпасный канал в обход охладителя воздуха наддува (например, через байпасный канал 604). Другими словами, при нахождении первого уплотнения в первом положении, поступающий в ресивер воздух можно направить в обход охладителя наддувочного воздуха, между наружной поверхностью охладителя наддувочного воздуха и внутренней поверхностью ресивера. При этом, когда первое уплотнение находится в первом положении, поступающий в ресивер воздуха может не протекать через охладитель наддувочного воздуха, а вместо этого обтекать охладитель наддувочного воздуха по байпасному каналу (например, по каналу 604). В другом примере, часть наддувочного воздуха может все-таки протекать через охладитель наддувочного воздуха, но большая часть наддувочного воздуха может протекать через байпасный канал, а не через внутренность охладителя наддувочного воздуха. При этом, при нахождении первого уплотнения в первом положении, поступающий в ресивер воздух может не охлаждаться охладителем наддувочного воздуха. На этапе 908 способ также содержит направление воздуха вокруг охладителя наддувочного воздуха через байпасный канал, существующий между наружной поверхностью охладителя наддувочного воздуха и внутренними стенками ресивера, за первое уплотнение с попаданием в корпус дроссельных заслонок. Выполнение способа на этом может завершиться.
Тем не менее, если на этапе 904 контроллер выяснит, что температура поступающего в ресивер воздуха превышает свое пороговое значение, то способ 900 может перейти на этап 910 и перевести первое уплотнение в закрытое второе положение (например, второе положение 702). Закрытое второе положение может быть положением, в котором первое уплотнение находится в изолирующем контакте с наружной поверхностью охладителя наддувочного воздуха. В закрытом втором положении первое уплотнение дополнительно может находиться в изолирующем контакте с внутренней поверхностью ресивера. То есть, контроллер может отвести внутренний первый край первого уплотнения от внутренней поверхности ресивера в направлении наружной поверхности охладителя наддувочного воздуха. Тем самым контроллер может также подвести наружный второй край (например, наружные края 508) первого уплотнения к внутренней поверхности ресивера. Наружный второй край может находиться напротив внутреннего первого края первого уплотнения. В процессе вращения первого уплотнения во второе положение, первое уплотнение может оставаться в скользящем контакте со вторым уплотнением (например, с оголовочными уплотнениями 223). При этом, могут отсутствовать дополнительные компоненты, разделяющие первое и второе уплотнения при полном обороте первого уплотнения относительно второго уплотнения. Поэтому, находясь во втором положении, первое уплотнение может находиться в изолирующем контакте по всем своим краям. На внутреннем крае первое уплотнение может находиться в изолирующем контакте с охладителем наддувочного воздуха, расположенный напротив второй край может находиться в изолирующем контакте с ресивером, а два остальных края могут находиться в изолирующем контакте со вторыми уплотнениями. Если первое уплотнение уже находилось во втором положении, тогда на этапе 910 это его положение может быть сохранено.
Способ 900 может продолжиться переходом с этапа 910 на этап 912, на котором поток поступающего в ресивер воздуха будет пущен через внутренность охладителя наддувочного воздуха. В частности, поступающий в ресивер воздух может принуждаться течь между внутренними поверхностями охладителя наддувочного воздуха таким образом, чтобы воздух протекал между охладительными пластинами (например, охладительными пластинами 406) охладителя наддувочного воздуха. То есть, при нахождении первого уплотнения в закрытом втором положении, поступающий в ресивер воздух может не течь по байпасному каналу, и может течь только сквозь охладитель наддувочного воздуха. Тем самым можно охлаждать поступающий в ресивер воздух охладителем наддувочного воздуха. При этом, поступающий в ресивер воздух не может попасть за первое уплотнение в байпасном канале, но вместо этого может протекать между охладительными пластинами охладителя наддувочного воздуха. Выполнение способа на этом может быть завершено.
Способ 900 может также включать в себя подачу потока хладагента по трубопроводам (например, по хладагентным трубопроводам 600), расположенным внутри охладительных пластин охладителя наддувочного воздуха. В частности, поток хладагента может быть подан через первый хладагентный вход ресивера (например, апертуры 224), через второй хладагентный вход охладителя наддувочного воздуха (например, хладагентный вход 122) в трубопроводы охладительных пластин. Кроме того, поток хладагента может выводиться из трубопроводов охладителя наддувочного воздуха через первый хладагентный выход (например, хладагентный выход 124) охладителя наддувочного воздуха и через второй хладагентный выход (например, апертуры 224) ресивера. Как раскрыто со ссылкой на фиг. 2, первый хладагентный вход ресивера и второй хладагентный вход охладителя наддувочного воздуха могут находиться в изолирующем контакте друг с другом через первое торцевое уплотнение (например, уплотнительные кольца 216), а первый хладагентный выход охладителя наддувочного воздуха и второй хладагентный выход ресивера могут находиться в изолирующем контакте друг с другом через второе торцевое уплотнение (например, уплотнительные кольца 216). В одном примере, может поддерживаться постоянная циркуляция хладагента через охладитель наддувочного воздуха. То есть, хладагент может протекать через охладитель наддувочного воздуха в процессе выполнения способа 900. В другом примере, циркуляция хладагента через охладитель наддувочного воздуха может быть запущена только тогда, когда первое уплотнение находится в закрытом втором положении, и поступающий в ресивер воздух принуждается проходить через внутренность охладителя наддувочного воздуха.
Следует понимать, что хотя способ 900 раскрывает нахождение контроллера в информационном сообщении с одним исполнительным устройством, способным регулировать положение первого уплотнения, в других примерах контроллер может информационно сообщаться с более чем одним исполнительным устройством. То есть, исполнительных устройств может быть больше одного, и каждое исполнительное устройство может быть физически связано с одной приводной штангой, а каждая приводная штанга может быть физически связана с динамическим первым уплотнением. Это означает, что способ 900 может дополнительно предусматривать регулирование положения двух и более первых уплотнений. Кроме того, так как каждое из динамических первых уплотнений может управляться своим собственным исполнительным устройством, контроллер может независимо регулировать положение каждого из первых уплотнений.
Таким образом, впускной узел двигателя может содержать охладитель наддувочного воздуха, встроенный в ресивер впускного узла двигателя. Корпус охладителя наддувочного воздуха может проходить вдоль длины ресивера и на обоих торцах может закрываться оголовочными крышками. Корпус с обеих сторон может быть отделен от ресивера, чем формируются байпасные каналы между наружными поверхностями корпуса охладителя наддувочного воздуха и внутренними поверхностями сторон ресивера. Корпус может содержать несколько охладительных пластин, отстоящих друг от друга таким образом, чтобы между ними мог проходить воздух. Кроме того, охладительные пластины могут содержать хладагентные трубопроводы, по которым может течь хладагент, охлаждая воздух, проходящий через охладительные пластины. Хладагент может втекать в охладитель наддувочного воздуха через первый хладагентный вход, имеющийся в ресивере, и через второй хладагентный вход, расположенный на фланце одной из оголовочных крышек. После того, как он протечет по трубопроводам, хладагент может вытечь из охладителя наддувочного воздуха через первый хладагентный выход, расположенный на фланце одной из оголовочных крышек. Затем хладагент может протечь через второй хладагентный выход, имеющийся в ресивере. Между первым и вторым хладагентными входами и между первым и вторым хладагентными выходами могут быть расположены уплотнительные кольца, обеспечивающие изолирующий контакт. Также может быть предусмотрен способ для подачи потока хладагента в охладитель наддувочного воздуха и из него через хладагентные входы, выходы и трубопроводы в охладительных пластинах.
Вдоль корпуса охладителя наддувочного воздуха на каждой из сторон охладителя наддувочного воздуха может проходить комплект вращательно регулируемых первых уплотнений, который может располагаться в байпасных каналах ресивера. Вращающиеся первые уплотнения могут быть связаны с приводными штангами, каждая из которых может быть физически связана с исполнительными устройствами, способными вращать приводные штанги. При этом, первые уплотнения можно регулировать между открытым первым положением, в котором первые уплотнения не находятся в изолирующем контакте с наружной поверхностью корпуса охладителя наддувочного воздуха, и закрытым вторым положением, в котором первые уплотнения находятся в изолирующем контакте с наружной поверхностью корпуса охладителя наддувочного воздуха. Во втором закрытом положении первые уплотнения могут также находиться в изолирующем контакте с внутренней поверхностью сторон ресивера. По окружности каждой их оголовочных крышек может быть размещен комплект вторых статических уплотнений. Комплект первых уплотнений может полностью проходить между внутренними торцами комплекта вторых статических уплотнений, с которыми может находиться в изолирующем контакте. То есть, каждое из первых уплотнений может находиться в изолирующем контакте с обоими вторыми статическими уплотнениями, и может сохранять этот изолирующий контакт в процессе любых регулировок между первым и вторым положениями. Поэтому, в закрытом втором положении, первые уплотнения могут находиться в изолирующем контакте с внутренними поверхностями ресивера, наружными поверхностями корпуса охладителя наддувочного воздуха, внутренними торцами комплекта вторых уплотнений по всей их окружности.
При нахождении первых уплотнений в первом положении, поступающий в ресивер воздух может обтекать охладитель наддувочного воздуха по байпасному каналу, располагающемуся между наружными поверхностями корпуса охладителя наддувочного воздуха и внутренними поверхностями сторон ресивера. Во втором положении первые уплотнения могут уменьшить количество воздуха, протекающего через байпасный канал. В некоторых примерах, при нахождении во втором положении первые уплотнения могут полностью перекрывать поток воздуха через байпасный канал. То есть, при переводе первых уплотнений из их первого положения во второе положение можно увеличить количество воздуха, протекающего между охладительными пластинами охладителя наддувочного воздуха. В некоторых примерах, при нахождении первых уплотнений в их втором положении, весь попадающий в ресивер воздух может принуждаться проходить через внутренность охладителя наддувочного воздуха. Также может быть предусмотрен способ регулирования первых уплотнений между их первым и вторым положениями в зависимости от температуры поступающего в ресивер воздуха. Если температура впускного воздуха будет ниже порогового значения, то первые уплотнения можно перевести в их первое положение, чтобы воздух обтекал охладитель наддувочного воздуха. Но если температура впускного воздуха будет выше своего порогового значения, тогда первые уплотнения можно перевести в их второе положение, чтобы воздух принуждался проходить через охладитель наддувочного воздуха.
Таким образом, за счет регулирования бокового уплотнения так, чтобы расход воздуха через охладитель наддувочного воздуха варьировался в зависимости от температуры впускного воздуха, достигается технический результат снижения образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, встроенном во впускной узел. Кроме того, регулирование боковых уплотнений может способствовать поддержанию оптимальной температуры наддувочного воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. В отсутствие регулируемых боковых уплотнений поступающий в ресивер воздух может быть вынужден проходить сквозь встроенный охладитель наддувочного воздуха. Результатом этого может быть охлаждение воздуха охладителем наддувочного воздуха до температуры, при которой в охладителе наддувочного воздуха может начаться образование конденсата. Конденсат из охладителя наддувочного воздуха может попадать в двигатель, приводя к пропускам зажигания и/или к неисправностям двигателя. Тем не менее, если температура поступающего в ресивер впускного воздуха будет ниже пороговой температуры, при которой может начаться конденсация, регулируемые первые уплотнения можно перевести в положение, позволяющее впускному воздуху обтекать охладитель наддувочного воздуха. При этом, встраивание охладителя наддувочного воздуха в ресивер впускного узла позволит сделать более компактной компоновку впускного узла. Кроме того, включение в конструкцию регулируемых уплотнений, способных регулировать поток воздуха через охладитель наддувочного воздуха, позволит поддерживать на приемлемом уровне температуру впускного воздуха, поступающего в двигатель, что может замедлить развитие неисправностей в нем. Другими словами, за счет применения регулируемых боковых уплотнений можно избежать вредных для двигателя температур впускного воздуха.
При этом, система статических уплотнений гарантирует эффективность встроенного во впускной узел охладителя наддувочного воздуха. Другими словами, серия уплотнений гарантирует, что попадающему во впускной узел воздуху придется пройти сквозь охладитель наддувочного воздуха. Кроме того, без необходимости устраивать наружный байпасный канал, регулируемые боковые уплотнения могут позволить воздуху обтечь находящийся внутри впускного узла охладитель наддувочного воздуха в случае, если температура впускного воздуха будет насколько низка, что появится риск образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Таким образом, регулируемые боковые уплотнения создают условия для встраивания охладителя наддувочного воздуха во впускной узел и повышения компактности компоновки впускного узла, снижая при этом образование конденсата в охладителе наддувочного воздуха. В результате достигается меньший по размеру и более компактный впускной узел, при совсем отсутствующем или незначительном ухудшении эффективности и долговечности двигателя.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и могут выполняться системой управления, включающей в себя контроллер в комбинации с разнообразными датчиками, исполнительными устройствами и другими компонентами аппаратной части двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Что подразумевает, что проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, в которой раскрытые действия реализуются выполнением инструкций в системе, содержащей разнообразные компоненты аппаратной части двигателя в комбинации с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения содержит все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СИСТЕМА И СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) РАБОТЫ НАСОСА ХЛАДАГЕНТА С ПРИВОДОМ ОТ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2706327C2 |
| СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА В ТРАКТЕ ДВИГАТЕЛЯ | 2016 |
|
RU2711900C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ С НАДДУВОМ | 2017 |
|
RU2695878C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ (ВАРИАНТЫ) | 2016 |
|
RU2689274C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СООТВЕТСТВУЮЩАЯ СИСТЕМА | 2016 |
|
RU2697899C1 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ) | 2015 |
|
RU2686601C2 |
| СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ (ВАРИАНТЫ) | 2017 |
|
RU2718391C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА ДВИГАТЕЛЯ НА ОСНОВАНИИ СИГНАЛОВ КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА | 2014 |
|
RU2673644C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ПРОДУВКИ ОХЛАДИТЕЛЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ОТ КОНДЕНСАТА | 2016 |
|
RU2679090C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2014 |
|
RU2609139C1 |
Изобретение относится к машиностроению, а именно к впускной системе со встроенным охладителем наддувочного воздуха. Впускной узел двигателя содержит ресивер со встроенным охладителем наддувочного воздуха (ОНВ). Первое оголовочное уплотнение расположено по окружности первого оголовка ОНВ. Первое вращательно-подвижное уплотнение расположено в байпасном канале, образованном между сторонами корпуса ОНВ и ресивером, и граничит скользящим контактом с первым оголовочным уплотнением. При этом первое подвижное уплотнение выполнено с возможностью изменения потока воздуха через байпасный канал. Также раскрыт вариант впускного узла двигателя и способ для двигателя. Технический результат заключается в уменьшении образования конденсата. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Впускной узел двигателя, содержащий:
ресивер со встроенным охладителем наддувочного воздуха (ОНВ);
первое оголовочное уплотнение, расположенное по окружности первого оголовка ОНВ; и
первое вращательно-подвижное уплотнение, расположенное в байпасном канале, образованном между сторонами корпуса ОНВ и ресивером, и граничащее скользящим контактом с первым оголовочным уплотнением, причем первое подвижное уплотнение выполнено с возможностью изменения потока воздуха через байпасный канал.
2. Впускной узел по п. 1, отличающийся тем, что первое подвижное уплотнение является регулируемым между первым положением, при котором текущий через ресивер наддувочный воздух протекает через байпасный канал и по меньшей мере частично идет в обход ОНВ, и вторым положением, при котором текущий через ресивер наддувочный воздух протекает через ОНВ, минуя байпасный канал.
3. Впускной узел по п. 2, отличающийся тем, что и в первом, и во втором положениях первое подвижное уплотнение продолжает находиться в изолирующем контакте с первым оголовочным уплотнением и вторым оголовочным уплотнением, расположенным по окружности второго оголовка ОНВ, причем второй оголовок ОНВ расположен на противоположном от первого оголовка конце ОНВ.
4. Впускной узел по п. 3, отличающийся тем, что первое подвижное уплотнение непосредственно связано с вращательной штангой, связанной с исполнительным устройством, информационно связанным с контроллером, причем вращательная штанга проходит по длине ресивера от точки за пределами первого оголовочного уплотнения до точки за пределами второго оголовочного уплотнения, и первое подвижное уплотнение проходит вдоль вращательной штанги от первого оголовочного уплотнения до второго оголовочного уплотнения.
5. Впускной узел по п. 2, отличающийся тем, что первый конец первого подвижного уплотнения находится в изолирующем контакте с внутренней стенкой ресивера при нахождении первого подвижного уплотнения во втором положении, при этом и в первом, и во втором положениях первое подвижное уплотнение остается в контакте с внутренней стенкой ресивера.
6. Впускной узел по п. 2, отличающийся тем, что в первом положении первое подвижное уплотнение отведено от наружной стенки корпуса ОНВ и не находится с ней в изолирующем контакте, а во втором положении первое подвижное уплотнение находится в изолирующем контакте с наружной стенкой корпуса ОНВ.
7. Впускной узел по п. 1, отличающийся тем, что ресивер установлен между компрессором и двигателем, а также содержит корпус дроссельных заслонок, связанный с ресивером, при этом корпус дроссельных заслонок содержит некоторое количество впускных трактов, и каждый впускной тракт связан по текучей среде с цилиндром двигателя.
8. Впускной узел по п. 7, отличающийся тем, что окружность первого оголовочного уплотнения находится в изолирующем контакте с внутренними стенками ресивера и корпусом дроссельных заслонок, так что есть возможность течения воздуха от ресивера к корпусу дроссельных заслонок между первым оголовочным уплотнением и вторым оголовочным уплотнением, расположенным по окружности второго оголовка ОНВ.
9. Впускной узел по п. 1, отличающийся тем, что каждое уплотнение из второго комплекта уплотнений выполнено с возможностью независимого регулирования между первым и вторым положениями.
10. Впускной узел по п. 1, отличающийся тем, что охладитель наддувочного воздуха содержит хладагентный вход и хладагентный выход, связанные по текучей среде с хладагентным каналом и охладительными пластинами, проходящими в кожухе ресивера и связанными с хладагентным каналом, а также содержит третий комплект уплотнений, расположенный между торцами хладагентного входа и хладагентного выхода и ответными торцами ресивера, и при этом охладительные пластины содержат хладагентные трубопроводы для протекания по ним хладагента.
11. Впускной узел по п. 1, отличающийся тем, что также содержит канальные уплотнения, расположенные между внутренними стенками ресивера и первым оголовочным уплотнением и находящиеся в изолирующем контакте с ними, и сопрягающиеся с первым концом первого подвижного уплотнения, когда второй конец первого подвижного уплотнения находится в изолирующем контакте с наружной стенкой корпуса ОНВ.
12. Способ для двигателя, содержащий:
регулирование положения первого уплотнения, расположенного между внутренней стенкой ресивера и наружной стенкой охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) с целью варьирования потока воздуха через ОНВ, встроенный внутрь ресивера, который связан с впускными трактами цилиндров двигателя; и
в процессе регулирования скользящее перемещение первого уплотнения за второе уплотнение, полностью окружающее первый оголовок ОНВ, при сохранении контакта со вторым уплотнением.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что регулирование выполняют по температуре поступающего в ОНВ наддувочного воздуха.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что регулирование содержит перевод первого уплотнения в первое положение, при котором наддувочный воздух идет в обход внутренних охладительных трубок ОНВ и обтекает ОНВ снаружи, если температура поступающего в ресивер наддувочного воздуха ниже своего порогового значения, и перевод первого уплотнения во второе положение, при котором наддувочный воздух течет исключительно через внутренние охладительные трубки ОНВ, минуя байпасный канал, находящийся между внутренней стенкой ресивера и наружной стенкой ОНВ, если температура поступающего в ресивер наддувочного воздуха выше своего порогового значения.
15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что перевод первого уплотнения в первое положение содержит:
вращение первого уплотнения в первом направлении для отвода первого края первого уплотнения от наружной стенки ОНВ и вывода из изолирующего контакта с ней; и
подачу потока наддувочного воздуха через байпасный канал за первое уплотнение.
16. Способ по п. 13, отличающийся тем, что перевод первого уплотнения во второе положение содержит:
вращение первого уплотнения во втором, противоположном первому, направлении для подвода первого края первого уплотнения к наружной стенке ОНВ и приведения в изолирующий контакт с ней, и для подвода второго края первого уплотнения, противоположного первому краю относительно оси вращения первого уплотнения, к внутренней стенке ресивера и приведения в изолирующий контакт с ней; и
подачу потока наддувочного воздуха исключительно через внутренние охладительные трубки ОНВ, минуя байпасный канал.
17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что также содержит подачу потока хладагента через первый хладагентный вход ресивера, через второй хладагентный вход ОНВ, через внутренние хладагентные трубки ОНВ, из ОНВ через первый хладагентный выход ОНВ, и из второго хладагентного выхода ресивера, причем первый хладагентный вход ресивера и второй хладагентный вход ОНВ соосны и находятся в изолирующем контакте друг с другом посредством первого торцового уплотнения, а первый хладагентный выход ОНВ и второй хладагентный выход ресивера соосны и находятся в изолирующем контакте друг с другом посредством второго торцового уплотнения.
18. Способ по п. 12, отличающийся тем, что регулирование выполняют посредством исполнительного устройства, связанного с вращательной приводной штангой, непосредственно связанной с первым уплотнением и проходящей вдоль ресивера, причем исполнительное устройство информационно сообщается с контроллером, и при этом скользящее перемещение первого уплотнения за второе уплотнение при сохранении контакта со вторым уплотнением содержит вращение приводной штанги для вращения и скольжения первого края первого уплотнения вдоль внутреннего торца второго уплотнения и для вращения и скольжения второго края первого уплотнения вдоль внутреннего торца третьего уплотнения, причем третье уплотнение полностью окружает второй оголовок ОНВ, при этом первый оголовок ОНВ и второй оголовок ОНВ расположены на противоположных концах ОНВ и ресивера.
19. Впускной узел двигателя, содержащий:
компрессор;
расположенный ниже по потоку от компрессора ресивер со встроенным охладителем наддувочного воздуха (ОНВ);
корпус дроссельных заслонок, связанный с нижнепотоковым концом ресивера и содержащий некоторое количество впускных трактов, связанных с цилиндрами двигателя;
первый комплект уплотнений, расположенных по окружностям оголовочных концов ОНВ; и
второй комплект уплотнений, расположенных между наружными сторонами корпуса ОНВ и ресивером, сопряженный посредством скользящего контакта с первым комплектом уплотнений, причем второй комплект уплотнений проходит между первым оголовочным концом ОНВ и вторым оголовочным концом ОНВ, при этом уплотнения второго комплекта выполнены с возможностью регулирования между первым положением, при котором протекающий через ресивер наддувочный воздух обходит ОНВ, и вторым положением, при котором протекающий через ресивер наддувочный воздух протекает через ОНВ.
20. Впускной узел по п. 19, отличающийся тем, что также содержит контроллер с машиночитаемыми инструкциями для активного регулирования положения второго комплекта уплотнений в зависимости от температуры наддувочного воздуха, причем регулирование содержит приведение в действие первого исполнительного устройства для вращения первой вращательной штанги и приведение в действие второго исполнительного устройства для вращения второй вращательной штанги, причем первая и вторая вращательные штанги проходят через ресивер от точки за пределами первого оголовочного конца ОНВ до точки за пределами второго оголовочного конца ОНВ на противоположных сторонах ОНВ, при этом первое уплотнение первого комплекта уплотнений связано с первой вращательной штангой, а второе уплотнение второго комплекта уплотнений связано со второй вращательной штангой.
| US 20130220289 A1, 29.08.2013 | |||
| Устройство для сигнализации о наличии рыбы в сетях | 1960 |
|
SU137338A1 |
| US 8695574 B2, 15.04.2014. | |||
