УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА, В ЧАСТНОСТИ ВПУСКНОЙ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ТРУБОПРОВОД, ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2022 года по МПК F01P11/02 F02M35/10 

Изобретение относится к устройству для подачи воздуха, в частности к впускному воздухораспределительному трубопроводу, для двигателя внутреннего сгорания.

Для охлаждения через головки цилиндров может протекать охлаждающая жидкость. Охлаждающая жидкость протекает в так называемой охлаждающей камере или охлаждающей рубашке, которая при использовании воды в качестве охлаждающей жидкости также называется водяной рубашкой. При использовании одноцилиндровых головок цилиндров (одиночных головок цилиндров) каждая головка цилиндров включает в себя отдельную охлаждающую камеру.

В охлаждающей камере головки цилиндров в местах с низкой скоростью потока и высокой локальной температурой охлаждающая жидкость может локально закипать в охлаждающей камере. При этом образуются пузырьки пара. Этот пар необходимо отводить из охлаждающей камеры, т.е. охлаждающая камера должна вентилироваться.

В ЕР 1514020 А1 раскрыта головка цилиндров поршневого двигателя внутреннего сгорания с нижней частью головки цилиндров, кожухом головки цилиндров и рамой для установки вала и оси механизма газораспределения. Рама установлена на нижнюю часть головки цилиндров, а на раму установлен кожух головки цилиндров. Рама включает в себя устройство для вентиляции системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. В частности, в находящейся с продольной стороны наружной стенке по всей длине рамы проходит канал для вентиляции системы охлаждения, который у каждого цилиндра включает в себя соединение с геодезически высшей точкой водяной камеры головки цилиндров и тем самым всего цилиндра.

Он предназначен для отведения пара через вентиляционные каналы, соединенные с охлаждающей камерой. Например, при использовании одноцилиндровых головок цилиндров отдельные паяные трубопроводы, выступающие в роли вентиляционных трубок, соединены с охлаждающими камерами. Эти трубопроводы соединяются с емкостью, в которую отводится пар.

Монтаж паяных трубопроводов может быть трудоемким. Монтаж может требовать дополнительные уплотнения, соединительные элементы и т.д.

В основе данного изобретения лежит задача предусмотреть улучшенную вентиляцию охлаждающих камер, в частности, для множества одноцилиндровых головок цилиндров. Предпочтительно, чтобы улучшенная вентиляция была удобной при монтаже и/или состояла из меньшего количества компонентов.

Эти задачи решает устройство для подачи воздуха, в частности, впускной воздухораспределительный трубопровод для двигателя внутреннего сгорания по независимому пункту формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании.

Устройство для подачи воздуха для двигателя внутреннего сгорания с множеством головок цилиндров имеет корпус трубопровода. Корпус трубопровода включает распределительный воздушный канал с множеством выпускных отверстий для соединения с множеством впускных каналов множества головок цилиндров. Корпус трубопровода включает множество одиночных вентиляционных каналов, предусмотренных для вентиляции множества охлаждающих камер и соединяющихся с множеством охлаждающих камер множества головок цилиндров. Корпус трубопровода включает общий вентиляционный канал, с которым соединено множество одиночных вентиляционных каналов.

Таким образом, распределительный воздушный канал, одиночные вентиляционные каналы и общий вентиляционный канал интегрированы в корпус трубопровода. Благодаря этому больше нет необходимости соединять паяные трубопроводы с отдельными головками цилиндров для вентиляции соответствующих охлаждающих камер. Трубопровод распределения подаваемого воздуха особенно подходит для размещения вентиляционных каналов, так как он и без того расположен в области головок цилиндров для доставки подаваемого воздуха.

Распределительный воздушный канал предназначен для распределения подаваемого воздуха среди цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

Распределительный воздушный канал и/или корпус трубопровода могут быть расположены вниз по потоку относительно впускного воздушного патрубка (впускного канала) и/или вверх по потоку относительно впускных каналов головок цилиндров.

Распределительный воздушный канал может быть предусмотрен, в частности, отдельно (обособленно, гидроизолированно) от одиночных вентиляционных каналов и/или отдельно (обособленно, гидроизолированно) от общего вентиляционного канала.

Каждый из противоположных концов общего вентиляционного канала может быть изолирован крышкой.

Один конец одиночного вентиляционного канала может быть изолирован крышкой. Другой конец вентиляционного канала может обеспечивать соединение с охлаждающей камерой.

В одном из вариантов осуществления изобретения общий вентиляционный канал продолжается вдоль корпуса трубопровода и/или параллельно распределительному воздушному каналу. Преимуществом является возможность соединения одиночных вентиляционных каналов с общим вентиляционным каналом по (всей) длине корпуса трубопровода.

В одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения общий вентиляционный канал просверливают. Общий вентиляционный канал просверливается, в частности, методом глубокого сверления. В качестве альтернативы общий вентиляционный канал отливают. Выполнение отверстия реализуется технологически просто. Применение метода глубокого сверления позволяет получать особенно длинный общий вентиляционный канал, имеющий возможность продолжаться, например, по всей длине корпуса трубопровода. Если общий вентиляционный канал изготовляется методом отливки, то создание общего вентиляционного канала может происходить непосредственно в процессе литья корпуса трубопровода.

В одном из примеров осуществления изобретения множество одиночных вентиляционных каналов выполняют сверлением. В качестве альтернативы множество одиночных вентиляционных каналов отливают. Сверление одиночных вентиляционных каналов реализуется технологически просто. С другой стороны, одиночные вентиляционные каналы также могут быть выполнены непосредственно в процессе литья корпуса трубопровода.

В дополнительном примере осуществления изобретения общий вентиляционный канал и/или множество одиночных вентиляционных каналов просверливают с двух сторон в каждом случае. Иными словами, соответствующий канал сверлят с двух концов канала.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество одиночных вентиляционных каналов выбирается для каждого цилиндра, для каждой охлаждающей камеры из множества охлаждающих камер каждой головки цилиндров из множества головок цилиндров. Таким образом, каждая отдельная охлаждающая камера множества головок цилиндров вентилируется через одиночные вентиляционные каналы и общий вентиляционный канал.

Кроме того, в одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения корпус трубопровода включает выпускной вентиляционный канал, соединенный с общим вентиляционным каналом и/или выполненный с возможностью соединения со сборной емкостью. Общий вентиляционный канал имеет возможность вентиляции через выпускной вентиляционный канал, а пар может быть направлен в сборную емкость.

Предпочтительно, чтобы выпускной вентиляционный канал был просверлен или отлит как отвод общего вентиляционного канала. Это позволяет выполнять выпускной вентиляционный канал простым способом.

Выпускной вентиляционный канал предпочтительно продолжается в радиальном направлении относительно продольной оси корпуса трубопровода.

В одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения общий вентиляционный канал и/или множество одиночных вентиляционных каналов продолжаются в стенке корпуса трубопровода. Стенка может окружать распределительный воздушный канал. Таким образом, общий вентиляционный канал и одиночные вентиляционные каналы могут быть расположены в корпусе трубопровода компактно.

В одном из предпочтительных дополнительных вариантов осуществления изобретения множество одиночных вентиляционных каналов в каждом случае продолжается по окружности корпуса трубопровода в стенке корпуса трубопровода.

В другом предпочтительном дополнительном варианте осуществления изобретения общий вентиляционный канал продолжается вдоль корпуса трубопровода в стенке корпуса трубопровода.

Комбинация направлений продолжения одиночных вентиляционных каналов и общего вентиляционного канала делает возможным простое расположение коротких каналов.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество одиночных вентиляционных каналов включает в каждом случае первый, в частности, просверленный участок и второй, в частности, просверленный участок. Первый участок и второй участок встречаются под углом, в частности, под тупым углом. Преимуществом является возможность расположения одиночных вентиляционных каналов, в частности, по окружности стенки корпуса трубопровода без необходимости в сложной геометрии одиночных вентиляционных каналов.

Первый участок одиночного вентиляционного канала может продолжаться, в частности, прямолинейно и/или второй участок одиночного вентиляционного канала может продолжаться, в частности, прямолинейно.

Также допустимо, чтобы общий вентиляционный канал продолжался, в частности, прямолинейно.

В одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения первый участок расположен вверх по потоку относительно второго участка, а второй участок соединяется с общим вентиляционным каналом. Второй участок может, например, пересекать общий вентиляционный канал.

В одном из примеров осуществления изобретения множество одиночных вентиляционных каналов расположено вдоль корпуса трубопровода на равном расстоянии друг от друга. Преимуществом является возможность соединения находящихся на равном расстоянии друг от друга и идентичных по конструкции головок цилиндров с соответствующими охлаждающими камерами с отдельными вентиляционными каналами.

Изобретение также относится к устройству для двигателя внутреннего сгорания. Устройство включает множество одноцилиндровых головок цилиндров (одиночных головок цилиндров) для закрытия цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Одноцилиндровые головки цилиндров содержат в каждом случае охлаждающую камеру, в частности, водяную рубашку, для охлаждения соответствующей одноцилиндровой головки цилиндров. Кроме того, устройство включает устройство для подачи воздуха согласно данному раскрытию. Множество одиночных вентиляционных каналов в каждом случае соединено с одной из множества охлаждающих камер.

Одноцилиндровые головки цилиндров могут иметь, в частности, идентичную конструкцию и/или быть расположены друг от друга на одинаковом расстоянии.

Устройство для подачи воздуха, в частности, корпус трубопровода, может быть установлено на одноцилиндровые головки цилиндров.

Дополнительно изобретение относится к транспортному средству с устройством для подачи воздуха согласно данному раскрытию или с устройством для двигателя внутреннего сгорания согласно данному раскрытию.

Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом в любом сочетании. Другие детали и преимущества данного изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показаны:

Фиг. 1 Вид в перспективе варианта воздухораспределительного трубопровода; и

Фиг. 2 Дополнительный вид в перспективе варианта воздухораспределительного трубопровода; и

Фиг. 3 Сечение варианта воздухораспределительного трубопровода и участка головки цилиндров.

Изображенные на фигурах варианты осуществления изобретения совпадают по меньшей мере частично, так что аналогичные или идентичные детали обозначены одинаковыми номерами позиций и в качестве пояснений к ним даются ссылки на описание других вариантов осуществления изобретения либо, соответственно, на другие фигуры во избежание повторений.

На фиг. 1 и 2 изображены разные виды выполненного в виде впускного воздухораспределительного трубопровода 10 устройства для подачи воздуха. На изображенном впускном воздухораспределительном трубопроводе 10 скрытые или находящиеся внутри трубопровода элементы показаны штриховыми линиями. Впускной воздухораспределительный трубопровод 10 может быть частью двигателя внутреннего сгорания (не показан) транспортного средства, в частности, транспортного средства хозяйственного назначения. Транспортным средством хозяйственного назначения может быть, в частности, микроавтобус или грузовой автомобиль.

Впускной воздухораспределительный трубопровод 10 включает корпус 12 трубопровода. В корпусе 12 трубопровода продолжаются распределительный воздушный канал 14, множество одиночных вентиляционных каналов 16 и общий вентиляционный канал 18. Корпус 12 трубопровода может быть выполнен, например, в виде металлической отливки, к примеру, из алюминиевого сплава.

Впускной воздухораспределительный трубопровод 10 может быть установлен на головку цилиндров, в частности, привинчен. В других вариантах осуществления изобретения впускной воздухораспределительный трубопровод 10 может быть напрямую соединен с головкой цилиндров. Иными словами, впускной воздухораспределительный трубопровод 10 и головка цилиндров могут представлять собой цельную отливку.

Распределительный воздушный канал 14 продолжается между входным отверстием 20 и множеством выпускных отверстий 22. Каждое выпускное отверстие 22 выполнено с возможностью соединения с впускным каналом в головке цилиндров. В установленном состоянии каждое выпускное отверстие 22 соединяется с соответствующим впускным каналом множества одноцилиндровых головок цилиндров (одиночных головок цилиндров).

Распределительный воздушный канал 14 продолжается вдоль корпуса 12 трубопровода. Распределительный воздушный канал 14 может быть выполнен в процессе литья корпуса 12 трубопровода.

Одиночные вентиляционные каналы 16 и общий вентиляционный канал 18 предусмотрены отдельно от распределительного воздушного канала 14 в корпусе 12 трубопровода. В показанном варианте осуществления изобретения изображены шесть одиночных вентиляционных каналов 16 для вентиляции шести охлаждающих камер одиночных головок цилиндров.

Одиночные вентиляционные каналы 16 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль корпуса 12 трубопровода. Одиночные вентиляционные каналы 16 продолжаются в стенке (наружной стенке) распределительного воздушного канала 14.

Одиночные вентиляционные каналы 16 продолжаются по окружности вокруг продольной оси корпуса 12 трубопровода. Одиночные вентиляционные каналы 16 могут быть выполнены сверлением или литьем. В частности, одиночные вентиляционные каналы 16 могут быть просверлены с двух сторон (см. примеры вариантов осуществления изобретения в описании фиг. 3).

Одиночные вентиляционные каналы 16 соединяются с общим вентиляционным каналом 18. Общий вентиляционный канал 18 продолжается в стенке (наружной стенке) распределительного воздушного канала 14. Общий вентиляционный канал 18 продолжается вдоль корпуса 12 трубопровода параллельно распределительному воздушному каналу 14. Общий вентиляционный канал 18 может быть выполнен сверлением или литьем. В частности, общий вентиляционный канал 18 может быть просверлен с одной или, предпочтительно, с двух сторон методом глубокого сверления. Оба конца общего вентиляционного канала 18 могут быть изолированы крышкой.

Корпус 12 трубопровода включает выпускной вентиляционный канал 24, через который пар может быть отведен из охлаждающей камеры головки цилиндров в сборную емкость (не показана). Выпускной вентиляционный канал 24 может быть выполнен сверлением или литьем. В частности, выпускной вентиляционный канал 24 может быть просверлен как отвод общего вентиляционного канала 18. Выпускной вентиляционный канал 24 продолжается в радиальном направлении относительно продольной оси корпуса 12 трубопровода.

На фиг. 3 изображен впускной воздухораспределительный трубопровод 10 в установленном на одиночную головку 26 цилиндров состоянии. Плоскость сечения на фиг.3 выбрана таким образом, что одиночный вентиляционный канал 16 продолжается в плоскости сечения. Остальные одиночные вентиляционные каналы и одиночные головки цилиндров могут иметь аналогичную или идентичную конструкцию.

Головка 26 цилиндров содержит впускной канал 28 и охлаждающую камеру (охлаждающую рубашку) 30. На фиг.3 изображены лишь фрагменты головки 26 цилиндров, впускного канала 28 и охлаждающей камеры 30. Впускной канал 28 соединяется с камерой сгорания цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Распределительный воздушный канал 14 соединяется с впускным каналом 28.

Во время работы двигателя внутреннего сгорания головка 26 цилиндров нагревается. Для охлаждения головки 26 цилиндров и расположенных в ней компонентов внутри охлаждающей камеры 30 циркулирует охлаждающая жидкость, например, вода.

В процессе работы двигателя в результате локального закипания охлаждающей жидкости в охлаждающей камере 30 могут образовываться пузырьки пара. Эти пузырьки пара отводятся следующим образом. Вентиляционный канал 32 соединяет верхнюю часть охлаждающей камеры 30 с одиночным вентиляционным каналом 16. Вентиляционный канал 32 может быть просверлен, в частности, как отвод в охлаждающей камере 30. Образующийся пар направляется из охлаждающей камеры 30 через вентиляционный канал 32 головки 26 цилиндров и одиночный вентиляционный канал 16 впускной воздухораспределительный трубопровод 10 в общий вентиляционный канал 18. Из общего вентиляционного канала 18 пар отводится через выпускной вентиляционный канал 24 (см. фиг. 1 и 2).

Одиночный вентиляционный канал 16 содержит первый участок 16А и второй участок 16В. Первый участок 16А продолжается между вентиляционным каналом 32 головки 26 цилиндров и вторым участком 16В. Второй участок 16В продолжается между первым участком 16А через общий вентиляционный канал 18 к отверстию 16С одиночного вентиляционного канала. Отверстие 16С может быть герметизировано крышкой. Первый участок 16А просверлен, в частности, начиная с противоположного второму участку 16В конца. Второй участок 16В просверлен, в частности, начиная от отверстия 16С. Первый участок 16А и второй участок 16В продолжаются сквозь корпус 12 трубопровода, встречаются друг с другом под тупым углом и вместе образуют одиночный вентиляционный канал 16.

Несмотря на то, что на фиг. 3 изображен только один одиночный вентиляционный канал 16, остальные одиночные вентиляционные каналы 16 (см. фиг. 1 и 2) могут быть выполнены по аналогии с описанным на примере фиг. 3 одиночным вентиляционным каналом.

Первый участок 16А продолжается над выпускной зоной распределительного воздушного канала 14. Вентиляционный канал 32 продолжается над впускным каналом 28.

За счет интеграции одиночных вентиляционных каналов 16 и общего вентиляционного канала 18 в корпус 12 трубопровода впускного воздухораспределительного трубопровода 10 больше нет необходимости соединять отдельные вентиляционные трубопроводы с одиночными головками 26 цилиндров для вентиляции охлаждающих камер. Иными словами, впускной воздухораспределительный трубопровод 10 объединяет в себе функции распределения воздуха среди отдельных цилиндров (головок цилиндров) и функции вентиляции охлаждающих камер отдельных головок цилиндров.

Данное изобретение не ограничивается предпочтительными примерами осуществления, которые были описаны выше. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также будет использована идея данного изобретения, и поэтому такие варианты будут входить в пределы правовой охраны. В частности, данное изобретение претендует на защиту объекта и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от их отсылки к соответствующим независимым пунктам формулы изобретения.

Список номеров позиций

10 Трубопровод распределения подаваемого воздуха

12 Корпус трубопровода

14 Распределительный воздушный канал

16 Одиночный вентиляционный канал

16А Первый участок одиночного вентиляционного канала

16В Второй участок одиночного вентиляционного канала

16С Отверстие одиночного вентиляционного канала

18 Общий вентиляционный канал

20 Входное отверстие

22 Выпускное отверстие

24 Выпускной вентиляционный канал

26 Головка цилиндров

28 Впускной (воздушный) канал головки цилиндров

30 Охлаждающая камера (охлаждающая рубашка)

32 Вентиляционный канал головки цилиндров.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, в частности к впускному воздухораспределительному трубопроводу (10), для двигателя внутреннего сгорания с множеством головок цилиндров (26). Устройство для подачи воздуха имеет корпус (12) трубопровода. Корпус (12) трубопровода включает распределительный воздушный канал (14) с множеством выпускных отверстий (22) для соединения с множеством впускных каналов (28) множества головок (26) цилиндров. Корпус (12) трубопровода включает множество одиночных вентиляционных каналов (16), соединяющихся с множеством охлаждающих камер (30) множества головок (26) цилиндров, для вентиляции множества охлаждающих камер. Корпус (12) трубопровода дополнительно включает общий вентиляционный канал (18), с которым соединено множество одиночных вентиляционных каналов (16). Изобретение позволяет интегрировать вентиляционные каналы охлаждающих камер одноцилиндровых головок цилиндров в корпус воздухораспределительного трубопровода двигателя внутреннего сгорания и, таким образом, упростить конструкцию и монтаж устройства вентиляции указанных охлаждающих камер. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для подачи воздуха, в частности впускной воздухораспределительный трубопровод (10), для двигателя внутреннего сгорания с множеством головок цилиндров (26), имеющее

корпус (12) трубопровода, включающий

распределительный воздушный канал (14) с множеством выпускных отверстий (22) для соединения с множеством впускных каналов (28) множества головок (26) цилиндров;

множество одиночных вентиляционных каналов (16), соединяющихся с множеством охлаждающих камер (30) множества головок (26) цилиндров, для вентиляции множества охлаждающих камер и

общий вентиляционный канал (18), с которым соединено множество одиночных вентиляционных каналов (16), при этом

корпус (12) трубопровода дополнительно содержит выпускной вентиляционный канал (24), соединенный с общим вентиляционным каналом (18), выполненный с возможностью соединения со сборной емкостью и с возможностью отведения через него пара из охлаждающей камеры (30) головки (26) цилиндров в сборную емкость, или

общий вентиляционный канал (18) и/или множество одиночных вентиляционных каналов (16) просверлены с двух концов канала, или

множество одиночных вентиляционных каналов (16) в каждом случае включает первый, в частности, просверленный участок (16А) и второй, в частности, просверленный участок (16В), которые встречаются под углом, в частности, под тупым углом.

2. Устройство для подачи воздуха по п. 1, в котором общий вентиляционный канал (18) продолжается вдоль корпуса (12) трубопровода и/или параллельно распределительному воздушному каналу (14).

3. Устройство для подачи воздуха по п. 1 или 2, в котором

общий вентиляционный канал (18) выполнен сверлением, в частности, методом глубокого сверления; или

общий вентиляционный канал (18) выполнен методом литья.

4. Устройство для подачи воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором множество одиночных вентиляционных каналов (16) выполнено сверлением; или множество одиночных вентиляционных каналов (16) выполнено литьем.

5. Устройство для подачи воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором множество одиночных вентиляционных каналов (16) выбирается для каждого цилиндра, каждой охлаждающей камеры из множества охлаждающих камер (30) каждой головки цилиндра из множества головок (26) цилиндров.

6. Устройство для подачи воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором

выпускной вентиляционный канал (24) просверлен или отлит как отвод общего вентиляционного канала (18); и/или

выпускной вентиляционный канал (24) продолжается в радиальном направлении относительно продольной оси корпуса (12) трубопровода.

7. Устройство для подачи воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором общий вентиляционный канал (18) и/или множество одиночных вентиляционных каналов (16) продолжаются в стенке корпуса (12) трубопровода.

8. Устройство для подачи воздуха по п. 7, в котором

множество одиночных вентиляционных каналов (16) в каждом случае продолжается по окружности корпуса (12) трубопровода в стенке корпуса (12) трубопровода; и/или

общий вентиляционный канал (18) продолжается вдоль корпуса (12) трубопровода в стенке корпуса (12) трубопровода.

9. Устройство для подачи воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором первый участок (16А) расположен выше по потоку относительно второго участка (16В), а второй участок (16В) соединяется с общим вентиляционным каналом (18).

10. Устройство для подачи воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором множество одиночных вентиляционных каналов (16) расположено вдоль корпуса (12) трубопровода на равном расстоянии друг от друга.

11. Устройство для двигателя внутреннего сгорания, включающее:

множество одноцилиндровых головок (26) цилиндров для закрытия цилиндров двигателя внутреннего сгорания, причем одноцилиндровые головки (26) цилиндров в каждом случае содержат охлаждающую камеру (30), в частности, водяную рубашку, для охлаждения соответствующей одноцилиндровой головки (26) цилиндров; и

устройство для подачи воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором множество одиночных вентиляционных каналов (16) в каждом случае соединено с множеством охлаждающих камер (30).

12. Транспортное средство, в частности, транспортное средство хозяйственного назначения, включающее устройство для подачи воздуха по любому из пп.1-10 или устройство по п. 11.