Система для двигателя и узел коллектора - RU129056U1
Код документа: RU129056U1
Чертежи
Описание
2420-191870RU/050
СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ И УЗЕЛ КОЛЛЕКТОРА
ОПИСАНИЕ
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Транспортные средства с гибридным приводом, такие как подключаемые к бытовой электрической сети транспортные средства с гибридным приводом, могут иметь два режима работы: режим останова двигателя и режим работающего двигателя. В режиме останова двигателя мощность для приведения в действие транспортного средства может питаться от накопленной электрической энергии. В режиме работающего двигателя транспортное средство может работать с использованием мощности двигателя. Посредством переключения между электрическим источником и источником мощности двигателя, промежутки времени работы двигателя могут быть сокращены, тем самым, снижая общие углеродные выбросы из транспортного средства. Однако, более короткие промежутки времени работы двигателя могут приводить к недостаточному поддержанию температуры охлаждающей жидкости двигателя.
Различные стратегии были разработаны для принятия мер в ответ на управление температурой охлаждающей жидкости в системах транспортного средства с гибридным приводом. В качестве одного из примеров, потерянное тепло отработавших газов может регенерироваться, чтобы быстрее повышать температуру охлаждающей жидкости двигателя. Например, во время условий холостого хода двигателя с холодным запуском, различные системы могут использовать потерянное тепло двигателя для ускорения прогрева двигателя, тем самым, обеспечивая улучшенные характеристики выбросов, коэффициента полезного действия двигателя, и т.д. Подобным образом, потерянное тепло в системе охлаждения и/или системе смазки двигателя может направляться в салон для отопления салона или в систему смазки, тем самым, снижая вязкость смазки, соответственно, уменьшая трение.
Например, в заявке на патент США 2011/0239634 описан блок регенерации теплообменника, который обеспечивает регенерацию тепла отработавших газов из системы выпуска. Система включает в себя первый и второй проточные каналы, каждый из которых возвращает тепло из разных зон системы выпуска. Кроме того, первый и второй проточные каналы каждый включает в себя клапан управления для избирательного сообщения первого и/или второго проточного канала со своим соответственным компонентом системы выпуска. Благодаря приведению в действие клапанов управления, блок регенерации теплообменника может поддерживать температуру охлаждающей жидкости.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящей заявки осознали различные проблемы с вышеприведенной системой. В частности, закрывание клапана приводит к стоячей охлаждающей жидкости, что также изолирует охлаждающую жидкость от возврата тепла из системы выпуска и, таким образом, запрещается перенос регенерированного тепла на компоненты двигателя, которым нужен подогрев.
По существу, один из примерных подходов к принятию мер в ответ на вышеприведенные проблемы состоит в том, чтобы использовать выпускной коллектор, который включает в себя встроенный канал охлаждающей жидкости, который пассивно обеспечивает поток охлаждающей жидкости, в то время как функционирует транспортное средство. Такой подход обеспечивает непрерывную циркуляцию охлаждающей жидкости через канал охлаждающей жидкости, чтобы увеличивать скорость теплообмена наряду с балансировкой площади контакта между каналом охлаждающей жидкости и выпускным коллектором. Канал охлаждающей жидкости может находиться в непосредственном поверхностном контакте с наружной поверхностью выпускного коллектора, чтобы регенерировать тепло благодаря проводимости. Канал охлаждающей жидкости расположен так, чтобы находящийся выше по потоку участок канала охлаждающей жидкости оборачивался вокруг выпуска выпускного коллектора. Эта компоновка предусматривает повышенную скорость теплообмена. Кроме того, канал охлаждающей жидкости включает в себя находящийся ниже по потоку участок, который точно соответствует контуру верхней поверхности и нижней поверхности множества направляющих выпускного коллектора. Таким образом, канал охлаждающей жидкости контактирует с выпускным коллектором, чтобы регенерировать тепло отработавших газов из выпускного коллектора посредством проводимости, эффективнее, чем предыдущие подходы, вследствие получающейся в результате компактной геометрической конфигурации.
Таким образом, согласно одному аспекту предложена система для двигателя, содержащая выпускной коллектор, включающий в себя множество направляющих и выпуск, и систему регенерации тепла, включающую в себя находящийся выше по потоку участок, который по окружности обернут вокруг выпуска, и находящийся ниже по потоку участок в непосредственном поверхностном контакте с множеством направляющих на верхней наружной поверхности и нижней наружной поверхности.
Находящийся ниже по потоку участок предпочтительно включает в себя первую область и вторую область, имеющие встречно-параллельный поток охлаждающей жидкости.
Первая и вторая области предпочтительно находятся в сообщении по текучей среде с одним или более обратных каналов, при этом один или более обратных каналов имеют меньшие площади поперечного сечения, чем первая и вторая области.
Первая и вторая области предпочтительно включают в себя положительную кривизну, которая совпадает с положительной кривизной соответствующей области множества направляющих.
Первая и вторая области предпочтительно включают в себя отрицательную кривизну, которая совпадает с отрицательной кривизной соответствующей области множества направляющих.
Один или более обратных каналов предпочтительно обеспечивают циклическое прохождение охлаждающей жидкости через находящийся ниже по потоку участок, при этом впускной коллектор присоединен к головке блока цилиндров двигателя посредством разъемного соединения.
Система регенерации тепла предпочтительно дополнительно включает в себя впуск охлаждающей жидкости в сообщении по текучей среде с находящимся выше по потоку участком, и выпуск охлаждающей жидкости в сообщении по текучей среде с находящимся ниже по потоку участком.
Система регенерации тепла предпочтительно находится в сообщении по текучей среде с системой охлаждения двигателя и образует по меньшей мере часть системы охлаждения.
Система предпочтительно дополнительно включает в себя множество круговых углублений отливки, которые отклоняют направление потока охлаждающей жидкости через систему регенерации тепла.
Множество углублений отливки предпочтительно снижают проскальзывание коллектора во время изготовления.
Выпускной коллектор предпочтительно дополнительно включает в себя участок схождения, а система регенерации тепла дополнительно включает в себя находящийся в середине по потоку участок в непосредственном поверхностном контакте с участком схождения для обеспечения теплообмена между выпускным коллектором и системой регенерации тепла.
Согласно другому аспекту предложен узел коллектора, содержащий выпускной коллектор, включающий в себя множество направляющих, сходящихся в единый выпуск, и канал охлаждающей жидкости, который включает в себя находящийся выше по потоку участок, расположенный с круговым потоком охлаждающей жидкости вокруг выпуска, и находящийся ниже по потоку участок, расположенный с потоком охлаждающей жидкости, перпендикулярным потоку отработавших газов через множество направляющих.
Выпускной коллектор предпочтительно дополнительно включает в себя участок схождения, расположенный между множеством направляющих и выпуском, при этом канал охлаждающей жидкости дополнительно включает в себя находящийся в середине по потоку участок, расположенный с потоком охлаждающей жидкости, который противоположен потоку отработавших газов через участок схождения.
Направление потока охлаждающей жидкости через находящийся в середине по потоку участок предпочтительно составляет 180° от направления потока отработавших газов через участок схождения.
Направление потока охлаждающей жидкости через находящийся ниже по потоку участок предпочтительно составляет 90° от направления потока отработавших газов через множество направляющих.
Находящийся ниже по потоку участок предпочтительно включает в себя первую область и вторую область, при этом первая область включает в себя поток охлаждающей жидкости в направлении, которое противоположно потоку охлаждающей жидкости через вторую область, причем поток охлаждающей жидкости через первую и вторую области составляет 90° от направления отработавших газов через множество направляющих.
Первая область и вторая область предпочтительно контактируют с верхней наружной поверхностью множества направляющих и расположены на расстоянии друг от друга через промежуток, находящийся ниже по потоку участок дополнительно включает в себя переходную область в сообщении по текучей среде с первой и второй областями, при этом переходная область расположена ниже по потоку от первой области и выше по потоку от второй области.
Следует отметить, что могут быть включены в состав различные каналы охлаждающей жидкости. Кроме того, каналы охлаждающей жидкости могут быть связаны по текучей среде для того, чтобы поток охлаждающей жидкости мог циклически проходить через систему регенерации тепла. Более того, узел выпускного коллектора может включать в себя различные проемы для уменьшения площади контакта между системой регенерации тепла и выпускным коллектором, если требуется.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, предоставлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании полезной модели. Она не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен реализациями, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1A представляет собой схематичный вид гибридной силовой установки.
Фиг. 1B представляет собой схематичный вид примерного двигателя, включающего в себя узел выпускного коллектора согласно варианту осуществления настоящей полезной модели.
Фиг. 2A представляет собой схематичный вид примерного узла выпускного коллектора, который может быть включен в примерный двигатель по фиг. 1B.
Фиг. 2B представляет собой схематичный вид примерного выпускного коллектора, который может быть включен в узел выпускного коллектора по фиг. 2A.
Фиг. 3A представляет собой схематичный вид сверху в перспективе узла выпускного коллектора по фиг. 2A.
Фиг. 3B представляет собой схематичный вид снизу в перспективе узла выпускного коллектора по фиг. 2A. Фиг. 2A-3B начерчены приблизительно в масштабе.
Фиг. 4 представляет собой примерный способ направления потока охлаждающей жидкости через узел выпускного коллектора по фиг. 2A согласно варианту осуществления настоящей полезной модели.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Последующее описание относится к выпускному коллектору, который включает в себя встроенный канал охлаждающей жидкости в непосредственном поверхностном контакте с наружной поверхностью выпускного коллектора и непосредственном поверхностном контакте с внутренними каналами отработавших газов. Канал охлаждающей жидкости расположен так, чтобы находящийся выше по потоку участок канала охлаждающей жидкости оборачивался вокруг выпуска выпускного коллектора. Эта компоновка предусматривает повышенную скорость теплообмена. Кроме того, канал охлаждающей жидкости включает в себя находящийся ниже по потоку участок, который точно соответствует контуру верхней поверхности и нижней поверхности множества внутренних направляющих выпускного коллектора. Эта система предусматривает более компактную конструкцию с более низким весом, чем традиционные конструкции, вследствие получающейся в результате геометрической конфигурации. Различные обратные каналы охлаждающей жидкости могут быть включены в раскрытую систему. Например, один или более обратных каналов могут обеспечивать циклическое прохождение охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку часть. Кроме того, встроенная система регенерации тепла в выпускном коллекторе может использовать проем разными способами; например, уменьшая площадь контакта между каналом охлаждающей жидкости и выпускным коллектором, и снижая проскальзывание коллектора во время изготовления.
Со ссылкой на фиг. 1A схематично показано транспортное средство с гибридной силовой установкой 140. Гибридная силовая установка 140 включает в себя двигатель 10 внутреннего сгорания, дополнительно описанный в материалах настоящей заявки с конкретной ссылкой на фиг. 1B, присоединенный к трансмиссии 142. Трансмиссия 142 может быть ручной трансмиссией, автоматической трансмиссией или их комбинацией. Кроме того, могут быть включены в состав различные дополнительные компоненты, такие как гидротрансформатор, и/или другие зубчатые передачи, такие как звено главной передачи, и т.д. Трансмиссия 142 показана присоединенной к ведущему колесу 144, которое, в свою очередь, находится в контакте с поверхностью 146 дороги.
В этом примерном варианте осуществления, гибридная силовая установка 140 также включает в себя устройство 148 преобразования энергии, которое, среди прочего, может включать в себя электродвигатель, генератор и их комбинации. Устройство 148 преобразования энергии дополнительно показано присоединенным к устройству 150 накопления энергии, которое может включать в себя аккумуляторную батарею, конденсатор, маховик, баллон высокого давления, и т.д. Устройство 148 преобразования энергии может приводиться в действие, чтобы поглощать энергию от движения транспортного средства и/или двигателя и преобразовывать поглощенную энергию в форму энергии, пригодную для хранения устройством накопления энергии (то есть, обеспечивать работу генератора). Устройство преобразования энергии также может приводиться в действие, чтобы подавать выход (мощность, работу крутящий момент, скорость, и т.д.) на ведущие колеса 144 и/или двигатель 10 (то есть, обеспечивать работу электродвигателя). Следует понимать, что устройство 148 преобразования энергии, в некоторых вариантах осуществления, может включать в себя только электродвигатель, только генератор или оба, электродвигатель и генератор, в числе различных других компонентов, используемых для обеспечения надлежащего преобразования энергии между устройством 150 накопления энергии и ведущими колесами 144 и/или двигателем 10 транспортного средства.
Изображенные соединения между двигателем 10, устройством 148 преобразования энергии, трансмиссией 142 и ведущим колесом 144 указывают передачу механической энергии с одного компонента на другой, тогда как соединения между устройством 148 преобразования энергии и устройством 150 накопления энергии могут указывать передачу многообразия форм энергии, таких как электрическая, механическая, и т.д. Например, крутящий момент может передаваться с двигателя 10, чтобы приводить в движение ведущие колеса 144 транспортного средства, через трансмиссию 142. Как описано выше, устройство 150 накопления энергии может быть выполнено с возможностью работы в режиме генератора и/или режиме электродвигателя. В режиме генератора, устройство 148 преобразования энергии поглощает некоторую или всю из выходной мощности из двигателя 10 и/или трансмиссии 142, что снижает выходную мощность привода, выдаваемую на ведущее колесо 144, или величину тормозного момента у ведущего колеса 144. Такая работа, например, может использоваться, чтобы добиваться выигрышей в эффективности, благодаря рекуперативному торможению, улучшенному коэффициенту полезного действия двигателя, и т.д. Кроме того, выходная мощность, принимаемая устройством преобразования энергии, может использоваться для зарядки устройства 150 накопления энергии. В еще одном примере, устройство преобразования энергии может подавать механическую выходную мощность на двигатель 10 и/или трансмиссию 142, например, используя электрическую энергию, накопленную в электрической аккумуляторной батарее.
Варианты осуществления с гибридной силовой установкой могут включать в себя полностью гибридные системы, в которых транспортное средством может передвигаться только на двигателе, только устройстве преобразования энергии (например, электродвигателе) или комбинации того и другого. Также могут применяться вспомогательные или умеренные гибридные конфигурации, в которых двигатель является основным источником крутящего момента с гибридной силовой установкой, действующей, чтобы избирательно выдавать добавочный крутящий момент, например, во время увеличения нагрузки на двигатель при постоянном числе оборотов или других условий. Кроме того, также могут использоваться системы стартера/генератора и/или генератора переменного тока с развитой логикой. Различные компоненты, описанные выше со ссылкой на фиг. 1A, могут управляться контроллером транспортного средства, как будет описано ниже со ссылкой на фиг. 1B.
Из вышеприведенного, следует понимать, что примерная гибридная силовая установка способна к различным режимам работы. В полностью гибридной реализации, например, силовая установка может действовать с использованием устройства 148 преобразования энергии (например, электрического двигателя) в качестве единственного источника крутящего момента, продвигающего транспортное средство. Этот «только электрический» режим работы может применяться во время торможения, низких скоростей, в то время как останавливается на светофорах, и т.д. В еще одном режиме, двигатель 10 включен и действует в качестве единственного источника крутящего момента, приводящего в движение ведущее колесо 144. В еще одном режиме, который может упоминаться как режим «содействия», устройство 148 преобразования энергии или альтернативный источник крутящего момента может дополнять и действовать в объединении с крутящим моментом, выдаваемым двигателем 10. Как указано выше, устройство 148 преобразования энергии также может работать в режиме генератора, в котором крутящий момент поглощается из двигателя 10 и/или трансмиссии 142. Более того, устройство 148 преобразования энергии может действовать, чтобы подавать крутящий момент на двигатель или принимать крутящий момент от двигателя во время регулирования числа оборотов холостого хода двигателя 10.
На фиг. 1B показана принципиальная схема, показывающая один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку транспортного средства. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали.
Двигатель 10 показывает примерный цилиндр 30 сгорания, включающий в себя область 103 блока цилиндров двигателя и область 105 головки блока цилиндров. Область 103 блока цилиндров двигателя может включать в себя стенку 32 цилиндра сгорания, как дополнительно описано ниже. Область 105 головки блока цилиндров может включать в себя один или более клапанов, например, для избирательного сообщения с системой впуска и выпуска. Кроме того, область 105 головки блока цилиндров, например, может включать в себя топливную форсунку и свечу зажигания. Когда установлена, область 105 головки блока цилиндров может быть прикреплена к области 103 блока цилиндров двигателя узлом прокладки, расположенным между, например, для того чтобы формировать герметичное уплотнение между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров двигателя.
Камера 30 сгорания (цилиндр) двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенными в них. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, электродвигатель стартера может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы обеспечивать возможность операции запуска двигателя 10.
Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания отработавших газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответственные впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Кроме того, участки выпускного канала 48 могут содержать узел 200 выпускного коллектора. Например, участок непосредственно ниже по потоку от выпускного клапана 54 может быть определен в качестве выпускного коллектора. Как подробнее описано ниже, узел выпускного коллектора может включать в себя встроенную систему регенерации тепла. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.
В этом примере, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 могут управляться посредством приведения в действие кулачков через соответственные системы 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT.
Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена на боковой стороне камеры сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель топлива. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном канале 42, в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как оконный впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от камеры 30 сгорания.
Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 64 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, включенный дросселем 62, конфигурацией, которая может упоминаться как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, дроссель 62 может приводиться в действие для варьирования всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, среди других цилиндров двигателя. Положение дроссельной заслонки 64 может выдаваться в контроллер 12 сигналом TP положения дросселя. Впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для выдачи соответственных сигналов MAF и MAP в контроллер 12.
Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут приводиться в действие в режиме воспламенения от сжатия, с или без свечи зажигания.
Датчик 126 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. Датчик 126 может быть подходящим датчиком для выдачи показания соотношения воздуха отработавших газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC, или CO. Система выпуска отработавших газов может включать в себя розжиговые каталитические нейтрализаторы и каталитические нейтрализаторы низа кузова, а также выпускной коллектор, расположенные выше по потоку и/или ниже по потоку датчики топливо-воздушного соотношения. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности отработавших газов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.
Контроллер 12 показан на фиг. 1B в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы и информацию с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые описаны выше, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими собой команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также их вариантов. Рукав 114 охлаждения двигателя присоединен к системе 9 отопления салона.
Кроме того, система отопления салона может быть присоединена к системе охлаждения двигателя (не показана). Следует понимать, что система охлаждения двигателя может включать в себя насос, чтобы прокачивать охлаждающую жидкость через различные каналы охлаждающей жидкости. Насос, например, может приводиться в движение системой привода двигателя. В некоторых вариантах осуществления, система охлаждения двигателя может включать в себя электрический насос для прокачивания охлаждающей жидкости, когда двигатель не работает, например, во время режима останова двигателя, когда транспортное средство питается накопленной электрической энергией. Кроме того, система охлаждения двигателя может включать в себя систему 202 регенерации тепла для нагревания охлаждающей жидкости двигателя посредством регенерации тепла из выпускного коллектора, как подробнее описано ниже. Кроме того, следует понимать, что система охлаждения двигателя и/или система регенерации тепла могут сообщаться с радиатором (не показан), чтобы поддерживать температуру охлаждающей жидкости. В некоторых вариантах осуществления, электрический вентилятор радиатора может быть включен в состав для поддержания температуры охлаждающей жидкости во время режима останова двигателя.
Как описано выше, на фиг. 1B показан только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания, и т.д.
На фиг. 2A показан узел 200 выпускного коллектора, а на фиг. 2B - выпускной коллектор 204, который может быть включен в узел 200 выпускного коллектора согласно варианту осуществления настоящей полезной модели. Со ссылкой на фиг. 2A, узел 200 коллектора присоединен к двигателю 10 на блоке 103 цилиндров и/или головке 105 блока цилиндров, как показано. Следует понимать, что узел 200 коллектора съемно присоединен к блоку 103 цилиндров и/или головке 105 головки блока цилиндров. По существу, узел 200 коллектора включает в себя множество отверстий 206, например, для крепления узла коллектора к двигателю. Множество отверстий может выравниваться с соответствующими отверстиями, связанными с блоком 103 цилиндров двигателя и/или головкой 105 блока цилиндров. Следует понимать, что множество отверстий 206 могут быть выполнены с возможностью приема пригодных крепежных элементов, таких как винты, болты или другие крепежи, для присоединения узла выпускного коллектора к двигателю 10. Например, в некоторых вариантах осуществления, множество отверстий могут быть резьбовыми. Однако, множество отверстий могут не быть резьбовыми, если требуется.
Узел коллектора может включать в себя наружную оболочку 208, выпускной коллектор 204 и систему 202 регенерации тепла. Следует понимать, что вид в перспективе по фиг. 2A не показывает выпускной коллектор 204. Наружная оболочка 208 может охватывать выпускной коллектор 204 и систему 202 регенерации тепла. Другими словами, выпускной коллектор 204 и система 202 регенерации тепла расположены в пределах внутренней полости наружной оболочки 208.
Узел 200 коллектора может быть выполнен с возможностью приема отработавших газов, которые являются результатом сгорания топливо-воздушной смеси. Как лучше всего показано на фиг. 2B, выпускной коллектор 204 может включать в себя множество направляющих 210 коллектора. Каждая направляющая коллектора может избирательно сообщаться с соответствующим цилиндром сгорания через выпускной клапан, как описано выше. Множество направляющих коллектора могут сходиться на участке 212 схождения. Кроме того, отработавшие газы, например, могут вытекать из выпускного коллектора 204 на выпуске 214 коллектора в находящийся ниже по потоку выпускной канал. Направление потока отработавших газов из выпускного коллектора 204 в целом указано стрелкой 216. Как описано в материалах настоящей заявки, множество направляющих коллектора, участок схождения и/или выпуск коллектора могут упоминаться как выпускной канал коллектора.
В проиллюстрированном варианте осуществления, выпускной коллектор 204 включает в себя четыре направляющих 210 коллектора и, таким образом, может быть сконфигурирован для четырехцилиндрового двигателя. Следует понимать, что выпускной коллектор 204 может включать в себя подходящее количество направляющих коллектора. Кроме того, двигатель 10 может включать в себя более чем один ряд цилиндров, а потому, может включать в себя более чем один выпускной коллектор, выполненный с возможностью приема отработавших газов из каждого ряда цилиндров. В некоторых вариантах осуществления, два выпускных коллектора могут сходиться перед канализацией отработавших газов в находящийся ниже по потоку выпускной канал, к примеру, в конфигурациях двигателя V-6 или V-8.
Возвращаясь к фиг. 2A, узел 200 коллектора включает в себя множество углублений 218 отливки, как показано. Множество углублений 218 отливки могут снижать смещение выпускного коллектора во время изготовления. Другими словами, углубления отливки могут способствовать выравниванию выпускного коллектора с встроенной системой регенерации тепла. Кроме того, множество углублений отливки могут обеспечивать потенциальное преимущество выравнивания поверхностного контакта между выпускным коллектором и системой регенерации тепла, как подробнее описано ниже. Как показано, каждое углубление отливки может быть в целом круговым по форме; однако, другие геометрические формы возможны, не выходя из объема полезной модели. Кроме того, следует понимать, что углубления отливки могут быть различными по размеру. Кроме того, углубления отливки могут быть расположены в различных ориентациях, а потоку, могут быть связаны с различными разными поверхностями узла выпускного коллектора.
На фиг. 3A схематично показан вид сверху в перспективе узла 200 выпускного коллектора со снятой наружной оболочкой, таким образом, открывая выпускной коллектор 204 и систему 202 регенерации тепла. Как упомянуто в материалах настоящей заявки, вид сверху в перспективе узла 200 выпускного коллектора может указывать на ракурс, который наблюдается с верхней поверхности 220 множества направляющих 210 коллектора. Поэтому, вид сверху в перспективе, например, также может совпадать с верхней поверхностью головки блока цилиндров, когда узел 200 прикреплен к двигателю 10. На фиг. 3B схематично показан вид снизу в перспективе узла 200 выпускного коллектора со снятой наружной оболочкой. Как упомянуто в материалах настоящей заявки, вид снизу в перспективе узла 200 выпускного коллектора может указывать на ракурс, который наблюдается с нижней поверхности 222 множества направляющих 210 коллектора. Как показано, вид снизу в перспективе может включать в себя вид вдоль центральной оси 224 выпуска 214 коллектора. Следует понимать, что вид сверху в перспективе узла 200 может быть ориентирован приблизительно на 180° от вида снизу в перспективе.
Как отмечено выше, узел 200 выпускного коллектора может включать в себя встроенную систему 202 регенерации тепла, которая охватывает различные каналы выпускного коллектора. Другими словами, система 202 регенерации тепла может контактировать с различными наружными поверхностями выпускных каналов коллектора, чтобы регенерировать тепло, вырабатываемое от сгорания посредством проводимости. Например, система регенерации тепла может контактировать с различными наружными поверхностями, связанными с выпуском 214 коллектора, участком 212 схождения и/или направляющими 210 отработавших газов.
Со ссылкой на фиг. 3A-3B, система 202 регенерации тепла включает в себя впуск 226 охлаждающей жидкости, основной канала 228 охлаждающей жидкости и выпуск 230 охлаждающей жидкости. Впуск 226 охлаждающей жидкости может быть выполнен с возможностью приема циркулирующей охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя (не показана). Например, насос может быть расположен выше по потоку от впуска 226 охлаждающей жидкости для прокачки охлаждающей жидкости через систему регенерации тепла.
Основной канал 228 охлаждающей жидкости может находиться в сообщении по текучей среде с впуском 226 охлаждающей жидкости и выпуском 230 охлаждающей жидкости. Таким образом, основной канал 228 охлаждающей жидкости может служить в качестве трубопровода, чтобы охлаждающая жидкость протекала через систему 202 регенерации тепла. Как показано, основной канал 228 охлаждающей жидкости может контактировать с различными поверхностями выпускного коллектора 204, чтобы регенерировать тепло отработавших газов посредством проводимости. Как подробнее описано ниже, основной канал охлаждающей жидкости может обеспечивать возможность протока, который продвигается в различных направлениях, что предпочтительно увеличивает скорость переноса тепла.
Выпуск 230 охлаждающей жидкости может быть выполнен с возможностью выдачи нагретой охлаждающей жидкости в различные находящиеся ниже по потоку системы двигателя. Например, охлаждающая жидкость может распределяться по системе отопления салона, системе трансмиссии, системе смазки и/или другой системе двигателя. Следует понимать, что охлаждающая жидкость, циркулирующая через систему 202 регенерации тепла, например, может иметь температуру на выпуске 230 охлаждающей жидкости, которая теплее, чем температура циркулирующей охлаждающей жидкости на впуске 226 охлаждающей жидкости.
Охлаждающая жидкость может течь через систему 202 регенерации тепла в направлении, в целом указанном стрелками 232. Совместно, стрелки 232 могут указывать траекторию потока охлаждающей жидкости. Кроме того, поток охлаждающей жидкости может по меньшей мере частично отклоняться вследствие положения одного или более углублений 218 отливки. Например, углубления 218 отливки могут формировать углубление по меньшей мере на участке основного канала охлаждающей жидкости, которое может изменять направление потока охлаждающей жидкости. Таким образом, углубления 218 отливки могут уменьшать площадь контакта между основным каналом охлаждающей жидкости и выпускным коллектором, чем если бы углубления отливки были исключены из узла.
Авторы в материалах настоящей заявки осознали, что конкретное положение каждого углубления отливки может осуществлять вклад в баланс переноса тепла для того, чтобы было уменьшено напряжение радиатора. Например, при высоких нагрузках, температура охлаждающей жидкости может превышать количество тепла, которое может выделяться радиатором. Однако, при исключении углублений отливки, которые уменьшают плоский контакт потока охлаждающей жидкости с выпускным коллектором, напряжение радиатора может снижаться посредством балансировки переноса тепла посредством проводимости. Кроме того, посредством уменьшения площади контакта, может быстрее достигаться температура розжига каталитического нейтрализатора.
Охлаждающая жидкость может протекать через основной канал 228 охлаждающей жидкости, проходя через находящийся выше по потоку участок 234, находящийся в середине по потоку участок 236 и находящийся ниже по потоку участок 238 основного канала 228 охлаждающей жидкости. Следует понимать, что находящиеся выше по потоку, в середине по потоку и ниже по потоку участки указывают общие зоны основного канала охлаждающей жидкости. На фиг. 3A-3B показаны пунктирные линии 240 для указания общей границы каждого участка. Следует понимать, что пунктирные линии 240 предусмотрены для иллюстрации общей концепции и, соответственно, не подразумеваются ограничивающими. Поэтому, следует понимать, что общая граница каждого участка может меняться до некоторой степени, не выходя из объема этой полезной модели.
Находящийся выше по потоку участок 234 может быть прилегающим к и находиться в сообщении по текучей среде с впуском 226 охлаждающей жидкости. Кроме того, находящийся выше по потоку участок 234 может быть расположен в непосредственной близости от выпуска 214 коллектора, чтобы предпочтительно приводить более холодную охлаждающую жидкость в соответствие с самым теплым участком выпускного коллектора 204. Например, наружная поверхность находящегося выше по потоку участка 234 может осуществлять непосредственный поверхностный контакт с наружной поверхностью выпуска 214 коллектора. Таким образом, находящийся выше по потоку участок 234 может обеспечивать возможность более высокой скорости переноса тепла посредством проводимости по сравнению с другими участками основного канала 228 охлаждающей жидкости. По существу, самая холодная охлаждающая жидкость, поступающая в основной канала охлаждающей жидкости, приведена в соответствие с самым теплым участком выпускного коллектора.
Как показано, находящийся выше по потоку участок 234 в целом может быть определен в качестве области между пунктирной линией 240A и пунктирной линией 240B. Кроме того, находящийся выше по потоку участок 234 оборачивается вокруг выпуска 214 коллектора в пределах этой общей области, как показано. Другими словами, находящийся выше по потоку участок 234 обвивается вокруг периметра наружной поверхности выпуска 214 коллектора. Поэтому, находящийся выше по потоку участок 234 может контактировать с выпуском 214 коллектора на передней стороне (как лучше всего видно на фиг. 3A), задней стороне 244 (как лучше всего видно на фиг. 3B), и промежуточных боковых сторонах между передней стороной 242 и задней стороной 244. Таким образом, поток охлаждающей жидкости через находящийся выше по потоку участок 234 по существу может перемещаться вокруг выпуска 214 коллектора. Кроме того, пространство между находящимся выше по потоку участком 234 и выпуском 214 коллектора может быть по существу небольшим, если не отсутствующим, чтобы обеспечивать возможность проводящего переноса тепла между находящейся в середине по потоку областью и нижней наружной поверхностью.
Как лучше всего показано на фиг. 3A, находящийся в середине по потоку участок 236 может быть прилегающим к и находиться в сообщении по текучей среде с находящимся выше по потоку участком 234. Поэтому, находящийся в середине по потоку участок 236 может находиться ниже по потоку от находящегося выше по потоку участка 234. Кроме того, находящийся в середине по потоку участок 236 может включать в себя первую находящуюся в середине по потоку область 246 и вторую находящуюся в середине по потоку область 248. Первая находящаяся в середине по потоку область 246 может находиться выше по потоку от второй находящейся в середине по потоку области 248.
Как лучше всего показано на фиг. 3A, первая находящаяся в середине по потоку область 246 в целом может быть определена в качестве области между пунктирной линией 240B и пунктирной линией 240C. Как показано, находящаяся в середине по потоку область 246 может быть в непосредственной близости от участка 212 схождения выпускного коллектора 204. Например, находящаяся в середине по потоку область 246 может подниматься к боковой наружной поверхности участка схождения. Другими словами, находящаяся в середине по потоку область 246 может подниматься к боковой наружной поверхности участка схождения. Кроме того, находящаяся в середине по потоку область 246 может находиться в непосредственном поверхностном контакте с участком схождения. Таким образом, охлаждающая жидкость, протекающая через находящуюся в середине по потоку область 246, может возрастать по температуре вследствие находящейся в середине по потоку области 246, находящейся в непосредственном поверхностном контакте с участком 212 схождения, чтобы извлекать тепло из потока отработавших газов. Другими словами, пространство между находящейся в середине по потоку областью 246 и участком 212 схождения может быть по существу небольшим, если не отсутствующим, чтобы обеспечивать возможность проводящего переноса тепла между находящейся в середине по потоку областью и нижней наружной поверхностью.
Кроме того, поток охлаждающей жидкости через находящуюся в середине по потоку область 246 может быть по существу противоположным по направлению от направления потока отработавших газов через участок схождения выпускного коллектора. Например, направление потока охлаждающей жидкости через находящуюся в середине по потоку область 246 может находиться приблизительно в 180° от направления потока отработавших газов. По существу, поток охлаждающей жидкости является противоположным потоку отработавших газов в пределах области, где совпадают находящаяся в середине по потоку область 246 и участок 212 схождения.
Как лучше всего показано на фиг. 3B, вторая находящаяся в середине по потоку область 248 в целом может быть определена в качестве области между пунктирной линией 240C и пунктирной линией 240D. Как показано, находящаяся в середине по потоку область 248 может быть в непосредственной близости от нижней поверхности 222 множества направляющих 210 коллектора. Например, наружная поверхность находящейся в середине по потоку области 248 может быть в непосредственном поверхностном контакте с нижними наружными поверхностями 222 каждой из множества направляющих 210 коллектора. Таким образом, охлаждающая жидкость, протекающая через находящуюся в середине по потоку область 248, может возрастать по температуре вследствие находящейся в середине по потоку области 248, находящейся в непосредственном поверхностном контакте с направляющими коллектора, чтобы извлекать тепло из потока отработавших газов. Другими словами, пространство между находящейся в середине по потоку областью 248 и нижней наружной поверхностью 222 может быть по существу небольшим, если не отсутствующим, чтобы обеспечивать возможность проводящего переноса тепла между находящейся в середине по потоку областью и нижней наружной поверхностью.
Как показано, находящаяся в середине по потоку область 248 в целом придерживается контура множества направляющих коллектора. Поэтому, находящаяся в середине по потоку область 248 может иметь геометрию поверхности, которая точно соответствует геометрии поверхности множества направляющих коллектора. Например, находящаяся в середине по потоку область 248 может иметь положительную кривизну, которая точно совпадает с положительной кривизной соответствующей области направляющих 210 коллектора. Например, соответствующая область 250 показывает пример совпадающих геометрий поверхностей, показывающих положительную кривизну. Другими словами, соответствующая область 250 может показывать пример соответствующих геометрий поверхностей, которые являются вогнутыми. Такая геометрия, например, может быть связана с одной направляющей коллектора.
В качестве еще одного примера, находящаяся в середине по потоку область 248 может иметь отрицательную кривизну, которая точно совпадает с отрицательной кривизной соответствующей области направляющих 210 коллектора. Например, соответствующая область 252 показывает пример совпадающих геометрий поверхностей, показывающих отрицательную кривизну. Другими словами, соответствующая область 252 может показывать пример соответствующих геометрий поверхностей, которые являются выпуклыми. Такая геометрия, например, может быть связана с областью между двумя направляющими коллектора.
Кроме того, поток охлаждающей жидкости через находящуюся в середине по потоку область 248 может быть по существу перпендикулярным по направлению от направления потока отработавших газов через множество направляющих коллектора. Например, направление потока охлаждающей жидкости через находящуюся в середине по потоку область 248 может находиться приблизительно в 90° от направления потока отработавших газов в каждой из направляющих коллектора.
Как лучше всего показано на фиг. 3A, находящийся ниже по потоку участок 238 может быть прилегающим к и находиться в сообщении по текучей среде с находящимся в середине по потоку участком 236. Поэтому, находящийся ниже по потоку участок 238 может находиться ниже по потоку от находящегося в середине по потоку участка 236. Кроме того, находящийся ниже по потоку участок 238 может включать в себя первую находящуюся ниже по потоку область 254 и вторую находящуюся ниже по потоку область 256. Первая находящаяся ниже по потоку область 254 может находиться выше по потоку от второй находящейся ниже по потоку области 256. Кроме того, вторая находящаяся ниже по потоку область 256 может находиться выше по потоку от выпуска 230 охлаждающей жидкости.
Как показано, как первая находящаяся ниже по потоку область 254, так и вторая находящаяся ниже по потоку область 256 может быть в непосредственной близости от верхней поверхности 220 множества направляющих 210 коллектора. Например, верхняя поверхность 220 может быть по существу противоположной от нижней поверхности 222. По существу, верхняя поверхность 220 может быть ориентирована приблизительно на 180° от нижней поверхности 222.
Кроме того, находящаяся ниже по потоку область 254 может быть прилегающей к находящейся ниже по потоку области 256, как показано. Кроме того, находящаяся ниже по потоку область 254 может быть расположена на расстоянии от находящейся ниже по потоку области 256 через промежуток 258. Следует понимать, что находящаяся ниже по потоку область 254 и находящаяся ниже по потоку область 256 могут быть сходными по форме. Однако, находящаяся ниже по потоку область 254 может обеспечивать возможность потока охлаждающей жидкости, который противоположен по направлению от потока охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 256.
Первая находящаяся ниже по потоку область 254 может быть в целом определена как область между пунктирной линией 240D и пунктирной линией 240E. Как представлено выше, находящаяся ниже по потоку область 254 может быть в непосредственной близости от верхней поверхности 220 множества направляющих 210 коллектора.
Находящаяся ниже по потоку область 254 может быть в непосредственном поверхностном контакте с верхней поверхностью 220 подобно находящейся в середине по потоку области 248 в непосредственном поверхностном контакте с нижней поверхностью 222. По существу, наружная поверхность находящейся ниже по потоку области 254 может быть в непосредственном поверхностном контакте с верхней наружной поверхностью 220 каждой из множества направляющих 210 коллектора. Таким образом, охлаждающая жидкость, протекающая через находящуюся ниже по потоку область 254, может возрастать по температуре вследствие находящейся ниже по потоку области 254, находящейся в непосредственном поверхностном контакте с направляющими коллектора, чтобы извлекать тепло из потока отработавших газов. Другими словами, пространство между находящейся ниже по потоку областью 254 и верхней наружной поверхностью 220 может быть по существу небольшим, если не отсутствующим, чтобы обеспечивать возможность проводящего переноса тепла между находящейся ниже по потоку областью и верхней наружной поверхностью.
Как показано, находящаяся ниже по потоку область 254 в целом придерживается контура множества направляющих коллектора и/или контура участка схождения. Поэтому, находящаяся ниже по потоку область 254 может иметь геометрию поверхности, которая точно соответствует геометрии поверхности множества направляющих коллектора и/или контуру участка схождения, по некоторым аспектам подобно находящейся в середине по потоку области 248 и/или находящейся в середине по потоку области 246. Поэтому, находящаяся ниже по потоку область 254 может включать в себя геометрию поверхности, которая является указывающей положительную кривизну и/или отрицательную кривизну, которая точно совпадает с соответственной кривизной соответствующей области направляющих 210 коллектора и/или участка 212 схождения. Другими словами, находящаяся ниже по потоку область 254 может включать в себя геометрию поверхности, которая является вогнутой и/или выпуклой, подобно находящимся в середине по потоку областям 248 и 246.
Например, поток охлаждающей жидкости через находящуюся ниже потоку область 254 может быть по существу перпендикулярным на некоторых участках, а кроме того, может быть по существу параллельным на других участках с направлением потока отработавших газов через множество направляющих коллектора. Например, направление потока охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 254 может находиться приблизительно в 90° от направления потока отработавших газов в каждой из направляющих коллектора. Кроме того, в других областях, поток охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 254 может быть по существу параллельным и течь в аналогичном направлении по сравнению с направлением потока отработавших газов через участок 212 схождения.
Вторая находящаяся ниже по потоку область 256 может быть в целом определена как область между пунктирной линией 240E и пунктирной линией 240F. Как представлено выше, находящаяся ниже по потоку область 256 может быть в непосредственной близости от верхней поверхности 220 множества направляющих 210 коллектора. Подобно находящейся ниже по потоку области 254, находящаяся ниже по потоку область 256 может быть в непосредственном поверхностном контакте с верхней поверхностью 220. По существу, наружная поверхность находящейся ниже по потоку области 256 может быть в непосредственном поверхностном контакте с верхней наружной поверхностью 220 каждой из множества направляющих 210 коллектора. Таким образом, охлаждающая жидкость, протекающая через находящуюся ниже по потоку область 256, может возрастать по температуре вследствие находящейся ниже по потоку области 256, находящейся в непосредственном поверхностном контакте с направляющими коллектора, чтобы извлекать тепло из потока отработавших газов. Другими словами, пространство между находящейся ниже по потоку областью 256 и верхней наружной поверхностью 220 может быть по существу небольшим, если не отсутствующим, чтобы обеспечивать возможность проводящего переноса тепла между находящейся ниже по потоку областью и верхней наружной поверхностью.
Как показано, находящаяся ниже по потоку область 256 в целом придерживается контура множества направляющих коллектора. Поэтому, находящаяся ниже по потоку область 256 может иметь геометрию поверхности, которая точно соответствует геометрии поверхности множества направляющих коллектора, подобно находящейся в середине по потоку области 248. Поэтому, находящаяся ниже по потоку область 256 может включать в себя геометрию поверхности, которая является показывающей положительную кривизну и/или отрицательную кривизну, которая точно совпадает с соответственной кривизной соответствующей области направляющих 210 коллектора. Другими словами, находящаяся ниже по потоку область 256 может включать в себя геометрию поверхности, которая является вогнутой и/или выпуклой, подобно находящейся в середине по потоку области 248.
Например, поток охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 256 может быть по существу перпендикулярным по направлению от направления потока отработавших газов через множество направляющих коллектора, подобно находящейся в середине по потоку области 248. Например, направление потока охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 256 может находиться приблизительно в 90° от направления потока отработавших газов в каждой из направляющих коллектора.
Кроме того, поток охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 256, может быть по существу параллельным потоку охлаждающей жидкости через находящуюся в середине по потоку область 248. Кроме того, поток охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 256 и находящуюся в середине по потоку область 248 может течь в одном и том же общем направлении. Например, поток охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 256 и находящуюся в середине по потоку область 248 может течь в направлении, в целом от впуска 226 охлаждающей жидкости и в целом к выпуску 230 охлаждающей жидкости.
Кроме того, поток охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 256, может быть противоположным потоку охлаждающей жидкости через находящуюся ниже по потоку область 254. Как показано, например, находящаяся ниже по потоку область 256 может переходить в находящуюся ниже по потоку область 254, делая поворот приблизительно на 180° поблизости от пунктирной линии 240E.
Кроме того, находящиеся ниже по потоку области 254 и 256 могут включать в себя один или более обратных каналов 260. Как показано, обратные каналы могут иметь меньшую площадь поперечного сечения, чем находящиеся ниже по потоку области. Один или более обратных каналов могут канализировать поток охлаждающей жидкости из находящейся ниже по потоку области 256 в находящуюся ниже по потоку область 254. Другими словами, один или более обратных каналов могут находиться в сообщении по текучей среде как с находящейся ниже по потоку областью 256, так и находящейся ниже по потоку областью 254, чтобы обеспечивать прохождение потока охлаждающей жидкости между двумя находящимися ниже по потоку областями в направлении, в целом указанном стрелками 262. Таким образом, один или более обратных каналов 260 могут обеспечивать циклическое прохождение находящегося ниже по потоку участка 238 одной и той же охлаждающей жидкостью. Посредством включения в состав одного или более обратных каналов, площадь сечения потока находящегося ниже по потоку участка может быть минимизирована по сравнению с предположительным находящимся ниже по потоку участком, который может превышать площадь сечения потока проиллюстрированного находящегося ниже по потоку участка (например, если бы область 254 образовывала единое целое с областью 256, тем самым, устраняя промежутки 258). Кроме того, один или более обратных каналов 260 могут снижать проскальзывание коллектора во время изготовления.
Кроме того, следует понимать, что основной канал 228 охлаждающей жидкости может включать в себя одну или более переходных областей в сообщении по текучей среде с одним или более из вышеупомянутых находящихся ниже по потоку, в середине по потоку и ниже по потоку участков. Например, область непосредственно выше по потоку и ниже по потоку от каждой из пунктирных линий 240 может представлять переходную область. По существу, геометрии переходных областей, например, могут обеспечивать возможность изменения направления потока охлаждающей жидкости между одним или более из находящихся выше по потоку, в середине по потоку и ниже по потоку участков.
Следует понимать, что узел выпускного коллектора, включающий в себя выпускной коллектор 204 и систему 202 регенерации тепла, приведен в качестве примера и, таким образом, не подразумевается ограничивающим. Поэтому, следует понимать, что иллюстративные варианты осуществления могут включать в себя дополнительные и/или альтернативные признаки, нежели показанные на фиг. 2A-2B и 3A-3B. Кроме того, следует понимать, что иллюстративные варианты осуществления могут отличаться до некоторой степени, не выходя из объема полезной модели.
На фиг. 4 показан примерный способ 400 для регенерации тепла с использованием узла выпускного коллектора, включающего в себя выпускной коллектор и систему регенерации тепла. Например, способ 400 может описывать способ для направления потока охлаждающей жидкости и осуществления контакта с разными наружными поверхностями выпускного коллектора.
На 402, способ 400 включает в себя направление холодной охлаждающей жидкости по окружности вокруг выпуска выпускного коллектора. Например, находящийся выше по потоку участок 234 может оборачиваться вокруг выпуска 214 коллектора, как описано выше.
На 404, способ 400 включает в себя направление более теплого потока охлаждающей жидкости в направлении, которое противоположно направлению потока отработавших газов. Например, находящийся в середине по потоку участок 236 может подниматься выше участка 212 схождения, как описано выше.
На 406, способ 400 включает в себя направление более теплого потока охлаждающей жидкости в направлении, которое перпендикулярно направлению потока отработавших газов. Например, находящийся ниже по потоку участок 238 может контактировать с множеством направляющих 210, как описано выше.
На 408, способ 400, по выбору, может включать в себя отклонение направления более теплого потока охлаждающей жидкости с помощью углубления отливки. Например, находящийся выше по потоку участок 234, находящийся в середине по потоку участок 236 и/или находящийся выше по потоку участок 238 могут включать в себя одно или более углублений 218 отливки для уменьшения площади контакта между различными каналами охлаждающей жидкости и выпускным коллектором, чтобы отклонять поток охлаждающей жидкости, как описано выше.
Следует понимать, что «холодный» и «теплый» (и, подобным образом, «более холодный» и «более теплый»), как описано в материалах настоящей заявки, указывают на относительную температуру охлаждающей жидкости находящейся выше по потоку области по отношению к находящейся ниже по потоку области. Например, холодный поток охлаждающей жидкости, направляемый по окружности вокруг выпуска выпускного коллектора, может быть более холодным относительно более теплого потока охлаждающей жидкости, связанного с находящимся в середине по потоку участком и/или находящимся ниже по потоку участком.
Следует понимать, что способ 400 предоставлен в качестве примера и, таким образом, не подразумевается ограничивающим. Поэтому, следует понимать, что способ 400 может включать в себя дополнительные и/или альтернативные этапы, нежели проиллюстрированные на фиг. 4, не выходя из объема полезной модели. Кроме того, следует понимать, что способ 400 может выполняться в любом подходящем порядке и не ограничен порядком, проиллюстрированным на фиг. 4. Кроме того, один или более этапов могут быть не включены в способ 400, не выходя из объема полезной модели.
Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому, и другим типам двигателя. В качестве еще одного примера, как проиллюстрировано выше, выпускной коллектор может включать в себя множество впускных каналов коллектора (например, впусков направляющих 210 коллектора), сходящихся в одиночный выпуск (например, выпуск 214 коллектора), и канал охлаждающей жидкости двигателя с впуском охлаждающей жидкости, прилегающим к выпуску коллектора, где канал охлаждающей жидкости сначала оборачивается по окружности вокруг выпускного канала коллектора (начиная обертывание позади выпуска коллектора по направлению к стороне блока цилиндров двигателя, а затем, оборачиваясь вокруг выпускного канала коллектора), а затем, проходит через по меньшей мере некоторые (и все в одном из примеров) из множества впускных каналов в первом направлении на обратной стороне вдоль нижней области коллектора, и затем, оборачивается вокруг одного из впускных каналов, чтобы проходить на верхний участок коллектора перед прохождением снова через по меньшей мере некоторые (и все в одном из примеров) из множества впускных каналов коллектора поверх множества впускных каналов коллектора во втором направлении, по существу противоположном первому, и затем, изменяет направление на противоположное, по прежнему наряду с расположением поверх множества направляющих, чтобы еще раз проходить через по меньшей мере некоторые (и все в одном из примеров) из множества впускных каналов коллектора в третьем направлении, по существу противоположном второму. Предмет настоящей полезной модели включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет настоящей полезной модели.
Реферат
1. Система для двигателя, содержащая: выпускной коллектор, включающий в себя множество направляющих и выпуск; и систему регенерации тепла, включающую в себя находящийся выше по потоку участок, который по окружности обернут вокруг выпуска, и находящийся ниже по потоку участок в непосредственном поверхностном контакте с множеством направляющих на верхней наружной поверхности и нижней наружной поверхности.2. Система по п.1, в которой находящийся ниже по потоку участок включает в себя первую область и вторую область, имеющие встречно-параллельный поток охлаждающей жидкости.3. Система по п.2, в которой первая и вторая области находятся в сообщении по текучей среде с одним или более обратных каналов, при этом один или более обратных каналов имеют меньшие площади поперечного сечения, чем первая и вторая области.4. Система по п.3, в которой первая или вторая области включают в себя положительную кривизну, которая совпадает с положительной кривизной соответствующей области множества направляющих.5. Система по п.3, в которой первая или вторая области включают в себя отрицательную кривизну, которая совпадает с отрицательной кривизной соответствующей области множества направляющих.6. Система по п.1, в которой один или более обратных каналов обеспечивают циклическое прохождение охлаждающей жидкости через находящийся ниже по потоку участок, при этом впускной коллектор присоединен к головке блока цилиндров двигателя посредством разъемного соединения.7. Система по п.1, в которой система регенерации тепла дополнительно включает в себя впуск охлаждающей жидкости в сообщении по текучей среде с находящимся выше по потоку участк�
Формула
