Система двигателя внутреннего сгорания со встроенными в крышку распределительного вала портами впускного коллектора и каналами принудительной вентиляции картера (варианты)

Изобретение относится к системам принудительной вентиляции картера двигателей внутреннего сгорания. Система двигателя содержит крышку (12) распределительного вала с внутренним газовым каналом, клапан (28) принудительной вентиляции картера (ПВК) и впускной коллектор (30) с портом (32, 32', 32''). Клапан ПВК соединен с внутренним газовым каналом. Порт впускного коллектора соединен с клапаном ПВК. Порт впускного коллектора представлен множеством портов (32, 32', 32''). Впускной коллектор содержит множество проходов (34, 34', 34'') впускного коллектора, соединенных с указанными портами. Раскрыты две системы двигателя. Технический результат заключается в повышении надежности системы принудительной вентиляции картера. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Раскрытая идея изобретения относится к системам принудительной вентиляции картера (ПВК) для двигателей внутреннего сгорания. В частности, раскрытая идея изобретения относится к двигателю внутреннего сгорания со встроенными в крышку распределительного вала портами впускного коллектора и каналами ПВК, что позволяет осуществлять разделение и распределение ПВК в крышке распределительного вала.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Во время сжигания топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания образуются отработавшие газы, покидающие двигатель во время его работы через выпускной коллектор. Однако не все газы выходят из двигателя на данном этапе. Некоторая часть газов вынужденно обходит поршень и поступает в картер из-за давления, возникающего в процессе сжигания топливовоздушной смеси.

Необходимо выпускать эти накопленные газы для предотвращения повреждения прокладок двигателя, вызываемого повышенным давлением в картере. Такое повреждение приводит к утечке масла. Предшествующее решение проблемы накопления отработавших газов в картере заключалось в простом выпуске накопленных газов непосредственно в атмосферу, например, через трубку эжекционной вентиляции картера. Однако такое решение имеет недостаток, связанный с негативным воздействием этих газов на окружающую среду, в результате эмиссии несгоревших углеводородов.

В альтернативном варианте эти газы повторно вводят в двигатель путем их откачки из картера и добавлению к топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель через впускной коллектор. Типичным решением является создания потока картерных газов из картера во впускной коллектор посредством системы принудительной вентиляции картера (ПВК), регулируемой клапаном, расположенным в тракте ПВК.

Согласно одному примеру, тракт для ПВК начинается в клапанной крышке и заканчивается во впускном коллекторе. При работе двигателя клапан ПВК сужает сечение прохода между впускной системой и картером во время периодов более высокого разряжения во впускном коллекторе, и таким образом увеличивает сечение прохода между впускным коллектором и картером во время периодов более низкого разряжения во впускном коллекторе. Согласно этой системе, в картере двигателя поддерживают небольшое разряжение, тем самым, выводя углеводороды из картера двигателя и направляя их во впускную систему двигателя.

Известные системы на основе клапана ПВК обычно устанавливают в клапанную крышку. Внешнюю трубку ПВК устанавливают между воздушно/масляным отделителем и впускным коллектором. Соединения трубок могут также содержать соединение трубок на крышке распределительного вала и одно соединение на впускном коллекторе. Для каждого соединения предполагается уплотнение. Несмотря на то, что таким образом обеспечивают экологичный способ вывода накопленных газов, использование резиновых трубок вводит дополнительную опасность потенциального сбоя системы из-за старения трубок или протекания, возникающего в результате случайного разъединения трубки и клапана. Кроме того, существующая комбинация известных конструкций впускных коллекторов и известных систем ПВК приводит к неравномерному распределению воды в форме пара в картерных газах, что может сказаться на эффективности сгорания и повысить риск замерзания дроссельной заслонки в корпусе дроссельной заслонки.

Соответственно, как и во многих областях технологии транспортных средств, здесь существует возможность улучшения эффективности использования и работы систем ПВК, связанных с двигателем внутреннего сгорания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрытая идея изобретения позволяет преодолеть проблемы, связанные с использованием известных конструкций систем принудительной вентиляции картера (ПВК), путем обеспечения двигателя внутреннего сгорания со встроенными в крышку распределительного вала портами впускного коллектора и каналами ПВК. Раскрытая идея изобретения предлагает то существенное преимущество, что отделение и распределение ПВК будут полностью происходить в крышке распределительного вала.

В частности, раскрытая идея изобретения объединяет устанавливаемую на крышке распределительного вала маслоотделительную систему, удаляющую масло из картерных газов, в которой каналы ПВК идут напрямую в порты впускного коллектора через внутренние каналы, сформированные в крышке распределительного вала. Встроенные нижние впускные проходы сформованы непосредственно в крышке распределительного вала. Картерные газы, тем самым, переносят в некоторые из впускных проходов или во все впускные проходы. Потоком ПВК картерных газов управляют с помощью интегрированного потокового клапана в крышке распределительного вала.

Раскрытая идея изобретения исключает проблему определения оптимального поступления ПВК во впускную нагнетательную камеру для обеспечения равномерного распределения во все проходы. Это решение исключает затраты на трубные соединения ПВК и исключает уплотнения, что способствует контролю над выделением паров топлива, тем самым, уменьшая количество компонентов и уменьшая общий вес двигателя и транспортного средства. Вдобавок, так как раскрытая идея изобретения поддерживает более длительный нагрев картерных газов, это предотвращает конденсацию водяного пара, тем самым, исключая уменьшение эффективности сжигания, присущее известным системам, путем снижения тенденции накапливания влаги картерного газа во впускной нагнетательной камере и около корпуса дроссельной заслонки. Раскрытая идея изобретения также исключает накапливание образующихся при ПВК воды и льда во впускном коллекторе.

Вышеуказанные и другие преимущества и отличительные признаки станут более понятными из нижеследующего подробного раскрытия предпочтительных вариантов осуществления, рассматриваемых вкупе с прилагаемым графическим материалом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Для более полного понимания настоящего изобретения следует обратиться к вариантам осуществления, подробно проиллюстрированным в прилагаемых графических материалах и раскрытых ниже примерах изобретения, на которых:

на фиг. 1 показан вид сверху двигателя внутреннего сгорания с крышкой распределительного вала, в которою интегрированы каналы принудительной вентиляции картера (ПВК) согласно раскрытой идее изобретения;

на фиг. 2 проиллюстрирован вид вблизи части двигателя внутреннего сгорания, проиллюстрированного на фиг. 1, в котором впускные проходные порты ПВК и впускные проходы проиллюстрированы прерывистыми линиями согласно одному варианту осуществления раскрытой идеи изобретения;

на фиг. 3 также проиллюстрирован вид вблизи части двигателя внутреннего сгорания, проиллюстрированного на фиг. 1, в котором впускные проходные порты ПВК и впускные проходы проиллюстрированы прерывистыми линиями согласно другому варианту осуществления раскрытой идеи изобретения; и

на фиг. 4 проиллюстрирован разрез части двигателя, показанного на фигуре 1, вдоль плоскости, перпендикулярной продольной оси коленчатого вала.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В нижеследующих фигурах одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы. В нижеследующем раскрытии разные рабочие параметры и элементы раскрыты для разных разработанных вариантов осуществления. Эти параметры и элементы приведены в качестве примеров и не несут какого-либо ограничительного смысла.

Главным образом, раскрытое изобретение относится направлению картерных газов из картера двигателя внутреннего сгорания во впускной коллектор для сгорания с помощью портов впускного коллектора и каналов принудительной вентиляции картера (ПВК), интегрированных в крышку распределительного вала. Раскрытая идея изобретения обеспечивает крышку распределительного вала, внутри которой полностью осуществляют процессы отделения и распределения ПВК.

Проиллюстрированный на фигурах двигатель внутреннего сгорания приведен в качестве примера и не несет какого-либо ограничительного смысла, так как раскрытая идея изобретения может найти применение в любом двигателе внутреннего сгорания. Могут быть разработаны различные варианты проиллюстрированной конфигурации без отклонения от идеи изобретения.

На фигуре 1 проиллюстрирован двигатель 10 внутреннего сгорания. Обеспечена крышка 12 распределительного вала. Форма крышки 12 распределительного вала является иллюстративной и не несет ограничительного смысла.

Двигатель 10 внутреннего сгорания может содержать любое количество цилиндров, проиллюстрированное количество является одним из вариантов. Как показано на фигуре, двигатель 10 внутреннего сгорания содержит первый воспламенитель на свече 14 зажигания, второй воспламенитель на свече 14' зажигания и третий воспламенитель на свече 14'' зажигания. Как показано, маслоналивное отверстие 16 сформировано на крышке 12 распределительного вала.

Двигатель 10 внутреннего сгорания содержит впускной узел 18, установленный в двигателе 10 внутреннего сгорания рядом с крышкой 12 распределительного вала. Впускной узел 18 содержит впускной коллектор 20.

Камера 22 коллектора образована, главным образом, между крышкой 12 распределительного вала и впускным коллектором 20. Камера 22 коллектора определяет внутренний объем. Маслоотделительная система 24 соединена с камерой 22 коллектора. Маслоотделительная система 24 отделяет масло от картерных газов. Маслоотделительная система 24 содержит маслоотделитель 26 ПВК и регуляторный клапан 28 ПВК.

На фигуре 2 показан вид вблизи части двигателя 10 внутреннего сгорания согласно одному варианту осуществления раскрытой идеи изобретения. Камера 22 коллектора соединена с регуляторным клапаном 28 ПВК таким образом, что впускной проходной порт направляет газы из картера в один или несколько впускных проходов. Устройство впускных проходных портов может иметь любое количество возможных вариантов, один из которых проиллюстрирован на фигуре 2. Как показано, впускной проходной коллектор 30 ПВК соединен с выходной стороной регуляторного клапана 28. Впускной проходной коллектор 30 ПВК имеет впускные проходные порты 32, 32' и 32'' ПВК, ответвляющиеся из него. Впускной проходной порт 32 ПВК соединен с впускным проходом 34. Впускной проходной порт 32' ПВК соединен с впускным проходом 34'. И впускной проходной порт 32'' ПВК соединен с впускным проходом 34''. Впускной проходной коллектор 30 ПВК и впускные проходные порты 32, 32' и 32'' ПВК интегрированы в крышку 12 распределительного вала.

На фигуре 3 проиллюстрирован вид вблизи части двигателя 10 внутреннего сгорания согласно другому варианту осуществления раскрытой идеи изобретения. Как показано в примере, проиллюстрированном на Фигуре 2, и раскрыто выше, камера 22 коллектора соединена с регуляторным клапаном 28 ПВК, так что впускные проходные порты направляют газы из картера в один или несколько впускных проходов. Как показано, каждый из трех впускных проходных портов 36, 36' и 36'' ПВК соединяют на одном конце с маслоотделителем 26 ПВК. Три впускных проходных порта 36, 36', 36'' ПВК соединены с таким же количеством впускных проходов 34, 34' и 34''. Впускные проходные порты 36, 36', 36'' ПВК интегрированы в крышку 12 распределительного вала.

На фигуре 4 проиллюстрирован разрез части двигателя 10 внутреннего сгорания, изображенного на фигуре 1, 2 и 3, в котором головка 38 блока цилиндров показана в виде пары пространственно разделенных распределительных валов 40 и 40'. Вид, показанный на Фигуре 4, образован вдоль плоскости, перпендикулярной продольным осям распределительных валов 40 и 40'. На этой фигуре проиллюстрирована связь между камерой 22 коллектора, маслоотделителем 26, клапаном 28 ПВК, впускным проходным портом 30 ПВК и впускным проходом 32.

Помимо варианта осуществления одиночного порта, соединяющего камеру 22 коллектора и проиллюстрированные в варианте осуществления отдельные впускные проходные порты ПВК, соединенные с таким же количеством впускных проходов, одиночный проходной порт может быть соединен с камерой 22 коллектора, а также может быть соединен с коллектором, чтобы образовать два или более впускных прохода, соединенных с одиночным портом. Благодаря этому, картерные газы могут быть направлены в некоторые впускные проходы или во все впускные проходы.

Безотносительно к варианту осуществления достигается несколько преимуществ по сравнению с предшествующим уровнем техники путем интегрирования впускных портов коллектора и каналов ПВК в крышку распределительного вала. Раскрытая идея изобретения позволяет избавиться от внешних трубок, известных из уровня техники, установленных между воздушным/масляным отделителем и впускным коллектором. Раскрытая идея изобретения также позволяет исключить два внешних соединения трубок ПВК, обеспеченных на крышке распределительного вала и на впускном коллекторе в современных транспортных средствах. Благодаря возможности исключения внешних трубок и соединений, исключаются уплотнения в ПВК, что способствует контролю над выделением паров топлива. Риск ошибки системы, возникающий при использовании внешних элементов, также исключается благодаря интегрированию портов и каналов в крышку распределительного вала. Исключение трубок и соединений также уменьшает время сборки и общий вес транспортного средства.

Раскрытое изобретение, как указано ранее, позволяет преодолеть проблемы, стоящие перед системами принудительной вентиляции картера (ПВК) путем обеспечения двигателя внутреннего сгорания с впускными портами коллектора и каналами ПВК, интегрированными в крышку распределительного вала, тем самым, обеспечивая протекание процессов отделения и распределения ПВК в крышке распределительного вала. Однако специалисту в данной области техники будет понятно из настоящего обсуждения и из прилагаемых графических материалов и формулы изобретения, что возможны различные изменения, модификации и варианты без отклонения от существа и объема изобретения, определяемого нижеследующей формулой изобретения.

1. Система двигателя, содержащая:

крышку распределительного вала с внутренним газовым каналом;

клапан Принудительной Вентиляции Картера (ПВК), соединенный с указанным каналом; и

впускной коллектор с портом, соединенным с указанным клапаном,

при этом указанный порт представлен множеством портов, и указанный впускной коллектор содержит множество проходов впускного коллектора, соединенных с указанными портами.

2. Система двигателя по п. 1, также содержащая маслоотделитель ПВК, соединенный с указанным клапаном ПВК.

3. Система двигателя по п. 2, в которой указанный маслоотделитель установлен между указанным каналом и указанным клапаном ПВК.

4. Система двигателя по п. 2, в которой указанный маслоотделитель установлен на указанной крышке распределительного вала.

5. Система двигателя по п. 2, также содержащая камеру коллектора, с которой соединен указанный маслоотделитель ПВК.

6. Система двигателя по п. 2, в которой указанный клапан ПВК объединен с указанным маслоотделителем.

7. Система двигателя, содержащая:

крышку распределительного вала с внутренним газовым каналом;

клапан ПВК, соединенный с указанным каналом;

маслоотделитель, соединенный с указанным клапаном ПВК; и

впускной коллектор с портом, соединенным с указанным клапаном,

при этом указанный порт представляет собой множество портов, и указанный впускной коллектор содержит множество проходов впускного коллектора, указанные порты соединены с указанными проходами.

8. Система двигателя по п. 7, в которой указанный маслоотделитель установлен между указанным каналом и указанным клапаном ПВК.

9. Система двигателя по п. 7, в которой указанный маслоотделитель установлен на указанной крышке распределительного вала.

10. Система двигателя по п. 7, также содержащая камеру коллектора, с которой соединен указанный маслоотделитель ПВК.

11. Система двигателя по п. 7, в которой указанный клапан ПВК объединен указанным маслоотделителем.

12. Система двигателя, содержащая:

крышку распределительного вала с внутренним газовым каналом;

регулятор ПВК, соединенный с указанным каналом;

маслоотделитель, соединенный с указанным регулятором ПВК; и

впускной коллектор с портом, соединенным с указанным регулятором ПВК,

при этом указанный порт представляет собой множество портов, и указанный впускной коллектор содержит множество проходов впускного коллектора, соединенных с указанными портами.

13. Система двигателя по п. 12, в которой указанный регулятор ПВК представляет собой клапан ПВК.

14. Система двигателя по п. 12, в которой указанный маслоотделитель установлен между указанным каналом и указанным клапаном ПВК.

15. Система двигателя по п. 12, в которой указанный маслоотделитель установлен на указанной крышке распределительного вала.

16. Система двигателя по п. 12, также содержащая камеру коллектора, соединенную с указанным маслоотделителем ПВК.

17. Система двигателя по п. 12, в которой указанный клапан ПВК объединен с указанным маслоотделителем.