Система подачи воздуха для двигателя внутреннего сгорания и способ изготовления системы (варианты)
Изобретения относятся к двигателестроению. Система (14) подачи воздуха включает головку (10) цилиндров с впускным каналом (16), впускную секцию (12), связанную с головкой (10) и по меньшей мере частично формирующую подводящий канал (18), соединенный с впускным каналом (16). Теплоизоляция (34) расположена в подводящем канале (18). Впускная секция (12) выполнена из металлического сплава, например, из сплава алюминия, а теплоизоляция (34) выполнена из полимерного материала, резины и/или силикона. Теплоизоляция содержит вставку (40), а именно вкладыш, который прилегает к поверхности внутренней стенки подводящего канала (18). Вставка (40) имеет клеящий слой для приклеивания к поверхности внутренней стенки подводящего канала (18). Приведено выполнение теплоизоляции (34), вставки (40), впускного канала (16) и подводящего канала (18). Также раскрыты транспортное средство и варианты способа изготовления системы (14) подачи воздуха. Технический результат заключается в уменьшении нагрева подаваемого воздуха. 4 н.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к системе подачи воздуха для двигателя внутреннего сгорания и к способу изготовления системы подачи воздуха.
В камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания через систему подачи воздуха доставляется свежий воздух для горения топлива. Система подачи воздуха имеет разные воздушные каналы. К ним относится впускной канал в головке цилиндров, которая соединена с камерой сгорания. Вверх по потоку от впускного канала расположен подводящий канал, который, к примеру, может направлять подаваемый воздух в один цилиндр или распределять среди нескольких цилиндров. Система подачи воздуха может включать в себя другие компоненты, например, компрессор и охладитель наддувочного воздуха.
В процессе работы двигатель внутреннего сгорания нагревается. В частности, нагревается головка цилиндров, установленная на камерах сгорания. Желательно, чтобы подаваемый в камеры сгорания воздух имел низкую температуру и, тем самым, высокую плотность. Подаваемый воздух может нагреваться, например, при сжатии в компрессоре или за счет теплопередачи от головки цилиндров работающего двигателя.
В US 4,300,494 A раскрывается двигатель внутреннего сгорания с принудительным воспламенением рабочей смеси и с уменьшенным расходом топлива. Головка цилиндров такого двигателя внутреннего сгорания имеет впускной канал, покрытый теплоизоляционным материалом
В DE 40 06 583 A1 раскрывается дизельный двигатель. Впускной канал в головке цилиндров такого дизельного двигателя имеет теплоизоляционное покрытие, состоящее из керамического материала.
В JP2016118132 (A) раскрывается теплоизоляционный элемент для впускного канала в головке цилиндров двигателя внутреннего сгорания.
Известные меры могут быть недостаточными, и свежий воздух будет по-прежнему иметь слишком высокую температуру при входе в камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания.
Поэтому в основу данного изобретения положена задача предусмотреть систему подачи воздуха, которая позволяла бы подавать охлажденный свежий воздух к камерам сгорания двигателя внутреннего сгорания.
Поставленная задача достигается путем создания системы подачи воздуха согласно независимому пункту формулы изобретения. Также раскрывается способ изготовления системы подачи воздуха согласно независимому пункту формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения и описании.
Система подачи воздуха включает головку цилиндров с впускным каналом для транспортировки подаваемого воздуха в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. Система подачи воздуха дополнительно включает впускную секцию, которая связана с головкой цилиндров и по меньшей мере частично формирует подводящий канал, соединяющийся с впускным каналом. Кроме того, в подводящем канале находится теплоизоляция, которая предназначена для уменьшения передачи тепла подаваемому воздуху, проходящему через подводящий канал. За счет размещения теплоизоляции можно уменьшить нагрев подаваемого воздуха при его прохождении через подводящий канал. Снижение нагрева подаваемого воздуха приводит к незначительному уменьшению его плотности. Тем самым, в камеру сгорания может поступать больше воздуха. Это может повысить коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания и, таким образом, способствовать снижению расхода топлива.
Впускная секция может иметь форму, позволяющую ей выполнять функции распределения подаваемого воздуха среди цилиндров двигателя внутреннего сгорания.
Подводящий канал расположен вверх по потоку от впускного канала.
Теплоизоляция может прилегать к поверхности внутренней стенки подводящего канала.
Впускная секция может иметь открытый профиль, например, U-образный профиль.
Теплоизоляция может быть изготовлена из материала, устойчивого к воздействию отработанных газов, что позволит, к примеру, исключить негативное влияние отработанных газов на теплоизоляцию в вариантах осуществления изобретения с системой рециркуляции отработанных газов.
Вверх по потоку от впускной секции система подачи воздуха может включать в себя компрессор и/или охладитель наддувочного воздуха.
Головка цилиндров может иметь вид головки одноцилиндрового или многоцилиндрового двигателя.
В одном из вариантов осуществления изобретения впускная секция и теплоизоляция изготавливаются из разных материалов. В частности, впускная секция может быть изготовлена из металлического сплава, предпочтительно из сплава алюминия. В качестве альтернативы или дополнительно теплоизоляция может быть изготовлена, в частности, из полимерного материала, резины и/или силикона. Тем самым, впускная секция может быть изготовлена, например, из обладающего несущей способностью металлического сплава с высокой удельной теплопроводностью. Теплоизоляция, напротив, может быть изготовлена из материала с низким показателем удельной теплопроводности.
В частности, удельная теплопроводность теплоизоляции может быть меньше удельной теплопроводности наружной стенки впускной секции.
В другом варианте осуществления изобретения удельная теплопроводность теплоизоляции составляет менее 1 Вт/(м·K), в частности, менее 0,5 Вт/(м·K), предпочтительно менее 0,1 Вт/(м·K). Это позволит в значительной мере снизить передачу тепла подаваемому воздуху, проходящему через подводящий канал.
В одном из примеров осуществления изобретения впускная секция устанавливается на головку цилиндров, в частности, привинчивается. В качестве альтернативы впускная секция и головка цилиндров могут представлять собой одну деталь и, в частности, иметь вид цельной отливки. Тем самым, предлагаемая теплоизоляция может использоваться как в вариантах осуществления изобретения с монтируемой впускной секцией, так и в вариантах осуществления изобретения с отлитой впускной секцией.
В другом примере осуществления изобретения теплоизоляция имеет вставку, в частности, вкладыш. Эта вставка может прилегать к поверхности внутренней стенки подводящего канала. Дополнительно вставка может иметь, в частности, клеящий слой для приклеивания вставки к поверхности внутренней стенки подводящего канала.
В дополнительном варианте вставка изготавливается в виде гибкого, в частности, сгибающегося элемента. Это может упросить монтаж вставки в подводящий канал.
В предпочтительным дополнительном варианте вставка изготавливается методом трехмерной печати. Это позволяет с оправданными затратами создавать вставку в том числе со сложной геометрической формой и тонкими структурами для повторения внутреннего контура подводящего канала.
Предпочтительно, чтобы вставка дополнительно являлась уплотнительным элементом в месте перехода от головки цилиндров к впускной секции. В частности, в вариантах осуществления изобретения, в которых впускная секция устанавливается на головку цилиндров, вставка может улучшить герметизацию стыка между впускной секцией и головкой цилиндров.
В одном из вариантов осуществления изобретения теплоизоляция имеет покрытие. Покрытие наносится на поверхность внутренней стенки подводящего канала. Например, покрытие может наноситься методом напыления. Покрытие может быть предусмотрено в качестве альтернативы вставке (вкладышу) или дополнительно. Покрытие и вставка могут находиться рядом друг с другом или друг над другом.
В другом варианте теплоизоляция дополнительно предназначена для глушения шума в подводящем канале, возникающего при всасывании воздуха во время работы двигателя внутреннего сгорания, и/или для акустической изоляции всасывающего канала. К тому же теплоизоляция, например, может быть предназначена для (например, усиленного или значительного) отражения шума воздуха в подводящем канале (изоляция) или для уменьшения интенсивности шума путем поглощения (гашение). В частности, это может привести к снижению звука и/или изменению диапазона частот шума, воспринимаемого за пределами впускной секции. На акустический эффект может влиять, в частности, форма и/или материал/сочетание материалов теплоизоляции.
В другом варианте осуществления изобретения теплоизоляция дополнительно размещается во впускном канале головки цилиндров. Теплоизоляция во впускном канале может иметь покрытие на поверхности внутренней стенки впускного канала и/или, в частности, гибкую, предпочтительно сгибаемую вставку, которая прилегает к поверхности внутренней стенки, например, вкладыш. Преимуществом этого варианта является возможность снижения нагрева подаваемого воздуха не только в подводящем, но и во впускном канале.
Впускной канал, в частности, имеет загнутую форму. Впускной канал переходит в камеру сгорания. Отверстие камеры сгорания, ведущее во впускной канал, может перекрываться подъемным (тарельчатым) клапаном.
Подводящий канал может проходить, в основном, прямолинейно. Подводящий канал (впускная секция) может, в частности, проходить вдоль ряда расположенных друг к другу цилиндров двигателя внутреннего сгорания.
Подводящий канал может иметь вид распределительного канала для подаваемого воздуха с группой выпускных отверстий для группы впускных каналов. Впускные каналы могут вести к одной и той же или, в частности, к группе камер сгорания двигателя внутреннего сгорания.
Впускная секция, в частности, имеет вид несущего элемента и/или отливки, предпочтительно металлической отливки, для монтажа по меньшей мере одного компонента двигателя внутреннего сгорания.
В одном из примеров осуществления изобретения головка цилиндров частично образует подводящий канал. В частности, головка цилиндров образует выпускную зону подводящего канала, соединяющуюся с впускным каналом. В качестве альтернативы впускная секция полностью формирует подводящий канал.
Толщина теплоизоляции может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечивалась достаточная тепловая изоляция подаваемого воздуха в подводящем канале. Толщина стенок впускной секции может быть выбрана таким образом, чтобы секция обладала несущей способностью.
В другом примере осуществления изобретения теплоизоляция и впускная секция определяют общую толщину стенки подводящего канала. Толщина стенки теплоизоляции в одной области составляет менее 50 % общей толщины стенки, в частности, находится в диапазоне 30–40 % общей толщины стенки. Это позволяет, с одной стороны, достигнуть хороших теплоизолирующих качеств и, с другой стороны, обеспечить несущую способность впускной секции.
Толщина теплоизоляции может, к примеру, составлять приблизительно 3 мм, предпочтительно менее 3 мм.
Дополнительно изобретение относится к транспортному средству, в частности, к коммерческому автомобилю, с системой подачи воздуха согласно приведенному здесь описанию.
Кроме того, изобретение относится к способу изготовления системы подачи воздуха двигателя внутреннего сгорания. Этот способ включает отливку головки цилиндров с впускным каналом и впускной секцией. Впускная секция вместе с головкой цилиндров образует подводящий канал, соединяющийся с впускным каналом. Впускной канал имеет отверстие камеры сгорания, а подводящий канал – входное отверстие для подаваемого воздуха. Способ дополнительно предполагает введение теплоизоляции, содержащей согнутую вставку, в частности, вкладыш, через отверстие камеры сгорания или через входное отверстие в подводящем канале. Кроме того, способ предполагает разгибание вставки в подводящем канале так, чтобы вставка прилегала к поверхности внутренней стенки подводящего канала.
Это позволяет размещать теплоизоляцию в литой впускной секции.
Изобретение дополнительно относится к другому способу изготовления системы подачи воздуха двигателя внутреннего сгорания. Этот способ включает отливку впускной секции для монтажа на головке цилиндров. Впускная секция может устанавливаться так, чтобы образованный секцией подводящий канал, по меньшей мере, частично соединялся с впускным каналом головки цилиндров. Способ включает нанесение на поверхность внутренней стенки подводящего канала теплоизолирующего покрытия. В качестве альтернативы или дополнительно способ может включать вкладывание или введение в подводящий канал вставки, в частности, вкладыша, являющегося теплоизоляцией. Кроме того, способ включает монтаж впускной секции на головке цилиндров.
Это позволяет размещать теплоизоляцию в установленной впускной секции различными способами.
Монтаж впускной секции может, в частности, выполняться перед вводом вставки, после вкладывания вставки или после нанесения покрытия на поверхность внутренней стенки. Вставка может быть введена в подводящий канал, например, в согнутом состоянии через входное отверстие подводящего канала или через отверстие камеры сгорания впускного канала и разогнута уже внутри подводящего канала.
Способы изготовления системы подачи воздуха позволяют создавать раскрытую здесь систему подачи воздуха.
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 - Аксонометрическая проекция головки цилиндров с установленной на ней впускной секцией;
Фиг. 2A - Аксонометрическая проекция головки цилиндров;
Фиг. 2B - Аксонометрическая проекция впускной секции;
Фиг. 3 - Вид первого примерного варианта осуществления изобретения в разрезе, проходящем через головку цилиндров и впускную секцию;
Фиг. 4 - Вид второго примерного варианта осуществления изобретения в разрезе, проходящем через головку цилиндров и впускную секцию;
Фиг. 5 - Вид третьего примерного варианта осуществления изобретения в разрезе, проходящем через головку цилиндров и впускную секцию; и
Фиг. 6 - Вид четвертого примерного варианта осуществления изобретения в разрезе, проходящем через головку цилиндров и впускную секцию.
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 изображены головка 10 цилиндров и впускная секция 12 двигателя внутреннего сгорания, который здесь подробно не представлен. Двигатель внутреннего сгорания может применяться, например, для приведения в действие коммерческого автомобиля. Коммерческим автомобилем может быть, в частности, микроавтобус или грузовой автомобиль. Впускная секция 12 соединена с головкой 10 цилиндров. Головка 10 цилиндров и впускная секция 12 образуют систему 14 подачи воздуха. Система 14 подачи воздуха может представлять собой систему наддува или систему впуска. На фиг. 2A изображена головка 10 цилиндров без впускной секции 12. На фиг. 2B изображена впускная секция 12 без головки 10 цилиндров.
Головка 10 цилиндров может устанавливаться на блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания (не изображено) для изоляции одного или нескольких цилиндров. В изображенном варианте осуществления изобретения головка 10 цилиндров представляет собой головку цилиндров многоцилиндрового двигателя, которую можно установить на несколько цилиндров, расположенных друг рядом с другом. В качестве альтернативы головка цилиндров может иметь вид головки одноцилиндрового двигателя.
Как показано на фиг. 2A, головка 10 цилиндров имеет несколько впускных каналов 16, которые в смонтированном состоянии соединены с камерами сгорания двигателя внутреннего сгорания. Через впускные каналы 16 подаваемый воздух (свежий воздух) доставляется к камерам сгорания. В некоторых вариантах осуществления изобретения через впускные каналы 16 в камеры сгорания дополнительно может направляться возвращаемый отработанный газ и/или топливовоздушная смесь.
Подаваемый воздух проходит через подводящий канал 18 (см. фиг. 1 и 2B) к впускным каналам 16. Подводящий канал 18 соединяется с впускными каналами 16. Впускная секция 12 может быть установлена на головку 10 цилиндров посредством некоторого количества резьбовых соединений. В частности, винты (не изображены) могут проходить через сквозные отверстия 20 во впускной секции 12 и завинчиваться в соответствующие резьбовые отверстия 22 в головке 10 цилиндров. Для наглядности на фиг. 1, 2A и 2B обозначены только два сквозных отверстия 20 и два резьбовых отверстия 22.
Подводящий канал 18 располагается между головкой 10 цилиндров и впускной секцией 12. Для этого впускная секция 12 имеет открытый профиль, который по своей форме соответствует открытому профилю головки 10 цилиндров. В изображенном варианте осуществления изобретения открытый профиль впускной секции 12 имеет U-образную форму. Однако в зависимости от требований и размера, необходимого для монтажа, могут быть использованы другие формы профиля впускной секции 12.
В других вариантах осуществления изобретения подводящий канал 18 может быть полностью образован впускной секцией 12. Также возможно, чтобы впускная секция 12 являлась литой частью головки 10 цилиндров. Иными словами, головка 10 цилиндров может быть отлита вместе с впускной секцией 12 за одну операцию и иметь вид цельной отливки. Здесь головка 10 цилиндров образует, например, выпускную зону подводящего канала 18, соединяющуюся с впускными каналами 16.
Подводящий канал 18 проходит, в основном, прямо вдоль (продольного направления) головки 10 цилиндров. Подводящий канал 18 может проходить с учетом расположения компонентов периферийного оборудования, например, для их обхода. Подводящий канал 18 выполнен в виде распределительного канала. Поступая через входное отверстие 24, подаваемый воздух направляется подводящим каналом 18 к некоторому количеству впускных каналов 16. Входное отверстие 24 может быть расположено на одном конце впускной секции 12 и/или в любом положении между двумя концами впускной секции 12. Для этого подводящий канал 18 может иметь некоторое количество выпускных отверстий для некоторого количества впускных каналов 16. Иными словами, впускная секция 12 может иметь вид секции для распределения воздуха.
Впускная секция 12 является несущим элементом, к которому может крепиться несколько других компонентов двигателя внутреннего сгорания. В частности, впускная секция 12 может быть изготовлена из металлического сплава, например, из сплава алюминия. Впускная секция 12 может представлять собой одну отливку, например, деталь, отлитую под давлением.
Система 14 подачи воздуха дополнительно может иметь охладитель наддувочного воздуха (не изображен) и/или компрессор (не изображен). Охладитель наддувочного воздуха и компрессор могут быть расположены вверх по потоку от входного отверстия 24 впускной секции 12 (подводящего канала 18). Компрессор может сжимать подаваемый воздух и, к примеру, являться частью турбокомпрессора. Охладитель наддувочного воздуха может, например, охлаждать подаваемый воздух, нагревшийся в результате сжатия.
На фиг. 3–6 показаны виды в разрезе, который проходит через разные системы наддува, согласно данному раскрытию. Плоскость сечения выбрана таким образом, чтобы в каждом случае в ней находилась центральная ось A впускного канала 16.
На фиг. 3 изображен пример осуществления изобретения, в котором головка 10 цилиндров и впускная секция 12 выполнены отдельно. В частности, впускная секция 12, как было описано выше со ссылкой на фиг. 1–2B, привинчивается к головке 10 цилиндров.
Подводящий канал 18 проходит прямолинейно вдоль продольной оси B. Продольная ось B проходит, в основном, под прямым углом к центральной оси A впускного канала 16. В частности, продольная ось B находится, в основном, под прямым углом относительно всех центральных осей A нескольких впускных каналов 16.
Подаваемый воздух, проходящий в подводящем канале 18, направляется через выпускное отверстие 26 подводящего канала 18 во впускное отверстие 28 впускного канала 16. Через изогнутый впускной канал 16 воздух поступает в камеру сгорания. Во впускном канале 16 может находиться часть подъемного клапана (не изображен), в частности, тарельчатого клапана. Подъемный клапан расположен в гнезде 30 и предназначен для открытия и закрытия отверстия 32 камеры сгорания во впускном канале 16.
В подводящем канале 18 находится теплоизоляция 34. Теплоизоляция 34 уменьшает количество тепла, передаваемого воздуху, который проходит через подводящий канал 18. Источником тепла являются, в частности, головка 10 цилиндров и окружающий двигатель внутреннего сгорания воздух, которые нагреваются в процессе работы двигателя.
Теплоизоляция 34 может быть изготовлена из полимерного материала, например, из термопластика, резины и/или силикона. В случае с силиконами речь идет, в частности, о видах силикона, применяемых в автомобилестроении. Из резины может применяться, например, FKM (фторуглеродный каучук) или FPM (фторполимерный каучук).
Теплоизоляция 34 изготавливается, в частности, из материала, отличающегося от материала изготовления впускной секции 12. В то время как впускная секция 12 выполнена из обладающего несущей способностью материала, например, из металла с высоким показателем удельной теплопроводности, теплоизоляция 34 характеризуется очень малым значением удельной теплопроводности. Удельная теплопроводность теплоизоляции 34 составляет, например, менее 5 Вт/(м·K), в частности, менее 1 Вт/(м·K), предпочтительно менее 0,1 Вт/(м·K).
Теплоизоляция 34 может иметь гладкую поверхность для обеспечения максимально равномерного потока через подводящий канал 18.
В изображенном варианте осуществления изобретения теплоизоляция 34 имеет покрытие 36. Покрытие 36, по меньшей мере, частично покрывает поверхность 38 внутренней стенки подводящего канала 18 (впускной секции 12). Покрытие 36 может быть нанесено, например, посредством напыления (к примеру, в процессе литья под давлением). Напылением может быть нанесен, например, армированный углеродным волокном термопластик, к примеру, PA66-CF35. Разумеется, могут быть использованы и другие методы нанесения покрытий. Обычно, покрытие 36 наносится на поверхность 38 внутренней стенки перед установкой впускной секции 12 на головку 10 цилиндров.
В области впускной секции 12 подводящий канал 18 имеет толщину стенки d. Толщина стенки d складывается из толщины d1 покрытия 36 (теплоизоляции 34) и толщины d2 наружной стенки впускной секции 12. Толщина d1 покрытия 36 может быть выбрана, к примеру, в диапазоне приблизительно от 30 до 40 % толщины стенки d. Толщина теплоизоляции 34, в частности, подбирается таким образом, чтобы обеспечивался достаточный изолирующий эффект.
Исследования показали, что такие значения толщины теплоизоляции (в форме вставки или покрытия) позволяют достигнуть сопоставимых показателей теплоизоляции, которыми обладают впускные секции, например, полностью изготовленные из полимерного материала. Хотя такие полимерные трубопроводы могут обеспечивать хорошую теплоизоляцию, они не являются несущими элементами конструкции, на которые можно устанавливать другие компоненты двигателя внутреннего сгорания.
На фиг. 4 изображен пример осуществления изобретения, в котором головка 10 цилиндров и впускная секция 12 выполнены в виде одной отливки. Впускная секция 12 отлита заодно с головкой 10 цилиндров. В частности, впускная секция 12 и головка 10 цилиндров отливаются за общую операцию литья.
В показанном варианте осуществления изобретения теплоизоляция 34 имеет вид вставки 40 в форме вкладыша. Вставка 40 расположена в подводящем канале 18 и заходит во впускной канал 16. Вставка 40 прилегает к поверхности 38 внутренней стенки. Вставка 40 может иметь один или несколько слоев. Вставка 40 может состоять из одной или нескольких частей. В изображенном варианте осуществления изобретения вставка 40 частично заходит во впускной канал 16.
Вставка 40 может иметь один или несколько клеящих слоев, с помощью которого (которых) вставка 40 приклеивается к поверхности 38 внутренней стенки. Вставка 40 может крепиться на внутренней стенке с помощью иного подходящего крепежного средства. Во всяком случае, также можно предусмотреть вставку 40 без клеящего слоя или без крепежного средства, например, если вставка 40 будет иметь такую форму, которая обеспечит опору относительно поверхности 38 внутренней стенки. Внешний контур вставки 40 повторяет контур поверхности 38 внутренней стенки и поэтому прилегает к поверхности 38 внутренней стенки. В процессе обычной работы двигателей, оснащенных наддувом, в подводящем канале 18 присутствует избыточное давление. Избыточное давление прижимает вставку 40 к поверхности 38 внутренней стенки и предотвращает нежелательное смещение вставки 40. Однако при закрытой дроссельной заслонке даже у двигателей с наддувом может образоваться разрежение в подводящем канале 18, поэтому и в данном случае должны быть приняты меры по предотвращению отсоединения вставки от поверхности внутренней стенки.
Вставка 40 может быть гибкой, что обеспечивает, в частности, возможность сгибания. В согнутом состоянии вставку 40 можно поместить в подводящий канал 18 через отверстие 32 камеры сгорания или через входное отверстие 24 (см. фиг. 1). В подводящем канале 18 вставка 40 может быть разогнута и прижата к поверхности 38 внутренней стенки.
Вставка 40 может быть использована в таких вариантах осуществления изобретения, которые предполагают монтаж впускной секции 12 на головке 10 цилиндров. В данном случае вставка 40 может быть вложена во впускную секцию 12 до монтажа впускной секции 12. Также существует возможность введения вставки 40 в подводящий канал 18 через отверстие 32 камеры сгорания или через входное отверстие 24 (см. фиг. 1) после монтажа впускной секции 12.
В вариантах осуществления изобретения с установленной впускной секцией 12 вставка 40 дополнительно может обладать размерами, которые позволяют ей перекрывать стык (переход) между головкой 10 цилиндров и впускной секцией 12. Таким образом, вставка 40 дополнительно может служить в качестве уплотнителя между головкой 10 цилиндров и впускной секцией 12.
Вставка 40 может быть изготовлена, например, посредством трехмерной печати. Трехмерная печать может предполагать печать вставки 40, например, термопластичным полиуретаном на принтере для трехмерной печати.
На фиг. 5 изображен другой вариант осуществления изобретения, в котором теплоизоляция 34 дополнительно частично располагается во впускном канале 16. В данном случае изоляция 34 образуется покрытием 36 и вставкой 40. Вставка 40 проходит в выпускной зоне подводящего канала 18 и частично во впускном канале 16. Вставка 40 может быть изготовлена и размещена аналогичным образом, как было описано в варианте осуществления вставки 40 со ссылкой на фиг. 4. В частности, вставка 40 может иметь такую форму, которая позволяет ей перекрывать для герметизации (не изображено) зону контакта головки 10 цилиндров с впускной секцией 12.
В некоторых вариантах осуществления изобретения теплоизоляция 34 дополнительно может иметь во впускном канале 16 покрытие на поверхности внутренней стенки впускного канала 16 и/или вставку, прилегающую к поверхности внутренней стенки впускного канала 16.
На фиг. 6 изображен другой пример осуществления изобретения, в котором теплоизоляция 34 образована расположенной в подводящим канале 18 вставкой 40. В изображенном варианте осуществления изобретения впускная секция 12 предусмотрена только как своего рода крышка, которая привинчивается к головке 10 цилиндров. Подводящий канал 18, по большей части, образуется головкой 10 цилиндров. Вставка 40 может быть введена, например, через отверстие 32 камеры сгорания или через входное отверстие подводящего канала 18 и разогнута в подводящем канале 18 с уже установленной впускной секцией 12.
Специалисты могут отметить, что описанные здесь варианты системы подачи воздуха могут быть изготовлены с применением разных способов, которые можно комбинировать в зависимости от используемой теплоизоляции.
В одном из вариантов осуществления изобретения, где впускная секция является частью отливки головки цилиндров, а теплоизоляция 34 имеет вставку 40 (см. фиг. 4), вставка 40 может быть введена в подводящий канал 18 через отверстие 32 камеры сгорания или через входное отверстие 24. Для этого вставка 40 перед введением сгибается. Внутри подводящего канала 18 вставка 40 разгибается. В этом случае подогнанный внешний контур вставки 40 прилегает к внутреннему контуру подводящего канала 18.
В одном из примеров осуществления изобретения, где впускная секция 12 установлена на головку 10 цилиндров, а теплоизоляция 34 имеет вставку 40 (см., например, фиг. 6), вставка 40 может быть размещена в подводящем канале 18 перед установкой впускной секции 12 на головку 10 цилиндров или после этой операции. В частности, варианты осуществления изобретения, где подводящий канал 18 полностью или по большей части образован во впускной секции 12, вставка 40 может быть размещена во впускной секции 12 перед установкой впускной секции 12 на головку 10 цилиндров. В вариантах осуществления изобретения (см., к примеру, фиг. 6), где подводящий канал 18 сформирован между впускной секцией 12 и головкой 10 цилиндров, вставка 40 может быть предпочтительно введена после монтажа впускной секции 12 на головку 10 цилиндров через отверстие 32 камеры сгорания или через входное отверстие 24.
В одном из вариантов осуществления изобретения, где впускная секция 12 установлена на головку 10 цилиндров, а теплоизоляция 34 имеет покрытие 36 (см., например, фиг. 3), покрытие 36 может быть нанесено, в частности, перед установкой впускной секции 12.
Данное изобретение не ограничивается предпочтительными вариантами осуществления изобретения, 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 предмета и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от отсылки к соответствующим пунктам формулы изобретения.
Список номеров позиций
| 10 | Головка цилиндров |
| 12 | Впускная секция (распределительно-подающая линия) |
| 14 | Система подачи воздуха |
| 16 | Впускной канал |
| 18 | Подводящий канал |
| 20 | Сквозные отверстия |
| 22 | Резьбовые отверстия |
| 24 | Входное отверстие подводящего канала |
| 26 | Выпускное отверстие подводящего канала |
| 28 | Впускное отверстие впускного канала |
| 30 | Гнездо подъемного клапана |
| 32 | Отверстие камеры сгорания |
| 34 | Теплоизоляция |
| 36 | Покрытие |
| 38 | Поверхность внутренней стенки подводящего канала/впускной секции |
| 40 | Вставка (вкладыш) |
1. Система (14) подачи воздуха для двигателя внутреннего сгорания, включающая:
головку (10) цилиндров с впускным каналом (16) для транспортировки подаваемого воздуха в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания;
впускную секцию (12), связанную с головкой (10) цилиндров и, по меньшей мере, частично формирующую подводящий канал (18), соединенный с впускным каналом (16); и
теплоизоляцию (34), расположенную в подводящем канале (18) для уменьшения передачи тепла подаваемому воздуху, который проходит через подводящий канал (18), отличающаяся тем, что
впускная секция (12) и теплоизоляция (34) выполнены из разных материалов, при этом впускная секция (12) выполнена, в частности, из металлического сплава, предпочтительно из сплава алюминия, а теплоизоляция (34) выполнена, в частности, из полимерного материала, резины и/или силикона, или
удельная теплопроводность теплоизоляции (34) составляет менее 1 Вт/(м⋅К), в частности, менее 0,5 Вт/(м⋅К), предпочтительно менее 0,1 Вт/(м⋅К), или
впускная секция (12) установлена на головку (10) цилиндров, в частности, привинчена к ней; или
впускная секция (12) и головка (10) цилиндров представляют собой единую цельную конструкцию, в частности, цельную отливку, или
теплоизоляция (34) содержит вставку (40), в частности, вкладыш, который прилегает к поверхности внутренней стенки подводящего канала (18), и эта вставка (40) имеет, в частности, клеящий слой для приклеивания к поверхности внутренней стенки подводящего канала (18), или
вставка (40) является гибкой, в частности, сгибающейся вставкой (40) и/или выполнена посредством трехмерной печати; и/или
вставка (40) дополнительно является уплотнителем между впускной секцией (12) и головкой (10) цилиндров, или
теплоизоляция (34) имеет покрытие (36), которое наносится на поверхность (38) внутренней стенки подводящего канала (18), предпочтительно посредством напыления, или
теплоизоляция (34) дополнительно установлена с возможностью глушения шума в подводящем канале (18), возникающего при всасывании воздуха во время работы двигателя внутреннего сгорания, и/или акустической изоляции всасывающего канала, или
теплоизоляция (34) дополнительно расположена во впускном канале (16); и
теплоизоляция (34) во впускном канале (16) имеет покрытие (36) на поверхности (38) внутренней стенки впускного канала (16) и/или, в частности, гибкую, предпочтительно сгибаемую вставку (40), которая прилегает к поверхности (38) внутренней стенки, например, вкладыш, или
впускной канал (16) имеет изгиб; и/или
подводящий канал (18) проходит, в основном, прямо; и/или
подводящий канал (18) имеет вид распределительного канала для подаваемого воздуха с группой выпускных отверстий (26) для группы впускных каналов (16); и/или
впускная секция (12) представляет собой несущий элемент и/или отливку, в частности, металлическую отливку, для монтажа, по меньшей мере, одного компонента двигателя внутреннего сгорания, или
головка (10) цилиндров частично формирует подводящий канал (18), с образованием, в частности, выпускной зоны подводящего канала (18), соединяющейся с впускным каналом; или
впускная секция (12) полностью образует подводящий канал (18), или теплоизоляция (34) и впускная секция (12) определяют общую толщину (d) стенки подводящего канала (18); и
толщина (d1) стенки теплоизоляции (34) в одной области составляет менее 50% общей толщины (d) стенки, в частности, находится в диапазоне 30-40% общей толщины (d) стенки.
2. Транспортное средство, в частности, коммерческий автомобиль с системой (14) подачи воздуха по п. 1.
3. Способ изготовления системы (14) подачи воздуха для двигателя внутреннего сгорания, включающий:
отливку головки (10) цилиндров с впускным каналом (16) и несъемной впускной секцией (12), которая вместе с головкой (10) цилиндров образует подводящий канал (18), соединяющийся с впускным каналом (16), причем впускной канал (16) имеет отверстие (32) камеры сгорания, а подводящий канал (18) - входное отверстие (24);
размещение теплоизоляции (34), содержащей согнутую вставку (40), в частности, вкладыш, в подводящем канале (18) через отверстие (32) камеры сгорания или входное отверстие (24); и
разгибание вставки (40) в подводящем канале (18) так, чтобы она прилегала к поверхности (38) внутренней стенки подводящего канала (18).
4. Способ изготовления системы (14) подачи воздуха для двигателя внутреннего сгорания, включающий:
отливку впускной секции (12) для монтажа на головке (10) цилиндров таким образом, чтобы подводящий канал (18), по меньшей мере, частично образованный впускной секцией (12), соединялся с впускным каналом (16) головки (10) цилиндров;
нанесение на поверхность (38) внутренней стенки подводящего канала (18) во впускной секции (12) покрытия (36), являющегося теплоизоляцией (34), и/или вкладывание или введение в подводящий канал (18) вставки (40), в частности, вкладыша, являющегося теплоизоляцией (34); и
монтаж впускной секции (12) на головку (10) цилиндров.
