Впускной коллектор и система для подачи воздуха или топливно-воздушной смеси в цилиндры двигателя (варианты)
Предложены различные системы для снижения шума, вибраций и неплавности движения во впускном коллекторе. В одном из примеров, впускной коллектор содержит одну или более направляющих, камеру, присоединенную по текучей среде к одной или более направляющих, впуск, имеющий толщину стенки, и первую и вторую выемку, при этом первая выемка выступает радиально внутрь в первой точке перегиба в первом направлении, вторая выемка выступает радиально внутрь во второй точке перегиба во втором направлении, по существу встречно-параллельном первому направлению, и толщина стенки сохраняется в первой и второй точках перегиба. Таким образом, шум, вибрации и неплавность хода, связанные с впускным коллектором и его впуском, могут снижаться без дополнительных веса, затрат или сложности.
(Фиг. 1)
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к впускным коллекторам и системам для впускного коллектора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В двигателях внутреннего сгорания, впускные коллекторы выдают воздух или топливно-воздушные смеси в цилиндры. Корпус дросселя, присоединенный к впускному коллектору на первом конце, может регулировать давление в коллекторе и поток, подаваемый в цилиндры. Поток из корпуса дросселя поступает в камеру, которая, в свою очередь, направляет поток в множество направляющих в сообщении по текучей среде с впускными отверстиями цилиндров. В дополнение, впускные коллекторы выполнены для снижения шума, вибраций и неплавности движения (NVH), порождаемых потоком.
Заявка на выдачу патента США под 
2010/326395 (опубл. 30.10.2010, МПК F02B 77/00) описывает крышку впускного коллектора с подкосами, выполненными за одно целое с его внешней областью, предусмотренными для усиления конструкции крышки и снижения NVH. Подкосы продолжаются вверх и наружу из фланцевых частей подкоса, сами которые продолжаются наружу от впускного коллектора и расположены между смежными отверстиями впускных направляющих. Подкосы образованы как целая часть с крышкой.
Хотя описанные выше подкосы выполнены за одно целое с впускным коллектором, их включение в состав может повышать вес, стоимость и сложность при выполнении впускного коллектора за пределами приемлемых целевых показателей. Кроме того, авторы в материалах настоящего описания выявили взаимозависимость между шумом/вибрацией, вырабатываемыми коллектором, и шумом/вибрацией, вырабатываемыми потоком, пропускаемым дросселем и поступающим в коллектор. Например, некоторые действия, предпринятые для повышения жесткости, могут усиливать шум, вырабатываемый потоком после дросселя.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предложены системы для снижения NVH, связанных с впуском во впускном коллекторе, наряду со снижением дополнительного веса, стоимости и сложности.
В одном из аспектов предложен впускной коллектор, содержащий:
камеру, присоединенную по текучей среде к одной или более направляющих; и
впуск, имеющий толщину стенки, первую выемку, выступающую радиально внутрь в первой точке перегиба в первом направлении, и вторую выемку, выступающую радиально внутрь во второй точке перегиба во втором направлении, по существу встречно-параллельном первому направлению.
при этом толщина стенки сохраняется в первой и второй точках перегиба.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, в котором начала первой и второй точек перегиба расположены на выбранном расстоянии ниже по потоку от впуска.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, в котором первая и вторая выемки продолжаются аксиально вдоль впускного коллектора в криволинейной области.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, в котором впуск имеет двугорбое поперечное сечение, образованное первой и второй выемками.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, дополнительно содержащий множество лопастей, выступающих из стенки коллектора внутрь в поток из корпуса дросселя.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, в котором одна или более направляющих, впуск и камера содержат три оболочки, сопрягаемые друг с другом.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, в котором продольная ось лопастей не выровнена с начальной и конечной продольной осью выемок.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, дополнительно содержащий множество ребер, расположенных поперек внешней поверхности впускного коллектора.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, в котором ребра из множества ребер расположены по существу поперечно-решетчатым образом и продолжаются по меньшей мере частично вдоль внешних поверхностей одной или более направляющих.
В одном из вариантов предложен впускной коллектор, в котором первая и вторая точки перегиба отделяют вогнутую область относительно центральной оси от окружающей выпуклой области относительно центральной оси.
В одном из дополнительных аспектов предложена система для подачи воздуха или топливно-воздушной смеси в цилиндры двигателя, содержащая:
корпус дросселя; и
впускной коллектор, имеющий впускную направляющую, присоединенную смежно корпусу дросселя, множество ребер, продолжающихся вдоль внешней поверхности,
впуск, имеющий двугорбое поперечное сечение с первой выемкой и второй выемкой, причем каждая продолжается радиально внутрь противоположно друг другу.
В одном из вариантов предложена система, в которой первая и вторая выемка расположены в верхней и нижней оболочке, соответственно.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая по меньшей мере верхнюю оболочку и нижнюю оболочку, расположенные противоположным образом с образованием впускного коллектора.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая множество направляющих, присоединенных к головке блока цилиндров, причем направляющие из множества направляющих имеют одно из по существу прямоугольного, круглого, цилиндрического или эллиптического поперечного сечения.
В одном из вариантов предложена система, в которой впускной коллектор имеет толщину стенки, которая сохраняется в первой и второй точках перегиба.
В одном из вариантов предложена система, в которой первая и вторая выемки формируют две по существу равные трубчатые половины проходного сечения впускной направляющей.
В одном из вариантов предложена система, в которой первая и вторая выемки сопровождают общий криволинейный впускной тракт вдоль центральной оси впускной направляющей.
В одном из вариантов предложена система, в которой первая и вторая выемки заканчиваются в самом верхнем по потоку месте соединения направляющей с камерой.
В одном из вариантов предложена система, в которой ребра из множества ребер имеют большую длину в первой и второй точках перегиба.
В одном из еще дополнительных аспектов предложена система для подачи воздуха или топливно-воздушной смеси в цилиндры двигателя, содержащая:
корпус дросселя;
впускной коллектор, имеющий впуск, присоединенный к корпусу дросселя, одну или более направляющих, присоединенных по текучей среде к камере, множество ребер, продолжающихся вдоль внешней поверхности, и верхнюю и нижнюю оболочку, соединенные противоположным образом вместе для образования тем самым впускного коллектора;
множество лопастей вблизи впуска; и
первую трубу и вторую трубу, причем каждая присоединена по текучей среде к впускному коллектору,
впуск, имеющий центрально сужающееся поперечное сечение с первой выемкой и второй выемкой, причем каждая продолжается радиально внутрь противоположно друг другу для уменьшения шума и вибрации,
одну или более направляющих, имеющих одно из по существу прямоугольного, круглого, цилиндрического или эллиптического поперечного сечения.
В одном из примеров, впускной коллектор может включать в себя одну или более направляющих и камеру, присоединенную по текучей среде к одной или более направляющих. Впускной коллектор может содержать впуск, имеющий толщину стенки, первую выемку, выступающую радиально внутрь в первой точке перегиба в первом направлении, и вторую выемку, выступающую радиально внутрь во второй точке перегиба во втором направлении, по существу встречно-параллельном первому направлению. Толщина стенки может сохраняться в первой и второй точках перегиба.
Таким образом, посредством включения выемок во впускной проток впускного коллектора, NVH, связанные с впускным коллектором и его впуском, могут снижаться. Кроме того, впускной коллектор может выдавать и выдерживать достаточные давления наряду с минимизацией сопротивления на впуске, и поддерживать достаточное уплотнение с корпусом дросселя и другими компонентами, не повышая толщину стенки, вес, себестоимость или сложность. Кроме того еще, такой подход может действовать синергетически с подходами, которые снижают шумы потока дросселя, такими как лопасти, расположенные на впуске дросселя, по-прежнему, наряду с сохранением веса, толщины стенки и других требований.
В еще одном примере, предусмотрена система, содержащая корпус дросселя и впускной коллектор, присоединенный к корпусу дросселя. Впускной коллектор может иметь одну или более направляющих, присоединенных по текучей среде к камере, множество ребер, продолжающихся вдоль внешней поверхности, и верхнюю и нижнюю оболочку, соединенные противоположным образом вместе для образования тем самым впускного коллектора. Впуск может иметь двугорбое поперечное сечение с первой выемкой и второй выемкой, первая и вторая выемки продолжаются радиально внутрь в первой точке перегиба и второй точке перегиба, соответственно. Ребра из множества ребер могут иметь большую длину в первой и второй точках перегиба. Одна или более направляющих могут не иметь двугорбое поперечное сечение.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать 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 вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - вид системы впускного коллектора в соответствии с настоящей полезной моделью.
Фиг. 2 - вид в сборе впускного коллектора в соответствии с настоящей полезной моделью.
Фиг. 3 - вид в разрезе впускного коллектора, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4 - еще один вид в разрезе впускного коллектора, показанного на фиг. 2.
Фиг. 5 - вид снизу в разрезе впускного коллектора, показанного на фиг. 2.
Фиг. 6 - вид сверху впускного коллектора, показанного на фиг. 2.
Фиг. 7 - изображение в разобранном виде впускного коллектора, показанного на фиг. 2.
Фиг. 2-7 начерчены приблизительно в масштабе, хотя, если требуется, могут использоваться другие относительные размеры.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Последующее описание относится к впускному коллектору, имеющему первую и вторую нелинейную выемки, противоположно расположенные друг от друга, выровненные вдоль центральной длины нелинейного впускного канала коллектора и выполненные с возможностью снижения шума, вибраций и неплавности движения (NVH), связанных с коллектором, на его впуске. Коллектор может быть впускным коллектором или другим типом коллектора. Первая выемка может выступать радиально внутрь в первой точке перегиба в первом направлении наряду с тем, что вторая выемка может выступать радиально внутрь во второй точке перегиба во втором направлении, по существу встречно-параллельном первому направлению. Толщина стенки коллектора может сохраняться в первой и второй точках перегиба. Таким образом, NVH, связанные с коллектором и его впуском, могут снижаться наряду с тем, что достаточное давление и уплотнение достигаются без добавления коллектору веса, стоимости или сложности.
Настоящее описание может использовать основанные на ракурсе признаки, такие как верх/низ, задний/передний и верхний/нижний, и/или основанные на ориентации признаки, такие как высота, ширина, длина и толщина. Такие признаки могут использоваться для описания раскрытых сейчас вариантов осуществления и/или могут использоваться в описании других раскрытий сравнительным образом, и могут использоваться всего лишь для содействия обсуждению, и не предназначены для ограничения применения вариантов осуществления, раскрытых в материалах настоящего описания.
Фиг. 1 - схематичное изображение, иллюстрирующее примерные элементы двигателя внутреннего сгорания в соответствии с настоящей полезной моделью. Элементы могут включать в себя впускной коллектор 20 и блок 22 цилиндров двигателя. Впускной коллектор 20 показан сообщающимся с корпусом 24 дросселя посредством дроссельной заслонки 26 через впуск 28, где торец впускного коллектора 20 может с возможностью уплотнения присоединяться к корпусу 24 дросселя. В этом конкретном примере, дроссельная заслонка 26 может быть присоединена к приводу, такому как электродвигатель (не показан), так что положение дроссельной заслонки 26 может управляться контроллером. Эта конфигурация обычно указывается ссылкой, как электронное управление дросселем (ETC), которое также может использоваться во время регулирования скорости вращения холостого хода.
Впуск 28 может быть выполнен с возможностью пропускать всасываемый воздух во впускной коллектор 20 и может включать в себя одну или более выемок, выполненных с возможностью снижать NVH, ниже описанных подробнее со ссылкой на примерный вариант осуществления, показанный на фиг. 2-7. Впускной коллектор 20 может принимать воздух из охладителя наддувочного воздуха (не показан), который может понижать температуру всасываемых газов. В некоторых вариантах осуществления, охладитель наддувочного воздуха может быть воздушно-воздушным теплообменником. В других вариантах осуществления охладитель наддувочного воздуха может быть воздушно-жидкостным теплообменником.
Впускной коллектор 20 может включать в себя камеру 30. Камера 30 может быть удлиненной полой камерой, открытой на впускном конце и выполненной с возможностью принимать всасываемый воздух, например, из впуска 28. Впускной коллектор 20 также может быть выполнен с возможностью делить всасываемый воздух на некоторое количество отдельных потоков воздуха посредством соответствующего количества направляющих 32. Направляющие 32 могут быть совместно присоединены на первом конце к камере 30, и каждая, на втором конце, соответственно присоединена к соответствующему количеству камер 34 сгорания, здесь проиллюстрированных схематично окружностями. Камеры 34 сгорания могут быть присоединены к головке блока цилиндров. Каждая камера 34 сгорания также может принимать топливо для сгорания, например, через соответствующее количество топливных форсунок. Топливные форсунки, например, могут впрыскивать топливо пропорционально длительности импульса сигнала, принятого из контроллера двигателя. Сжигаемая топливно-воздушная смесь может выбрасываться через выпускной коллектор 36. Таким образом, впускной коллектор 20 и выпускной коллектор 36 могут избирательно сообщаться с камерами 34 сгорания через соответствующие впускные клапаны и выпускные клапаны (не показаны). В некоторых вариантах осуществления, камеры 34 сгорания могут включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов. Шесть направляющих 32 и шесть камер 34 сгорания проиллюстрировано в этом примере. В других примерах, могут использоваться другие количества направляющих и/или другие количества камер сгорания. Как частично видно на фиг. 5, направляющие 32 могут иметь по существу прямоугольные поперечные сечения (например, имеющие две параллельных стороны и две наклонных стороны, чтобы направляющие имели меняющиеся поперечные сечения), хотя такая геометрия может быть изменена, не выходя из объема этого раскрытия. Например, направляющие 32, взамен, могут иметь круглые или по существу цилиндрические поперечные сечения (например, эллиптические). Кроме того, две или более направляющих 32 могут быть выровнены по существу вертикально (например, в пределах 10 градусов), причем, каждый другой ближний впуск 28 может продолжаться в непараллельных направлениях, чтобы становиться смещенным на выпускном конце. Такая компоновка может сберегать пространство и улучшать конструктивную целостность направляющих.
Впускной коллектор 20 может включать в себя некоторое количество фасонных деталей 38, которые могут собираться вместе в три слоя для образования коллектора 20 в сборе. Например, три фасонных детали, например, первая фасонная деталь 40, вторая фасонная деталь 42 и третья фасонная деталь 44 могут быть уложены одна на другую и/или соединены иным образом для образования узла 46. Таким образом, отдельные компоненты (например, впуск 28, направляющие 32) впускного коллектора 20 могут формироваться посредством сборки друг с другом двух или более фасонных деталей. Например, вторая фасонная деталь 42 может формировать нижнюю часть одной или более направляющих 32 и верхнюю часть других направляющих 32. Первая фасонная деталь 40 и/или третья фасонная деталь 44 могут формировать наружные стенки направляющих 32, которые могут соответствовать внешней поверхности впускного коллектора 20. Сборка фасонных деталей может выполняться различными пригодными способами, например, сваркой. Хотя в точности три фасонных детали показаны в проиллюстрированном примере, возможны другие варианты осуществления, в которых впускной коллектор 20 образован противоположным соединением друг с другом двух фасонных деталей - верхней и нижний оболочки. Для иллюстрации, верхняя оболочка может соответствовать третьей фасонной детали 44 и верхней половине второй фасонной детали 42 наряду с тем, что нижняя оболочка может соответствовать первой фасонной детали 40 и нижней половине второй фасонной детали 42.
Каждая из фасонных деталей 38 может быть образована по-отдельности и/или индивидуально, например, посредством литья и/или штамповки, и тому подобного. Например, фасонные детали 38 могут быть изготовлены из отлитой под давлением пластмассы. Каждая фасонная деталь 38 может иметь первую сторону и вторую сторону, подвергаемые воздействию во время процесса их изготовления. Таким образом, существенно высокий уровень детализации количество поверхностных признаков может быть заключен в многочисленных поверхностях в узле. Три фасонных детали 40, как проиллюстрированные в показанном примере, поэтому, могут предусматривать шесть возможных сторон, при этом многочисленные признаки могут быть избирательно и без труда заключены внутри собранного коллектора. Таким образом, может достигаться в целом улучшенный коллектор.
Впускной коллектор 20 может включать в себя первую выемку 29 и вторую выемку 31, каждая по меньшей мере частично покрывает длину впуска 28 и выступает радиально внутрь к центру впускного коллектора 20. Первая выемка 29 включена в верхнюю часть впускного коллектора 20 наряду с тем, что вторая выемка 31 включена в нижнюю часть впускного коллектора, где обе выемки могут следовать общей криволинейной траектории вдоль центральной оси впуска 28. Впускной коллектор 20, таким образом, включает в себя две противоположно ориентированных выемки. Выемки выполнены с возможностью снижать NVH, связанные с впускным коллектором и впуском 28, и могут быть расположены в одной или более фасонных деталей. Например, первая выемка 29 может быть образована третьей фасонной деталью 44, а вторая выемка 31 может быть образована первой фасонной деталью 40. В альтернативном варианте осуществления, в котором впускной коллектор 20 образован посредством соединения верхней и нижней оболочки, первая выемка 29 может быть расположена в верхней оболочке, а вторая выемка 31 расположена в нижней оболочке.
Фиг. 2 - вид в сборе впускного коллектора 20 в соответствии с настоящей полезной моделью; фиг. 3 - вид в разрезе впускного коллектора 20; фиг. 4 - еще один вид в разрезе впускного коллектора 20; фиг. 5 - вид снизу в разрезе впускного коллектора 20; фиг. 6 - вид сверху впускного коллектора 20; и фиг. 7 - изображение в разобранном виде впускного коллектора 20.
Как показано на фиг. 2-7, впускной коллектор 20 включает в себя первую выемку 29 и вторую выемку 31, каждая из которых выступает радиально вниз к центральной оси 48 впускного коллектора, выполненные с возможностью уменьшать NVH, связанные с впускным коллектором и его впуском 28. Центральная ось 48 предоставлена в иллюстративных целях и, в этом примере, имеет извилистую траекторию, продолжающуюся от криволинейной области, соответствующей впуску 28, до по существу прямой области, соответствующей камере 30, придавая центральной оси 48 криволинейную s-образную форму. На впуске 28, центральная ось 48 по существу соответствует центру впуска 28 наряду с тем, что центральная ось 48 камеры по существу соответствует центру камеры 30. Такое соответствие, например, может быть порядка 10 миллиметров. Центральная ось, таким образом, по существу соответствует центру впускного коллектора 20, который имеет сложную геометрию. Передняя сторона 45 впуска 28 может включать в себя уплотнение 47 периферически вокруг впуска 28, так что корпус дросселя может сопрягаться в контакте с передней стороной 45. Корпус дросселя может включать в себя дроссель, как отмечено выше, который поворачивается вокруг поворотной оси 49, чтобы тем самым регулировать всасывание потока.
Первая и вторая выемки 29 и 31 также могут указываться ссылкой как волны или горбы, причем, две в комбинации указываются ссылкой как конструкция с двумя горбами, имеющая двугорбое поперечное сечение, в частности, проиллюстрированное на фиг. 3 и 4. Кроме того, первая и вторая выемки 29 и 31 могут иметь то, что указывается ссылкой как центрально сужающееся поперечное сечение, образованное суженной областью, характеризуемой точками перегиба.
Первая точка 50 перегиба и вторая точка 52 перегиба идентифицируют начальные точки и устанавливают направление выемки первой и второй выемок 29 и 31, соответственно, чьи начала расположены на выбранном расстоянии ниже по потоку от корпуса 24 дросселя и впуска 28 вдоль центральной оси 48. Как лучше всего видно на виде в разрезе, проиллюстрированном на фиг. 3, первая и вторая точки 50 и 52 перегиба соответствуют вогнутому изгибу впускного коллектора 20 относительно центральной оси 48 и отделяют такой вогнутый изгиб от окружающего выпуклого изгиба относительно центральной оси 48, которая придает эллиптическую геометрию внутренней части впускного коллектора 20. Первая и вторая точки 50 и 52 перегиба также расположены в областях, где радиус впускного коллектора 20, измеренный по линии, продолжающейся от центральной оси 48 до внутренней стенки 51 впускного коллектора, уменьшается. Степень, с которой первая и вторая точки 50 и 52 перегиба выступают радиально внутрь к центральной оси 48, может избирательно подгоняться и подстраиваться под требуемые параметры, в том числе, выходную мощность двигателя. Такой выступ, например, может иметь значение 20 мм по сравнению с впускным коллектором, не имеющим выемок. В качестве еще одного примера, выступ может быть порядка толщины стенки впускного коллектора 20, где, в одном из примеров, толщина стенки определяется в качестве расстояния между внутренней стенкой 51 и наружной стенкой 53 впускного коллектора 20. Кроме того, так как степень выступания первой и второй точек 50 и 52 перегиба по меньшей мере частично регулирует степени выступания первой и второй выемок 29 и 31, поэтому, степень выступания выемки также может регулироваться избирательной подгонкой степеней выступания первой и второй точек 50 и 52 перегиба.
Первая и вторая точки 50 и 52 перегиба также характеризуют направление, в котором выступают выемки. В проиллюстрированных примерах, первая выемка 29 выступает радиально внутрь в первом направлении 55 наряду с тем, что вторая выемка 31 выступает радиально внутрь во втором направлении 57, где первое и второе направления 55 и 57 по существу встречно параллельны друг другу (например, продолжаясь вдоль одной и той же оси, но в противоположных направлениях). Кроме того, выемки 29 и 31 по существу вертикально выровнены с центральной осью 48 (например, выровнены в пределах 5% или менее), грубо разделяя впускной коллектор 20 на две по существу равных трубчатых половины проходного сечения впуска 28 (например, площади поверхности в пределах 20% друг от друга). Первая и вторая точки 50 и 52 перегиба, наоборот, по существу перпендикулярны (например, в пределах 10 градусов) центральной оси 48. Однако, возможны другие варианты осуществления, включая те, в которых выемки 29 и 31, и точки 50 и 52 перегиба взамен могут быть смещены относительно центральной оси 48 или друг относительно друга, и могут делить впускной коллектор 20 на неравные половины и/или более чем две части.
Толщина стенки впускного коллектора 20 может сохраняться на всем протяжении областей, в которых расположены выемки. Фиг. 3 частично иллюстрирует, каким образом толщина стенки сохраняется в поперечных сечениях, пересекающих точки 50 и 52 перегиба. Другими словами, двойные горбы скорее обеспечиваются посредством придания формы впускному коллектору 20 и его фасонным деталям, если применимы, нежели добавлением материала и увеличением толщины стенки. Первая и вторая точки 50 и 52 перегиба, и первая и вторая выемки 29 и 31 являются признаками внутренней стенки 51 и наружной стенки 53. Таким образом, выемки могут быть предусмотрены для снижения NVH, связанных с впускным коллектором 20 и впуском 28, не привнося дополнительных веса, стоимости или сложности. В других вариантах осуществления, однако, выемки могут быть обеспечены добавлением материала и увеличением толщины стенки. В этом примере, выемки могут предусматриваться во время изготовления фасонных деталей 40, 42 и 44, когда подвергаются воздействию их внутренние поверхности.
Первая концевая точка 54 и вторая концевая точка 56, наоборот, характеризуют конечные точки первой и второй выемок 29 и 31, соответственно, а кроме того, устанавливают траекторию, по которой проходят выемки. В этом примере, первая и вторая концевые точки 54 и 56 расположены выше по потоку от камеры 30 и направляющих 32, побуждая первую и вторую выемки 29 и 31 продолжаться вдоль центральной оси 48 вдоль направления, по существу соответствующего (например, параллельного) направлению потока топливно-воздушной смеси, протекающей через впускной коллектор 20. Как показано, первая и вторая выемки 29 и 31 продолжаются на всем протяжении криволинейной области впускного коллектора 20, но усекаются раньше достижения по существу прямой (например, линейной) области, которая может соответствовать камере 30. Первая и вторая выемки 29 и 31, например, могут заканчиваться в самом верхнем по потоку месте 84 соединения направляющей, место соединения осуществляет точку соединения между направляющей и камерой. Расположение концевых точек 54 и 56 может избирательно регулироваться и регулироваться под различные требуемые параметры, не выходя из объема этого раскрытия. Например, первая и вторая концевые точки 54 и 56 взамен могут быть расположены поблизости от правого конца 58 впускного коллектора 20, побуждая первую и вторую выемки 29 и 31 пересекать по существу полную длину центральной оси 48. Кроме того, в других вариантах осуществления, дополнительные точки перегиба и концевые точки могут быть предусмотрены, чтобы две или более выемок были включены в состав для данной области впускного коллектора 20 (например, верхней части, соответствующей первой выемке 29). В этом примере, предусмотрено множество выемок, которые могут быть разделены частями невдавленного материала. Такая конфигурация, например, может использоваться для вариантов, в которых формирование смежной выемки в данной области коллектора является непрактичным, затратным и/или необязательным.
В проиллюстрированных примерах, первая точка 50 перегиба и ее соответствующая первая концевая точка 54, наряду с второй точкой 52 перегиба и второй концевой точкой 56, частично выступают внутрь к центральной оси 48 на равные величины. Например, их глубины, в качестве измеряемых по линиям (например, первой линии 59, измеряющей глубины первой точки 50 перегиба и первой концевой точки 54, и второй линии 61, измеряющей глубины второй точки 52 перегиба и второй концевой точки 56), продолжающимся от центральной оси 48, являются равнозначными. Таким образом, первая и вторая выемки 29 и 31 имеют равные глубины, и каждая сохраняет совместимую глубину на всем протяжении своих длин по мере того, как они пересекаются вдоль центральной оси 48. Следует понимать, однако, что точка перегиба и ее соответствующая концевая точка могут иметь неравные глубины, первая и вторая выемка 29 и 31 могут иметь неравные глубины, и первая и/или вторая выемки 29 и 31 каждая может иметь глубины, которые меняются по мере того, как они пересекаются вдоль центральной оси 48, не выходя из объема этого раскрытия.
Формы, с которыми первая и вторая выемки 29 и 31, и первая и вторая точки 50 и 52 перегиба выступают внутрь, также могут быть изменены. Как показано, в проиллюстрированных примерах, первая и вторая точки 50 и 52 перегиба выступают радиально внутрь с гладко криволинейной геометрией, которая по меньшей мере частично является ответной ее окружающей выпуклой геометрии. Такая геометрия может быть изменена, не выходя из объема этого раскрытия. Например, могут быть предусмотрены точки перегиба, которые выступают радиально внутрь с подобной квадрату или прямоугольной геометрией. Острые точки перегиба, которые являются треугольными, также могут быть предусмотрены. Кроме того, ширина точек перегиба может избирательно регулироваться на основании требуемых параметров. В проиллюстрированных примерах, ширины первой и второй точек 50 и 52 перегиба равны и имеют порядок толщины стенки впускного коллектора 20. В других примерах, такие ширины могут быть неравными и/или существенно меньшими или большими (например, в два раза большими), чем толщина стенки.
Впускной коллектор 20 также включает в себя множество ребер 60, расположенных поперек внешней поверхности 62, которые действуют для дополнительного снижения NVH, связанных с коллектором, и упрочнения и придания жесткости коллектора. Множество ребер 60 расположены по существу поперечно-решетчатым образом (например, перпендикулярные пары ребер, ограничивающие прямоугольные области) и выступает радиально внутрь с гладкой гребнеобразной геометрией. Множество ребер 60 включает в себя осевые ребра 70, продолжающиеся вдоль центральной оси 48 из корпуса 48 дросселя к правому концу 58 вдоль верхней области впускного коллектора 20. Множество ребер 60 дополнительно включает в себя множество поперечных ребер 72, продолжающихся по окружности, перпендикулярных (например, в пределах 10 градусов) центральной оси 48, при этом отдельные поперечные ребра имеют неодинаковые начальные и конечные точки; поперечные ребра, соответствующие впуску 28, например, покрывают верхнюю половину впускного коллектора 20 в такой области, наряду с тем, что другие поперечные ребра покрывают меньшую ширину, например, в области, соответствующей камере 30 в промежутке между направляющими 32. Таким образом, в этом примере, осевые ребра 70 и поперечные ребра 72 пересекаются друг с другом для образования тем самым показанной поперечно-решетчатой геометрии. Однако могут использоваться другие геометрии, такие как концентрическая круговая геометрия.
Как показано, два поперечных ребра 72 пересекают первую выемку 29, а третье поперечное ребро 72 расположено между корпусом 24 дросселя и первой точкой 50 перегиба. Осевое ребро 70, по существу перекрывающее длину впускного коллектора 20, в качестве измеряемого вдоль центральной оси 48, пересекает и соответствует траектории первой выемки 29. Такие осевые и поперечные ребра могут взаимодействовать с выемкой 29, чтобы максимизировать снижение NVH.
В проиллюстрированных примерах, некоторые ребра из множества ребер 60 имеют равные длины в качестве измеряемых по их протяженности радиально наружу от внешней поверхности 62. Другие ребра, такие как расположенные вдоль выемок 29 и 31, и покрывающие области соединений между камерой 30 и направляющими 32 (например, место 84 соединения) имеют большие длины, чем расположенные где-то в другом месте. Такие ребра продолжаются радиально наружу от внешней поверхности 62 в большей степени, сопоставимой с длинами других ребер, не расположенных вдоль выемок или областей соединения. Такая компоновка предоставляет множеству ребер 60 возможность формировать по существу непрерывную поверхность; другими словами, гибкий материал, расположенный на и поддерживаемый множеством ребер 60, был бы непрерывным и по существу гладким без острых пиков или провалов.
Как показано, множество ребер 60 частично продолжается вдоль участков внешней поверхности 62, которые соответствуют направляющим 32. Таким образом, NVH, связанные с направляющими 32, могут быть минимизированы. Конкретнее, верхний набор из трех направляющих 32 включает в себя ребра 60, каждое продолжается по их внешним поверхностям. Ребра 60, расположенные вдоль этих направляющих, укорачиваются к боковой стороне впускного коллектора 20 криволинейным образом, чтобы два смежных боковых ребра 72 становились соединенными вместе на боковой стороне. На фиг. 2, в частности проиллюстрировано, насколько, вследствие сложной геометрии впускного коллектора 20, области, ограниченные заданной парой боковых ребер и смежной парой осевых ребер, не равны и могут меняться в зависимости от области; области, ограниченные осевыми и боковыми ребрами, соответствующими впуску 28, являются по существу прямоугольными и расширяются по мере того, как впускной коллектор 20 пересекается вдоль центральной оси. Области, ограниченные осевыми и боковыми ребрами, соответствующими камере 30, являются прямоугольными и по существу неизменными. Кроме того еще, области, ограниченные осевыми и поперечными ребрами, соответствующими трем верхним направляющим 32, меняются между треугольными и криволинейными, и разнятся между отдельными направляющими. Следует принимать во внимание, что другие геометрические компоновки, размеры, ориентации, и т.д., возможны, не выходя из объема этого раскрытия.
В проиллюстрированных примерах, направляющие 32 не имеют выемок, подобных выемкам 29 и 31, а взамен, полагаются на наружные ребра 60 для снижения NVH. Следовательно, поперечные сечения направляющих являются по существу прямоугольными. Следует принимать во внимание, однако, что могут быть предусмотрены дополнительные выемки, специфичные направляющим 32. Например, каждая направляющая может включать в себя две противоположно ориентированных выемки, выступающие радиально внутрь и продолжающиеся вдоль центральных осей направляющих. Выемки направляющих могут быть выровнены с центральными осями, расположенными центрально по отношению к каждой направляющей 32. Выемки направляющей могут иметь длины, покрывающие по меньшей мере части направляющих, и могут быть расположены ближе к камере 30 или противоположно открытым концам, через которые подается текучая среда. Одно или более осевых и/или поперечных ребер, кроме того, могут пересекать такие выемки направляющей и, таким образом, могут взаимодействовать с выемками направляющей для снижения NVH.
Выемки 29 и 31, и множество ребер 60, могут взаимодействовать для снижения NVH, связанных с впускным коллектором 20 и впуском 28. Как видно в проиллюстрированных примерах, выемка 29 выровнена с ребрами 60, расположенными непосредственно над ней. Такое выравнивание может снижать NVH по сравнению с коллектором, в котором выемки и ребра смещены, а кроме того, может предоставлять выемке возможность сводить на нет NVH, вырабатываемые смежными ребрами, и наоборот. Дополнительные компоненты могут преимущественно использовать выравнивание. Например, впускной коллектор 20 включает в себя множество лопастей 64, ближайших к впуску 28 и корпусу 24 дросселя, и которые расположены выше по потоку от первой и второй выемок 29 и 31. Лопасти 64 могут дополнительно снижать NVH, связанные с впускным коллектором 20 и впуском 28, и могут иметь продольную ось, которая выровнена с центральной осью 48, и топливно-воздушный поток, протекающий из коллектора в направляющие 32. Лопасти 64, кроме того, могут быть по существу перпендикулярны (например, в пределах 10 градусов) оси 49 вращения и имеют продольную ось (например, центральную ось 48), которая смещена по отношению к нескольким продольным осям: начальной продольной оси 76, соответствующей начальной области первой выемки 29, конечной продольной оси 78, соответствующей конечной области первой выемки 29, начальной продольной оси 80, соответствующей начальной области второй выемки 31, и конечной продольной оси 82, соответствующей конечной области второй выемки 31. Такое выравнивание может предоставлять возможность для снижения NVH наряду с минимизацией сопротивления топливно-воздушному потоку на впуске 28. Лопасти 64 дополнительно сужаются; их ширины возрастают по мере того, как они пересекаются вдоль центральной оси 48 с углом сужения, который может подгоняться. Лопасти 64 имеют длины вдоль центральной оси 48, которые по существу покрывают полную длину вдоль центральной оси 48 корпуса 24 дросселя, хотя, таки длины могут быть избирательно изменены. Как лучше всего видно на фиг. 2, множество лопастей 64 включает в себя нижний набор из пяти лопастей и верхний набор из семи лопастей. Большее количество верхних лопастей может быть включено в состав, например, согласно характеристикам потока впускного коллектора 20.
Таким образом, множество компонентов впускного коллектора 20 могут взаимодействовать, чтобы синергетически снижать NVH, сверх того, что может быть возможно с отдельными компонентами в одиночку. Например, лопасти 64 могут иметь длины и суженные ширины, приспособленные для снижения NVH, связанных с корпусом 24 дросселя. Первая и вторая выемки 29 и 31, в таком случае, могут снижать NVH, не находящиеся под влиянием лопастей 64, и NVH, связанные конкретно с впуском 28 ниже по потоку от лопастей 64. Первая и вторая выемки 29 и 31 могут иметь различные характеристики (например, длину, кривизну, глубину, и т.д.), приспособленные под NVH, ниже по потоку от корпуса 24 дросселя и выше по потоку от камеры 30. Кроме того, ребра 60 могут снижать NVH, не преодоленные лопастями или выемками, и NVH, связанные с другими компонентами и/или областями. Таким образом, множество компонентов во впускном коллекторе 20 могут работать совместно, чтобы усиливать снижение NVH, связанное с впускным коллектором 20 и впуском 28.
Следует принимать во внимание, однако, что выравнивание, ширина, высота и сужение показанные на фигурах, предусмотрены с целью иллюстрации, и что эти параметры могут меняться, например, согласно характеристикам потока топлива/воздуха, протекающего через впускной коллектор 20.
Впускной коллектор 20 также включает в себя первую трубу 66 и вторую трубу 68, которые могут быть выполнены с возможностью выполнять многообразие функций, в том числе, ввод и/или вытеснение потока, удаление конденсата, управление PCV, и т.д. В этом варианте осуществления, первая труба 66 присоединена по текучей среде к впускному коллектору 20 и расположена выше по потоку от выемок 29 и 31. Вторая труба 68 также присоединена по текучей среде к впускному коллектору 20, но расположена ниже по потоку от первой трубы 66 и в области, соответствующей выемкам 29 и 31. Такое расположение может предоставлять NVH, вызванным трубами 66 и 68, возможность сводиться на нет выемками 29 и 31.
Таким образом, может быть предусмотрен впускной коллектор, включающий в себя одну или более направляющих, камеру, присоединенную по текучей среде к одной или более направляющих, впуск, имеющий толщину стенки, первую и вторую выемку, причем каждая выступает радиально внутрь во встречно-параллельных направлениях из первой и второй точек перегиба, соответственно. NVH, связанные с впускным коллектором и его впуском, могут снижаться без увеличения толщины стенки в точках перегиба. Таким образом, NVH могут снижаться без повышения веса, затрат и сложности, связанных с впускным коллектором.
Следует принимать во внимание, что аспекты впускного коллектора могут меняться, не выходя из настоящего раскрытия. Например, могут меняться количество, расположение, траектория и глубина выемок, а также количество, расположение и глубина точек перегиба. Геометрическая компоновка, плотность, высота ребер могут быть дополнительно изменены, так же как расположение и геометрия лопастей и труб. Кроме того еще, направляющие, впуск, камера и другие компоненты могут содержать композитные материалы, в том числе, одно или более из пластмасс, смол и полимеров, хотя могут использоваться другие материалы.
Также следует принимать во внимание, что конфигурации и способы, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по сути, 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. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой 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 полезной модели настоящего раскрытия.
1. Впускной коллектор, содержащий:
камеру, присоединенную по текучей среде к одной или более направляющих; и
впуск, имеющий толщину стенки, первую выемку, выступающую радиально внутрь в первой точке перегиба в первом направлении, и вторую выемку, выступающую радиально внутрь во второй точке перегиба во втором направлении, по существу, встречно-параллельном первому направлению;
при этом толщина стенки сохраняется в первой и второй точках перегиба.
2. Впускной коллектор по п.1, в котором начала первой и второй точек перегиба расположены на выбранном расстоянии ниже по потоку от впуска.
3. Впускной коллектор по п.1, в котором первая и вторая выемки продолжаются аксиально вдоль впускного коллектора в криволинейной области.
4. Впускной коллектор по п.1, в котором впуск имеет двугорбое поперечное сечение, образованное первой и второй выемками.
5. Впускной коллектор по п.1, дополнительно содержащий множество лопастей, выступающих от стенки коллектора внутрь в поток из корпуса дросселя.
6. Впускной коллектор по п.1, в котором одна или более направляющих, впуск и камера содержат три оболочки, сопрягаемые друг с другом.
7. Впускной коллектор по п.1, дополнительно содержащий множество ребер, расположенных поперек внешней поверхности впускного коллектора.
8. Впускной коллектор по п.7, в котором ребра из множества ребер расположены, по существу, поперечно-решетчатым образом и продолжаются по меньшей мере частично вдоль внешних поверхностей одной или более направляющих.
9. Впускной коллектор по п.1, в котором первая и вторая точки перегиба отделяют вогнутую область относительно центральной оси от окружающей выпуклой области относительно центральной оси.
10. Система для подачи воздуха или топливно-воздушной смеси в цилиндры двигателя, содержащая:
корпус дросселя; и
впускной коллектор, имеющий впускную направляющую, присоединенную смежно корпусу дросселя, множество ребер, продолжающихся вдоль внешней поверхности,
впуск, имеющий двугорбое поперечное сечение с первой выемкой и второй выемкой, каждая из которых продолжается радиально внутрь противоположно друг другу.
11. Система по п.10, в которой первая и вторая выемка расположены в верхней и нижней оболочке соответственно.
12. Система по п.10, дополнительно содержащая по меньшей мере верхнюю оболочку и нижнюю оболочку, расположенные противоположным образом с образованием впускного коллектора.
13. Система по п.10, дополнительно содержащая множество направляющих, присоединенных к головке блока цилиндров, причем направляющие из множества направляющих имеют одно из, по существу, прямоугольного, круглого, цилиндрического или эллиптического поперечного сечения.
14. Система по п.10, в которой впускной коллектор имеет толщину стенки, которая сохраняется в первой и второй точках перегиба.
15. Система по п.10, в которой первая и вторая выемки образуют две, по существу, равные трубчатые половины проходного сечения впускной направляющей.
16. Система по п.10, в которой первая и вторая выемки сопровождают общий криволинейный впускной тракт вдоль центральной оси впускной направляющей.
17. Система по п.10, в которой первая и вторая выемки заканчиваются в самом верхнем по потоку месте соединения направляющей с камерой.
18. Система по п.10, в которой ребра из множества ребер имеют большую длину в первой и второй точках перегиба.
19. Система для подачи воздуха или топливно-воздушной смеси в цилиндры двигателя, содержащая:
корпус дросселя;
впускной коллектор, имеющий впуск, присоединенный к корпусу дросселя, одну или более направляющих, присоединенных по текучей среде к камере, множество ребер, продолжающихся вдоль внешней поверхности, и верхнюю и нижнюю оболочку, соединенные противоположным образом вместе для образования тем самым впускного коллектора;
множество лопастей вблизи впуска; и
первую трубу и вторую трубу, каждая из которых присоединена по текучей среде к впускному коллектору,
впуск, имеющий центрально сужающееся поперечное сечение с первой выемкой и второй выемкой, каждая из которых продолжается радиально внутрь противоположно друг другу для уменьшения шума и вибрации,
одну или более направляющих, имеющих одно из, по существу, прямоугольного, круглого, цилиндрического или эллиптического поперечного сечения.
