BRPI0716485B1

BRPI0716485B1 - Cárter para um motor de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0716485B1
Application number: BRPI0716485-8A
Authority: BR
Inventors: W. Bryan Snyder; Robert Z. Olszewski
Original assignee: International Engine Intellectual Property Company, Llc
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2019-07-09
Also published as: EP2052135B1; JP5354794B2; WO2008021806A2; CA2660241A1; EP2052135A4; CN101501311A; EP2052135A2; BRPI0716485A2; CA2660241C; KR20090048497A; WO2008021806A3; MX2009001363A; US7258097B1; JP2010500500A

Abstract

cárter para um motor de combustão interna a presente invenção refere-se a um cárter (100) para um motor que inclui um primeiro banco (1 02) de cilindros que tem uma pluralidade de diâmetros de cilindro (104) formados nele e um segundo banco (102) de cilindros que inclui uma pluralidade adicional de diâmetros de cilindro (1 04). o segundo banco (1 02) fica em um ângulo com relação ao primeiro banco (102). uma estrutura de vale (1 06) fica localizada entre o primeiro banco (102) e o segundo banco (102). uma galeria (122) fica localizada entre o primeiro banco (102), o segundo banco (102) e a estrutura de vale (106). a galeria (122) tem pelo menos uma abertura traseira (118) que conecta de modo fluido a galeria (102) em uma porção traseira (120) do cárter. pelo menos uma abertura frontal (210) conecta de modo fluido a galeria (122) em uma porção frontal (116) do cárter (1 00). pelo menos uma abertura de respiradouro (124) conecta de modo fluido a galeria (122) em uma superfície externa do vale (107).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CÁRTER PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA.

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a motores de combustão interna, incluindo, mas não limitados à ventilação de cárter para um motor de combustão interna.

Antecedentes da Invenção

Motores de combustão interna incluem cárteres tendo uma pluralidade de cilindros. Os cilindros contêm pistões, cujo movimento de reciprocação, devido aos eventos de combustão que ocorrem em um volume variável dentro de uma pluralidade de diâmetros no cárter que contém os pistões e os próprios pistões, pode ser transferido através de um eixo de manivela para produzir uma potência de torque do motor. Frequentemente, os cárteres do motor são feitos de metal fundido e incluem passagens integralmente formadas neles para a transferência de vários fluidos de uma localização do motor para outra. Os fluidos tipicamente transferidos através das passagens em um motor incluem refrigerante, ar, combustível, óleo, gases, vapores e assim por diante.

Durante a operação do motor, uma mistura de ar e combustível queima em um cilindro e o gás de exaustão, que é produzido pela combustão, é liberado dele através de uma ou mais válvulas de exaustão. Algumas vezes, uma pequena quantidade do gás de exaustão pode escapar através de uma vedação entre o pistão e o diâmetro, e entrar em um volume interno do cárter. Essa pequena quantidade do gás de exaustão é geralmente conhecida como gás do cárter. O gás do cárter tipicamente pode sair do cárter em um modo controlado, e é geralmente circulado novamente para o sistema de admissão do motor. O gás do cárter frequentemente inclui alguma quantidade de óleo de lubrificação do motor. Essa quantidade de óleo é vaporizada e/ou espirrada pelos vários componentes do motor durante a operação, ou é apenas capturada quando ela sublima devido ao calor pelo gás do cárter na forma de gotícula ou gás quando o gás do cárter percorre através do cárter. Dispositivos chamados respiradouros são usados para re mover o óleo do gás do cárter antes que ele seja novamente circulado para a admissão do motor.

Um dispositivo respiradouro típico pode incluir um filtro ou um outro método que remove o óleo do gás do cárter. Quanto mais óleo estiver incluído no gás do cárter, maior e mais oneroso o respiradouro deve ser para remover efetivamente o óleo que está incluído no gás do cárter. O uso de respiradouros é frequentemente determinado pelo tamanho do motor e as pressões do cilindro durante a combustão. Para motores maiores, ou motores tendo pressões do cilindro comparativamente altas durante a operação, por exemplo, motores a diesel, respiradouros podem se tornar grandes e onerosos.

Dessa maneira, existe uma necessidade de uma capacidade de diminuir a quantidade de óleo transportado com o gás do cárter antes que o gás alcance o respiradouro, a fim de diminuir o tamanho e aumentar a eficácia de um respiradouro para um motor que de outra forma exigiría um dispositivo respiradouro maior. O respiradouro menor seria mais fácil para se ajustar sobre o motor, menos oneroso e mais eficaz do que um respiradouro que tipicamente seria necessário.

Sumário da Invenção

Um cárter para um motor de combustão interna inclui um primeiro banco de cilindros que tem uma pluralidade de diâmetros de cilindro formados nele e um segundo banco de cilindros que inclui uma pluralidade adicional de diâmetros de cilindro formados nele. O segundo banco fica em um ângulo com relação ao primeiro banco. Uma estrutura de vale fica localizada entre o primeiro banco e o segundo banco. Uma galeria fica vantajosamente situada entre o primeiro banco, o segundo banco e a estrutura de vale. A galeria tem pelo menos uma abertura traseira que conecta de modo fluido a galeria em uma porção traseira do cárter. Pelo menos uma abertura frontal conecta de modo fluido a galeria em uma porção frontal do cárter e pelo menos uma abertura do respiradouro conecta de modo fluido a galeria em uma superfície externa do vale.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é um esquemático de uma perspectiva traseira de um cárter de acordo com a invenção.

A figura 2 é um esquemático de uma perspectiva frontal de um cárter de acordo com a invenção.

A figura 3 é uma vista da seção transversal de um cárter tendo uma galeria formada nele de acordo com a invenção.

Descrição de uma Modalidade Preferida

O seguinte descreve um aparelho para e método de transferência dos gases do cárter ou vapores de e através de uma cavidade interna de um cárter para uma abertura para um respiradouro que efetivamente remove gotículas de óleo do gás do cárter antes de alcançar o respiradouro.

Um desenho de um cárter 100 para um motor é mostrado na figura 1. O cárter 100 mostrado é um cárter para um motor de oito (8) cilindros tendo uma configuração em V. Dois bancos 102, cada um tendo quatro (4) cilindros 104 são opostamente situados em cada lado do cárter 100 ao longo de todo o seu comprimento. Os bancos de cilindros 102 são conectados em uma estrutura de vale 106 ocupando uma porção central do cárter 100 e tendo uma superfície de interface de vale externa 107. Uma cabeça de cilindro 108 é mostrada presa no cárter 100 em um dos bancos de cilindros 102. A cabeça de cilindro 108 pode incluir componentes de motor adicionais (não mostrados), tais como injetores de combustível, válvulas de admissão e exaustão, eixos de carnes suspensos e assim por diante. O cárter 100 pode também incluir várias passagens e/ou cavidades integradas diferentes. Por exemplo, uma passagem de refrigerante 110, uma passagem de óleo 112, uma cavidade da corrente ou correia reguladora 116 e outros podem ser formados no cárter 100.

Um conjunto de aberturas traseiras 118 pode ser formado durante uma operação de fundição em uma porção traseira 120 do cárter 100. As aberturas traseiras 118 podem ser entradas de fluido para uma galeria 122 que pode ser formada por um núcleo relativamente grande (não mostrado) durante a mesma operação de fundição que forma as aberturas traseiras 118 e o cárter 100. Uma abertura do respiradouro 124 pode ser conectada de modo fluido na galeria 122, e assim, também em comunicação de fluido com as aberturas traseiras 118. A galeria 122 é vantajosamente disposta ao longo de todo o comprimento do cárter 100, entre os diâmetros 104 e a estrutura de vale 106.

Uma vista da seção transversal frontal do cárter 100 é mostrada na figura 2. O cárter 100 é mostrado aqui incluindo um filtro de óleo 202, um resfriador de óleo 204 e um respiradouro 206, conectados na estrutura de vale 106 do mesmo. Conexões de fluido para esses componentes podem ser integradas na estrutura de vale 106, como descrito, e especificamente, o respiradouro 206 pode ficar em comunicação de fluido com a abertura do respiradouro 124 (mostrada na figura 1). O cárter 100 pode ter um alojamento de bomba de água 208 integrado com ele e pode vantajosamente ter um conjunto de aberturas frontais 210 que se comunicam de modo fluido com a galeria 122. As aberturas frontais 210 podem ser dispostas em cada lado do alojamento 208 (somente um é visível) e podem ser formadas durante a operação de fundição usada para formar o cárter 100. As aberturas frontais 210 podem vantajosamente conectar de modo fluido a galeria 122 com uma ou ambas as cavidades da corrente ou correia reguladora 116.

Uma vista da seção transversal lateral do cárter 100 é mostrada na figura 3. O cárter 100 pode incluir uma pluralidade de câmaras inferiores 302, cada câmara 302 ficando abaixo de cada diâmetro 104. Quando o cárter 100 é montado em um motor, cada câmara 302 pode alojar uma seção de um eixo de manivela (não mostrado) e um virabrequim (não mostrado). Durante a operação do motor que inclui o cárter 100, os gases do cárter provenientes dos diâmetros 104 podem entrar nas câmaras 302. Um fluxo dos gases do cárter 304 durante a operação do cárter 100 é representado por setas de cabeça aberta de linha tracejada. O fluxo dos gases 304 que saem dos diâmetros 104 pode ser coletado e encher as câmaras 304. Quando as câmaras 304 estiverem cheias com o fluxo 304, uma porção do fluxo 304 pode sair para dentro da cavidade da corrente ou correia reguladora 116 na frente do cárter 100 e uma porção restante do fluxo 304 pode sair para a porção traseira 120 do cárter 100.

A porção do fluxo 304 que sai para dentro da cavidade da corrente ou correia reguladora 116 pode percorrer para cima e passar através da(s) abertura(s) frontais 210 para entrar na galeria 122. Similarmente, a porção restante do fluxo 304 na porção traseira 120 pode passar através do conjunto das aberturas traseiras 188 e entrar na galeria 122. A galeria 122 é relativamente grande com relação à abertura do respiradouro 124 para desacelerar vantajosamente o fluxo dos gases do cárter 304 e estimular a condensação de quaisquer gotículas de óleo que possam ser transportadas com ele. O fluxo desacelerado 304 pode permitir que uma quantidade de óleo que é transportado com ele precipite para dentro de uma quantidade do óleo líquido 306, representado simbolicamente por formas e reservatórios de gotícula sombreada com linha grossa vertical que podem coletar em fendas internas da galeria 122. Uma porção do óleo líquido 306 que precipita na galeria 122 pode encher quaisquer fendas nela e transbordar para fora da galeria 122 para uma região inferior do motor, por exemplo, para dentro de um recipiente de óleo (não mostrado), através da(s) abertura(s) frontal(is) 210, com uma porção restante do óleo líquido 306 saindo da galeria 122 através do conjunto de aberturas traseiras 118.

O fluxo dos gases do cárter 304, tendo precipitado o óleo líquido 306, pode entrar no respiradouro 206 através da abertura do respiradouro 124, sofrer filtragem adicional e sair do respiradouro 206 através de um orifício de saída do respiradouro 308. Qualquer óleo adicional que possa ser precipitado para fora dos gases do cárter 304 pode ser coletado e retornado para o motor através de uma passagem de dreno (não mostrada).

Quando um motor contendo o cárter 100 é totalmente montado e opera, um movimento das correntes ou correias reguladoras (não mostradas) nas cavidades 166 pode estimular vantajosamente o fluxo 304 para entrar na galeria 122 através da(s) abertura(s) frontal(is) 210 concedendo um momento ascendente ao gás quando ele passa das correntes ou correias. Além do mais sob certas condições, o óleo líquido 306 que sai do conjunto de aberturas traseiras 118 pode rolar para baixo e lubrificar outros componentes do motor, por exemplo, engrenagens, que podem estar dispostas na porção traseira 120 do cárter 100 quando o motor está totalmente montado e opera. Adicionalmente, ambos o conjunto traseiro das aberturas 188 e a(s) abertura(s) frontal(is) 210 são suficientemente largos para permitir o suporte de um núcleo de fundição (não mostrado) usado para formar a galeria 122 5 durante uma operação de fundição para o cárter 100.

A presente invenção pode ser representada em outras formas específicas sem se afastar do seu espírito ou características essenciais. As modalidades descritas devem ser consideradas sob todos os aspectos somente como ilustrativas e não restritivas. O escopo da invenção, portanto, é 10 indicado pelas reivindicações anexas em vez de pela descrição precedente. Todas as mudanças que se situam dentro do significado e faixa de equivalência das reivindicações devem ser abrangidas dentro do seu escopo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Cárter (100) para um motor de combustão interna, compreendendo:

um primeiro banco (102) de cilindros que inclui uma pluralidade de diâmetros de cilindro (104) formados nele, um segundo banco (102) de cilindros que inclui uma pluralidade adicional de diâmetros de cilindro (104) formados nele, sendo que o segundo banco (102) fica em um ângulo com relação ao primeiro banco (102), uma estrutura de vale (106) disposta entre o primeiro banco (102) e o segundo banco (102), uma galeria (122) disposta entre o primeiro banco (102), o segundo banco (102) e a estrutura de vale (106), caracterizado pelo fato de que a galeria (122) tem pelo menos uma abertura traseira (118) conectando de modo fluido a galeria (122) em uma porção traseira (120) do cárter (100), pelo menos uma abertura frontal (210) conectando de modo fluido a galeria (122) em uma porção frontal do cárter (100) e pelo menos uma abertura do respiradouro (124) conectando de modo fluido a galeria (122) em uma superfície de vale externa (107).
2. Cárter, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende uma abertura traseira adicional (118).
3. Cárter, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende uma cavidade (116) disposta na porção frontal do cárter (100), sendo que a cavidade (116) aloja pelo menos uma de uma correia do distribuidor e uma corrente do distribuidor quando o cárter (100) é montado em um motor, sendo que a pelo menos uma abertura frontal (210) conecta de modo fluido a galeria (122) na cavidade (116).
4. Cárter, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende uma abertura traseira (118) adicional e uma abertura frontal (210) adicional que ficam em comunicação de fluido com a galeria (122).
5. Cárter, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende uma pluralidade de câmaras inferiores (302)

Petição 870180152513, de 19/11/2018, pág. 4/8 dispostas adjacentes a uma extremidade distal dos diâmetros de cilindro (104), sendo que cada uma da pluralidade das câmaras inferiores (302) fica em comunicação de fluido com cada outra câmara inferior (302), e em comunicação de fluido com a pelo menos uma abertura traseira (118) e com a pelo menos uma abertura frontal (210).
6. Cárter, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a galeria (122) é capaz de permitir que uma quantidade de óleo líquido (306) precipite dela através da pelo menos uma abertura frontal (210) e da pelo menos uma abertura traseira (118).
7. Cárter, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que é feito por fundição.