BRPI1102164A2

BRPI1102164A2 - motor de combustão interna, e, conjunto de coletor de admissão para um motor de combustão interna

Info

Publication number: BRPI1102164A2
Application number: BRPI1102164-0A
Authority: BR
Inventors: Wayne Groleau; Christopher K Clarke
Original assignee: Gm Global Tech Operations Inc
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-10-30
Also published as: CN102251889A; DE102011101468A1; US20110277716A1; MY171582A

Abstract

CONJUNTO DE CABEçOTE DE CILINDRO PARA UM MOTOR DE COMBUSTãO INTERNA, E, NúCLEO DE RESFRIAMENTO DE áGUA. é descrito um cabeçote de cilindro para um motor de combustão interna que compreende uma camisa de água de resfriamento com uma porção inferior de grande volume e uma porção superior de pequeno volume. Uma pluralidade de tubos ascendentes de refrigerante na porção inferior de grande volume é configurada para receber refrigerante de alta pressão das aberturas de refrigerante em um bloco de cilindro. Tubos ascendentes de refrigerante se estendendo entre a porção inferior de grande volume e a porção superior de pequeno volume - definem restrições para regular o fluxo de refrigerante da porção inferior de grande volume para a porção superior de pequeno volume em um volume e fluxo predeterminados.

Description

"MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA, E, CONJUNTO DE COLETOR DE ADMISSÃO PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA" CAMPO DA INVENÇÃO

Modalidades exemplares da presente invenção se referem a sistemas de admissão para motores de combustão interna e, mais particularmente, a um conjunto de coletor de admissão compacto e fluidicamente eficiente que tem um tubo de entrada de ar configurado internamente e conjunto do corpo do estrangulamento associado. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Com o foco crescente em economia de veículo, particularmente fabricantes automotivos estão mudando para veículos menores e mais leves e trens de potência de veículo exclusivos para aumentar a eficiência. Em um trem de potência híbrido típico, força motriz é gerada por meio de uma combinação de um pequeno motor de combustão interna (diesel ou gasolina) e um motor, ou motores elétricos.

Em certos modos de operação, o motor de combustão interna é desligado (por exemplo, no trânsito para e anda da cidade) e o veículo pode ser impulsionado pelo motor elétrico que extrai energia de um pacote de bateria. Em tais modos operacionais, entretanto, certas funções do veículo, tal como direção hidráulica e condicionamento de ar da cabine, que são tipicamente acionados pelo motor de combustão interna, têm ainda que ser providas. Para prover essas funções, projetistas de alguns veículos híbridos têm trocado as unidades acionadas pelo motor tradicionais por unidades elétricas (isto é, direção hidráulica e condicionamento de ar elétricos). Essas unidades podem ser maiores que as unidades tradicionais que elas substituem e, como tal, podem proporcionar desafios aos projetistas de veículos que deparam com veículos cada vez menores nos quais devem acomodar os componentes do trem de potência, especialmente no ambiente sob o capuz. Tais desafios têm exigido uma reconsideração do projeto de outros componentes de motor tradicionais. SUMÁRIO

Em uma modalidade exemplar, um motor de combustão interna compreende um bloco de cilindro, um cabeçote do cilindro montado no bloco de cilindro, e um conjunto de coletor de admissão. O conjunto de coletor de admissão compreende um tubo de entrada de ar disposto internamente, uma câmara de pressão do coletor de admissão disposta externamente conectada fluidicamente no tubo de entrada de ar, e configurada para receber ar de combustão deste, e uma pluralidade de canais de admissão conectada fluidicamente na câmara de pressão do coletor de admissão, e configurada para transportar ar de combustão desta para o cabeçote do cilindro.

Os recursos e vantagens citados, e outros recursos e vantagens da presente invenção, ficam facilmente aparentes a partir da descrição detalhada seguinte da invenção, quando considerada com relação aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Outros objetivos, recursos, vantagens e detalhes surgem, apenas a título de exemplos, na descrição detalhada seguinte das modalidades, a descrição detalhada referindo-se aos desenhos, em que: A figura 1 é uma vista frontal de um motor de combustão interna que incorpora os recursos da invenção;

A figura 2 é uma vista traseira de um conjunto de coletor de admissão do motor de combustão interna da figura 1;

A figura 3 é uma vista de topo do conjunto de coletor de admissão da figura 2; e

A figura 4 é uma vista em perspectiva de um sistema de indução de ar para o motor de combustão interna da figura 1. DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

A descrição seguinte é de natureza meramente exemplar e não visa limitar a presente revelação, aplicação ou usos. Deve-se entender que em todos os desenhos números de referência correspondentes indicam partes e recursos iguais ou correspondentes.

Referindo-se agora à figura 1, uma modalidade exemplar da invenção está direcionada para um conjunto de coletor de admissão 10 que é configurado para entregar ar de combustão a um cabeçote do cilindro 14 de um motor de combustão interna 12. O cabeçote do cilindro 14 é montado em um bloco de cilindro 16. Em uma modalidade exemplar, o motor de combustão interna na modalidade ilustrada na figura 1 é parte de um trem de potência de veículo híbrido. O motor de combustão interna 12 pode incluir uma unidade de condicionamento de ar elétrica 18 montada nele que opera com energia elétrica/bateria para condicionar o ar da cabine do veículo para o conforto do(s) ocupante(s) do veículo, quer o motor de combustão interna esteja ou não operando.

Em uma modalidade exemplar ilustrada nas figuras 1-4, um conjunto de coletor de admissão 10 inclui um tubo de entrada de ar 20 que realiza diversas funções incluindo agir como um suporte para o corpo do estrangulamento 22. O corpo do estrangulamento 22 dosa a quantidade de ar de combustão entregue ao cabeçote do cilindro 14 através da abertura de entrada 19 do tubo de entrada de ar 20. O tubo de entrada de ar 20 fica localizado internamente a uma câmara de pressão do coletor de admissão 24, e fica conectada fluidicamente com ela, que é configurada para receber o ar de combustão que passa através do corpo do estrangulamento 22, e distribuir o ar de combustão a uma pluralidade de canais de admissão 26, 28, 30 e 32. Cada um dos canais de admissão 26, 28, 30 e 32 entrega ar de combustão a uma câmara de combustão individual (não mostrada) no cabeçote do cilindro 14. A localização interna do tubo de entrada de ar 20 e do corpo do estrangulamento 22 (isto é, entre a câmara de pressão do coletor 24 e o bloco de cilindro 16) permite empacotamento eficiente de todo o conjunto de coletor de admissão .10 com relação ao motor de combustão interna 12 e ao veículo (não mostrado).

Como ilustrado na figura 1, a colocação do tubo de entrada de ar 20 e do corpo do estrangulamento 22 internamente à câmara de pressão do coletor de admissão 24, entre a câmara de pressão e o bloco de cilindro 16 também permite uma configuração fluidicamente eficiente dos canais de admissão 26, 28, 30 e 32. Os canais de admissão estendem-se para cima a partir da câmara de pressão do coletor de admissão 24 e entram em contato em uma curva suave (cerca de 90 graus) para terminar em orifícios de saída 34, figura 2, que são conectados de forma fluida e selada em orifícios de entrada (não mostrados) do cabeçote do cilindro 14. O conjunto de coletor de admissão 10 é conectado no cabeçote do cilindro 14 pelo uso de prendedores adequados, tais como parafusos 36, figuras 2, 3 e 4. Elementos de vedação compressíveis (não mostrados) são tipicamente dispostos em entalhes de vedação 38, figura 2, para garantir uma conexão à prova de vazamento entre o coletor de admissão e os orifícios de entrada do cabeçote do cilindro 14.

Referindo-se agora particularmente às figuras 3 e 4, em uma modalidade exemplar, os canais de admissão 28, 30 são deslocados axialmente em direções opostas ao longo do comprimento axial da câmara de pressão do coletor de admissão 24 para definir assim uma abertura de acesso 40 ao corpo do estrangulamento 22 e o tubo de entrada de ar 20. O corpo do estrangulamento 22 é montado no tubo de entrada de ar 20 e, consequentemente, no conjunto de coletor de admissão 10, utilizando uma série de prendedores tais como parafusos 42. Na sua configuração montada, a abertura de entrada 44 do corpo do estrangulamento 22 fica posicionada de maneira tal que ela fique voltada para cima através da abertura de acesso 40 do conjunto de coletor de admissão 10. Nesta configuração, comunicação fluida com o sistema de indução de ar a montante 46, figura 4, é bastante facilitada. Tal facilidade de acesso à abertura do corpo do estrangulamento 44 do corpo do estrangulamento 22 proporciona montagem simplificada de um sistema de indução de ar 46 no conjunto de coletor de admissão 10 durante a fabricação do trem de potência do veículo. O sistema de indução de ar pode incluir um conduto de entrada 70 e uma caixa de ar 72 incluindo um filtro de ar (não mostrado) e um conduto do corpo do estrangulamento 76 que é configurado para entregar ar de combustão filtrado ao corpo do estrangulamento 22.

Referindo-se agora às figuras 1 e 2, em uma modalidade exemplar, o tubo de entrada de ar 20, localizado entre a câmara de pressão do coletor de admissão 24 e o corpo do estrangulamento 22 pode incluir uma entrada 46 que fica em comunicação fluida com um conduto de recirculação de gás de descarga ("EGR") 48 para entrega de gás de descarga recirculado ao ar de combustão que passa através do mesmo. A entrada 46 é envolva por uma superfície com flange 50 que é configurada para receber um flange casado 52 para encaixe selado com o conduto 48. Prendedores adequados tais como parafusos 54 são utilizados para conectar o conduto EGR 48 no tubo de entrada de ar 20. Além do mais, em uma modalidade exemplar, uma válvula de gás de purga 56 pode também ficar localizada em comunicação fluida com o tubo de entrada de ar 20 e é configurada para conectar fluidicamente o conduto de gás de purga 58 com o fluxo de ar de combustão através dela. Além do mais, um sensor de massa de fluxo de ar (não mostrado) pode ficar posicionado entre o corpo do estrangulamento 22 e o tubo de entrada de ar 20 e ser configurado para medir o fluxo de ar de combustão que passa através do corpo do estrangulador 22 para a câmara de pressão do coletor de admissão 24.

Em uma modalidade exemplar mostrada nas figuras 1 e 2, um espaçador de montagem 60 estende-se internamente a partir do conjunto de coletor de admissão 10 e é usado tanto para montar, pelo uso de um recurso de anexação 62, quanto posicionar o conjunto de coletor de admissão 10 com relação ao motor de combustão interna 12. O espaçador de montagem 60 permite o posicionamento preciso do conjunto de coletor de admissão 10 em relação ao motor de combustão interna 12, bem como redução ou eliminação de vibração entre os dois conjuntos, que poderia resultar em vazamento nas interfaces dos mesmos.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a sua aplicação a um trem de potência de configuração híbrida, deve ficar aparente e é contemplado que um conjunto de coletor de admissão como este tem aplicações similares a aplicações de trem de potência padrões não híbridos onde se deseja espaço e eficiência.

Embora a invenção tenha sido descrita com referência a modalidades exemplares, versados na técnica devem entender que várias mudanças podem ser feitas, e que equivalentes podem ser usados em substituição aos seus elementos sem fugir do escopo da invenção. Além do mais, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos preceitos da invenção sem fugir do seu escopo essencial. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada às modalidades particulares reveladas como o melhor modo contemplado para realizar esta invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades que se enquadrem no escopo do presente pedido.

Claims

1. Motor de combustão interna, caracterizado pelo fato de que compreende: um bloco de cilindro; um cabeçote do cilindro montado no bloco de cilindro; um conjunto de coletor de admissão compreendendo: um tubo de entrada de ar disposto internamente; uma câmara de pressão do coletor de admissão disposta externamente conectada fluidicamente no tubo de entrada de ar disposto internamente, e configurada para receber ar de combustão daí; e uma pluralidade de canais de admissão conectada fluidicamente na câmara de pressão do coletor de admissão, e configurada para transportar o ar de combustão daí para o cabeçote do cilindro.

2. Motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de canais de admissão é axialmente enviesada, em direções opostas, ao longo de um comprimento axial da câmara de pressão do coletor de admissão para definir uma abertura de acesso ao tubo de entrada de ar disposto internamente.

3. Motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o tubo de entrada de ar disposto internamente inclui uma abertura que é configurada para receber o ar de combustão através de um corpo do estrangulamento montado no mesmo, através da abertura de acesso.

4. Motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o corpo do estrangulamento inclui uma abertura de entrada posicionada de maneira tal que ela fique voltada para cima através da abertura de acesso do conjunto de coletor de admissão para comunicação fluida com um conduto do corpo do estrangulamento de um sistema de indução de ar a montante.

5. Motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um espaçador de montagem que se estende internamente da câmara de pressão do coletor de admissão para montar, pelo uso de um recurso de anexação, e posicionar o conjunto de coletor de admissão com relação ao motor de combustão interna.

6. Motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de canais estende-se para cima da câmara de pressão do coletor de admissão e encaixa em uma curva suave de cerca de 90 graus para terminar em orifícios de saída que conectam de forma fluida e selada em orifícios de entrada do cabeçote do cilindro.

7. Conjunto de coletor de admissão para um motor de combustão interna com um cabeçote do cilindro, caracterizado pelo fato de que o conjunto de coletor de admissão compreende: um tubo de entrada de ar disposto internamente; uma câmara de pressão do coletor de admissão disposta externamente conectada fluidicamente no tubo de entrada de ar disposto internamente, e configurada para receber ar de combustão do mesmo; e uma pluralidade de canais de admissão conectada fluidicamente na câmara de pressão do coletor de admissão, e configurada para transportar ar de combustão daí para o cabeçote do cilindro.

8. Conjunto de coletor de admissão de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de canais de admissão é deslocada axialmente, em direções opostas, ao longo de um comprimento axial da câmara de pressão do coletor de admissão para definir assim uma abertura de acesso para o tubo de entrada de ar disposto internamente.

9. Conjunto de coletor de admissão de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o tubo de entrada de ar disposto internamente inclui uma abertura que é configurada para receber o ar de combustão através de um corpo do estrangulamento montado na mesma através da abertura de acesso.

10. Conjunto de coletor de admissão de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o corpo do estrangulamento inclui uma abertura de entrada posicionada de maneira tal que ela fique voltada para cima através da abertura de acesso do conjunto de coletor de admissão para comunicação fluida com um conduto do corpo do estrangulamento de um sistema de indução de ar a montante.