Двигатель внутреннего сгорания, имеющий огневой подогреватель

Двигатель внутреннего сгорания, имеющий огневой подогреватель

Реферат

 

Описан двигатель внутреннего сгорания, имеющий огневой подогреватель, вводящий газообразные продукты сгорания в систему впуска, в котором предотвращается получение обогащенной смеси воздуха и топлива и уменьшается образование окислов азота и макрочастиц, даже когда двигатель внутреннего сгорания скомбинирован с устройством рециркуляции выхлопного газа. Двигатель внутреннего сгорания имеет огневой подогреватель, размещенный в системе впуска для ускорения подогрева двигателя внутреннего сгорания и повышения производительности отопителя салона автомобиля путем направления газообразных продуктов сгорания, испускаемых огневым подогревателем, в трубу для основного потока воздуха и подогрева охлаждающей жидкости теплом от сгорания, содержащимся в газообразных продуктах сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит устройство рециркуляции выхлопного газа и средство для регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа для регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа, направляемого в рециркуляцию устройством рециркуляции выхлопного газа в соответствии с количеством газообразных продуктов сгорания, вводимых в трубу для основного потока. Устройство рециркуляции выхлопного газа выключается при работе огневого подогревателя. Изобретение обеспечивает ускоренный подогрев двигателя и высокую производительность отопителя. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания, имеющему огневой подогреватель.

Описание предшествующего уровня техники В холодное время года желательно, чтобы прогрев двигателя внутреннего сгорания был ускорен, и желательно получить высокую производительность отопителя салона автомобиля, оснащенного двигателем внутреннего сгорания.

Для достижения этой цели в Японской заявке на патент N 62-75069 описан способ ускорения прогрева двигателя и повышения производительности отопителя салона автомобиля путем снабжения системы впуска огневым подогревателем, выполненным отдельно от корпуса двигателя внутреннего сгорания и подающим в систему впуска газообразные продукты сгорания, испускаемые огневым подогревателем (они далее называются "газообразные продукты сгорания", если не вводится другое специальное определение), повышающие температуру охлаждающей жидкости двигателя, содержащейся в корпусе двигателя внутреннего сгорания, за счет использования тепла огневого подогревателя и, таким образом, достигается указанная выше цель.

С другой стороны, как хорошо известно, устройство рециркуляции выхлопного газа (РВГ) в первую очередь предназначено для уменьшения образования окислов азота и во вторую очередь - для повышения производительности отопителя салона автомобиля, также как и для ускорения прогрева двигателя. Буквы "РВГ" являются аббревиатурой, означающей "рециркуляцию выхлопного газа", и термин "рециркуляция выхлопного газа" буквально означает, что часть выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания возвращается в систему впуска из выхлопной системы и вновь вводится в цилиндры. Таким образом, устройство РВГ включает, по меньшей мере, канал рециркуляции выхлопного газа, который является трубой для параллельного соединения выпускного канала и впускного канала двигателя внутреннего сгорания с его цилиндрами для рециркуляции выхлопного газа между выпускным каналом и впускным каналом путем протекания части выхлопного газа назад во впускной канал из выпускного канала, и клапан регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа, расположенный в канале рециркуляции выхлопного газа, для регулирования количества выхлопного газа, возвращаемого во впускной канал.

Когда устройство РВГ скомбинировано с двигателем внутреннего сгорания, имеющим огневой подогреватель, который подает газообразные продукты сгорания в систему впуска, система впуска снабжается как газообразными продуктами сгорания из огневого подогревателя, так и частью (рециркулирующий выхлопной газ) выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания, которая отводится устройством рециркуляции выхлопного газа. Как газообразные продукты сгорания, так и рециркулирующий выхлопной газ являются уже однажды отработавшими выхлопными газами. Соответственно, повторное использование такого выхлопного газа предполагает, что количество свежего воздуха в объеме воздуха, впускаемого в двигатель внутреннего сгорания, уменьшается, при этом увеличивается количество двуокиси углерода. Вследствие этого существует возможность того, что соотношение воздуха и топлива в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания станет достаточно богатым для образования дыма.

Кроме того, концентрация двуокиси углерода, содержащейся в газообразных продуктах горения огневого подогревателя, отличается от концентрации двуокиси углерода, содержащейся в рециркулирующем выхлопном газе в устройстве рециркуляции выхлопного газа. Отсюда, если смешанный впускаемый воздух, состоящий из смеси этих газов, каждый из которых имеет разную концентрацию двуокиси углерода, и свежего воздуха, используемого в качестве воздуха, впускаемого во впускной канал, используется без каких-либо регулировок в качестве воздуха, впускаемого в двигатель внутреннего сгорания, то при сгорании в двигателе внутреннего сгорания может возникать неблагоприятный эффект. В этом случае трудно добиться уменьшения количества как окислов азота, так и мельчайших порошков, которые являются так называемыми веществами в виде макрочастиц (далее называемое "уменьшение количества МЧ"), содержащимися в дыме.

Таким образом, желательно создать устройство, которое способно легко уменьшить количество окислов азота и дымов и особенно макрочастиц.

Краткое описание изобретения Главной задачей настоящего изобретения, которое было сделано с учетом этих обстоятельств, является создание двигателя внутреннего сгорания, имеющего огневой подогреватель и способного легко предотвращать достижение обогащенного соотношения воздуха и топлива и уменьшить количество окислов азота и дыма, в особенности, МЧ (макрочастиц) даже когда устройство рециркуляции выхлопных газов скомбинировано с двигателем внутреннего сгорания, имеющим огневой подогреватель типа, вводящего газообразные продукты сгорания в систему впуска.

Для достижения указанной выше задачи, согласно первому аспекту настоящего изобретения, обеспечивается создание двигателя внутреннего сгорания, имеющего расположенный в системе впуска огневой подогреватель для ускорения прогрева двигателя внутреннего сгорания и улучшения производительности отопителя салона автомобиля, установленного в транспортном средстве, оснащенном двигателем внутреннего сгорания, путем подачи газообразных продуктов сгорания, исходящих из огневого подогревателя, во впускной канал и подогрева соответствующих элементов двигателя теплом от сгорания, содержащимся в газообразных продуктах сгорания. Двигатель внутреннего сгорания имеет канал рециркуляции выхлопного газа для параллельного соединения впускного канала и выпускного канала с цилиндрами двигателя внутреннего сгорания и содержит устройство рециркуляции выхлопного газа для рециркуляции выхлопного газа между выпускным каналом и впускным каналом путем возвращения выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания во впускной канал из выпускного канала по каналу рециркуляции выхлопного газа и средство для регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа для регулирования количества выхлопного газа, направляемого в рециркуляцию устройством рециркуляции выхлопного газа, в соответствии с количеством газообразных продуктов сгорания, вводимых во впускной канал.

Здесь "соответствующими элементами двигателя" являются, например, охлаждающая жидкость двигателя и сам по себе двигатель внутреннего сгорания, в который вводятся газообразные продукты сгорания из огневого подогревателя в качестве впускаемого воздуха.

"Устройство рециркуляции выхлопного газа" включает, по меньшей мере, канал рециркуляции выхлопного газа и клапан регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа для регулирования количества выхлопного газа, возвращаемого во впускной канал из выпускного канала через канал рециркуляции выхлопного газа.

Определение "регулирование количества выхлопного газа, направляемого в рециркуляцию устройством рециркуляции выхлопного газа в соответствии с количеством газообразных продуктов сгорания, вводимых во впускной канал", означает "регулирование количества рециркулирующего выхлопного газа таким образом, что количество смешанного газа, состоящего из смеси рециркулирующего выхлопного газа и газообразных продуктов сгорания из огневого подогревателя становится определенным заданным необходимым количеством".

Следует отметить, что далее рециркулирующий выхлопной газ обозначен как РВГ, если не дано другого определения. Кроме того, количество смешанного газа, состоящего из РВГ и газообразных продуктов сгорания, названо количеством смешанного газа. Кроме того, "определенное заданное необходимое количество" относительно количества смешанного газа названо заданным значением количества смешанного газа. Это заданное значение количества смешанного газа не определено однозначно и имеет допуск в определенных пределах.

Смешанным газом является газ, включающий повторно используемые газообразные продукты сгорания из огневого подогревателя и РВГ, и содержит сравнительно большое количество двуокиси углерода. Даже в случае с газом, таким образом, содержащим сравнительно большое количество двуокиси углерода, смешанный газ получен смешиванием его со свежим воздухом в состоянии, когда количество смешанного газа достигает заданного значения количества смешанного газа, и если этот смешанный газ используется в качестве воздуха, впускаемого в двигатель внутреннего сгорания, сгорание в двигателе внутреннего сгорания происходит удовлетворительно. Дополнительно можно ожидать, что прогрев двигателя внутреннего сгорания ускорится с увеличением количества тепла, получаемого охлаждающей жидкостью, и, кроме того, что производительность отопителя салона автомобиля, оснащенного двигателем внутреннего сгорания, будет увеличена. Это было подтверждено испытаниями, проведенными автором настоящего изобретения. Отсюда, заданное значение количества смешанного газа определено как "количество смешанного газа, с которым сгорание в двигателе внутреннего сгорания происходит удовлетворительно, подогрев двигателя ускоряется, и может ожидаться повышение производительности отопителя салона автомобиля, даже когда смешанный газ смешивается с воздухом, впускаемым в двигатель внутреннего сгорания, и если его смешиваемое количество является заданным количеством". Заданное значение количества смешанного газа хранится в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве) компьютера, то есть в ЭУУ (электронном устройстве управления). Заданное значение количества смешанного газа, хранящееся в ПЗУ, при возникновении необходимости считывается ЦПУ (центральным процессорным устройством), служащим центральным блоком ЭУУ.

Следует отметить, что количество смешанного газа приводится к заданному значению количества смешанного газа путем пригодного регулирования количества РВГ и установки опережения моментов впрыска топлива.

Если увеличивается степень, в которой смешанный газ, состоящий из смеси РВГ и газообразных продуктов сгорания, содержится в воздухе, впускаемом в двигатель внутреннего сгорания, то соответственно понижается степень содержания кислорода в воздухе, впускаемом в двигатель внутреннего сгорания, при этом возрастает степень содержания инертного газа, такого как двуокись углерода и тому подобное, содержащегося в смешанном газе. В результате сгорание становится пассивным, и максимальная температура в момент сгорания снижается, посредством чего ограничивается образование окислов азота.

Если количество смешанного газа отклоняется от заданного значения количества смешанного газа и превышает его, может возникнуть вероятность ухудшения сгорания в двигателе внутреннего сгорания до такой степени, что может образовываться дым. Однако, как описано выше, значение заданного количества смешанного газа имеет допуск в определенных пределах, и если количество смешанного газа лежит в этих пределах допуска, сгорание может оставаться удовлетворительным с небольшой вероятностью образования дыма, и количество дыма, если он образуется, чрезвычайно мало. Кроме того, если количество смешанного газа отклоняется от заданного значения количества смешанного газа и меньше его, количество тепла, получаемого охлаждающей жидкостью, невелико. В результате, трудно ускорить прогрев двигателя внутреннего сгорания и повысить производительность отопителя салона автомобиля.

Приведенный здесь термин "смешанный газ" для удобства также использован относительно газа, не содержащего РВГ, то есть относительно газа, содержащего в качестве примеси только газообразные продукты сгорания. Причиной является то, что двуокись углерода, содержащаяся в газообразных продуктах сгорания, и двуокись углерода, содержащаяся в РВГ, отличаются друг от друга их количествами и концентрациями, однако, если степень, в которой двуокись углерода после смешивания этих газов входит в состав количества смешанного газа, может соответствовать абсолютному значению количества двуокиси углерода, входящему в заданное значение количества смешанного газа, такое количество смешанного газа может быть достаточным для использования в качестве заданного значения количества смешанного газа.

"Средство для регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа" содержит клапан регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа устройства РВГ, узел привода клапана, для приведения в действие этого клапана для регулирования, и клапан регулирования давления для приведения в действие узла привода клапана. Например, соленоид с мембраной может служить примером узла привода клапана, и выпускной дроссельный клапан ВПК (вакуумный переключающий клапан) может служить примером клапана регулирования давления. Клапан регулирования давления может управляться центральным процессорным устройством.

В двигателе внутреннего сгорания, имеющем огневой подогреватель, соответствующий настоящему изобретению, средство для регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа регулирует количество РВГ в соответствии с количеством газообразных продуктов сгорания, вводимых в систему впуска.

Соответственно, обеспечивается получение количества смешанного газа, равного заданному значению количества смешанного газа, как описано выше, и сгорание производится удовлетворительно, без образования дыма. Кроме того, следует не только просто привести количество смешанного газа к заданному значению количества смешанного газа, но также регулировать количество РВГ для максимально возможного увеличения доли газообразных продуктов сгорания относительно РВГ в заданном смешанном газе, посредством чего обеспечивается получение следующих рабочих эффектов.

В целом, сгорание в огневом подогревателе происходит под давлением, которое ниже давления в процессе сгорания в цилиндрах корпуса двигателя, и смешивание топлива с воздухом происходит легче. Отсюда, в огневом подогревателе сгорание может происходить при максимальном приближении к теоретическому соотношению воздуха и топлива. Таким образом, газообразные продукты сгорания огневого подогревателя имеют большую концентрацию двуокиси углерода, чем выхлопной газ двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, как хорошо известно, двуокись углерода дает эффект сдерживания образования дыма. Согласно настоящему изобретению, таким образом, легко сдерживать образование дыма, даже если двигатель внутреннего сгорания работает с большой нагрузкой, также как и с низкой нагрузкой, если пропорция газообразных продуктов сгорания, содержащихся в заданном значении количества смешанного газа, велика. Кроме того, если образование дыма сдерживается, это может привести к уменьшению содержащихся в нем МЧ.

Газообразные продукты сгорания огневого подогревателя являются газом, не содержащим углерод. Отсюда, копоть не накапливается внутри двигателя внутреннего сгорания, и не возникает проблем, таких как возникновение ненормальных трений и тому подобного в двигателе внутреннего сгорания, характерных для случаев накопления копоти.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем первому аспекту, когда двигатель внутреннего сгорания находится в предопределенном рабочем состоянии, если количество смешанного газа, состоящего из смеси, образованной во впускном канале из газообразных продуктов сгорания, введенных во впускной канал, и выхлопного газа, возвращенного во впускной канал, не приближается к необходимому количеству смешанного газа, количество смешанного газа может приводиться к необходимому количеству смешанного газа путем увеличения или уменьшения количества выхлопного газа, возвращенного во впускной канал.

Здесь, "время, когда двигатель внутреннего сгорания находится в предопределенном рабочем состоянии", означает, что двигатель внутреннего сгорания работает в холодное время года и в крайне холодное время, или после запуска двигателя внутреннего сгорания, или когда экзотермический параметр самого двигателя внутреннего сгорания мал (например, когда мало потребление топлива), и когда тепло, получаемое охлаждающей жидкостью двигателя, из-за этого невелико. Таким образом, холодное время года - это время, когда температура наружного воздуха составляет приблизительно от -10^oC до 15^oC, а крайне холодное время года - это время, когда температура наружного воздуха ниже приблизительно -10^oC.

Фраза "необходимое количество смешанного газа" означает заданное значение количества смешанного газа, как описано в связи с первым аспектом настоящего изобретения.

"Если количество смешанного газа не приближается к необходимому количеству смешанного газа" означает, что количество смешанного газа не равно заданному значению количества смешанного газа. В этом случае количество смешанного газа приводится к заданному значению количества смешанного газа путем увеличения или уменьшения количества РВГ, вводимого во впускной канал, посредством чего достигаются эффекты, описанные в связи с первым аспектом настоящего изобретения.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, двигатель внутреннего сгорания, соответствующий второму аспекту, может также содержать средство для определения количества свежего воздуха для определения количества свежего воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания для сгорания, и средство для вычисления количества смешанного газа для вычисления количества смешанного газа на основе количества свежего воздуха, определенного средством для определения количества свежего воздуха. Следует отметить, что количество свежего воздуха далее будет называться количеством свежего воздуха, если не будет введено другое определение.

Здесь, анемометр может служить примером "средства для определения количества свежего воздуха". Количество свежего воздуха, определенное средством для определения количества свежего воздуха, временно хранится в ОП (оперативной памяти) ЭУУ. ЦПУ считывает, при возникновении необходимости, значение количества свежего воздуха, хранящегося в ОП.

Для "средства для вычисления количества смешанного газа", например, как показано на фиг. 5, предпочтителен график отношения количества свежего воздуха к количеству смешанного газа, демонстрирующий предпочтительное соотношение между количеством свежего воздуха и количеством смешанного газа. График соотношения количества свежего воздуха и смешанного газа хранится в виде карты в постоянном запоминающем устройстве электронного устройства управления, и центральное процессорное устройство считывает эту карту в соответствии с необходимостью. Центральное процессорное устройство вычисляет количество смешанного газа исходя из значения количества свежего воздуха, хранящегося в запоминающем устройстве, на основе графика.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем третьему аспекту, огневой подогреватель включает канал подачи воздуха для подачи воздуха, используемого для сгорания в огневом подогревателе, через впускной канал двигателя внутреннего сгорания и канал введения газообразных продуктов сгорания для введения газообразных продуктов сгорания, испускаемых огневым подогревателем, во впускной канал. Средство для определения количества свежего воздуха расположено во впускном канале в части, расположенной между точкой соединения для соединения канала подачи воздуха с впускным каналом и точкой соединения для соединения канала введения газообразных продуктов горения с впускным каналом, и место расположения средства для определения количества свежего воздуха находится раньше (по ходу подачи воздуха) соединительной части для соединения канала рециркуляции выхлопного газа с впускным каналом.

Огневой подогреватель соединен с впускным каналом параллельно каналом подачи воздуха и каналом введения газообразных продуктов сгорания. В таком случае, анемометр, если он применяется в качестве средства для определения количества свежего воздуха, расположен во впускном канале в части, расположенной между точкой соединения для соединения канала подачи воздуха с впускным каналом и точкой соединения для соединения канала введения газообразных продуктов сгорания с впускным каналом. Таким образом, воздух, поступающий от, например, непоказанного воздушного фильтра, обычно расположенного со стороны начала системы впуска, разделяется сначала на воздух, отклоняющийся в точке соединения для соединения канала подачи воздуха с впускным каналом к воздуху, входящему в канал подачи воздуха, и на воздух, протекающий в направлении точки соединения для соединения канала введения газообразных продуктов сгорания с впускным каналом, по впускному каналу через анемометр без отклонения. Соответственно, только тот воздух, который не отклоняется, протекает через анемометр. В таком случае, если воздух, протекающий через анемометр, нигде не отклоняется пока не достигнет цилиндров двигателя внутреннего сгорания, количество воздуха, протекающего через анемометр, становится количеством свежего воздуха, целиком предназначенным для сгорания в двигателе внутреннего сгорания. В этом случае, поскольку доля свежего воздуха, отклоняющегося в канал подачи воздуха, мала, получаем точное количество свежего воздуха, целиком предназначенное для сгорания в двигателе внутреннего сгорания. Следовательно, это удобство для регулирования сгорания в двигателе внутреннего сгорания.

Кроме того, канал введения газообразных продуктов сгорания огневого подогревателя сообщается с впускным каналом таким образом, что газообразные продукты сгорания из огневого подогревателя повторно сгорают в двигателе внутреннего сгорания и могут быть, при появлении в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания, очищены катализатором выхлопного газа, обычно применяемым в этой выхлопной системе.

Кроме того, поскольку канал подачи воздуха и канал введения газообразных продуктов сгорания огневого подогревателя не открыты непосредственно в атмосферный воздух, можно ожидать эффекта уменьшения шумов.

Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем второму аспекту, средство для регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа может включать средство для вычисления необходимого количества газа для вычисления необходимого количества смешанного газа в соответствии с рабочим состоянием двигателя внутреннего сгорания и может увеличивать или уменьшать количество выхлопного газа, возвращаемого средством для регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа во впускной канал таким образом, что количество смешанного газа становится необходимым количеством смешанного газа, вычисленным средством для вычисления необходимого количества газа.

Здесь, "средством для вычисления необходимого количества газа" является центральное процессорное устройство, и более конкретно, блок-схема (программа) для определения необходимого количества смешанного газа, которая хранится в постоянном запоминающем устройстве электронного устройства управления.

Согласно шестому аспекту настоящего изобретения, в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем первому аспекту, желательно, чтобы устройство рециркуляции выхлопного газа выключалось, когда работает огневой подогреватель.

Остановка устройства рециркуляции выхлопного газа означает, что рециркулирующий выхлопной газ не выводится во впускной канал. Отсюда, заданное количество смешанного газа регулируется путем использования только газообразных продуктов сгорания. В этом случае достаточно, таким образом, регулировать только количество газообразных продуктов сгорания, испускаемых огневым подогревателем, и, следовательно, это устраняет необходимость регулирования количества рециркулирующего выхлопного газа и установки опережения момента впрыска топлива для регулирования количества смешанного газа до уровня заданного значения количества смешанного газа. Таким образом, приведение количества смешанного газа к заданному значению количества смешанного газа облегчается. Соответственно, легко понизить образование окислов азота и дыма. Кроме того, уменьшение образования дыма также облегчает уменьшение образования макрочастиц.

Согласно седьмому аспекту настоящего изобретения, в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем шестому аспекту, предпочтительно, чтобы рабочее состояние огневого подогревателя отображалось датчиком температуры газообразных продуктов сгорания.

Отображение рабочего состояния огневого подогревателя датчиком температуры газообразных продуктов сгорания позволяет легко регулировать силу пламени в огневом подогревателе, что, в свою очередь, позволяет легко регулировать температуру газообразных продуктов сгорания, испускаемых огневым подогревателем. Количество испускаемых газообразных продуктов сгорания возрастает при повышении температуры газообразных продуктов сгорания. Однако даже когда количество испускаемых газообразных продуктов сгорания велико, количество смешанного газа может регулироваться до получения заданного значения количества смешанного газа путем регулирования только количества газообразных продуктов сгорания таким образом, что приведение к заданному значению количества смешанного газа облегчается.

Эти и другие задачи и преимущества, которые далее станут очевидными, присущи деталям конструкции и работе, которые более полно описаны и заявлены далее, при этом будут сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, формирующие часть описания, на которых одинаковыми номерами обозначены одинаковые элементы.

Краткое описание чертежей Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых: фиг. 1 изображает схему, демонстрирующую двигатель внутреннего сгорания, имеющий огневой подогреватель, в первом варианте воплощения настоящего изобретения; фиг. 2 изображает увеличенный вид в сечении, демонстрирующий охладитель газообразных продуктов сгорания; фиг. 3 изображает схематический вид в сечении, демонстрирующий огневой подогреватель; фиг. 4 изображает блок-схему, демонстрирующую рабочую процедуру регулировки для приведения количества смешанного газа к заданному значению количества смешанного газа в первом варианте воплощения настоящего изобретения; фиг. 5 изображает график, демонстрирующий соотношение количества свежего воздуха и количества смешанного газа; и фиг. 6 изображает блок-схему, демонстрирующую рабочую процедуру регулировки для приведения количества смешанного газа к заданному значению количества смешанного газа во втором варианте воплощения настоящего изобретения.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения Варианты воплощения настоящего изобретения будут далее описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.

Первый вариант Первый вариант воплощения настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг. 1-5.

"Общее описание устройства" Двигатель 1 является двигателем внутреннего сгорания жидкостного охлаждения и содержит корпус 3 двигателя, включающий не показанную жидкостную рубашку, в которой циркулирует охлаждающая жидкость двигателя, средство 5 впуска воздуха для снабжения не показанного множества цилиндров корпуса 3 двигателя воздухом, необходимым для сгорания, выхлопное устройство 7 для выпуска в атмосферный воздух выхлопного газа, производимого после того, как смесь из воздуха и топлива сгорела в цилиндрах, отопитель 9 салона автомобиля для обогрева внутреннего пространства салона не показанного автомобиля, оснащенного двигателем 1, и устройство 88 рециркуляции выхлопного газа.

Устройство 5 впуска воздуха конструктивно начинается очистителем 13 воздуха в виде фильтра и заканчивается не показанным впускным отверстием корпуса 3 двигателя. На участке между воздушным фильтром 13 и впускным отверстием расположено устройство 5 впуска воздуха, снабженное компрессором 15a турбокомпрессора 15, огневым подогревателем 17, промежуточным охладителем 19 и впускным коллектором 21. Эти конструкции, 4 составляющие устройство 5 впуска воздуха, в целом названы конструкцией системы впуска.

Конструкция системы впуска принадлежит к впускной трубе 23, служащей впускным каналом, который имеет множество соединительных труб.

Впускная труба 23 приблизительно разделяется в районе компрессора 15a, как пограничного элемента, на дальнюю (по ходу подачи воздуха) соединительную трубу 27, которая находится под давлением, поскольку наружный воздух, поступающий в устройство 5 впуска воздуха, принудительно нагнетается в нее компрессором 15a, и ближнюю (по ходу подачи воздуха) соединительную трубу 25, которая не подвержена воздействию давления.

Как показано на фиг. 1, ближняя соединительная труба 25 выполнена как прямая труба 29 для основного потока, простирающаяся непосредственно от воздушного фильтра 13 к компрессору 15a, и обводная труба 31 для подогревателя в качестве вспомогательной трубы соединена с трубой 29 для основного потока.

Обводная труба 31 для подогревателя принимает, по существу, U-образную конфигурацию в целом и заключает в себя огневой подогреватель 17, расположенный в середине этой трубы 31. Кроме того, обводная труба 31 для подогревателя имеет канал 33 подачи воздуха, расположенный перед огневым подогревателем 17 (по направлению подачи воздуха) в обводной трубе 31 для подогревателя, и подобно этому, канал 35 введения газообразных продуктов сгорания расположен после подогревателя 17.

Канал 33 подачи воздуха соединяет ближнюю (по ходу подачи воздуха) часть 18a огневого подогревателя 17 с трубой 29 для основного потока и снабжает огневой подогреватель 17 свежим воздухом из трубы 29 для основного потока. Канал 35 введения газообразных продуктов сгорания соединяет дальнюю (по ходу подачи воздуха) часть 18b огневого подогревателя 17 с трубой 29 для основного потока и вводит газообразные продукты сгорания, испускаемые огневым подогревателем 17, в трубу 29 для основного потока. Следовательно, воздух, относящийся к обводной трубе 31 для подогревателя, может включать как свежий воздух, так и газообразные продукты сгорания из огневого подогревателя 17.

Кроме того, канал 35 введения газообразных продуктов сгорания передает тепло (тепло сгорания), содержащееся в газообразных продуктах a2 сгорания, поскольку через него проходят газообразные продукты сгорания. Затем охладитель 84 выхлопного газа, служащий охлаждающим средством, встроен в канал 35 введения газообразных продуктов сгорания в его часть, расположенную вблизи огневого подогревателя 17. Охладитель 84 выхлопного газа имеет, как показано на фиг. 2, спиральный канал 85 для охлаждающей жидкости. Цилиндрический корпус 86, закрытый на его обоих концах и имеющий диаметр, который немного больше, чем диаметр канала 35 введения газообразных продуктов сгорания, установлен на наружную часть канала 35 введения газообразных продуктов сгорания, и множество ребер 35a, 35a,... по спирали прикреплены к наружной поверхности стенки канала 35 введения газообразных продуктов сгорания, таким образом, формируя спиральный канал 85 для охлаждения жидкости.

Кроме того, трубопроводы W4, W5 для охлаждающей жидкости присоединены к обоим концам 84a, 84b охладителя 84 выхлопного газа. Кроме того, как становится понятно при рассмотрении фиг. 1, трубопровод W4 для охлаждающей жидкости присоединен к корпусу 3 двигателя и сообщается с жидкостной рубашкой. Кроме того, трубопровод W5 для охлаждающей жидкости также присоединен к корпусу 3 двигателя и сообщается с жидкостной рубашкой. Трубопровод W1 для охлаждающей жидкости является трубопроводом, которым огневой подогреватель 17 соединен с корпусом 3 двигателя и по которому охлаждающая жидкость двигателя протекает из жидкостной рубашки в направлении огневого подогревателя 17.

Охладитель 84 выхлопного таза, таким образом, имеет такую конструкцию и, следовательно, охлаждающая жидкость двигателя из жидкостной рубашки циркулирует между охладителем 84 выхлопного газа и жидкостной рубашкой по трубопроводам W4, W5 для охлаждающей жидкости и поступает в охладитель 84 выхлопного газа, причем охлаждающая жидкость двигателя течет, будучи направляемой по спиральному каналу 85 для охлаждающей жидкости вокруг наружной стенки канала 35 введения газообразных продуктов сгорания. В результате, охладитель 84 выхлопного газа приводится в действие. Кроме того, в этот момент, если газообразные продукты сгорания протекают внутри канала 35 введения газообразных продуктов сгорания, газообразные продукты сгорания охлаждаются охладителем 84 выхлопного газа и, таким образом, тепло, содержащееся в газообразных продуктах сгорания, уменьшается. Следовательно, газообразные продукты сгорания, поступающие в трубу 29 для основного потока по каналу 35 введения газообразных продуктов сгорания, оказываются низкотемпературным газом.

Кроме того, что касается отдельных точек c1, c2 соединения для соединения канала 33 подачи воздуха с трубой 29 для основного потока и для соединения канала 35 введения газообразных продуктов сгорания с трубой 29 для основного потока, точка c1 соединения расположена раньше по ходу подачи воздуха по трубе 29 для основного потока, чем точка c2 соединения. Таким образом, свежий воздух a1 от воздушного фильтра 13 разделяется сначала на воздух a1, отклоняющийся в точке c1 соединения в обводную трубу 31 для подогревателя, и воздух a1', протекающий в направлении точки c2 соединения по трубе 29 для основного потока через анемометр 70, без отклонения. Затем воздух a2, который превращен из воздуха a1 в газообразные продукты сгорания огневым подогревателем 17, сливается с воздухом a1' в точке c2 соединения и становится воздухом a3, смешанным с газообразными продуктами сгорания. В этом воздухе a3, смешанном с газообразными продуктами сгорания, воздух а1', представляющий собой свежий воздух, который проходит через анемометр 70, содержит газообразные продукты a2 сгорания от огневого подогревателя 17, причем газообразные продукты a2 сгорания от огневого подогревателя 17 являются газом, почти не содержащим дыма, другими словами, не содержащим углерода. Следовательно, даже когда воздух a3 используется в качестве воздуха, впускаемого в двигатель внутреннего сгорания, можно не беспокоиться относительно долговечности двигателя внутреннего сгорания. Следует отметить, что анемометр 70 определяет силу потока для определения количества воздуха a1, протекающего через анемометр 70, и передает соответствующий сигнал в электронное устройс