БЛОК ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02B77/13 F02F7/00 F02F1/18 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Известен блок цилиндров с системой жидкостного охлаждения, содержащий по меньшей мере часть наружных стенок, состоящих из накладных листов или кожухов, которые с целью звукоизоляции закреплены с применением резиновых или полимерных уплотнений.

Такой блок цилиндров сложен, трудоемок и материалоемок из-за наличия в сущности второго корпуса блока цилиндров и картера, состоящего из листов, прокладок, закрепленных большим количеством крепежа.

Известен блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащий прямоугольные отверстия на поверхностях блока цилиндров и картера, закрытые заглушками на прокладках.

Однако такой блок цилиндров сложен, имеет высокие трудоемкость и материалоемкость, пониженную жесткость, а также пониженную прочность, обусловленную прямоугольной формой отверстий, углы в которых могут быть рассмотрены как концентраторы напряжений в конструкции.

Изобретение направлено на снижение уровня шума двигателя и его веса при обеспечении блоку цилиндров высокой прочности.

Достигается это тем, что на боковых поверхностях предлагаемого блока цилиндров выполнены цилиндрические отверстия. Диаметр отверстий равен ходу поршня. В отверстия запрессованы чашеобразные заглушки, заполненные вибропоглощающим мастичным материалом. Цилиндрические отверстия расположены напротив каждого цилиндра, а расстояние от верхней плиты блока цилиндров до осей равно радиусу этих отверстий.

Как известно, наиболее интенсивный шум механического происхождения излучается блоком цилиндров во время совершения в двигателе такта "рабочий ход" при перекладке поршня после прохождения верхней мертвой точки, а также при дальнейшем его движении на расстояние, равное примерно половине хода, когда боковые силы, воздействующие на поршень и вызывающие его соударения со стенками цилиндра, наибольшие за весь цикл работы двигателя.

Благодаря расположению отверстий в блоке цилиндров в зоне возникновения наиболее интенсивного шума, излучаемого блоком цилиндров, большая часть энергии звуковых волн поглощается мастикой, нанесенной на заглушки, запрессованные в эти отверстия.

Кроме того, в блоке цилиндров между отверстиями на всю высоту выполнены приливы, толщина которых в любом сечении больше толщины стенок блока цилиндров, чем также обеспечивается необходимое снижение интенсивности звукового излучения.

В приливы вворачиваются шпильки крепления головки цилиндров.

Так как поверхность отверстий цилиндрическая, то они не являются концентраторами напряжений. Поскольку цилиндрические отверстия выполнены только на части боковой поверхности блока цилиндров и соединены прочными приливами, то они в незначительной степени снижают жесткость блока цилиндров. Жесткость блока цилиндров снижается в меньшей степени и благодаря посадке заглушек с натягом, а не с зазором.

Снижение уровня шума, излучаемого боковыми поверхностями нижней части блока цилиндров и частью картера, в предлагаемой конструкции достигается за счет выполнения этих поверхностей радиусными, что также способствует повышению жесткости блока цилиндров и части картера, примыкающей к нему, как правило отлитыми заодно.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез блока цилиндров с заглушками; на фиг. 2 вид сверху на блок цилиндров; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 1.

В блок цилиндров 1 с картером 2 залиты гильзы 3. Блок цилиндров 1 содержит верхнюю плиту 4, цилиндрические отверстия 5, закрытые заглушками 6, и прямоугольные отверстия 7, закрытые крышками 8. И заглушки 6, и крышки 8 покрыты мастикой 9, например, типа "АДЕМ" слоем примерно в три толщины заглушек 6 и крышек 8. Крышки 8 закрывают полость 10 коробки толкателей и крепятся посредством шпильки 11.

Плита 4 блока цилиндров 1 своей внутренней поверхностью 12 примыкает к отверстиям 5 и 7. Поверхность отверстий 5 и 7 примыкает также к ребру 13, выполненному вдоль боковой поверхности блока цилиндров с одной и другой сторон. Для снижения уровня излучаемого шума поверхности 14 блока цилиндров 1 ниже отверстий 5 и 7 и поверхности 15 картера 2 выполнены по радиусам R₁ и R₂. Между отверстиями 5 выполнены приливы 16 на всю высоту отверстий 5. Приливы 16 в любом сечении имеют толщину стенок, большую толщины стенок блока цилиндров 1, для обеспечения необходимого снижения уровня шума в зоне между отверстиями 5 и надежного закрепления головки блока цилиндров, для чего в них выполнены резьбовые отверстия 17.

Полость 10 коробки толкателей отверстием 18 под толкатель сообщается с полостью 19 картера 2 в зоне кулачкового вала (не показан), а отверстием 20 под штангу сообщается с полостью под клапанной крышкой.

Оси О₁, О₂, О₃, О₄ отверстий 5 находятся в диаметральной плоскости К цилиндра, перпендикулярной продольной оси Х-Х двигателя.

Во время работы двигателя поршень (не показан) на всем пути от верхней мертвой точки до нижней и обратно под воздействием многократно меняющейся по направлению и величине боковой силы N (не показана) ударяется о стенки гильзы 3. Звуковые колебания от гильзы 3 передаются стенкам блока цилиндров 1 и далее охлаждающей жидкости (не показана), заглушкам 6 и слою мастики 9, которой они покрыты. Часть энергии звуковых волн расходуется на преодоление внутренних сил трения в слое мастики 9, что приводит к снижению уровня шума. Часть энергии шума, распространяющегося от гильзы 3, теряется в значительной степени при передаче этой энергии от внутренней к наружной стенке приливов 16, имеющих поперечное сечение более поперечного сечения стенок блока цилиндров 1. Снижение уровня шума, вызванного распространением звуковых волн от гильзы 3 к картеру 2 и к части блока цилиндров 1 ниже отверстий 5, производится за счет выполнения этих поверхностей 14, 15 радиусными.

Так как заглушки 6, покрытые мастикой 9, имеют диаметр, примерно равный ходу поршня, снижение уровня шума достигается на всем пути его движения.

Уровень шума, распространяющегося в полость 10 коробки толкателей через отверстия 20 и 18, снижается за счет закрытия этой полости крышками 8, также покрытыми мастикой 9.

Использование: в устройствах двигателей внутреннего сгорания, в частности в блоках цилиндров двигателей. Сущность изобретения: блок содержит плиту 4 с отверстиями под гильзы 3 цилиндров, образующие полость охлаждения со стенками блока. Продольные стенки блока напротив каждого цилиндра снабжены цилиндрическими отверстиями 5 с заглушками вибропоглощающей мастикой 9. Диаметр отверстия 5 равен ходу поршня. Расстояние от плиты 4 до оси каждого отверстия 5 равно радиусу отверстия. В стенках блока между отверстиями 5 на всю их высоту выполнены приливы 16, толщина которых в любом сечении больше толщины стенок блока цилиндров 1. Это позволяет снизить уровень шума, получаемого блоком цилиндров. 4 ил.

БЛОК ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ с жидкостным охлаждением, содержащий плиту с выполненными в ней отверстиями под шпильки крепления головок цилиндров и под гильзы цилиндров, образующие полость охлаждения со стенками блока, причем продольные стенки напротив каждого цилиндра снабжены отверстиями, каждое из которых закрыто заглушкой, отличающийся тем, что отверстия выполнены цилиндрическими и имеют диаметр, равный ходу поршня, заглушки заполнены вибропоглощающей мастикой, а расстояние от плиты до оси каждого отверстия равно радиусу отверстия, при этом в стенках блока между отверстиями на всю их высоту выполнены приливы, толщина которых в любом сечении больше толщины стенок блока цилиндров.