ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F01P11/10 

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров и системой воздушного охлаждения, снабженным масляным радиатором.

Известен двигатель внутреннего сгорания с рядным расположением цилиндров и системой воздушного охлаждения, содержащий примыкающий к торцу ряда цилиндров масляный радиатор и вентилятор, снабженный крыльчаткой, ось которой параллельна ряду цилиндров и цилиндрическим корпусом, охватывающим крыльчатку, кожух, соединяющий корпус вентилятора с цилиндрами и воздуховод для подачи воздуха от вентилятора в масляный радиатор, примыкающий к цилиндрическому корпусу вентилятора и имеющий сегментный вырез в корпусе, обращенный к радиатору и заглубленный в корпус [1]
Конструкция двигателя обеспечивает достаточную эффективность охлаждения и равномерностью распределения потока охлаждающего воздуха в двигателях с рядным расположением цилиндров. Однако, известная конструкция коленообразного канала подвода воздуха к радиатору не может быть применена на двигателях с V-образным расположением цилиндров, так как нарушит равномерность распределения воздуха между рядами цилиндров. В известном двигателе не обеспечивается забор воздуха от вентилятора в нижней части плоскости нагнетания напротив картера двигателя, что снижает значение гидравлического КПД вентилятора.

Известен двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров и системой воздушного охлаждения, содержащий примыкающий к торцу ряда цилиндров масляный радиатор и вентилятор, снабженный крыльчаткой, ось которой параллельна рядам цилиндров и цилиндрическим корпусом, охватывающим крыльчатку, кожух, соединяющий корпус вентилятора с цилиндрами и дефлектор для подачи воздуха от вентилятора в масляный радиатор, закрепленный на корпусе вентилятора. Вентилятор и масляный радиатор максимально приближены к 4-му цилиндру, чем достигается минимальный продольный размер двигателя [2]
Данная конструкция двигателя не обеспечивает достаточную эффективность охлаждения вследствие неравномерного распределения потока охлаждающего воздуха. Применение дефлектора не позволяет забирать воздух для охлаждения масляного радиатора равномерно по всему периметру плоскости нагнетания и оказывает отрицательное влияние на распределение воздуха по цилиндрам. Меньшее аэродинамическое сопротивление масляного радиатора по сравнению с суммарным сопротивлением цилиндров и головок цилиндров также усиливает неравномерность распределения воздуха по цилиндрам, особенно в зонах 1-го и 8-го цилиндров. В известном двигателе не обеспечивается забор воздуха от вентилятора в нижней части плоскости нагнетания напротив картера двигателя, что снижает значение гидравлического КПД вентилятора.

Задачей изобретения повышение эффективности охлаждения путем обеспечения равномерного распределения потока охлаждающего воздуха.

Поставленная задача решается тем, что в двигателе внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров и системой воздушного охлаждения, содержащем примыкающие к торцу ряда цилиндров масляный радиатор и вентилятор, снабженный крыльчаткой, ось которой параллельна рядам цилиндров, и цилиндрическим корпусом, охватывающим крыльчатку, кожух соединяющий корпус вентилятора с цилиндрами, канал для подачи воздуха от вентилятора в масляный радиатор, последний выполнен в виде воздуховода, образованного углублением в передней части картера двигателя и кожухом воздуховода, обращенного к радиатору и расположенного в плоскости перпендикулярной оси вентилятора, а на границе радиатора и цилиндра установлена с зазором Г-образная разделительная стенка, выполненная со стороны вентилятора с радиусом кривизны равным радиусу кривизны корпуса вентилятора.

Отличительными признаками изобретения являются следующие:
наличие канала, выполненного в виде воздуховода, состоящего из углубления в передней части картера двигателя и кожуха воздуховода, обращенного к радиатору и расположенного в плоскости перпендикулярной оси вентилятора;
наличие Г-образной разделительной стенки в пространстве под кожухом двигателя установленной на границе радиатора и цилиндра с зазором.

Оборудование двигателя внутреннего сгорания описанными каналом и разделительной стенкой, использование динамического напора охлаждающего воздуха позволяет повысить эффективность охлаждения путем обеспечения равномерного распределения потока охлаждающего воздуха между цилиндрами двигателя и их головками вследствие симметричного размещения элементов системы воздушного охлаждения и уменьшить за счет этого разницу температур между цилиндрами двигателя на 10-20% В известных конструкциях поток воздуха из нижней части плоскости нагнетания вентилятора упирается в картер двигателя и, отражаясь от нее, турбулизует поток воздуха в остальной части плоскости нагнетания и, тем самым, уменьшает значение гидравлического КПД вентилятора. Отказ от дефлектора для подачи воздуха от вентилятора в радиатор позволяет устранить неравномерность распределения потока охлаждающего воздуха между рядами цилиндров и, тем самым устранить застойные зоны в частях плоскости под кожухом двигателя, прилегающих к крайним цилиндрам.

Дополнительным эффектом является повышение гидравлического КПД вентилятора за счет обеспечения забора воздуха от вентилятора к радиатору из нижней части плоскости нагнетания вентилятора напротив картера двигателя. Размещение канала для подачи воздуха от вентилятора к радиатору в углублении в передней части картера двигателя позволяет забирать воздух из нижней части плоскости нагнетания вентилятора напротив картера двигателя, что существенно повышает гидравлический КПД вентилятора и не влияет на распределение потоков охлаждающего воздуха между рядами цилиндров двигателя.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 показан двигатель внутреннего сгорания, вид сверху; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2.

Двигатель внутреннего сгорания состоит из двух рядов цилиндров 1, имеющих V-образное расположение, вентилятора 2 и масляного радиатора 3, примыкающего к торцу правого ряда цилиндров 1 и головок 4 цилиндров. При этом вентилятор 2 снабжен крыльчаткой 5, ось 6 которой параллельна рядам цилиндров 1 и корпусом 7, охватывающим крыльчатку 5. В передней части картера 8 двигателя между рядами цилиндров 1 установлен кожух 9 воздуховода, образующий вместе с углублением А в картере 8 канал Б обращенный к радиатору 3. Канал Б расположен горизонтально в плоскости перпендикулярной оси 6 вентилятора 2 ниже нее и соединяет нижнюю часть плоскости нагнетания В вентилятора 2 с пространством Г перед радиатором 3. При этом канал Б и полость Д, образованная рядами цилиндров 1 и кожухом 10 двигателя разделены кожухом 9 воздуховода. Под кожухом 10 двигателя на границе радиатора 3 и 4-го цилиндра 11 установлена разделительная стенка 12, разделяющая полость Д и пространство Г перед радиатором 3. Разделительная стенка 12 в вертикальной проекции имеет Г-образную форму. Сторона перпендикулярная оси вентилятора плоская, а сторона обращенная к оси вентилятора имеет радиус кривизны равный радиусу кривизны корпуса вентилятора. Разделительная стенка 12 крепится к корпусу 7 вентилятора 2 и радиатору 3 и установлена на расстоянии 8-16 мм от границы радиатора 3 и 4-го цилиндра 11.

При работе двигателя вентилятор 2 нагнетает воздух в полость Д под кожухом 10 двигателя и канал Б, из которых он распределяется по охлаждаемым элементам (цилиндры 1, головки 4 цилиндров, радиатор 3). Воздух, охлаждающий цилиндры 1 и головки 4 цилиндров поступает к ним из полости Д. Воздух, охлаждающий масляный радиатор 3, поступает к нему по каналу В через пространство Г. Наличие зазора между разделительной стенкой 12 и границей радиатора и 4-го цилиндра 11 обеспечивает поступление охлаждающего воздуха из пространства Г к 4-му цилиндру 11 в количестве, необходимом для устранения застойной зоны в этой части полости Д. Поперечное горизонтальное размещение канала Б в углублении А передней части картера 8 и выполнение разделительной стенки 12 со стороны вентилятора 2 с радиусом кривизны равным радиусу кривизны корпуса 7 вентилятора 2 обеспечивает равномерное распределение потока охлаждающего воздуха, поступающего в полость Д, между рядами цилиндров 1. В результате застойная зона перемещается от крайних цилиндров в промежуток между наиболее удаленными от вентилятора 2 цилиндрами в обоих рядах цилиндров 1 двигателя, где нет охлаждаемых элементов. Установка кожуха 9 воздуховода и образование канала Б обеспечивает забор охлаждающего воздуха из нижней части полости нагнетания В вентилятора 2 и предотвращает турбулизацию потока воздуха в остальной части полости нагнетания, увеличивая значение гидравлического КПД вентилятора 2.

Таким образом, оснащение двигателя внутреннего сгорания каналом и разделительной стенкой, описанными выше, придает двигателю внутреннего сгорания новые конструктивные особенности, неизвестные из других технических решений. Эти особенности состоят в том, что канал для подачи воздуха от вентилятора в масляный радиатор выполнен в виде воздуховода, состоящего из углубления в передней части картера двигателя и кожуха воздуховода, обращенного к радиатору и расположенного в плоскости перпендикулярной оси вентилятора, а Г-образная разделительная стенка установлена с зазором на границе радиатора и цилиндра и выполнена со стороны вентилятора с радиусом кривизны равным радиусу кривизны корпуса вентилятора. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить устранение застойных зон около охлаждаемых элементов в полости под кожухом двигателя и равномерность распределения потока охлаждающего воздуха между цилиндрами двигателя и их головками, то есть повысить эффективность охлаждения, тем самым достичь цели изобретения.

Дополнительным эффектом является повышение гидравлического КПД вентилятора за счет обеспечения забора воздуха на охлаждение радиатора из нижней части плоскости нагнетания вентилятора напротив картера двигателя.

Использование: в машиностроении, а именно двигателестроении, в частности в двигателях внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров и системой воздушного охлаждения, снабженным масляным радиатором. Сущность изобретения: в двигателе внутреннего сгорания с V-образным с расположением цилиндров и системой воздушного охлаждения, содержащем примыкающие к торцу ряда цилиндров масляный радиатор и вентилятор, снабженный крыльчаткой, ось которой параллельна рядам цилиндров, и цилиндрическим корпусом, охватывающим крыльчатку, кожух соединяющий корпус вентилятора с цилиндрами, канал для подачи воздуха от вентилятора в масляный радиатор, последний выполнен в виде воздуховода, образованного углублением в передней части картера двигателя и кожухом воздуховода, обращенного к радиатору и расположенного в плоскости перпендикулярной оси вентилятора, а на границе радиатора и цилиндра установлена с зазором Г-образная разделительная стенка, выполненная со стороны вентилятора с радиусом кривизны равным радиусу кривизны корпуса вентилятора. Оборудование двигателя внутреннего сгорания каналом и разделительной стенкой, описанным выше, позволяет обеспечить устранение застойных зон около охлаждаемых элементов в полости под кожухом двигателя и равномерность распределения потоков охлаждающего воздуха между цилиндрами двигателя и их головками, то есть повысить эффективность охлаждения и гидравлический КПД вентилятора за счет обеспечения забора воздуха на охлаждение радиатора из нижней части плоскости нагнетания вентилятора напротив картера двигателя. 3 ил.

Двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров и системой воздушного охлаждения, содержащий примыкающие к торцу ряда цилиндров масляный радиатор и вентилятор, снабженный крыльчаткой, ось которой параллельна рядам цилиндров, и цилиндрическим корпусом, охватывающим крыльчатку, кожух, соединяющий корпус вентилятора с цилиндрами, канал для подачи воздуха от вентилятора в масляный радиатор и разделительную стенку, отличающийся тем, что канал выполнен в виде воздуховода, состоящего из углубления в передней части картера двигателя и кожуха воздуховода, обращенного к радиатору и расположенного в плоскости, перпендикулярной оси вентилятора, а на границе между радиатором и цилиндром установлена с зазором Г-образная разделительная стенка, выполненная со стороны вентилятора с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны корпуса вентилятора.