ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК F02F7/00 F02F1/40 F01P3/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к конструкции поршневых рядных двигателей внутреннего сгорания, использующих систему охлаждения со встроенным маслорадиатором (жидкостно-масляным теплообменником) и направлением потока охлаждающей жидкости из головки цилиндров к гильзам блока цилиндров (сверху вниз).

Двигатель с такой системой известен, например, из патента AT 005939 U1 (AVL LIST GMBH, Австрия, F02F 1/36). Конструкция головки цилиндра двигателя имеет горизонтальную перегородку в полости водяной рубашки. Поток охлаждающей жидкости направлен из верхней полости в нижнюю через кольцевую щель вокруг стакана топливной форсунки и далее вниз к гильзам цилиндров. Данное решение позволяет обеспечить эффективное охлаждение днища головки. Однако в патенте AT 005939 U1 не раскрывается каким образом осуществляется подвод охлаждающей жидкости из маслорадиатора в головку блока цилиндров.

Из уровня техники известен рядный двигатель внутреннего сгорания (патент DE 19925096 C2, AVL LIST GMBH, Германия, F02F 7/00 - прототип), блок цилиндров которого в плоскости коренных опор коленчатого вала имеет по меньшей мере один полый профиль протяженностью на всю высоту блока, который предназначен для повышения жесткости блока, а также служит как канал для рециркуляции (слива) масла из головки цилиндров в масляный картер. Однако такая конструкция предполагает наличие внешнего трубопровода, соединяющего маслорадиатор с распределительной трубой, из которой охлаждающая жидкость поступает в головку блока цилиндров, что ведет к усложнению конструкции двигателя и увеличению его габаритов.

Задачей изобретения является сокращение номенклатуры деталей и упрощение конструкции двигателя.

Для решения поставленной задачи двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения, использующей направление циркулирующего потока охлаждающей жидкости из головки в блок содержит

блок цилиндров, содержащий цилиндры, коренные опоры, расположенные между цилиндрами и ребра жесткости, выполненные в плоскостях коренных опор, перпендикулярных оси коленчатого вала, по меньшей мере одно из которых имеет полый профиль для слива масла;

головку цилиндров, имеющую полые профили, выполненные как продолжение полых профилей блока цилиндров;

распределительную трубу для подвода охлаждающей жидкости индивидуально к головке каждого цилиндра, установленную на головке цилиндров;

маслорадиатор, размещенный на блоке цилиндров,

средства для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе

и водяной насос для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости;

и согласно изобретению отличается тем, что

распределительная труба размещена на головке блока сбоку со стороны маслорадиатора, а средства для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе представляют собой проходящий со стороны маслорадиатора в плоскости как минимум одной из коренных опор сквозной канал в блоке и головке.

Для дополнительного снижения сопротивления трассы отвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора в распределительную трубу, упомянутые каналы, сообщающие маслорадиатор и распределительную трубу, могут быть образованы в плоскостях нескольких коренных опор. Предпочтительно, для конструктивного упрощения путей подвода от маслорадиатора к каналам, каналы выполнены в плоскостях двух соседних коренных опор.

Каналы в блоке и головке для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе могут быть выполнены за счет конструктивного изменения одного или нескольких полых профилей блока и головки.

В этом случае канал для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе образован перемычкой и окном, выполненными как в полом профиле блока, так и в полом профиле головки. Причем окно в блоке и окно в головке расположены между перемычками.

При этом желательно, чтобы перемычка в полом профиле блока цилиндров располагалась максимально близко (насколько позволяют конструктивные ограничения) к головке цилиндров. Это позволяет минимизировать объем канала, сообщающего маслорадиатор и установленную на головке цилиндров распределительную трубу, а значит, уменьшить объем (массу) охлаждающей жидкости в двигателе и сопротивление трассы отвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора в распределительную трубу.

Сущность изобретения более детально поясняется с помощью чертежей конкретной реализации изобретения.

На Фиг.1 показана известная из уровня техники (патент DE 19925096 C2, AVL LIST GMBH, Германия, F02F 7/00) конструкция блока цилиндров двигателя с выполненными в плоскостях коренных опор коленчатого вала ребрами жесткости, имеющими полые профили на всю высоту блока.

На Фиг.2 показан поперечный разрез двигателя в соответствии с настоящим изобретением по плоскости коренной опоры с полым профилем для слива масла из головки цилиндров в масляный картер.

На Фиг.3 показан поперечный разрез двигателя в соответствии с настоящим изобретением по плоскости коренной опоры с выполненным каналом для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе.

На Фиг.4 показано в соответствии с настоящим изобретением выполнение двух каналов для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе за счет конструктивного изменения полых профилей ребер в плоскостях двух соседних коренных опор.

Двигатель содержит блок цилиндров 1, расположенные между цилиндрами коренные опоры 2. В блоке цилиндров выполнены в плоскостях коренных опор 3, перпендикулярных оси коленчатого вала ребра жесткости 4, которые имеют полые профили 5. Головка цилиндров 6 имеет полые профили 7, которые продолжают полые профили 5 блока цилиндров. Полые профили 7 и 5 в головке и блоке расположены соответственно друг над другом и служат для повышения жесткости и в качестве каналов слива масла из головки в масляный поддон. На головке цилиндров 6 сбоку установлена распределительная водяная труба 8. На блоке цилиндров 1 сбоку со стороны трубы 8 установлен маслорадиатор 9.

При работе двигателя направление движения охлаждающей жидкости осуществляется через распределительную водяную трубу 8 индивидуально к головке каждого цилиндра в верхние полости водяной рубашки головки, далее вниз в днище головки и из головки в блок цилиндров к гильзам. В распределительную трубу 8, расположенную на головке цилиндров 6, охлаждающая жидкость должна попасть пройдя через маслорадиатор 9, расположенный на блоке цилиндров 1, для чего маслорадиатор и распределительная труба должны быть соединены трубопроводом.

Для этого в плоскости одной из коренных опор в зоне установки маслорадиатора полый профиль в блоке цилиндров и соответственно расположенный над ним полый профиль в головке цилиндров имеют перемычки 10 и 11. Перемычка 10 разделяет полый профиль блока цилиндров на изолированные друг от друга части - верхнюю 12 и нижнюю 13. Соответственно перемычка 11 разделяет полый профиль головки цилиндров на изолированные друг от друга части - верхнюю 14 и нижнюю 15. Верхняя часть 12 полого профиля блока цилиндров и нижняя часть 15 полого профиля головки цилиндров имеют окна 16 и 17, выходящие соответственно в жидкостную полость 18 маслорадиатора 9 и к трубе 8 и расположенные между перемычками 10 и 11. Таким образом, верхняя часть 12 полого профиля блока цилиндров сообщается с жидкостной полостью 18 маслорадиатора 9, а нижняя часть 15 полого профиля головки цилиндров сообщается с трубой 8 (фиг.3). При этом верхняя изолированная часть 12 полого профиля блока цилиндров и соответственно расположенная над ней нижняя изолированная часть 15 полого профиля головки цилиндров образуют в плоскости коренной опоры канал 19, через который осуществляется подвод охлаждающей жидкости из маслорадиатора 9 в трубу 8.

Предпочтительно, чтобы перемычка 10 в полом профиле блока цилиндров располагалась насколько возможно позволяют конструктивные ограничения близко к головке цилиндров. Это позволяет уменьшить сопротивление трассы отвода охлаждающей жидкости из маслорадиатора 9 в трубу 8 и снизить массу, находящейся в двигателе охлаждающей жидкости.

Конструктивно одной полости может быть недостаточно, чтобы при работе двигателя обеспечить отвод от маслорадиатора 9 всей охлаждающей жидкости, подаваемой насосом 20. Это обеспечивается за счет выполнения двух каналов 19 (соответственно в плоскостях двух коренных опор), через которые одновременно отводится охлаждающая жидкость от маслорадиатора 9 в распределительную трубу 8. Для упрощения разводки подводящих путей от маслорадиатора к каналам 19 каналы выполнены в плоскостях соседних коренных опор (фиг.4).

Изобретение может быть использовано в поршневых рядных двигателях внутреннего сгорания, использующих систему охлаждения со встроенным маслорадиатором и направлением потока охлаждающей жидкости из головки цилиндров к гильзам блока цилиндров (сверху вниз). Двигатель содержит блок (1) цилиндров и расположенные между цилиндрами коренные опоры. В плоскостях коренных опор, перпендикулярных оси коленчатого вала, выполнены ребра жесткости, по меньшей мере одно из которых имеет полый профиль. Головка (6) цилиндров имеет полые профили, выполненные как продолжение полых профилей блока цилиндров. На блоке цилиндров размещен маслорадиатор (9), а сбоку на головке цилиндров со стороны маслорадиатора установлена распределительная труба (8) для подвода охлаждающей жидкости индивидуально к головке каждого цилиндра. Двигатель имеет водяной насос (20) для обеспечения циркуляции. Средства для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора (9) к распределительной трубе (8) представляют собой проходящий со стороны маслорадиатора (9) в плоскости как минимум одной из коренных опор сквозной канал (19) в блоке (1) и головке (6) цилиндров. Технический результат заключается в сокращении номенклатуры деталей и в упрощении конструкции двигателя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения, использующей направление циркулирующего потока охлаждающей жидкости из головки в блок, содержащий
блок цилиндров, содержащий цилиндры, коренные опоры, расположенные между цилиндрами и ребра жесткости, выполненные в плоскостях коренных опор, перпендикулярных оси коленчатого вала, по меньшей мере одно из которых имеет полый профиль;
головку цилиндров, имеющую полые профили, выполненные как продолжение полых профилей блока цилиндров;
распределительную трубу для подвода охлаждающей жидкости индивидуально к головке каждого цилиндра, установленную на головке цилиндров;
маслорадиатор, размещенный на блоке цилиндров,
средства для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к упомянутой распределительной трубе
и водяной насос для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что
распределительная труба размещена на головке блока сбоку со стороны маслорадиатора,
а средства для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе представляют собой проходящий со стороны маслорадиатора в плоскости как минимум одной из коренных опор сквозной канал в блоке и головке.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что каналы для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе выполнены в плоскостях двух соседних коренных опор.

3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что канал для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе образован перемычкой и окном, выполненными как в полом профиле блока, так и в полом профиле головки, при этом окна соответственно в блоке и головке расположены между перемычками.