Головка цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания, в частности в конструкциях головок цилиндров ДВС с жидкостным охлаждением.
Известна головка цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащая полость охлаждения, образованную нижним и верхним днищами, соединенными наружными стенками, гнездами клапанов и стаканом форсунки, разделительную перегородку полости, выполненную заодно с наружными стенками, с по меньшей мере одним отверстием для прохода жидкости вокруг стакана форсунки и приливы с колодцами для элементов крепления головки к блоку, отличающаяся тем, что она снабжена промежуточной опорной стенкой в виде усеченного конуса, большее основание которого связано с верхним днищем головки в месте его перехода в наружную стенку, а меньшее – с разделительной перегородкой в зоне отверстия таким образом, что диаметр основания конуса совпадает с диаметром отверстия в перегородке, при этом расстояние между разделительной перегородкой и огневым днищем уменьшается в сторону оси форсуночного стакана (патент на изобретение РФ №2039881, опубл. 20.07.1995)
Также известна головка цилиндров двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащая газообменные каналы с гнездами клапанов, ступенчатое отверстие, выполненное в приливе корпуса головки для установки стакана форсунки и распылителя форсунки, причем между поверхностью стакана и опорной поверхностью прилива корпуса размещена шайба, отличающаяся тем, что опорная поверхность прилива вокруг отверстия под распылитель форсунки на диаметре, равном диаметру носка форсунки, выполнена конической, диаметр шайбы равен диаметру форсуночного стакана (патент на изобретение РФ №2041373, опубл. 09.08.1995).
В результате патентных исследований выявлены следующие технические решения, которые были учтены при анализе: FR 2910555, WO/2013/020357, EP 0198503, US 6279516.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является головка цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащая выполненный заодно целое корпус, представляющий собой верхнее днище с бобышкой и нижнее огневое днище с бобышкой, наружные стенки, гнезда клапанов, в корпусе имеется полость для жидкостного охлаждения, образованная разделительной перегородкой и наружными стенками корпуса, установленный в корпусе форсуночный стакан без дна, верхняя часть которого снабжена уплотнительными элементами и расположена в отверстии бобышки верхнего днища, а опорная часть расположена в отверстии бобышки нижнего огневого днища, отличающаяся тем, что опорная часть форсуночного стакана установлена в отверстие бобышки нижнего огневого днища при помощи резьбового соединения, в отверстии бобышки верхнего днища выполнена фаска, а на внешней поверхности верхней части форсуночного стакана сформирован поясок, который выполнен с возможностью взаимодействия с фаской, причем фаска выполнена выше уплотнительных элементов форсуночного стакана.
Дополнительно опорная часть форсуночного стакана упирается в шайбу, установленную в проточке бобышки нижнего огневого днища.
Корпус выполнен из чугуна методом отливки.
Уплотнительные элементы выполнены в виде резиновых колец.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- опорная часть форсуночного стакана установлена в отверстие бобышки нижнего огневого днища при помощи резьбового соединения;
- на внешней поверхности верхней части форсуночного стакана выполнен поясок;
- поясок выполнен с возможностью взаимодействия с фаской;
- фаска выполнена в отверстии бобышки верхнего днища;
- фаска выполнена выше уплотнительных элементов форсуночного стакана.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
На фиг. 1 изображен поперечный разрез головки по форсуночному стакану, на фиг. 2 показан поперечный разрез головки по направляющим под клапаны.
Головка цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением содержит отлитый из чугуна (например, ВЧ 50) корпус 1 (фиг. 1) с верхним днищем 2 и нижним огневым днищем 3. В корпусе 1 имеется полость 4 для охлаждающей жидкости, образованная верхним 2 и нижним огневым 3 днищами, соединенными наружными стенками 5 (фиг. 2) и разделительной перегородкой 6. В корпусе 1 выполнены каналы для впуска воздуха 7 и выпуска продуктов сгорания 8. Верхнее днище 2 имеет бобышку 9 с осевым отверстием, а нижнее огневое днище 3 имеет бобышку 10 с осевым отверстием. В корпусе 1 также имеются гнезда 11,12 для установки направляющих 13,14 под клапаны. В корпусе 1 установлен форсуночный стакан 15 без дна, причем верхняя часть стакана 15 имеет уплотнительные элементы 16, выполненные в виде резиновых колец (фиг. 1), которые размещены в осевом отверстии бобышки 9 верхнего днища 2. Опорная часть форсуночного стакана 15 установлена в осевое отверстие бобышки 10 нижнего огневого днища 3 при помощи резьбового соединения 17. Опорная часть форсуночного стакана 15 упирается в шайбу 18, выполненную из меди, установленную в проточке бобышки 10 нижнего огневого днища 3. В верхней части форсуночного стакана на его внешней поверхности выполнен поясок 19, который имеет возможность взаимодействия с фаской 20, сформированной выше уплотнительных элементов 16 в осевом отверстии бобышки 9 верхнего днища 2. Следует отметить, что для повышения герметичности резьбового соединения 17 дополнительно использован герметик.
Как указывалось выше, заявляемое техническое решение предназначено для повышения ремонтопригодности головки. Поэтому при ремонтных работах в случае выхода из строя форсуночного стакана 15 его замена происходит путем вывинчивания из головки, и на его место ввинчивается по резьбе 17 новый форсуночный стакан 15. Установка нового стакана 15 проводится до плотного контакта пояска 19 с фаской 20 в отверстии бобышки 9 верхнего днища 2.
Это позволяет при сборке точно позиционировать форсуночный стакан и выдержать геометрические параметры по высоте в головке цилиндра. Поэтому заявляемая полезная модель позволяет избежать деформаций бобышки нижнего огневого днища при извлечении форсуночного стакана в отличие от прототипа, где форсуночный стакан запрессован.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить ремонтопригодность головки цилиндра.