ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Дизельный двигатель внутреннего сгорания.
Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно, к нроизводству тракторных дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Известен дизельный ДВС SA6D-155-4A, который устанавливается на бульдозеры D355A и трубоукладчики D355C нроизводства фирмы «Комацу (Янония) 1, 2.
Моторный отсек этих тракторов спроектирован и изготавливается под двигатель SA6D-155-4A, однако, эксплуатационные характеристики этого двигателя (удельный расход топлива минимальный - 175 г/л.с.ч., номинальный - 190 г/л.с.ч.), а так же высокая стоимость поставляемых в запчасти двигателей и запчастей, не позволяют эффективно использовать тракторы в России.
Известен так же дизельный двигатель жидкостного охлаждения ЯМЗ - 8424.10, выпускаемый Тутаевским моторным заводом, эксплуатационные характеристики которого отвечают современным требованиям экономики ДВС такого назначения (удельный расход топлива минимальный  149 г/л.с.ч., номинальный - 162 г/л.с.ч.), а цены - приемлемы в России 3. Этот двигатель наиболее близок по совокупности существенных признаков с заявляемой полезной моделью и выбран в качестве прототипа.
Двигатель ЯМЗ 8424.10 имеет V - образный блок цилиндров, на который навешиваются и монтируются все агрегаты, узлы, детали и системы двигателя. В расточке блока цилиндров установлен коленвал, на переднем носке которого закреплен шкив привода агрегатов, а на заднем - маховик с установленным на нем механизмом отбора мопщости в виде сухого двухдискового фрикционного сцепления. В передней части двигателя расположен кронштейн передней опоры, который крепится к блоку цилиндров болтами, проходящими через переднюю крышку, к заднему торцу блока цилиндров крепится картер маховика. На блоке цилиндров установлены головки цилиндра с впускными и выпускными коллекторами и крышками. Выпускные коллекторы выполнены с поднятой вверх относительно выпускного отверстия головки цилиндра общей цилиндрической частью. Двигатель снабжен системой смазки, содержащий масляный картер со сливной пробкой, масляный щуп, наружный конец которого выведен за внешние габариты передней части двигателя, системой питания топливом, содержащей топливный насос высокого давления с установленным
МПК 6 F02B 75/22
на нем ручным топливоподкачивающт пуг насосом и привод управления регулятором с жесткой тягой, системой охлаждения, имеюш;ей водяной насос, крыльчатку вентилятора с ременным приводом и направлением воздушного потока от радиатора к двигателю, установленную на ведомом валу гидромуфты привода вентилятора, закрепленной непосредственно на блоке цилиндров, охлаждающие полосы в блоке цилшщров и трубопроводы, соединяющие узлы и агрегаты системы, системой вентиляции картера с одним сапуном, расположенным в передней части развала блока цилиндров, патрубком впускных коллекторов и охладителем наддувочного воздуха, соединенных между собой втулкой. Турбокомпрессор установлен сзади в верхней части двигателя на патрубок выпускных коллекторов, который крепится непосредственно к картеру маховика, а соединение патрубка выпускных коллекторов с задними выпускными коллекторами осуществляет через подводящие трубы и сильфоны. Привод генератора осуществляется двумя ремнями от щкива гидромуфты, которая приводится во вращение тремя другими ремнями от шкива коленчатого вала через натяжное устройство.
Недостатком этого двигателя является невозможность его установки и моторный отсек уже существующего трактора «Комацу (в данном случае - бульдозера и трубоукладчика на базе трактора) без изменения его конструкции, а так же неудобное расположение некоторых агрегатов для технического обслуживания в процессе эксплуатации трактора.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, - установка, монтаж и удобство технического обслуживания в процессе эксплуатации современного, экономичного, приемлемого по цене в России двигателя в моторном отсеке уже существующего трактора с обеспечением всех его функциональных возможностей.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что:
-маховик двигателя выполнен плоским, без выступа по наружному диаметру, с целью повышения надежности работы механизма отбора мощности и трансмиссии трактора в целом;
-механизм отбора мощности выполнен в виде ведущей полумуфты, установленной на маховике с помощью амортизаторов, и зубчатого венца с целью обеспечения работоспособности механизма отбора мощности в условиях масляного тумана;
-кронштейн передней опоры крепится к блоку цилиндров болтами, проходящими через переднюю крышку, причем в месте соединения кронштейна с передней крышкой установлены две центрирующие штифт - втулки, с целью удобства монтажа двигателя в моторном отсеке трактора;
-выпускные коллектора выполнены с опущенной вниз относительно выпускного отверстия головки цилиндра общей цилиндрической частью с целью обеспечения необходимого монтажного зазора между выпускными коллекторами и стенками моторного отсека трактора;
-масляный картер содержит сливной клапан (в прототипе сливная пробка, которой неудобно пользоваться), обеспечивающий удобство технического обслуживания при смене масла;
-маслозаливной патрубок и масляный щуп расположены над правым выпускным коллектором с целью удобства технического обслуживания;
-ручной топливоподкачивающий насос установлен сзади на левом впускном коллекторе и соединен с ТНВД трубопроводом с целью удобства технического обслуживания топливной системы двигателя;
-тяга привода управления регулятором выполнена из двух частей с установленной между ними пружиной и тросиком, соединяющим подвижную часть со скобой выключения подачи топлива с целью удобства монтажа и эксплуатации двигателя;
-крыльчатка вентилятора (на рис. не показана) выполнена с увеличенным наружным диаметром и шириной лопастей, а также с изменяемым направлением воздушного потока за счет поворота лопастей с целью обеспечения надежности работы системы охлаждения трактора и удобства работы машиниста в летнее и зимнее время;
-крыльчатка вентилятора и вал привода вентилятора (на рис. не показаны) установлены непосредственно па радиаторе системы охлаждения трактора, а ременный привод осуществляется непосредственно от шкива коленчатого вала через натяжное устройство с целью удобства монтажа двигателя и технического обслуживания;
-трубопроводы системы охлаждения, соединяющие водяной насос с правым рядом цилиндров и водяной насос с водомасляным радиатором, имеют разрывы, в которые включен радиатор охлаждения трансмиссионного масла для обеспечения надежности работы гидравлической системы трактора;
-два сапуна системы вентиляции картера установлены на наклонной поверхности крышки головки цилиндра в задней части каждого ряда цилиндров с целью удобства обслуживания ТНВД;
-соединение патрубка впускных коллекторов и охладителя наддувочного воздуха осуществляется воздушной заслонкой с ручным и электромагнитным приводом с целью удобства
эксплуатации трактора и зашиты двигателя при аварийных ситуациях;
-турбокомпрессор установлен сзади в верхней части двигателя на патрубок выпускных коллекторов, который крепится к картеру маховика через проставки с целью обеспечения низкого удельного расхода топлива;
-соединение патрубка выпускных коллекторов с задним выпускными коллекторами осуществляется при помощи сильфонов, подводящих труб, а также дополнительных соединительных труб с целью обеспечения низкого удельного расхода топлива;
-ременный привод генератора, установленного в передней верхней части двигателя близко к вертикальной оси двигателя, осуществлен непосредственно от шкива коленвала без натяжного устройства, так как натяжение ремня осуществляется генератором, с целью удобства технического обслуживания;
-над развалом блока цилиндров установлена рама, на которой монтируются воздушный фильтр и патрубок глушителя выхлопа (у прототипа рама, воздушный фильтр и патрубок глушителя отсутствуют), что позволяет упростить монтаж двигателя в моторный отсек;
-патрубок глушителя соединен с помощью специального патрубка и соединительной трубы с выходным отверстием турбины (у прототипа отсутствуют), с целью удобства монтаж двигателя в моторный отсек;
-воздушный фильтр соединен с помощью двух специальных патрубков с входным отверстием компрессора, при чем верхний патрубок закреплен на раме (у прототипа отсутствуют), с целью удобства монтажа двигателя в моторный отсек;
на кронштейне передней опоры двигателя жестко установлена балка передней подвески (у прототипа она отсутствует) для удобства монтажа и обеспечепия работоспособности ременного привода вентилятора, установленного на радиаторе трактора;
-на картер маховика установлен механизм отключения трансмиссии (у прототипа отсутствует), обеспечивающий передачу крутящего момента от ведущей полумуфты и зубчатого венца через ведомую полумуфту, перемещением которой осуществляется отключение трансмиссии трактора от двигателя, на вал механизма отключения трансмиссии, затем на дополнительный маховик и далее на гидротрансформатор трактора, для удобства монтажа и запуска двигателя при отрицательных температурах;
монтажа и обеспечения стыковки с существующей трансмиссией трактора;
- на заднем торце вала механизма отключения трансмиссии выполнены крепежные отверстия под установку дополнительного маховика с двигателя 8А6Д - 155 - 4А.
На фиг.1 показан вид сбоку (слева) заявляемого двигателя; на фиг.2 - механизм отключения трансмиссии; на фиг.З - вид двигателя спереди; на фиг.4 - схема крепления кронштейна передней опоры; на фиг.5 - схема управления регулятором и механизмом выключения подачи топлива, на фиг. 6 - вид двигателя сбоку (справа); на фиг.7 - вид на задний торец корпуса механизма отключения трансмиссии.
Дизельный две содержит блок цилиндров 1, в расточке которого установлен коленвал 2. На переднем носке коленчатого вала установлен шкив привода агрегатов 3, а на заднем - маховик 4. На блоке цилиндров 1 уста ювлен картер маховика 5. Маховик 4 выполнен плоским, без выступа по наружному диаметру. Механизм отбора мощности выполнен в виде ведущей полумуфты 6, установленной на маховике 4 с помощью амортизаторов 7, и зубчатого венца 8. Кронштейн передней опоры 9 крепится к блоку цилиндров 1 болтами 10, проходящими через переднюю крышку 11, таким образом, что в месте соединения кронштейна 9 и передней крышки  1 установлены штифт - втулки 12. Выпускные коллектора 13; 14; 15; 16 выполнены с опущенной вниз относительно выпускного отверстия 17 головки цилиндра 18 общей цилиндрической частью 20. Масляный картер 21 имеет сливной клапан 22. Маслозаливной патрубок 23 и масляный  24 расположены над передним правым выпускным коллектором 13. Ручной топливоподкачивающий насос 25 расположен сзади на левом выпускном коллекторе 26 и соединен с ТНВД 27 трубопроводом 28. Тяга привода управления регулятором ТНВД выполнена из подвижной части 29 и неподвижной 30 с установленной между ними пружиной 31. Тросик 32 соединяет подвижную часть 29 тяги со скобой 33 выключения подачи топлива. Ременный привод крыльчатки вентилятора осуществляются непосредственно от шкива 3 коленчатого вала через натяжное устройство 34. В разрыв трубопровода 35 системы охлаждения, соединяющего водяной насос 36 с охлаждающей полостью правого ряда блока цилиндров 1, между фланцами 37 и 38 включен радиатор охлаждения трансмиссионного масла (не показан). В разрыв трубопровода 39, соединяющего водяной насос 36 с водомасляным радиатором 40, между фланцами 41 и 42 включен радиатор
охлаждения трансмиссионного масла. Сапуны 43 системы вентиляции картера расположены на наклонной поверхности 44 крышек 45 головок цилиндра 18. Патрубок впускных коллекторов 46 соединен с охладителем наддувочного воздуха 47 посредством воздушной заслонки 48. Турбокомпрессор 49 устанавливается на патрубок выпускных коллекторов 50, крепящийся к картеру маховика 5 через проставки 51. Патрубок выпускных коллекторов 50 соединен с задними выпускными коллекторами 14 и 16 с помощью сильфонов 52, подводящих труб 53 и 54, а также с использованием дополнительных соединительных труб 55 и 56. Генератор 57 связан ременной передачей 58 со шкивом привода агрегатов 3. Над развалом блока цилиндров 1, ближе к заднему торцу двигателя, закреплена рама 59, на которой смонтированы воздушный фильтр 60 и патрубок 61 глушителя выхлопа. Патрубок 61 глушителя соединен с выходным отверстием 62 турбины турбокомпрессора 49 специальным патрубком 63 и соединительной трубой 64. Воздушный фильтр 60 соединен с входным отверстием компрессора турбокомпрессора 49 двумя специальными патрубками 65 и 66, при чем верхний патрубок 65 закреплен на раме 59. Па кронштейне передней опоры 9 жестко установлена балка 67 передней подвески. Па картере маховика 5 устанавливается корпус 68 механизма отключения трансмиссии. Па валу 69 механизм отключения, установленном в корпусе 68, расположена ведомая полумуфта 70, которая входит в зацепление с зубчатым венцом 8 и перемещением которой осуществляется отключением трансмиссии трактора от двигателя. Па заднем торце корпуса 68 механизма отключения выполнены крепежные отверстия 71 под установку дополнительного картера маховика (не показан). Па заднем торце вала 69 выполнены крепежные отверстия 72 под установку дополнительного маховика (не показан). При установке двигателя в моторный отсек трактора кронштейн 9 передней опоры, установленный с помощью штифт втулок 12, и балка 67 передней подвески, жестко соединенная с кронштейном 9 и рамой трактора, облегчают монтаж двигателя и обеспечивают стабильное межцентровое расстояние ременной передачи привода вентилятора. Механизм отбора мощности, выполненный в виде ведущей полумуфты 6, установленной на маховике 4 с помощью амортизаторов 7, и зубчатого венца 8, входящего в зацепление с ведомой полумуфтой 70, обеспечивает работоспособность данного узла в условиях обильного масляного тумана. Выпускные коллектора 13; 14; 15; 16, выполненные с опущенной вниз общей цилиндрической частью 20, обеспечивают необходимый зазор между выпускными коллекторами и стенками моторного отсека трактора. Масляный картер 21 располагается при
установке глубоко в раме трактора, поэтому сливной клапан 22, маслозаливной патрубок 23 и масляный  24, расположенные над правым выпускным коллектором 13, обеспечивают удобство технического обслуживания системы смазки двигателя в эксплуатации. Ручной топливоподкачивающий насос 25, расположенный на левом впускном коллекторе 26 сзади, облегчает техническое обслуживание топливной системы двигателя в эксплуатации. Тросик 32, соединяющий подвижную часть 9 тяги привода регулятора ТНВД со скобой 33 выключения подачи топлива, позволяет упростить монтаж двигателя и исключает установку дополнительного привода выключения подачи топлива. На шкив 3 привода агрегатов и шкив привода вентилятора (не показан) через шкив натяжного устройства 34 устанавливаются ремни привода вентилятора, причем расположение шкива натяжного устройства 34 в передней части двигателя обеспечивает удобный доступ при регулировке натяжения ремней и их замене. К выходным фланцам 37 и 41 трубопроводов 35 и 39 крепятся трубы подвода охлаждаюп ;ей жидкости к радиатору охлаждения трансмиссионного масла, а к входным фланцам 38 и 42 крепятся трубы отвода охлаждающей жидкости к охлаждающей полости правого ряда блока цилиндров 1 и к водомасляному радиатору 40. Установка сапуна 43 на наклонной поверхности 44 крышек головки 45 головок цилиндра 18 облегчает доступ к регулятору ТНВД при техническом обслуживании топливной системы. Установка воздушной заслонки 48 с ручным и электромагнитным приводом обеспечивает быструю остановку и защиту двигателя при аварийных ситуациях. Установка патрубка выпускных коллекторов 50 на картер маховика 5 через проставки 51, соединение патрубка выпускных коллекторов 50 с задними выпускными коллекторами 14 и 16 посредством сильфонов 52, подводящих труб 53 и 54, а также дополнительный труб 55 и 56 обеспечивают установку турбокомпрессора 49 в верхней задней части двигателя, что позволяет снизить удельный расход топлива при эксплуатации двигателя на тракторе. Расположение генератора 57 в верхней передней части двигателя облегчает доступ к нему при монтаже электрической схемы трактора и техническом обслуживании, а ременный привод 58 непосредственно от шкива привода агрегатов 3 облегчает регулировку натяжения ремней привода. Установка на двигатель рамы 59 с воздушным фильтром 60 и патрубком 61 глушителя, а также выполненные на двигателе соединение патрубка 61 с выходным отверстием 62 турбины турбокомпрессора 49 и воздушного фильтра 60 с входным отверстием компрессора  49 обеспечивают удобство монтажа двигателя в моторный отсек трактора. Расположенная в корпусе
механизма отключения трансмиссии отключаемая путем перемещения ведомой полумуфты 70 по шлицам вала 69 зубчатая передача 8; 70 обеспечивает удобство запуска двигателя при отрицательных температурах. Выполненные крепежные отверстия 71 и 72 на заднем торце корпуса 68 механизма отключения трансмиссии и вала 69 под установку дополнительного картера маховика и маховика обеспечивают удобство монтажа и стыковку заявляемого двигателя с существующей трансмиссией трактора. Крыльчатка вентилятора с увеличенным наружным диаметром и шириной лопастей, а также с изменяемым направлением воздушного потока обеспечивает надежность работы системы охлаждения и удобство работы машиниста в летнее и зимнее время. Установка крыльчатки вентилятора на радиаторе системы охлаждения и ременный привод ее непосредственно от шкива 3 коленчатого вала обеспечивают удобство монтажа и технического обслуживания.
Источники информации:
1.Фирма «Комацу. «Трубоукладчик Д - 355С. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Япония, 1990г.
2.Фирма «Комацу. «Бульдозер Д - 355А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Япония, 1989г.
3.АООТ «Тутаевский моторный завод.
«Двигатели ЯМЗ -8421.10; ЯМЗ - 8424.10; ЯМЗ 8424.1001. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, г. Тутаев, 1990г.