СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
INTERNAL COMBUSTION ENGINE COOLING SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В ходе работы двигатели внутреннего сгорания генерируют тепло в результате процесса сгорания, происходящего в каждом цилиндре двигателя. Как известно специалистам в области двигателей, если двигатель перегревается, он может быть поврежден. Таким образом, многие двигатели снабжены системой охлаждения.
Некоторые двигатели охлаждаются воздухом, но двигатели, которые предназначены для работы при высоких скоростях или для создания большой мощности, предпочтительно, являются двигателями с жидкостным охлаждением. Двигатели с жидкостным охлаждением обычно снабжены проходами в блоке цилиндров, известными как охлаждающие рубашки, по которым может циркулировать жидкость. Когда жидкость циркулирует в охлаждающих рубашках, она поглощает тепло двигателя.
В водных вариантах применения двигатели часто снабжают системой, известной как система охлаждения с незамкнутым циклом. В таких системах используемая жидкость является водой из водоема, в котором работает транспортное средство. Вода, забираемая из водоема, проходит через охлаждающие рубашки и затем возвращается в водоем. По очевидным причинам такая система непрактична для большинства других вариантов применения. В других вариантах применения двигатели снабжены системой, известной как система охлаждения замкнутого типа. В таких системах в резервуаре содержится охлаждающее средство, циркулирующее в системе. Для поддержания эффективности системы само охлаждающее средство должно охлаждаться, поскольку оно, в противном случае, становилось бы все более и более горячим. Таким образом, эти системы снабжены теплообменниками, такими как радиаторы, через которые циркулирует охлаждающее средство для снижения температуры охлаждающего средства.
Для работы должным образом система жидкостного охлаждения должна распространять охлаждающее средство вблизи каждого источника тепла в двигателе и/или узлах двигателя, которые нагреваются источниками тепла. Некоторые части двигателя также требуют большего охлаждения, чем другие части, либо потому, что они более чувствительны к теплу, либо потому, что они больше нагреваются. Это может часто приводить к применению сложных каналов для потока в пределах двигателя. Кроме того, охлаждающие рубашки должны также быть разработаны таким образом, чтобы охлаждающее средство непрерывно проходило через них. Если охлаждающее средство застаивается в охлаждающей рубашке, часть, где охлаждающее средство застаивается, перегревается, что может приводить к повреждениям двигателя.
Таким образом, существует потребность в системе охлаждения двигателя, которая адресована, по меньшей мере, к некоторым из обозначенных выше проблем.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является получение двигателя внутреннего сгорания, имеющего систему охлаждения, в которой охлаждающее средство проходит из одной стороны блока цилиндров в узел головки цилиндров и далее к другой стороне блока цилиндров.
Другой целью настоящего изобретения является получение системы охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, в которой охлаждающее средство проходит от одной стороны блока цилиндров в узел головки цилиндров и к другой стороне блока цилиндров.
Также целью настоящего изобретения является получение способа охлаждения двигателя внутреннего сгорания, согласно которому охлаждающее средство сначала подается к одной стороне блока цилиндров, затем подается из первого блока цилиндров в узел головки цилиндров и, наконец, подается из узла головки цилиндров к другой стороне блока цилиндров.
Другой целью настоящего изобретения является получение блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания, имеющего две смежные, но не сообщающиеся по текучей среде охлаждающие рубашки, сформированные как единое целое с ним.
Согласно одному объекту, изобретение обеспечивает получение двигателя внутреннего сгорания, имеющего картер, коленчатый вал, расположенный в картере, блок цилиндров, соединенный с картером, по меньшей мере, один поршень, узел головки цилиндров, соединенный с блоком цилиндров, и систему охлаждения для охлаждения, по меньшей мере, части двигателя. По меньшей мере, один поршень расположен, по меньшей мере, в одном цилиндре и соединен в рабочем положении с коленчатым валом. Система охлаждения имеет первую охлаждающую рубашку для охлаждения первой стороны блока цилиндров, вторую охлаждающую рубашку для охлаждения второй стороны блока цилиндров, охлаждающую рубашку головки цилиндров для охлаждения узла головки цилиндров, вход для охлаждающего средства, сообщающийся по текучей среде с первой охлаждающей рубашкой, и выход для охлаждающего средства, сообщающийся по текучей среде со второй охлаждающей рубашкой. Первая охлаждающая рубашка сообщается по текучей среде с охлаждающей рубашкой головки цилиндров. Охлаждающая рубашка головки цилиндров сообщается по текучей среде со второй охлаждающей рубашкой. Охлаждающее средство, проходящее в системе охлаждения, проходит из входа для охлаждающего средства в первую охлаждающую рубашку, из первой охлаждающей рубашки в охлаждающую рубашку головки цилиндров, из охлаждающей рубашки головки цилиндров во вторую охлаждающую рубашку и из второй охлаждающей рубашки в выход для охлаждающего средства.
Согласно другому объекту, вход для охлаждающего средства находится на первой стороне двигателя, и выход для охлаждающего средства находится на второй стороне двигателя.
Согласно другому объекту, система охлаждения также имеет насос для охлаждающего средства, сообщающийся по текучей среде с входом для охлаждающего средства для прокачивания охлаждающего средства через систему охлаждения.
Согласно дополнительному объекту, система охлаждения также имеет теплообменник для охлаждения охлаждающего средства, проходящего в системе охлаждения. Охлаждающее средство, проходящее в системе охлаждения, проходит из выхода для охлаждающего средства в теплообменник, из теплообменника к насосу для охлаждающего средства и от насоса для охлаждающего средства к входу для охлаждающего средства.
Согласно другому объекту, система охлаждения также имеет термостат. Термостат имеет вход термостата, сообщающийся по текучей среде с выходом для охлаждающего средства, первый выход термостата, сообщающийся по текучей среде с теплообменником, и второй выход термостата, сообщающийся по текучей среде с насосом для охлаждающего средства. Охлаждающее средство, проходящее в системе охлаждения, проходит из выхода для охлаждающего средства к входу термостата, от входа термостата к первому выходу термостата, когда охлаждающее средство имеет температуру выше заданной температуры, и от входа термостата ко второму выходу термостата, когда охлаждающее средство имеет температуру ниже заданной температуры.
Согласно другому объекту, система охлаждения также имеет маслоохладитель. Маслоохладитель сообщается по текучей среде с первой охлаждающей рубашкой и насосом для охлаждающего средства. Часть охлаждающего средства, проходящего в первой охлаждающей рубашке, проходит к маслоохладителю и от маслоохладителя к насосу для охлаждающего средства.
Согласно другому объекту, первая и вторая охлаждающие рубашки сформированы как единое целое с блоком цилиндров, и охлаждающая рубашка головки цилиндров сформирована как единое целое с узлом головки цилиндров.
Согласно другому объекту, по меньшей мере, один впускной клапан расположен в узле головки цилиндров над, по меньшей мере, одним цилиндром на впускной стороне двигателя, и, по меньшей мере, один выпускной клапан расположен в узле головки цилиндров над, по меньшей мере, одним цилиндром на выпускной стороне двигателя.
Согласно другому объекту, первая сторона блока цилиндров находится на выпускной стороне двигателя, и вторая сторона блока цилиндров находится на впускной стороне двигателя.
Согласно другому объекту, изобретение обеспечивает получение системы охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, имеющего первую охлаждающую рубашку для охлаждения первой стороны блока цилиндров двигателя, вторую охлаждающую рубашку для охлаждения второй стороны блока цилиндров двигателя, охлаждающую рубашку головки цилиндров для охлаждения узла головки цилиндров двигателя, вход для охлаждающего средства, сообщающийся по текучей среде с первой охлаждающей рубашкой, выход для охлаждающего средства, сообщающийся по текучей среде со второй охлаждающей рубашкой, и насос для охлаждающего средства, сообщающийся по текучей среде с входом для охлаждающего средства, для прокачивания охлаждающего средства через систему охлаждения. Первая охлаждающая рубашка сообщается по текучей среде с охлаждающей рубашкой головки цилиндров. Охлаждающая рубашка головки цилиндров сообщается по текучей среде со второй охлаждающей рубашкой. Охлаждающее средство, проходящее в системе охлаждения, проходит из насоса для охлаждающего средства к входу для охлаждающего средства, от входа для охлаждающего средства к первой охлаждающей рубашке, от первой охлаждающей рубашки к охлаждающей рубашке головки цилиндров, от охлаждающей рубашки головки цилиндров ко второй охлаждающей рубашке и от второй охлаждающей рубашки к выходу для охлаждающего средства.
Согласно дополнительному объекту, система охлаждения также имеет теплообменник для охлаждения охлаждающего средства, проходящего в системе охлаждения. Охлаждающее средство, проходящее в системе охлаждения, проходит из выхода для охлаждающего средства к теплообменнику и от теплообменника к насосу для охлаждающего средства.
Согласно другому объекту, система охлаждения также имеет термостат. Термостат имеет вход термостата, сообщающийся по текучей среде с выходом для охлаждающего средства, первый выход термостата, сообщающийся по текучей среде с теплообменником, и второй выход термостата, сообщающийся по текучей среде с насосом для охлаждающего средства. Охлаждающее средство, проходящее в системе охлаждения, проходит из выхода для охлаждающего средства к входу термостата, от входа термостата к первому выходу термостата, когда охлаждающее средство имеет температуру выше заданной температуры, и от входа термостата ко второму выходу термостата, когда охлаждающее средство имеет температуру ниже заданной температуры.
Согласно дополнительному объекту, система охлаждения также имеет маслоохладитель. Маслоохладитель сообщается по текучей среде с первой охлаждающей рубашкой и насосом для охлаждающего средства. Часть охлаждающего средства, проходящего в первой охлаждающей рубашке, проходит к маслоохладителю и от маслоохладителя к насосу для охлаждающего средства.
Согласно другому объекту, изобретение обеспечивает получение способа охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Двигатель имеет картер, коленчатый вал, расположенный в картере, блок цилиндров, соединенный с картером, по меньшей мере, один поршень и узел головки цилиндров, соединенный с блоком цилиндров. Блок цилиндров имеет первую сторону, вторую сторону и, по меньшей мере, один цилиндр. По меньшей мере, один поршень расположен в, по меньшей мере, одном цилиндре и в рабочем положении соединен с коленчатым валом. Способ содержит подачу охлаждающего средства в первую охлаждающую рубашку для охлаждения первой стороны блока цилиндров, подачу охлаждающего средства из первой охлаждающей рубашки в охлаждающую рубашку головки цилиндров для охлаждения узла головки цилиндров и подачу охлаждающего средства из охлаждающей рубашки головки цилиндров во вторую охлаждающую рубашку для охлаждения второй стороны блока цилиндров.
Согласно другому объекту, способ также содержит применение насоса для охлаждающего средства, и подача охлаждающего средства к первой охлаждающей рубашке состоит из использования насоса для охлаждающего средства для накачивания охлаждающего средства к первой охлаждающей рубашке.
Согласно другому объекту, способ также содержит применение теплообменника для охлаждения охлаждающего средства, подачу охлаждающего средства из второй охлаждающей рубашки в теплообменник и подачу охлаждающего средства из теплообменника к насосу для охлаждающего средства.
Согласно другому объекту, способ также содержит применение термостата, подачу охлаждающего средства из второй охлаждающей рубашки в термостат, подачу охлаждающего средства от термостата в теплообменник, когда охлаждающее средство имеет температуру выше заданной температуры, и подачу охлаждающего средства от термостата к насосу для охлаждающего средства, когда охлаждающее средство имеет температуру ниже заданной температуры.
Согласно другому объекту, способ также содержит применение маслоохладителя, подачу охлаждающего средства из первой охлаждающей рубашки к маслоохладителю и подачу охлаждающего средства от маслоохладителя к насосу для охлаждающего средства.
Согласно другому объекту, изобретение обеспечивает получение блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания, имеющего корпус блока цилиндров и, по меньшей мере, один цилиндр, сформированный корпусом блока цилиндров. Первая охлаждающая рубашка сформирована как единое целое с корпусом блока цилиндров. Первая охлаждающая рубашка расположена смежно с первой частью, по меньшей мере, одного цилиндра. Вторая охлаждающая рубашка сформирована как единое целое с корпусом блока цилиндров. Вторая охлаждающая рубашка расположена смежно со второй частью, по меньшей мере, одного цилиндра. Вторая охлаждающая рубашка не сообщается по текучей среде с первой охлаждающей рубашкой в корпусе блока цилиндров.
Согласно другому объекту, блок цилиндров также имеет продольную ось, проходящую через центр корпуса блока цилиндров. Первая охлаждающая рубашка расположена полностью на первой стороне от продольной оси, и вторая охлаждающая рубашка расположена полностью на второй стороне от продольной оси. Вторая сторона противоположна первой стороне.
Согласно другому объекту, по меньшей мере, один цилиндр представляет собой три цилиндра, расположенных в линию. Первая охлаждающая рубашка расположена смежно с первой частью каждого из трех цилиндров. Вторая охлаждающая рубашка расположена смежно со второй частью каждого из трех цилиндров.
Согласно другому объекту, первая охлаждающая рубашка формирует первую дугу вокруг первой части, по меньшей мере, одного цилиндра, и вторая охлаждающая рубашка формирует вторую дугу вокруг второй части, по меньшей мере, одного цилиндра.
Каждый вариант осуществления настоящего изобретения имеет, по меньшей мере, одну из указанных выше целей и/или объектов, но не обязательно имеет их все. Следует понимать, что некоторые объекты настоящего изобретения, которые следуют из попытки достигнуть указанных выше целей, могут не удовлетворять этим целям и/или могут удовлетворять другим целям, не указанным здесь конкретно.
Дополнительные и/или альтернативные признаки, объекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания, прилагаемых чертежей и прилагаемой формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также других его объектов и других признаков выполнены ссылки на нижеследующее описание, которое следует использовать в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1 - вид в перспективе со стороны первого конца, то есть стороны воздухозаборника, первого варианта выполнения двигателя внутреннего сгорания;
фиг.2 - вид в перспективе со стороны второго конца, то есть выпускной стороны двигателя, показанного на фиг.1;
фиг.3 - вертикальный вид первого конца двигателя, показанного на фиг.1;
фиг.4 - вид двигателя, показанного на фиг.1, в рабочем положении, расположенного в корпусе малоразмерного судна;
фиг.5 - вид в перспективе со стороны первого конца, то есть стороны воздухозаборника, второго варианта выполнения двигателя внутреннего сгорания;
фиг.6 - вид в перспективе со стороны второго конца, то есть выпускной стороны двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.7 - вертикальный вид первого конца двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.8 - вид двигателя, показанного на фиг.5, в рабочем положении, расположенного на шасси снегохода;
фиг.9 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей компонентов воздухозаборника первого варианта выполнения двигателя;
фиг.10 - вид в перспективе узлов воздухозаборника первого варианта выполнения двигателя;
фиг.11 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей узлов воздухозаборника второго варианта выполнения двигателя;
фиг.12 - вид в перспективе узлов воздухозаборника второго варианта выполнения двигателя;
фиг.13 - вид вертикального сечения, выполненного через центр и параллельно коленчатому валу и первому кулачковому валу двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.14 - вид горизонтального сечения, выполненного через центр и параллельно коленчатому валу двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.15A - вид в перспективе узла привода, показанного на фиг.14;
фиг.15B - вид снизу узла привода, показанного на фиг.15A, с добавленными магнето и стартерным электродвигателем;
фиг.16 - вид в перспективе альтернативного варианта узла привода;
фиг.17 - вид в перспективе другого альтернативного варианта узла привода;
фиг.18 - вид вертикального сечения, выполненного через кожух цепи механизма газораспределения перпендикулярно коленчатому валу двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.19 - вид вертикального сечения, выполненного через цилиндр перпендикулярно коленчатому валу двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.20 - увеличенный вид района узла головки цилиндров, показанного на фиг.19;
фиг.21 - вид вертикального сечения, выполненного через опору распределительного вала перпендикулярно коленчатому валу, узла головки цилиндров двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.22 - вид в перспективе компонентов узла головки цилиндров двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.23 - увеличенный вид в перспективе компонентов, расположенных на конце узла головки цилиндров двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.24 - увеличенный вид держателя свечи зажигания, канала подачи масла и распорного элемента толкателя клапана двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.25 - увеличенный вид конца картера с удаленной крышкой механизма отбора мощности;
фиг.26 - схематическая иллюстрация системы охлаждения двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.27 - вид в перспективе охлаждающих рубашек блока цилиндров и охлаждающей рубашки головки цилиндров системы охлаждения, показанной на фиг.26;
фиг.28 - вид снизу охлаждающих рубашек блока цилиндров, показанного на фиг.27;
фиг.29 - вид в перспективе, от второго конца, то есть выпускной стороны двигателя, показанного на фиг.5, с картером, блоком цилиндров и кожухом кулачкового узла, удаленными для возможности видеть внутренние компоненты двигателя;
фиг.30 - вид в перспективе, со стороны первого конца, стороны воздухозаборника, двигателя, показанного на фиг.5, с картером, блоком цилиндров и кожухом кулачкового узла, удаленными для возможности видеть внутренние компоненты двигателя;
фиг.31A - вид первого варианта выполнения системы привода масляного насоса;
фиг.31B - вид второго варианта выполнения системы привода масляного насоса;
фиг.31C - вид третьего варианта выполнения системы привода масляного насоса;
фиг.32 - схематическое представление системы смазки двигателя, показанного на фиг.5;
фиг.33 - вид вертикального сечения, выполненного через цилиндр перпендикулярно коленчатому валу двигателя, показанного на фиг.5, показывающий блок цилиндров, картер и устройство резервуара для масла;
фиг.34 - вид в перспективе сечения клапанного узла головки цилиндров, выполненного по линии А-А на фиг.13;
фиг.35 - вид сечения клапанного узла, выполненного по линии B-B на фиг.34;
фиг.36 - вид в перспективе снизу выпускной стороны в сечении первой опоры распределительного вала;
фиг.37 - вертикальный вид сечения второй опоры распределительного вала;
фиг.38 - вертикальный вид сечения третьей опоры распределительного вала;
фиг.39A - вид в перспективе двигателя, показанного на фиг.5, с ориентацией уровня для иллюстрирования продува системой вентиляции;
фиг.39B - вид сбоку двигателя, показанного на фиг.39A, когда двигатель наклонен на 70 градусов относительно горизонтали;
фиг.39C - вид сбоку двигателя, показанного на фиг.39A, когда двигатель перевернут.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Хотя двигатель, соответствующий настоящему изобретению, описан здесь как пригодный для использования на малоразмерном судне или снегоходе, следует понимать, что также было бы возможно использовать этот двигатель в других вариантах применения, таких как, например, для вездеходов и мотоциклов.
Во всем подробном описании и на чертежах подобные компоненты будут обозначены ссылочной позицией, сопровождаемой буквой (например, 106A, 106B). Для упрощения описания эти подобные компоненты будут обозначены их ссылочной позицией только при обращении к компонентам в целом и ссылочной позиции, и ссылочная позиция будет использоваться, только когда будет применена ссылка на конкретный из подобных компонентов.
Со ссылками на чертежи и, в первую очередь, на фиг.1-8 будут описаны внешние признаки двигателя 10. Как можно видеть, сравнивая вариант выполнения двигателя 10, показанный на фиг.1-4, с вариантом выполнения двигателя 10, показанным на фиг.5-8, изготовитель может, изменяя несколько внешних компонентов двигателя 10, приспособить один и тот же двигатель 10 для использования в различных вариантах применения. Более конкретно, посредством изменения компонентов воздухозаборника 12 и выпускных компонентов 14 двигатель 10, показанный на фиг.1-4, может использоваться на малоразмерном судне 16 (см. фиг.4), где коленчатый вал 50 (фиг.13) двигателя 10 ориентирован параллельно продольной оси малоразмерного судна 16, и двигатель 10, показанный на фиг.5-8, может также использоваться в снегоходе 18 (см. фиг.8), где коленчатый вал 50 двигателя 10 ориентирован поперечно относительно продольной оси снегохода 18. Таким образом, хотя здесь описаны два варианта выполнения двигателя 10, описание двигателя 10, приведенное ниже, относится к обоим вариантам осуществления изобретения, кроме компонентов 12, 14 воздухозаборника и выпускной системы, которые будут конкретно описаны ниже для каждого варианта осуществления изобретения.
Как можно видеть на фиг.1-8, двигатель 10 представляет собой известный рядный двигатель с тремя цилиндрами, что означает, что он имеет три цилиндра 20, расположенные в линию рядом друг с другом (см. фиг.13). Предусматривается, что может использоваться большее или меньшее количество цилиндров 20. Также предусматривается, что аспекты двигателя 10 могут также использоваться в других типах двигателей, таких как двигатели V-образного типа, как станет очевидно далее. Все цилиндры 20 сформированы в блоке 22 цилиндров, который установлен на картере 24. Узел 26 головки цилиндров установлен на блоке 22 цилиндров. Свеча 28 зажигания расположена в узле 26 головки цилиндров для каждого цилиндра 20.
Как лучше видно на фиг.1, 3, 5 и 7, кожух 30 магнето прикреплен болтами к картеру 24 на первом конце двигателя 10 для закрывания магнето 32 (фиг.13) и других компонентов двигателя 10, описанных ниже. Корпус 34 масляного фильтра также расположен на первом конце двигателя 10 на той же стороне, что и выпускные компоненты 14, для содержания в нем масляного фильтра 36 (фиг.18). Корпус 34 масляного фильтра имеет съемную крышку 38, расположенную на его верхней части, для обеспечения легкого доступа к масляному фильтру 36 и, таким образом, облегчения обслуживания двигателя 10. Стартерный электродвигатель 40 также расположен на первом конце двигателя 10 рядом с блоком 22 цилиндров на той же стороне, где расположены входные компоненты 14. Стартерный электродвигатель 40 является электрическим двигателем, который, как известно специалистам в данной области техники, в рабочем положении соединен с коленчатым валом 50 для начального вращения коленчатого вала 50 для обеспечения начального зажигания, обеспечивающего последующую работу двигателя 10.
Направляющая-распределитель 42 для топлива, расположенная на впускных компонентах 12, принимает топливо из топливного бака 44 (фиг.4) и подает его к трем топливным инжекторам 45 (фиг.10). Каждый топливный инжектор 45 сообщается по текучей среде с впускным каналом 46 (фиг.19) каждого цилиндра 20.
Части системы охлаждения, описанной более подробно ниже, также можно видеть на фиг.1-8. Впускная труба 52 для охлаждающего средства, как правило, расположена на выпускной стороне двигателя 10. Выпускная труба 54 для охлаждающего средства, как правило, расположена на впускной стороне двигателя 10. Термостат 48 обеспечивает сообщение по текучей среде входа для охлаждающего средства и выпускных труб 52, 54 и также сообщается по текучей среде с охлаждающим теплообменником 56 (фиг.26).
Как лучше видно на фиг.2 и 6, маслоохладитель 58 соединен с выпускной стороной двигателя 10 под выпускными узлами 14. Насос 59 для охладителя расположен вблизи маслоохладителя 58. Масляный резервуар 60 соединен с двигателем 10 на впускной стороне двигателя 10 под компонентами 12 воздухозаборника. Масляный резервуар 60 сформирован таким образом, что он следует контуру блока 22 цилиндров и картера 24. Маслоналивная горловина 62, через которую заливают масло для заполнения масляного резервуара 60, проходит вверх от масляного резервуара 60 для получения легкого доступа от верхней части двигателя 10. Крышка 64 маслоналивной горловины используется для избирательного закрывания верхнего отверстия маслоналивной горловины 62. Мерная линейка (не показана) проходит от крышки 64 маслоналивной горловины и может использоваться для определения уровня масла в масляном резервуаре 60. Крышка 66 механизма отбора мощности соединена с концом картера 24 и закрывает различные компоненты двигателя 10, как описано более подробно ниже. Выходной вал 68 двигателя 10 проходит из картера 24 и через крышку 66 механизма отбора мощности. Выходной вал 68 используется для передачи мощности, создаваемой двигателем 10, трансмиссии транспортного средства, в котором используется двигатель 10.
Как указано выше, могут использоваться различные выпускные компоненты 14, соответствующие конкретному варианту выполнения двигателя 10. Как можно видеть на фиг.1-4 относительно малоразмерного судна 16, выпускные компоненты 14 состоят из выпускного коллектора 70, имеющего охлаждающую рубашку 72, в которую собираются отработанные газы из выпускных каналов 74 (фиг.19) двигателя 10. Выпускной коллектор 70 обычно расположен параллельно коленчатому валу 50. Выход 76 выпускного коллектора 70 ориентирован таким образом, что когда двигатель 10 установлен на судне 16, он направлен к корме малоразмерного судна 16, где расположена остальная часть системы 78 выпуска. Как можно видеть на фиг.5-8 относительно снегохода 18, выпускные компоненты 14 состоят из выпускного коллектора 70, имеющего множество труб 80, которые принимают отработанные газы из выпускных каналов 74 двигателя 10. Выпускной коллектор 70 обычно расположен параллельно коленчатому валу 50, но изогнут перед его выходом 76 таким образом, что выход 76 ориентирован в направлении, в целом перпендикулярном коленчатому валу 50. Выход 76 выпускного коллектора 70 ориентирован таким образом, что когда двигатель 10 установлен на снегоходе 18, он направлен к передней стороне снегохода 18, где расположена остальная часть системы выпуска (не показана).
Как указано выше, могут использоваться различные компоненты воздухозаборника 12, приспособленные для конкретного варианта выполнения двигателя 10. Как можно видеть на фиг.1-4 и, в частности, на фиг.9 и 10 в отношении малоразмерного судна 16, компоненты воздухозаборника 12 состоят из корпуса 82 дроссельных заслонок, поворотных труб 84, крышки 86 поворотных труб, удлинителя 88А поворотных труб, впускного коллектора 90 для воздуха и крышки 92А впускного коллектора для воздуха. Как можно видеть на фиг.10, поворотные трубы 84, крышка 86 поворотных труб и удлинитель 88А поворотных труб в собранном виде формируют индивидуальные воздухопроводы, сообщающиеся по текучей среде с каждым впускным каналом 46 двигателя 10. Длина удлинителей 88А поворотных труб подобрана на основании эксплуатационных характеристик двигателя 10 для получения оптимальных рабочих характеристик и акустических свойств двигателя 10. Впускной коллектор 90 для воздуха имеет два набора 94A, 94B по три отверстия каждый и крышку 96 для закрывания одного из наборов 94A, 94B. Для малоразмерного судна 16 набор 94B закрыт крышкой 96 (не как показано на фиг.9). Когда компоненты воздухозаборника 12 собраны, удлинители 88А поворотных труб проходят внутрь впускного коллектора 90 для воздуха через набор 94A отверстий. Воздушный фильтр и пламегаситель (не показаны) расположены во впускном коллекторе 90 для воздуха. Крышка 92А впускного коллектора для воздуха закрывает конец впускного коллектора 90 для воздуха и образует отверстие, с которым соединен корпус 82 дросселя, который регулирует поток воздуха в двигатель 10. Корпус 82 дросселя расположен в целом параллельно коленчатому валу 50 таким образом, что когда двигатель 10 установлен на судне 16, он направлен к передней стороне малоразмерного судна 16, где расположена остальная часть системы воздухозаборника (не показана).
Как можно видеть на фиг.5-8 и, в частности, на фиг.11 и 12 относительно снегохода 18, компоненты воздухозаборника 12 состоят из корпуса 82 дросселя, подобного описанному выше, поворотных труб 84, крышки 86 поворотных труб, удлинителя 88В поворотных труб, впускного коллектора 90 для воздуха и крышки 92В впускного коллектора для воздуха. Поворотные трубы 84, крышка 86 поворотных труб и впускной коллектор 90 для воздуха, используемые для снегохода 18, аналогичны используемым для малоразмерного судна 16. Как можно видеть на фиг.12, поворотные трубы 84, крышка 86 поворотных труб и удлинитель 88В поворотных труб в собранном состоянии формируют индивидуальные воздухопроводы, сообщающиеся по текучей среде с каждым впускным каналом 46 двигателя 10. По причинам, описанным выше, удлинитель 88В поворотных труб длиннее для снегохода 18, чем удлинитель 88А поворотных труб, используемый для судна 16. Для снегохода 18 набор 94A отверстий закрыт крышкой 96 (как показано на фиг.11). Воздушный фильтр и пламегаситель (не показаны) расположены во впускном коллекторе 90 для воздуха. Крышка 92В впускного коллектора для воздуха закрывает конец впускного коллектора 90 для воздуха и образует отверстие, с которым соединен корпус 82 дросселя. Крышка 92В впускного коллектора для воздуха располагает корпус 82 дросселя таким образом, что он расположен в целом перпендикулярно коленчатому валу 50 и ориентирован вверх. Когда двигатель 10 установлен на снегоходе 18, он направлен к передней стороне снегохода 18, где расположена остальная часть системы воздухозаборника (не показана).
Теперь со ссылками на фиг.13-25 будут описаны внутренние компоненты двигателя 10. Поршень 98 расположен в каждом цилиндре 20 и совершает в нем возвратно-поступательное движение. Для каждого цилиндра 20 стенки цилиндра 20, узел 26 головки цилиндров и верхняя поверхность поршня 98 формируют камеру сгорания. Поршни 98 соединены с коленчатым валом 50, который расположен в картере 24, шатунами 100. Вспышки, вызванные сгоранием воздушно-топливной смеси в камерах сгорания, вызывают возвратно-поступательное движение поршней 98 в цилиндрах 20, что вызывает вращение коленчатого вала 50 в картере 24.
Как лучше видно на фиг.18, картер 24 отделен горизонтальной отделяющей плоскостью 102. Коленчатый вал 50, валы 104 противовеса, описанные более подробно ниже, и выходной вал 68 расположены вдоль этой плоскости 102. Как показано на фиг.13 и 14, коленчатый вал 50 удерживается для вращения в картере 24 пятью подшипниками 106 скольжения. Подобным образом, вал 104 противовеса, который расположен рядом с коленчатым валом 50 и параллельно ему, удерживается для вращения в картере 24 четырьмя подшипниками 108 скольжения. Выходной вал 68, который расположен соосно с коленчатым валом 50, удерживается для вращения в картере 24 двумя шарикоподшипниками 110. Шарикоподшипники 110 используются для выходного вала 68, поскольку они могут выдерживать радиальные и осевые нагрузки, которым подвергается выходной вал 68.
Как лучше видно на фиг.15A и 15B, коленчатый вал 50 имеет три шатунные шейки 112, с которыми соединены шатуны 100. Каждая шатунная шейка 112 имеет пару соответствующих противовесов 114, противоположных ей, для противодействия силам, генерируемым совершающими возвратно-поступательное движение поршнями 98. Пространство между противовесами 114 из пары противовесов 114 подобрано таким образом, что шатун 100, который соединен с соответствующей шатунной шейкой 112, может пройти между ними. Вал 104 противовеса имеет два противовеса 116, по одному на каждом его конце, для противодействия силам, генерируемым вращающимся коленчатым валом 50.
Ведущее зубчатое колесо 118 коленчатого вала расположено смежно с противовесом 114, который наиболее удален от выходного вала 68. Ведущее зубчатое колесо 118 коленчатого вала входит в зацепление с ведомым зубчатым колесом 120 вала противовеса, расположенным на соответствующем конце вала 104 противовеса. Ведущее зубчатое колесо 122 вала противовеса, расположенное на противоположном конце вала 104 противовеса, входит в зацепление с зубчатым колесом 124 выходного вала, расположенным на выходном валу 68. Таким образом, коленчатый вал 50 приводит вал 104 противовеса, который приводит выходной вал 68. Центральная часть вала 104 противовеса разработана таким образом, что она обеспечивает некоторое демпфирование крутильных колебаний между коленчатым валом 50 и выходным валом 68.
На фиг.16 показан альтернативный вариант выполнения узла привода, показанного на фиг.15A. Элементы, показанные на фиг.16, которые подобны показанным на фиг.15A, обозначены такими же ссылочными позициями и не будут описаны снова для упрощения описания. Как и в предыдущем варианте осуществления изобретения, коленчатый вал 50 приводит вал 104 противовеса через ведущее зубчатое колесо 118 коленчатого вала, которое входит в зацепление с ведомым зубчатым колесом вала 120 противовеса. Однако в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.16, выходной вал 68 приводится непосредственно коленчатым валом 50 через шлицевое соединение 126.
На фиг.17 показан другой альтернативный вариант выполнения узла привода, показанного на фиг.15A. Элементы, показанные на фиг.17, которые подобны показанным на фиг.15A, обозначены аналогичными ссылочными позициями и не будут описаны снова для упрощения описания. Как и в предыдущем варианте осуществления изобретения, коленчатый вал 50 приводит вал 104 противовеса через ведущее зубчатое колесо 118 коленчатого вала, которое входит в зацепление с ведомым зубчатым колесом 120 вала противовеса. Однако в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.17, выходной вал 68 и коленчатый вал 50 являются единым валом.
Как можно видеть на фиг.13-15B, на коленчатом валу 50 расположена звездочка 128. Звездочка 128 входит в зацепление с цепью 130 механизма газораспределения, как лучше видно на фиг.18, для привода первого распределительного вала 132, как описано более подробно ниже относительно узла 26 головки цилиндров. Зубчатое колесо (или звездочка) 134 расположено на коленчатом валу 50 рядом со звездочкой 128. Зубчатое колесо 134 используется для привода откачивающего масляного насоса 144, откачивающего масляного насоса 146 и нагнетательного масляного насоса 148, как описано более подробно ниже относительно системы смазки.
Шестерня 136 стартера расположена на коленчатом валу 50 рядом с магнето 32. Шестерня 136 стартера соединена в рабочем положении через промежуточные шестерни 138 (фиг.15B) со стартерным электродвигателем 40. Промежуточные шестерни 138 понижают частоту вращения и, таким образом, увеличивают вращающий момент, передаваемый от стартерного электродвигателя 40 коленчатому валу 50, что позволяет стартерному электродвигателю 40 вращать коленчатый вал 50 для обеспечения начального зажигания, которое обеспечивает начало работы двигателя 10.
Магнето 32 расположено на конце коленчатого вала 50, который наиболее удален от выходного вала 68. Магнето 32 производит электроэнергию, в то время как двигатель 10 работает, приводя в действие некоторые системы двигателя (например, системы зажигания и впрыска топлива) и системы транспортного средства (например, осветительные приборы и датчики отображения данных). Магнето 32 выполнено из двух частей: ротора 140 и статора 142. Статор 142 имеет множество постоянных магнитов, которые генерируют магнитное поле. Статор неподвижно прикреплен к кожуху 30 магнето. Ротор 140 соединен с шестерней 136 стартера и, таким образом, вращается с коленчатым валом 50. Ротор 140 имеет множество расположенных на нем проволочных катушек, которые генерируют электрический ток, двигаясь в магнитном поле, генерируемом статором 142. Ротор 140 и шестерня 136 стартера совместно формируют маховик двигателя 10, что означает, что их скомбинированные массы содействуют поддержанию момента количества движения коленчатого вала 50 между моментами зажигания. Кожух 30 магнето прикреплен к картеру 24 и закрывает магнето 32, шестерню 136 стартера, промежуточные шестерни 138, зубчатое колесо 134 и связанные с ним зубчатые колеса и звездочку 128.
Как лучше видно на фиг.25, вал 104 противовеса также имеет расположенное на нем зубчатое колесо 150. Зубчатое колесо 150 расположено смежно с противовесом 116, который расположен смежно с ведущим зубчатым колесом 122 вала противовеса, таким образом, что противовес 116 находится между ведущим зубчатым колесом 122 вала противовеса и зубчатым колесом 150. Как показано на фиг.14, предусматривается, что зубчатое колесо 150 также может быть расположено между ведущим зубчатым колесом 122 вала противовеса и противовесом 116. Зубчатое колесо 150 приводит рабочее колесо 152 насоса 59 системы охлаждения через промежуточные шестерни 154.
Теперь со ссылками на фиг.18-24 будут описаны детали узла 26 головки цилиндров. Узел 26 головки цилиндров имеет два распределительных вала 132, 156. Первый распределительный вал 132 образует первую ось 133 распределительного вала, которая является в целом горизонтальной и параллельной коленчатому валу 50. Второй распределительный вал 156 образует вторую ось 157 распределительного вала, которая является в целом горизонтальной и параллельной первой оси 133 распределительного вала. Звездочка 158, расположенная на одном конце первого распределительного вала 132, входит в зацепление с цепью 130 механизма газораспределения таким образом, что первый распределительный вал 132 приводится звездочкой 128 коленчатого вала 50, как указано выше. Размеры звездочек 128 и 158 подобраны таким образом, что для каждых двух оборотов коленчатого вала 50 первый распределительный вал 132 делает один оборот. Первая шестерня 160 распределительного вала, расположенная рядом со звездочкой 158 на первом распределительном валу 132, входит в зацепление с шестерней 162 второго распределительного вала, расположенной на конце второго распределительного вала 156. Первая и вторая шестерни 160, 162 распределительных валов имеют одинаковые размеры и количество зубьев, в результате чего и первый, и второй распределительные валы 132, 156 вращаются с одинаковой скоростью, но в противоположных направлениях. Первый распределительный вал 132 также имеет сепаратор 163 прорывающихся газов (фиг.13), расположенный на его конце рядом со звездочкой 158, детали которого описаны более подробно ниже относительно системы смазки.
Как лучше видно на фиг.18, на одной стороне звездочек 128 и 158 цепь 130 механизма газораспределения скользит по фиксированной направляющей 164 скольжения. С другой стороны звездочек 128 и 158 цепь 130 механизма газораспределения скользит по шарнирной направляющей 166 скольжения. Шарнирная направляющая 166 скольжения может поворачиваться вокруг шарнира 168, расположенного вблизи основания шарнирной направляющей 166 скольжения. Устройство 170 для натяжения цепи, которое включает пружину 172, толкает шарнирную направляющую 166 скольжения к цепи 130 механизма газораспределения таким образом, что поддерживается натяжение цепи 130 механизма газораспределения. Цепь 130 механизма газораспределения, направляющие 164, 166 скольжения и устройство 170 для натяжения цепи расположены (по меньшей мере, частично в случае с цепью 130 механизма газораспределения) в кожухе 174 цепи механизма газораспределения, расположенном на том же конце двигателя 10, как и кожух 30 магнето.
Как можно видеть на фиг.19-21, узел 26 головки цилиндров выполнен из двух основных частей: клапанного узла 176 и кулачкового узла 178. Клапанный узел 176 прикреплен к верхнему концу блока 22 цилиндров болтами 180 (фиг.21). Верхняя часть клапанного узла 176 наклонена. Кулачковый узел 178 расположен на наклонной части клапанного узла 176.
В клапанном узле 176 образованы впускные каналы 46 и выпускные каналы 74. Для каждого цилиндра 20 впускной канал 46 состоит из одного канала, который сообщается по текучей среде с его соответствующей поворотной трубой 84, которая далее разделяется на два канала, которые сообщаются по текучей среде с камерой сгорания цилиндра 20. Впускной клапан 182 расположен в каждом из выпускных каналов 46, которые сообщаются по текучей среде с камерами сгорания. Таким образом, применены шесть впускных клапанов 182 (два на цилиндр 20). Каждый впускной клапан 182 образует ось 184 впускного клапана, которая в целом перпендикулярна оси 133 первого распределительного вала. Каждый впускной клапан 182 используется для выборочного открывания и закрывания его соответствующего впускного канала 46. Пружина 186 расположена на верхнем конце каждого впускного клапана 182 для смещения впускного клапана 182 в положение, в котором он закрывает свой соответствующий канал.
Подобным образом, для каждого цилиндра 20 выпускной канал 74 состоит из одного канала, который сообщается по текучей среде с выпускным коллектором 70, который далее разделяется на два канала, которые сообщаются по текучей среде с камерой сгорания цилиндра 20. Выпускной клапан 188 расположен в каждом из выпускных каналов 74, которые сообщаются по текучей среде с камерами сгорания. Таким образом, применены шесть выпускных клапанов 188 (два на цилиндр 20). Каждый выпускной клапан 182 образует ось 190 выпускного клапана, которая в целом перпендикулярна оси 157 второго распределительного вала. Каждый выпускной клапан 188 используется для выборочного открывания и закрывания его соответствующего выпускного канала 74. На верхнем конце каждого выпускного клапана 188 расположена пружина 192 для смещения выпускного клапана 188 в положение, в котором он закрывает свой соответствующий канал.
Также в клапанном узле 176 расположены свечи 28 зажигания. Для каждого цилиндра 20 применена одна свеча 28 зажигания. Конец каждой свечи 28 зажигания проходит в ее соответствующую камеру сгорания таким образом, что искра, созданная свечой 28 зажигания, может воспламенить топливно-воздушную смесь в камере сгорания. Как можно видеть на фиг.21, каждая свеча 28 зажигания может быть вставлена в клапанный узел 176 и извлечена из него через держатель 194 свечи зажигания, который проходит в верхнюю часть узла 26 головки цилиндров через клапанный узел 176 и кулачковый узел 178. Каждая свеча 28 зажигания расположена продольно (то есть вдоль коленчатого вала 50) между его двумя соответствующими впускными клапанами 182 и поперечно (то есть в горизонтальном направлении перпендикулярно коленчатому валу 50) между первым и вторым распределительными валами 132, 156. Как схематически показано пунктирными линиями на фиг.21, каждая свеча 28 зажигания образует ось 196 свечи зажигания, которая в целом перпендикулярна первой и второй осям 133, 157 распределительных валов.
Кулачковый узел 178 содержит первый и второй распределительные валы 132, 156, которые опираются на четыре опоры 198 распределительных валов, как можно видеть на фиг.22. Каждая опора 198 распределительного вала, предпочтительно, имеет унитарную конструкцию (то есть выполнена как единый элемент). Одна опора 198A, 198C распределительного вала расположена вблизи каждого конца узла 26 головки цилиндров, и другие две опоры 198B распределительного вала расположены по обе стороны от центрального цилиндра 20. Опоры 198 распределительного вала прикреплены к клапанному узлу 176 болтами 200, как можно видеть на фиг.21. Шесть кулачков 202 (по одному на впускной клапан 182) расположены на первом распределительном валу 132 и вращаются вместе с ним. Подобным образом, шесть кулачков 204 (по одному на выпускной клапан 188) расположены на втором распределительном валу 156 и вращаются вместе с ним. Кулачки 202, 204, предпочтительно, сформированы как единое целое с их соответствующими распределительными валами 132, 156. Для облегчения сборки кулачкового узла 178 в опорах 198В распределительного вала выполнены выемки 206, которые принимают первый и второй распределительные валы 132, 156, в закругленной форме с немного вогнутыми сторонами. Это позволяет вставлять первый и второй распределительные валы 132, 156 через опоры 198В распределительного вала с уже находящимися на них соответствующими кулачками 202, 204. Выемки 206 в опорах 198А и 198С распределительного вала имеют круглую форму.
Кулачковый узел 178 также содержит первый вал 208 толкателей клапанов и второй вал 210 толкателей клапанов, которые, соответственно, образуют ось 212 первого вала толкателей клапанов и ось 214 второго вала толкателей клапанов, как можно видеть на фиг.20. Ось 212 первого вала толкателей клапанов в целом параллельна первой оси распределительного вала 133. Ось 214 второго вала толкателей клапанов в целом параллельна оси 157 второго распределительного вала. Первый и второй валы 208, 210 толкателей клапанов вставлены в отверстия 216 (фиг.21) в опорах 198 распределительного вала и, таким образом, удерживаются опорами 198 распределительного вала. Шесть толкателей 218 клапанов (по одному на впускной клапан 182) имеют один конец, опирающийся на вал 208 толкателей клапанов, и другой конец, примыкающий к концу их соответствующих впускных клапанов 182. Шесть толкателей 220 клапанов (по одному на выпускной клапан 188) имеют один конец, опирающийся на второй вал 210 толкателей клапанов, и другой конец, примыкающий к соответствующему выпускному клапану 188.
В ходе работы двигателя 10 вращение первого распределительного вала 132 вызывает взаимодействие кулачков 202 с толкателями 218 клапанов таким образом, что толкатели 218 клапанов вращаются вокруг вала 208 толкателей клапанов и перемещают впускные клапаны 182 в открытое положение, в котором впускные каналы 46 сообщаются по текучей среде с камерами сгорания. При продолжении вращения первого распределительного вала 132 кулачки 202 больше не нажимают на толкатели 218 клапанов, и пружины 186 перемещают впускные клапаны 182 назад к закрытому положению, предотвращающему сообщение по текучей среде между впускными каналами 46 и камерами сгорания. Подобным образом, вращение второго распределительного вала 156 вызывает взаимодействие кулачков 204 с толкателями 220 клапанов таким образом, что толкатели 220 клапанов вращаются вокруг второго вала 210 толкателей клапанов и перемещают выпускные клапаны 188 в открытое положение, в котором выпускные каналы 74 сообщаются по текучей среде с камерами сгорания. При продолжении вращения второго распределительного вала 156 кулачки 204 больше не нажимают на толкатели 220 клапанов, и пружины 192 перемещают выпускные клапаны 188 назад к закрытому положению, предотвращающему сообщение по текучей среде между выпускными каналами 74 и камерами сгорания.
Как лучше видно на фиг.20, ось 212 первого вала толкателей клапанов расположена поперечно между осью 184 впускного клапана и осью 196 свечи зажигания. Ось 212 первого вала толкателей клапанов также расположена поперечно между осью 133 первого распределительного вала и осью 196 свечи зажигания. Ось 190 выпускного клапана расположена поперечно между осью 214 второго вала толкателей клапанов и осью 196 свечи зажигания. Ось 157 второго распределительного вала расположена поперечно между осью 214 второго вала толкателей клапанов и осью 196 свечи зажигания. Первая ось 133 распределительного вала расположена поперечно между осью 212 первого вала толкателей клапанов и осью 184 впускного клапана. Ось 157 второго распределительного вала расположена поперечно между осью 214 второго вала толкателей клапанов и осью 190 выпускного клапана. Ось 133 первого распределительного вала расположена поперечно между осью 212 первого вала толкателей клапанов и осью 184 впускного клапана.
Как также можно видеть на фиг.20, первая линия 222, проходящая через радиальный центр первого распределительного вала 132 и радиальный центр первого вала 208 толкателей клапанов, имеет положительный уклон. Вторая линия 224, проходящая через радиальный центр первого распределительного вала 132 и конец впускного клапана 182, имеет отрицательный уклон. Третья линия 226, проходящая через радиальный центр второго распределительного вала 156 и радиальный центр второго вала 210 толкателей клапанов, имеет положительный уклон. Четвертая линия 228, проходящая через радиальный центр 156 второго распределительного вала и конец выпускного клапана 188, имеет отрицательный уклон.
В кулачковом узле 178 также расположены каналы 230 подачи масла. Каналы 230 подачи масла расположены по обе стороны держателя 194 свечи зажигания. Каждый канал 230 подачи масла проходит от одной опоры 198 распределительного вала к следующей опоре 198 распределительного вала. Каждый канал 230 подачи масла сообщается по текучей среде с отверстиями 232 в опоре 198 распределительного вала и удерживается ими. Кроме того, каждая пара каналов 230 подачи масла, расположенных между двумя опорами 198 распределительных валов, имеет два соединительных элемента 234, которые соединяют один канал 230 подачи масла с другим. Соединительные элементы 234 могут быть расположены на любой стороне держателей 194 свечи зажигания. Детали относительно смазки узла головки цилиндров приведены ниже.
Как можно видеть на фиг.23 и 24, на валах 208, 210 толкателей клапанов между каждой парой толкателей 218 или 220 клапанов расположены распорные элементы 236 для предотвращения их скольжения вдоль их соответствующих валов 208, 210 толкателей клапанов. Каждый распорный элемент 236, который, предпочтительно, выполнен из пластмассы, имеет прорезь 238 вдоль его длины, которая позволяет устанавливать его посредством защелкивания на валы 208, 210 толкателей клапанов и также снимать с них. Глядя, в частности, на распорный элемент 236, расположенный на валу 208 толкателей клапанов, можно видеть, что длина распорного элемента 236 подобрана таким образом, что каждый толкатель 218 клапана примыкает к опоре 198 распределительного вала одной стороной и к распорному элементу 236 другой стороной. Распорный элемент 236 имеет отступающий от него язычок 240. Распорный элемент 236 установлен на валу 208 толкателей клапанов таким образом, что язычок 240 расположен между держателем 194 свечи зажигания и язычком 242, отступающим вниз от канала 230В подачи масла, как можно видеть на фиг.24. Это предотвращает вращение распорного элемента 236 вокруг вала 208 толкателей клапанов. Распорные элементы 236, расположенные на втором валу 210 толкателей клапанов, имеют подобный язычок 244 (показанный пунктирными линиями на фиг.20), однако язычок 244 вставлен в выемку между кулачковым узлом 178 и клапанным узлом 176.
Использование распорных элементов 236 облегчает доступ к впускным и выпускным клапанам 182, 188 для обслуживания или замены. Для получения доступа к впускным клапанам 182, например, конкретного цилиндра 20 распорный элемент 236 сначала удаляют из промежутка между двумя толкателями 218 клапанов, разжимая и снимая его с вала 208 толкателей клапанов. Два толкателя 218 клапанов затем со скольжением сдвигают друг к другу на валу 208 толкателей клапанов таким образом, что они больше не упираются в концы впускных клапанов 182, таким образом обеспечивая доступ к впускным клапанам 182. Аналогичный способ может использоваться для получения доступа к выпускным клапанам 188.
Компоненты кулачкового узла 178, описанного выше, закрыты крышкой 246 кулачкового узла, который прикреплен к клапанному узлу 176 болтами 248. Между крышкой 246 кулачкового узла и клапанным узлом расположено уплотнение 250 (фиг.21) для предотвращения утечки газов и смазочного материала, присутствующих в узле 26 головки цилиндров.
Теперь со ссылками на фиг.26-28 будет описана система охлаждения двигателя. Двигатель 10 охлаждается охлаждающим средством, таким как вода или гликоль, проходящим в трех главных охлаждающих рубашках. Две из этих охлаждающих рубашек (первая охлаждающая рубашка 252 и вторая охлаждающая рубашка 254) расположены в блоке 22 цилиндров. Третья охлаждающая рубашка представляет собой охлаждающую рубашку 256 головки цилиндров, расположенную в узле 26 головки цилиндров.
Как можно видеть на фиг.28, первая охлаждающая рубашка 252 полностью расположена на выпускной стороне продольной оси 258, проходящей через центр блока 22 цилиндров. Первая охлаждающая рубашка 252 формирует три дуги 260, которые расположены вокруг частей выпускной стороны трех цилиндров 20. Вход 264 для охлаждающего средства в блоке 22 цилиндров расположен на выпускной стороне (первой стороне) блока 22 цилиндров вблизи конца двигателя 10, где расположен выходной вал 68 (т.е. первого конца блока 22 цилиндров) и сформирована первая охлаждающая рубашка 252, как можно видеть на фиг.27. Выход 266 для охлаждающего средства проходит от центральной дуги 260 первой охлаждающей рубашки 252 для подачи охлаждающего средства к маслоохладителю 58, как описано ниже.
Вторая охлаждающая рубашка 254 расположена полностью на впускной стороне продольной оси 258. Вторая охлаждающая рубашка 254 формирует три дуги 262, которые расположены вокруг частей впускной стороны трех цилиндров 20. Выход 268 для охлаждающего средства блока 22 цилиндров расположен на впускной стороне (второй стороне) блока 22 цилиндров вблизи конца двигателя 10, где расположено магнето 32 (т.е. второго конца блока 22 цилиндров) и где сформирована вторая охлаждающая рубашка 254, как можно видеть на фиг.27. Выход 268 для охлаждающего средства выполнен меньшим, чем вход 264 для охлаждающего средства, поскольку часть охлаждающего средства, которая входит в блок 22 цилиндров, выходит из блока 22 цилиндров через выход 266 для охлаждающего средства, таким образом оставляя меньше охлаждающего средства для прохождения через выход 268 для охлаждающего средства. Вторая охлаждающая рубашка 254 не сообщается по текучей среде с первой охлаждающей рубашкой 252 в блоке 22 цилиндров, что означает, что нет проходов в блоке 22 цилиндров, которые создают сообщение между первой охлаждающей рубашкой 252 и второй охлаждающей рубашкой 254. Как описано ниже, первая охлаждающая рубашка 252 сообщается по текучей среде со второй охлаждающей рубашкой 254, но через охлаждающую рубашку 256 головки цилиндров. Первая и вторая охлаждающие рубашки 252, 254, предпочтительно, сформированы как единое целое с блоком 22 цилиндров при отливке блока 22 цилиндров.
Охлаждающая рубашка 256 головки цилиндров окружает области, где расположены впускные и выпускные клапаны 182, 188 в клапанном узле 176 узла 26 головки цилиндров. Охлаждающая рубашка 256 головки цилиндров сообщается по текучей среде с первой охлаждающей рубашкой 252 по каналам 270 (фиг.27), которые проходят от верхней части каждой дуги 260 первой охлаждающей рубашки 252 к нижней части охлаждающей рубашки 256 головки цилиндров. Подобным образом, охлаждающая рубашка 256 головки цилиндров сообщается по текучей среде со второй охлаждающей рубашкой 254 по каналам 272, которые проходят от верхней части каждой дуги 262 второй охлаждающей рубашки 252 к нижней части охлаждающей рубашки 256 головки цилиндров. Охлаждающая рубашка 256 головки цилиндров, предпочтительно, сформирована как единое целое с клапанным узлом 176 узла 26 головки цилиндров при отливке клапанного узла 176.
Система охлаждения двигателя также включает другие компоненты, которые были упомянуты выше. Они представляют собой маслоохладитель 58, насос 59 системы охлаждения, термостат 48 и теплообменник 56.
Маслоохладитель 58 извлекает, по меньшей мере, часть тепла, которое накоплено маслом при предшествующем прохождении через систему смазки, таким образом сохраняя смазочные свойства масла. Маслоохладитель 58, предпочтительно, является охладителем пластинчатого типа.
Насос 59 системы охлаждения прокачивает охлаждающее средство через систему охлаждения двигателя. Как указано выше, рабочее колесо 152 насоса 59 системы охлаждения приводится в действие валом 104 противовеса. Термостат 48 регулирует канал для потока охлаждающего средства в системе охлаждения двигателя на основе температуры охлаждающего средства, как описано ниже. В предпочтительном варианте осуществления изобретения термостат 48 направляет все охлаждающее средство, проходящее в термостат 48, одним путем или другим. Однако предусматривается, что термостат 48 может разделять охлаждающее средство, проходящее через термостат 48, таким образом, что часть охлаждающего средства проходит одним путем, в то время как часть охлаждающего средства проходит другим путем. Термостат 48 имеет первый вход 276 термостата, второй вход 278 термостата, первый выход 280 термостата и второй выход 282 термостата (фиг.26).
Теплообменник 56 извлекает, по меньшей мере, часть тепла, которое накоплено охлаждающим средством при предшествующем прохождении через систему охлаждения двигателя. Предусматривается множество типов теплообменников 56 в зависимости от типа применения двигателя 10, таких как промежуточные охладители или радиаторы. В малоразмерном судне 16 теплообменник 56 является пластиной, такой как погруженная пластина, имеющая, по меньшей мере, одну сторону, находящуюся в контакте с водой, в которой плывет малоразмерное судно 16, и охлаждающее средство принудительно проходит через пластину. В снегоходе 18 теплообменник 56 является пластиной, расположенной под туннелем в положении, где она принимает снег, отброшенный снегоходом, когда он движется, и охлаждающее средство проходит через пластину. Предусматривается, что для водного варианта применения теплообменник 56 может быть исключен из конструкции благодаря прокачиванию воды из водоема, в котором находится водное транспортное средство, используя воду как охлаждающее средство в системе охлаждения и возвращая воду в водоем после того, как она прошла через систему охлаждения. Такая система известна как система охлаждения с незамкнутым циклом.
Предусматривается, что система охлаждения двигателя может также включать резервуар 274 для охлаждающего средства для заполнения системы охлаждения двигателя охлаждающим средством и учета изменений уровня охлаждающего средства в системе охлаждения двигателя. Следует понимать, что местоположение охлаждающего резервуара 274, показанное на фиг.26, является только одним из многих возможных местоположений. В предпочтительном варианте осуществления изобретения резервуар 274 для охлаждающего средства расположен по вертикали выше, чем любая другая часть системы охлаждения двигателя. Предусматривается, что теплообменник 56 может также использоваться как резервуар 274 для охлаждающего средства.
Как можно видеть на фиг.26, в ходе работы двигателя охлаждающее средство проходит по трубе 52 для охлаждающего средства к насосу 59 системы охлаждения. От насоса 59 системы охлаждения охлаждающее средство проходит к входному отверстию 264 для охлаждающего средства и входит в первую охлаждающую рубашку 252. Часть охлаждающего средства, присутствующего в первой охлаждающей рубашке 252, выходит из первой охлаждающей рубашки 252 через выход 266 для охлаждающего средства и проходит к маслоохладителю 58. От маслоохладителя 58 часть охлаждающего средства проходит назад к насосу 59 системы охлаждения. Остальная часть охлаждающего средства в первой охлаждающей рубашке 252 проходит к охлаждающей рубашке 256 головки цилиндров по каналам 270 (фиг.27). От охлаждающей рубашки 256 головки цилиндров охлаждающее средство проходит ко второй охлаждающей рубашке 254 по каналам 272 (фиг.27). Охлаждающее средство выходит из второй охлаждающей рубашки 254 через выход 268 для охлаждающего средства. Охлаждающее средство затем проходит в трубе 54 для охлаждающего средства и поступает в термостат 48 через первый вход 276 термостата. Если температура охлаждающего средства выше заданной температуры, термостат 48 выпускает охлаждающее средство через первый выход 280 термостата. От первого выхода 280 термостата охлаждающее средство проходит к теплообменнику 56. От теплообменника 56 охлаждающее средство поступает в термостат 48 через второй вход 278 термостата и возвращается в трубу 52 для охлаждающего средства через второй выход 282 термостата для циркуляции вновь через систему охлаждения двигателя. Если температура охлаждающего средства, которое входит в термостат 48, ниже заданной температуры, термостат 48 делает выходом для охлаждающего средства термостата 48 непосредственно второй выход 282 термостата. Охлаждающее средство затем возвращается к трубе 52 для охлаждающего средства для циркуляции вновь через систему охлаждения двигателя.
Предусматривается, что впускные и выпускные трубы 52, 54 для охлаждающего средства могут быть сформированы как единое целое с блоком 22 цилиндров при отливке блока 22 цилиндров.
Как указано выше, двигатель 10 имеет три масляных насоса. Они представляют собой откачивающий масляный насос 144, откачивающий масляный насос 146 и нагнетательный масляный насос 148. Масляные насосы 144, 146 и 148, предпочтительно, являются насосами, известными как шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением. Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением представляет собой тип вытеснительного насоса, в котором используется внешняя цилиндрическая прямозубая шестерня, расположенная во внутренней цилиндрической прямозубой шестерне, когда внешняя цилиндрическая прямозубая шестерня действует как ведущее зубчатое колесо. Как можно видеть на фиг.29, нагнетательный масляный насос 148 расположен в картере 24 вблизи основания двигателя 10 на выпускной стороне. Как можно видеть на фиг.30, откачивающий масляный насос 144 и откачивающий масляный насос 146 расположены в картере 24 вблизи основания двигателя 10 на впускной стороне. Откачивающий масляный насос 144 и откачивающий масляный насос 146 расположены соосно с откачивающим масляным насосом 144, расположенным ближе к концу двигателя 10, чем откачивающий масляный насос 146. Ведущие зубчатые колеса (не показаны) откачивающего масляного насоса 144 и откачивающего масляного насоса 146 расположены на общем валу насоса (не показан), который приводится как описано ниже.
Как можно видеть на фиг.31A-31C, рассматриваются различные системы привода масляного насоса. Системы привода масляного насоса, показанные на этих фигурах, все закрыты кожухом 30 магнето. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.31A, звездочка 134, расположенная на коленчатом валу 50, приводит ремень или цепь 284, которая, в свою очередь, приводит первую звездочку 286 масляного насоса и вторую звездочку 288 масляного насоса. Первая звездочка 286 масляного насоса расположена на валу откачивающего масляного насоса 144 и откачивающего масляного насоса 146 и, таким образом, приводит в действие эти два насоса 144, 146. Вторая звездочка 288 масляного насоса расположена на валу насоса (не показан) масляного нагнетательного насоса 148 и, таким образом, приводит в действие этот насос 148. Натяжные устройства 290 для ремня или цепи используются для поддержания натяжения ремня или цепи 284. В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.31B и 31C, зубчатое колесо 134, расположенное на коленчатом валу 50, приводит в действие шестерню 292 первого масляного насоса и шестерню 294 второго масляного насоса через промежуточные шестерни 296. Шестерня 294 первого масляного насоса расположена на валу откачивающего масляного насоса 144 и откачивающего масляного насоса 146 и, таким образом, приводит в действие эти два насоса 144, 146. Шестерня 294 второго масляного насоса расположена на валу масляного нагнетательного насоса 148 и, таким образом, приводит в действие этот насос 148. Как можно видеть, размеры промежуточных шестерен 296 и, таким образом, передаточное число отличаются между показанными на фиг.31B и 31C. Это связано с тем, что шестеренчатые насосы накачивают постоянное количество жидкости за оборот, но зависимость между мощностью двигателя и потребностью в масле не является линейной. Передаточное число, показанное на фиг.31B, предназначено для двигателя 10, имеющего большую мощность, чем показанный на фиг.31C.
Теперь со ссылками на фиг.32 будет описана система смазки двигателя. Масло содержится в масляном резервуаре 60. Масло откачивается из масляного резервуара 60 через масляный сетчатый фильтр 298 масляным нагнетательным насосом 148. Клапан 300 для регулирования давления расположен после масляного нагнетательного насоса 148. Клапан 300 для регулирования давления открывается для возвращения масла до положения перед масляным нагнетательным насосом 148 в случае, если давление в системе смазки становится слишком высоким.
От масляного нагнетательного насоса 148 масло проходит к маслоохладителю 58. Как упомянуто выше, предусматривается, что включение в конструкцию маслоохладителя 58 необязательно. Масло затем проходит через масляный фильтр 36. Масляный фильтр 36 отфильтровывает посторонние частицы и примеси из масла. Может быть применен перепускной клапан 302 масляного фильтра. Перепускной клапан 302 масляного фильтра будет открываться, если давление масла возрастает на входе масляного фильтра 36 таким образом, как если бы масляный фильтр 36 был засорен, таким образом, позволяя маслу продолжать течь в системе смазки. Предусматривается, что перепускной клапан 302 масляного фильтра может быть объединен с масляным фильтром 36.
От масляного фильтра 36 масло проходит в главный масляный канал 304, и оттуда оно разделяется в два главных канала 306, 308. Масло, проходящее по первому главному каналу 306, сначала смазывает устройство 170 для натяжения цепи. От устройства 170 для натяжения цепи часть масла проходит вниз в кожух 174 цепи механизма газораспределения, смазывая цепь 130 механизма газораспределения при работе, и остальная часть масла проходит к узлу 26 головки цилиндров.
Смазка узла 26 головки цилиндров будет описана подробно ниже, но, в основном, масло, проходящее в узле 26 головки цилиндров из первого главного канала 306, смазывает подшипники 310 скольжения первого распределительного вала 132 и подшипники 312 скольжения второго распределительного вала 156. Предусматривается, что могут использоваться другие типы подшипников. Часть масла, проходящего в узле 26 головки цилиндров, также распыляется на толкатели 218, 220 клапанов. Как можно видеть на фиг.23, распыляющие сопла 314 в форме отверстий в линиях 230 подачи масла распыляют масло на верхние поверхности толкателей 218, 220 клапанов для смазки контактных поверхностей между толкателями 218, 220 клапанов и их соответствующими кулачками 202, 204. Как показано линиями 316 на фиг.23, масло распыляется на верхние поверхности толкателей 218, 220 клапанов в направлении, в целом перпендикулярном валам 208, 210 толкателей клапанов. Как показано на фиг.32, от узла 26 головки цилиндров часть масла проходит назад в масляный резервуар 60 по каналам 318, 320. Остальная часть масла проходит вниз в кожух 174 цепи механизма газораспределения к основанию кожуха 30 магнето, смазывая, по меньшей мере, частично находящиеся там компоненты в ходе работы. Эти компоненты представляют собой цепь 130 механизма газораспределения и систему привода масляного насоса, различные варианты выполнения которых показаны на фиг.31A-31C.
Часть масла, проходящего по второму главному каналу 308, используется для смазки подшипников 106А, 106В скольжения коленчатого вала 50. Подшипник 106C скольжения коленчатого вала 50 смазывается маслом, проходящим от подшипника 106В скольжения к подшипнику 106С скольжения через маслопроводный канал 322 (фиг.13) в коленчатом валу 50. Масло, смазывающее подшипник 106С скольжения, затем проходит вниз к основанию кожуха 30 магнето. Масло, смазывающее подшипники 106А, 106В скольжения, затем проходит к нижней части картера 24. Масло затем проходит из нижней части картера 24 к резервуару 326 для масла, который расположен под картером 24, через отверстия 328 в дне картера 24, как можно видеть на фиг.33.
Другая часть масла, проходящего по второму главному каналу 308, распыляется в картере 24 для обрызгивания нижней части поршней 98. При этом масло и охлаждает поршни 60, и смазывает поршневые пальцы (не показаны). Масло затем стекает на дно картера 24 и затем в резервуар 326 для масла.
Еще одна часть масла, проходящего по второму главному каналу 308, проходит в камеру 324 вала противовеса, где расположен вал 104 противовеса. Это масло используется для смазки подшипников 108A скольжения вала 104 противовеса. Масло затем проходит из каждого подшипника 108А скольжения к соответствующему подшипнику 108В скольжения по каналам 327 (фиг.14) в валу 104 противовеса. Из камеры 324 вала противовеса часть масла проходит в кожух 30 магнето, и другая часть проходит в кожух 66 механизма отбора мощности. Масло в кожухе 66 механизма отбора мощности смазывает шарикоподшипники 110 выходного вала 68 и зубчатые колеса 122, 150 и 154. Из кожуха 66 механизма отбора мощности масло проходит в резервуар 326 для масла.
Как можно видеть на фиг.33, картер 24 и резервуар 326 для масла формируют стенку 330, охватывающую почти всю длину резервуара 326 для масла. Она отделяет объем, сформированный между картером 24 и резервуаром 326 для масла, на две части. Меньшая из этих частей обозначена здесь как маслоприемная камера 332. Масло из резервуара 326 для масла проходит в маслоприемную камеру 332, проходит через масляный сетчатый фильтр 333 и накачивается назад в масляный резервуар 60 откачивающим масляным насосом 144. Меньший объем маслоприемной камеры 332 облегчает перекачивание находящегося в ней масла.
Масло, которое проходит в кожух 30 магнето из различных источников, как описано выше, проходит через масляный сетчатый фильтр 335 и откачивается назад в масляный резервуар 60 откачивающим масляным насосом 146.
Теперь со ссылками на фиг.34-38 будет описана более подробно смазка узла 26 головки цилиндров. Как можно видеть на фиг.34, из первого главного канала 306 масло входит в клапанный узел 176 по каналу 350. Масло проходит по каналу 350 и затем проходит вниз в болтовое отверстие 352. Болтовое отверстие 352 является одним из отверстий, используемых для вставки болтов 180 для прикрепления клапанного узла 176 к блоку 22 цилиндров. От болтового отверстия 352 масло проходит по диагонали вверх и к центру клапанного узла 176 по каналу 354. Из канала 354 масло входит в опору 198А первого распределительного вала.
Как можно видеть на фиг.36, масло входит в опору 198A первого распределительного вала по каналу 356, сформированному между ее основанием и верхней поверхностью клапанного узла 176. Часть масла в канале 356 проходит в канал 358 и вверх по нему, входя в нижнюю часть отверстия 206B. Здесь масло смазывает подшипник 310 скольжения, сформированный между отверстием 206B и первым распределительным валом 132. Часть масла, подаваемого к подшипнику 310 скольжения, проходит по каналу 360, который сообщается с отверстием 232B, для подачи масла к верхнему каналу 230В подачи масла (фиг.23), который, как упомянуто выше, используется для смазки толкателей 218 клапанов. Остальная часть масла, подаваемого к подшипнику 310 скольжения, проходит из отверстия 206В вниз к клапанному узлу 176 и, наконец, возвращается в масляный резервуар 60, как описано выше. Другая часть масла из канала 356 проходит в болтовое отверстие 362A, которое используется для вставки одного из болтов 200, который соединяет опору 198А распределительного вала с клапанным узлом 176, и проходит по каналу 364, входя в нижнюю часть отверстия 206А. Здесь масло смазывает подшипник 312 скольжения, сформированный между отверстием 206A и вторым распределительном валом 156. Часть масла, подаваемого к подшипнику 312 скольжения, проходит по каналу 366, который сообщается с отверстием 232A, для подачи масла к нижнему каналу 230А подачи масла (фиг.23), который, как указано выше, используется для смазки толкателей 220 клапанов и также подает масло к двум центральным опорам 198В распределительного вала, как описано ниже. Остальная часть масла, подаваемого к подшипнику 312 скольжения, проходит из отверстия 206А вниз к клапанному узлу 176 и, наконец, возвращается в масляный резервуар 60, как описано выше. Еще одна часть масла из канала 356 проходит по каналу 368 к болтовому отверстию 370A, которое используется для вставки другого из болтов 200, который соединяет опору 198А распределительного вала с клапанным узлом 176. Это масло затем проходит вниз в болтовое отверстие 370A и входит в канал 372 смазки головки цилиндров (фиг.35).
Как можно видеть на фиг.35, канал 372 смазки головки цилиндров расположен в клапанном узле 176 по вертикали под опорами 198 распределительного вала и по вертикали над выпускными каналами 74. Канал 372 смазки головки цилиндров имеет в целом зубчатый профиль. Зубчатый профиль имеет четыре верхние вершины 374, каждая из которых выровнена с одной из опор 198 распределительного вала, и три нижние вершины 376, каждая из которых расположена между двумя опорами 198 распределительного вала. Каждая верхняя вершина 374 создает сообщение по текучей среде болтового отверстия 370 соответствующей опоры 198 распределительного вала с каналом 372 смазки головки цилиндров. Как можно видеть, канал 372 смазки головки цилиндров подает масло от болтового отверстия 370A опоры 198А распределительного вала к болтовым отверстиям 370B опор 198В распределительного вала и болтовому отверстию 370C опоры 198С распределительного вала последовательно (то есть масло проходит по каналу 372 смазки головки цилиндров от опоры 198А распределительного вала к первой опоре 198В распределительного вала, от нее ко второй опоре 198В распределительного вала и, наконец, от нее к опоре 198С распределительного вала).
Как можно видеть на фиг.37 для обеих центральных опор 198B распределительного вала, масло проходит по болтовому отверстию 370B от канала 372 смазки головки цилиндров. От болтового отверстия 370B масло проходит по каналу 378, входя в боковую часть отверстия 206А. Здесь масло смазывает подшипник 312 скольжения, сформированный между отверстием 206A и вторым распределительным валом 156. Масло, подаваемое к подшипнику 312 скольжения, проходит из отверстия 206А вниз к клапанному узлу 176 и, наконец, возвращается в масляный резервуар 60, как описано выше. Масло также поступает к центральным опорам 198В распределительного вала по нижним каналам 230А подачи масла, которые проходят между отверстиями 232A в опорах 198 распределительного вала. От отверстия 232A масло проходит вниз по каналу 380 в канал 382, сформированный между основанием опоры 198В распределительного вала и верхней поверхностью клапанного узла 176. Масло из канала 382 проходит по болтовому отверстию 362B и в канал 384. Из канала 384 масло проходит по болтовому отверстию 386 и затем вниз по каналу 388. Из канала 388 масло входит в боковую поверхность отверстия 206В. Здесь масло смазывает подшипник 310 скольжения, сформированный между отверстием 206B и первым распределительным валом 132. Масло, подаваемое к подшипнику 310 скольжения, проходит из отверстия 206В вниз к клапанному узлу 176 и, наконец, возвращается к масляному резервуару 60, как описано выше.
Как можно видеть на фиг.38 для опор 198С распределительного вала, масло проходит болтовое отверстие 370C от канала 372 смазки головки цилиндров. От болтового отверстия 370C масло проходит по каналу 390 в канал 392, сформированный между основанием опоры 198С распределительного вала и верхней поверхностью клапанного узла 176. Из канала 392 часть масла проходит в канал 394, входя в основание отверстия 206А. Здесь масло смазывает подшипник 312 скольжения, сформированный между отверстием 206A и вторым распределительным валом 156. Часть масла, подаваемого к подшипнику 312 скольжения, проходит по каналу 396, который сообщается с отверстием 232A для подачи масла, к нижнему каналу 230А подачи масла, который, как упомянуто выше, используется для смазки толкателей 220 клапанов и также подает масло к двум центральным опорам 198В распределительного вала, как описано выше. Остальная часть масла, подаваемого к подшипнику 312 скольжения, проходит из отверстия 206А вниз к клапанному узлу 176 и, наконец, возвращается в масляный резервуар 60, как описано выше. Другая часть масла из канала 392 проходит по болтовому отверстию 362C, затем по каналу 398, входя в нижнюю часть отверстия 206В. Здесь масло смазывает подшипник 310 скольжения, сформированный между отверстием 206B и первым распределительным валом 132. Часть масла, подаваемого к подшипнику 310 скольжения, проходит по каналу 400, который сообщается с отверстием 232B, для подачи масла к верхнему каналу 230В подачи масла, который, как упомянуто выше, используется для смазки толкателей 218 клапанов. Остальная часть масла, подаваемого к подшипнику 310 скольжения, проходит из отверстия 206В вниз к клапанному узлу 176 и, наконец, возвращается в масляный резервуар 60, как описано выше.
Часть масла, присутствующего в картере 24 и резервуаре 326 для масла двигателя 10, находится в форме капель, взвешенных в воздухе. В ходе работы двигателя 10 часть газов, присутствующих в камере сгорания, проходит через промежуток между поршнями 98 и стенками цилиндров 20 и входит в картер 24 и резервуар 326 для масла. Эти газы известны как прорывающиеся газы. В картере 24 и резервуаре 326 для масла прорывающиеся газы смешиваются с каплями масла. Смесь прорывающихся газов и капель масла, присутствующих в картере 24 и резервуаре 326 для масла, перекачивается наряду с маслом всасывающим насосом 144 назад в масляный резервуар 60. Здесь смесь проходит в кожух 174 цепи механизма газораспределения к узлу 26 головки цилиндров. В узле 26 головки цилиндров сепаратор 163 прорывающихся газов, который приводится в действие первым распределительном валом 132, действует как центрифуга, которая вызывает отделение капель масла из смеси и падение из кожуха 174 цепи механизма газораспределения в донную часть кожуха 30 магнето, откуда они возвращаются в масляный резервуар 60 откачивающим масляным насосом 146. Остающиеся прорывающиеся газы входят во всасывающую трубу 334 (фиг.13), которая проходит от сепаратора 163 прорывающихся газов к трубе 336 для прорывающихся газов (фиг.39A). Труба 336 для прорывающихся газов сообщается по текучей среде с впускным коллектором 90 для воздуха, где прорывающиеся газы смешиваются со свежим воздухом и затем возвращаются в камеры сгорания.
Двигатель 10 также имеет вентиляционный канал 338, схематически показанный на фиг.39A-39C, который соединяет масляный резервуар 60 с узлом 26 головки цилиндров. Это позволяет откачивать масляные пары из масляного резервуара 60. Находясь в узле 26 головки цилиндров, масло отделяется от воздуха сепаратором 163 прорывающихся газов, как описано выше.
Системы смазки двигателя и удаления прорывающихся газов имеют признаки для предотвращения попадания масла в компоненты 12 воздухозаборника через трубу 336 для прорывающихся газов в случае, если транспортное средство, в котором установлен двигатель 10 (и, таким образом, двигатель 10), переворачивается, и обеспечения продолжения работы двигателя 10, когда он наклонен. Как показано на фиг.39A, вход 340 в масляный резервуар 60 от откачивающего масляного насоса 146 и выход 342 из масляного резервуара 60 к нефтяному нагнетательному насосу 148 расположены вблизи дна масляного резервуара 60 ниже уровня масла в резервуаре, обозначенного линией 344, когда двигатель 10 расположен вертикально. Подобным образом, входы (не показаны) к масляному резервуару 60 каналов 318, 320, которые проходят от узла 26 головки цилиндров к масляному резервуару 60, расположены вблизи дна масляного резервуара 60. Кроме того, в трубе 336 для прорывающихся газов расположен первый отсечный клапан 346 и в вентиляционной трубе 338 расположен второй отсечный клапан 348. Предусматривается, что первый и второй отсечные клапаны 346, 348 могут быть в форме шариковых клапанов, которые открыты, когда двигатель 10 расположен вертикально (фиг.39A), и закрыты, когда двигатель 10 опрокинут (фиг.39C). Также предусматривается, что первый и второй отсечные клапаны 346, 348 могут быть в форме клапанов с электрическим приводом, соединенных с гравитационным переключателем, таким как ртутный выключатель, который посылает сигнал для закрывания клапанов 346, 348, когда двигатель опрокинут (фиг.39C).
Когда двигатель 10 расположен вертикально и уровень находится как показано на фиг.39A, отсечные клапаны 346, 348 открыты и системы смазки и вентиляции прорывающихся газов работают нормально, как описано выше.
Когда двигатель 10 наклонен, как показано на фиг.39B (которая показывает наклон на 70 градусов), вход 340, выход 342 и входы из каналов 318, 320 все же находятся ниже уровня 344 масла и, таким образом, поток масла в масляный резервуар 60 и из него продолжается нормально. Отсечные клапаны 346, 348 остаются открытыми, так как они расположены выше уровня 344 масла. Однако так как двигатель 10 наклонен, масло в узле 26 головки цилиндров больше не может сливаться через кожух 174 цепи механизма газораспределения. Таким образом, все масло в узле 26 головки цилиндров сливается по каналам 318, 320. Даже притом что кожух 174 цепи механизма газораспределения больше не принимает масло от узла 26 головки цилиндров, он продолжает получать масло от устройства 170 для натяжения цепи.
Когда двигатель 10 перевернут, как показано на фиг.39C, второй отсечный клапан 348 закрыт, таким образом предотвращая протечку масла из масляного резервуара 60 в узел 26 головки цилиндров через вентиляционный канал 338. Первый отсечный клапан 346 также закрывается, таким образом предотвращая попадание масла, присутствующего в узле 26 головки цилиндров, во впускной коллектор 90 для воздуха. Кроме того, в этом положении вход 340, выход 342 и входы каналов 318, 320 находятся выше уровня 344 масла в масляном резервуаре 60, что также предотвращает протечку в узел 26 головки цилиндров.
Двигатель 10 снабжен различными компонентами, которые формируют часть электрической системы двигателя. Некоторые из них были описаны выше, такие как магнето 32, стартерный электродвигатель 40 и свечи зажигания 28, но другие, которые конкретно не показаны на прилагаемых фигурах, теперь будут описаны. Электронный управляющий блок управляет приведением в действие и/или работой различных электрически приводимых в действие узлов двигателя 10, таких как свечи 28 зажигания и топливные инжекторы 45. Электронная коробка содержит множество плавких предохранителей и реле для обеспечения надлежащего распределения тока к компонентам электрической системы. Множество датчиков расположено вокруг двигателя 10 для выдачи информации в электронный управляющий блок. Датчик числа оборотов расположен вблизи шестерни 136 стартера для выдачи сигналов в электронный управляющий блок при считывании зубьев, расположенных на периферии шестерни 136 стартера. Электронный управляющий блок может затем определять частоту вращения двигателя на основе частоты сигналов от датчика числа оборотов. Датчик положения дросселя считывает положение дроссельного клапана корпуса 82 дросселя. Во впускном коллекторе 90 для воздуха расположены датчик температуры и датчик давления воздуха. По меньшей мере, один кислородный датчик расположен на выпускном коллекторе 70 для получения сигналов, соответствующих воздушно-топливной смеси, для определения электронным управляющим блоком того, бедна или богата топливная смесь. На основе сигналов от датчика числа оборотов, датчика положения дросселя, датчиков температуры воздуха и давления и кислородного датчика электронный управляющий блок посылает управляющие сигналы свечам 28 зажигания и топливным инжекторам 45 для управления работой двигателя 10. В масляном резервуаре 60 расположен датчик уровня масла для выдачи сигнала электронному управляющему блоку, указывающего на низкий уровень масла, что вызовет выдачу электронным управляющим блоком сигнала для отображения предупреждения о низком уровне масла на панели управления транспортного средства, на котором используется двигатель 10.
Электронный управляющий блок также принимает сигналы от других источников, расположенных на транспортном средстве, на котором используется двигатель 10. Например, электронный управляющий блок принимает сигнал зажигания, когда водитель транспортного средства намерен запустить двигатель 10. При приеме сигнала зажигания электронный управляющий блок посылает сигнал приведения в действие стартерного электродвигателя 40. Датчик скорости транспортного средства также может быть применен для выдачи информации для электронного управляющего блока о скорости транспортного средства.
Для специалистов в данной области техники могут быть очевидны модификации и усовершенствования описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения. Таким образом, предшествующее описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения. Объем настоящего изобретения, таким образом, ограничен исключительно объемом прилагаемой формулы изобретения.