ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Дизельный двигатель внутреннего сгорания.
Полезная модель относится к области двигател строения, а именно, к производству автомобильных дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДЗС). Заявляемый дизельный ДВС предназначен для установки на карьерные самосвалы БелАЗ фузоподъемностью 32т и 36т.
Моторный отсек данных автомобилей проектируется под заявляемый дизельный ДВС. Известен так же дизельный ДВС ЯМЗ8424.10, выпускаемый Тутаевским моторным заводом, эксплуатационные характеристики которого отвечают современным требованиям топливной экономичности ДВС такого назначения (удельный расход топлива 153 г/л.с.ч, относительный расход масла на угар - 0,3% от расхода топлива) 1. Этот двигатель наибодее близок по совокупности существенр1Ь1х признаков с заявляемой полезной моделью и выбран в качестве прототипа.
Двигатель ЯМЗ - 8424.10 имеет блок цилиндров, на который навешиваются и монтируются все узлы, детали и системы двигателя. В расточке блока цилиндров установлен коленчатый вал, на переднем носке которого установлен шкив привода агрегатов и шестерня привода масляного насоса. На блоке цилиндров крепятся головки цилиндра с впускными и выпускными коллекторами и крышками. На переднем торце блока цилиндров установлена передняя крышка с передней манжетой коленчатого вала. Двигатель снабжен системой смазки, содержащей масляный картер, масляный насос, центробе кный фильтр очистки масла, установленный на корпусе гидромуфты привода вентилятора, масляные каналы, соединяющие узлы и агрегаты системы, системой питания топливом, имеющей муфту опережения впрыска топлива, топливный насос высокого давления с установленным на нем ручным топливоподкачивающим насосом и механизм останова двигателя с механическим приводом, системой охлаждения, содержащей водяной насос с установленной на заднем конце валика крыльчаткой, гидромуфту привода вентилятора, ременный привод водяного насоса и вентилятора с натяжными приспособлениями, крыльчатку вентилятора охлаждающие полости в блоке цилиндров и трубопроводы, соединяющие узлы и агрегаты системы, патрубок впускных коллекторов с одним входным отверстием на задней стенке натрубка, втулкой, соединяющей патрубок впускных коллекторов и охладитель наддувочного воздуха, системой вентиляции картера с одним сапуном,
расположенным в нередней части развала блока цилиндров, системой турбонаддува с одним турбокомпрессором, установленным на патрубке выпускных коллекторов в верхней задней части двигателя, и одним охладителем наддувочного воздуха типа «вода - воздух с одним входным и одним выходным отверстиями, генератором с выводом фазы на датчик тахометра.
Недостатком этого двигателя является невозможность его установки в моторнглй отсек карьерных самосвалов БелАЗ грузоподъемностью 32т и 36т без изменения его конструкции, недостаточная надежность некоторых узлов и агрегатов в условиях высоких форсировок, а также неудобное расположение отдельных узлов для технического обслуживания в процессе эксплуатации указанной техники.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, - установка, монтаж, обеспечение надежности работы в условиях высоких форсировок и удобство технического обслуживания в процессе эксплуатации современного, экономичного двигателя в моторном отсеке карьерных самосвалов БелАЗ грузоподъемностью 32т и 36т с обеспечением всех функциональных возможностей указанной техники.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что:
-блок цилиндров выполнен с измененными масляными каналами на переднем торце для подачи и слива масла с центробежного фильтра очистки масла, с дополнительной расточкой и крепежными отверстиями под установку оси промежуточной шестерни привода вентилятора и водяного насоса, с поднятой до развала блока цилиндров верхней уплотнительной поверхностью и крепежными резьбовыми отверстиями, с дополнительным масляным каналом для нодачи масла к оси промежуточной шестерни, с вынесенным за уплотнительную поверхность крепежными отверстиями для установки центробежного фильтра с целью повышения надежности нривода вентилятора и водяного насоса;
-коленчатый вал двигателя имеет на переднем носке дополнительную шестерню привода вентилятора и водяного насоса с целью повышения надежности привода вентилятора и водяного насоса;
-передняя крышка блока цилиндров выполнена с поднятой до развала двигателя верхней уплотнительной поверхностью и крепежными отверстиями и имеет дополнительные расточки под установку муфты привода вентилятора и водяного насоса, а также фланец и расточку под установку корпуса передней мат1жеты коленчатого вала с целью повышения надежности привода вентилятора и водяного насоса;
масляный картер содержит сливной кланан (в нрототипе - сливная
пробка, которой неудобно пользоваться), обеспечивающий удобство
технического обслуживания при смене масла, датчик минимального
уровня масла, обеспечивающий удобство эксплуатации двигателя, и
теплообменник для предпускового разогрева масла горячей водой от
подогревателя, обеспечивающий удобство эксплуатации двигателя в
зимнее время;
шестеренчатый масляный насос выполнен с увеличенной длиной
основных шестерен для обеспечения надежности работы двигателя
при высоких форсировках;
центробежный фильтр очистки масла установлен в передней части
левого ряда блока цилиндров для удобства технического
обслуживания;
муфта опережения впрыска топлива выполнена с пазом на заднем
торце вала для обеспечения механического привода датчик тахометра
с целью обеспечения возможности эксплуатации двигателя с
гидромеханической передачей (ГМП) с системой автоматического
переключения передач;
ручной топливоподкачивающий насос установлен сзади на левом
впускном коллекторе и соединен с ТНВД трубопроводом с целью
удобства технического обслуживания топливной системы двигателя;
механизм останова двигателя выполнен с электромагнитным
нриводом и установлен в развале блока цилиндров спереди с целью
обеспечения возможности эксплуатации двигателя с ГМПс системой
автоматического переключения передач;
водяной насос выполнен с крыльчаткой увеличенного диаметра на
переднем носке валика и шестерней привода на заднем носке валика с
целью обеспечения надежности работы привода водяного насоса и
системы охлаждения двигателя в целом;
привод вептилятора осуществлен с помощью шестерен с
использованием муфты фрикционного типа с целью обеспечения
надежности работы привода вентилятора;
крыльчатка вентилятора вынолнена с увеличенным наружным
диаметром и шириной лопастей с целью обеспечения требуемого
расхода воздуха для повышения надежности работы системы
охлаждения двигателя и гидравлической системы автомобиля;
трубопровод системы охлаждения, соединяющий водяной насос с
правым рядом цилиндров, а также трубопровод, соединяюпдий насос с
водомасляным радиатором, имеют разрывы, в которые включены
радиаторы охлаждения трансмиссионного масла для обеспечения
патрубка впускных коллекторов и охладителя наддувочного воздуха тина «вода - воздух выполнено при номощи трех воздушных заслонок и охладителя наддувочного воздуха типа «воздух - воздух, связанных между собой специальными патрубками и соединительными трубами, и обеспечивает движение воздуха только по малому контуру или только по большому контуру через охладитель наддувочного воздуха типа «воздух - воздух, при чем передние торцы подводящей и отводящей труб выведены за внешние габариты передней части двигателя с целью обеспечения требуемых показателей надежности и ресурса;
-система вентиляции картера имеет два сапуна, установленных на горизонтальной поверхности крышек головки цилиндра в задней части каждого ряда цилиндров с целью удобства обслуживания ТНВД;
-система турбонаддува имеет два турбокомпрессора, установленных непосредственно на флатщах левого и правого задних выпускных коллекторов, охладитель наддувочного воздуха типа «вода - воздух с двумя входными и двумя выходными отверстиями и охладитель наддувочного воздуха типа «воздух - воздух, устанавливаемый на раме автомобиля, а выпускные коллекторы выполнены с разделением потоков отработавших газов от цилиндров двигателя в соответствии с порядком работы цилиFIДpoв с целью обеспечения требуемых показателей надежностр и ресурса, а также требуемых мошиостных, экономических и экологических показателей двигателя;
-генератор установлен в передней части двигателя иод нравым выпускным коллектором с целью облегчения доступа к генератору и ременному приводу при техническом обслуживании;
На фиг. 1 ноказан вид двигателя спереди, на фиг. 2 - вид двигателя сбоку (слева), на фиг. 3 - вид двигателя сверху, на фиг. 4 - вид двигателя сбоку (справа), на фиг. 5 - схема шестеренчатого нереднего привода вентилятора и водяного насоса, на фиг. 6 - схема привода масляного насоса, на фиг. 7 - продольный разрез водятюго насоса, на фиг. 8 - схема установки датчика тахометра с механи геским приводом, на фиг. 9 - вид на передний торец блока цилиндров, на фиг. 10 - вид на переднюю крышку.
Дизельный две содержит блок цилиндров 1, в расточке которого установлен коленчатый вал 2. На переднем носке коленчатого вала установлен шкив привода генератора 3 и шестерня 4 привода масляного насоса. Блок цилиндров 1 выполнен с измененными масляными клапанами 5,6,7, для подачи и слива масла с центробежной, расточкой 8 и кренежными отверстиями 9 под установку оси нромежуточной шестерни 10, с поднятой до развала блока цилиндров верхней уплотнительной поверх гюстыо 11 и крепежными резьбовыми
отверстиями 12, с дополнительным масляным каналом 13 для подачи масла к оси промежуточной шестерни и вынесенными за уплотнительную поверхность крепежными отверстиями 14 для установки центробежного фильтра 15. На переднем носке коленчатого вала 2 установлена дополнительная шестерня 16 привода вентилятора и водяного насоса. Передняя крышка блока цилиндров 17 выполнена с поднятой до развала блока цилиндров верхней уплотнительной поверхностью 18 и крепежными отверстиями 19; 20 и имеет дополнительные расточки 21 и 22 под установку муфты привода вентилятора 23 и водяного насоса 24, а также фланец 25 и расточку 26 под установку корпуса 27 передней манжеты 28 коленчатого вала 2.
lia блок цилиндров 1 установлен масляный картер 29, который имеет сливной клапан 30, датчик мршимального уровня масла 31 и теплообменник 32 для предпускного разогрева масла. Шестеренчатый масляный насос 33 выполнен с увеличенной длиной основных шестерен 34. Центробежный фильтр очистки масла 15 установлен в передней части левого ряда блока цилиндров 1. Муфта опережения впрыска топлива 35 имеет nai 36 на заднем торце вала 3,7. Ручной тонлиподкачивающий пасос 38 установлен на левом впускном коллекторе 39 сзади и соединен с ТИВД 40 трубопроводом 41. Механизм останова двигателя с электромагнитным приводом 42 установлен в развале блока цилиндров 1 спереди. Водяной пасос 24 имеет на нереднем носке валика 43 крыльчатку 44 увеличенного диаметра, а на заднем носке - шестерню привода 45. Привод вентилятора осуш,ествле11 от шестерни 16, через шестерню промежуточную 10 и шестерню 46 фрикционной муфты 23. Крыльчатка вентилятора 47 имеет увеличенный наружный диаметр и лопасти 48 с увеличенной шириной. В разрыв трубопровода 49 системы охлаждения, соединяющего водяной насос 24 с правым рядом блока цилиндров 1, между фланцами 50 и 51 включен один из радиаторов охлаждения трансмиссионного масла самосвала (не показан). А в разрыв трубопровода 52 системы охлаждения, соединяющего водяной насос 24 с водомасляным радиатором 53, между фланцами 54 и 55 включен второй радиатор охлаждения трансмиссионного масла самосвала (не показан). Патрубок впускных коллекторов 56 имеет входное отверстие 57 на задней стенке патрубка и дополнительное входное отверстие 58 на передней стенке. Охладитель 59 наддувочного воздуха тина «вода воздух имеет два входных отверстия 60 и 61, а также два выходных отверстия 62 и 63. Соединение патрубка впускных коллекторов 56 и охладителя 59 осуществляется при отрицательных температурах окружающего воздуха через отводящие патрубки 64 и 65, соединительные трубы 66 и 67, соединительный патрубок 68 и открытую аварийную воздушную заслонку 69 при закрытой воздушной
заслонке 70, а при положительных температурах окружающего воздуха - через отводящие патрубки 64 и 65, соединительные трубы 66 и 67, соединительный патрубок 68, воздушную заслонку 70 при закрытой аварийной воздущной заслонке 69, подводящий патрубок 71, подводящую трубу 72, охладитель наддувочного воздуха 73 типа «воздух - воздух, отводящую трубу 74 и вторую аварийную воздущную заслонку 75. Сапуны 76 системы вентиляции картера расположены на горизонтальной поверхности 77 крышек 78 головок цилиндров в задней части каждого ряда цилиндров двигателя. Турбокомпрессоры 79 и 80 системы турбонаддува расположены на фланцах задних вьшускньгх коллекторов 81 и 82. Передние вьшускные коллекторы 83 и 84 и задние выпускные коллекторы 81 и 82 выполнены с разделением потоков отработавпшх газов от цилиндров двигателя в соответствии с порядком работы цилиндров. Турбокомпрессоры 79 и 80 соединены с охладителем наддувочного воздуха 59 тина «вода - воздух специальными патрубками 85 и 86. Генератор 87 имеет ременный привод 88 от шкива 3 и установлен под правым выпускным коллектором 83.
При установке двигателя в моторный отсек самосвала конструктивные изменения по блоку цилиндров 1, передней крышке 17, коленчатому валу 2 и шестеренчатый привод вентилятора 47 и водяного насоса 24, состоящий из шестерен 16; 10; 46 и 45, обеспечивают требуемую надежность привода вентилятора и водяного насоса, и снижение трудоемкости ТО. Масляный картер 29 располагается глубоко в раме самосвала, поэтому сливной клапан 30 и датчик минимального уровня масла 31 обеспечивают удобство технического обслуживания и экснлуатации системы смазки, а теплообменник 32 для предпускового разогрева масла обеспечивает подогрев масла и облегчает запуск самосвала при отрицательных температурах
За счет увеличения длины осрювных шестерен 34 масляный насос 33 обеспечивает подачу увеличенного количества масла в систему смазки двигателя, что позволяет повысить надежность и ресурс двигателя при высоких форсировках. Центробежный фильтр 15 очистки масла, установленный в передней части левого ряда блока цилиндров, обеспечивает удобство технического обслуживания. Наличие паза 36 на заднем конце вала 37 муфты опережения впрыска топлива 35 позволяет обеспечить механический привод датчика тахометра, что делает возможным установку на самосвал гидромеханической передачи (ГМП) с автоматическим переключением нередач. Ручной топливоподкачивающий насос 38, установленный на левом внускном коллекторе 39 сзади, облегчает техническое  обслуживание и  эксплуатацию топливной системы двигателя. Механизм 42 останова двигателя с электромагнитным приводом позволяет установить на
самосвал ГМП с автоматическим переключением передач. Водяной насос 24 с увеличенным диаметром крыльчатки 44 обеспечивает подачу в систему охлаждения увеличенного количества охлаждающей жидкости, тем самым обеспечивается надежность работы системы охлаждения и двигателя в целом. Крыльчатка вентилятора 47 с увеличенным наружным диаметром и шириной лопастей обеспечивает гюдачу требуемого количества воздуха на радиаторы, системы охлаждения. К выходному фланцу 50 трубопровода 49, соединяющего водяной насос с правым рядом блока цилиндров, крепится труба подвода охлаждающей жидкости к одному из радиаторов охлаждения трансмиссионного масла, а к входному фланцу 51 трубопровода 49 крепится труба отвода охлаждающей жидкости от радиатора, нанравляющая жидкость з охлаждающую полость правого ряда блока цилиндров. К выходному фланцу 54 трубопровода 52 системы охлаждения, соединяющего водяной насос с водомасляным радиатором 53 двигателя, крепится труба подвода охлаждающей жидкости ко второму радиатору охлаждения трансмиссионного масла, а к входному фланцу 55 трубопровода 52 крепится труба отвода охлаждающей жидкости от радиатора к зодомасляпому радиатору двигателя.
К выходному фланцу охладителя наддувочного воздуха 73 типа «воздух - воздух крепится отводящая труба 74, которая через открытую аварийную воздушную заслонку 75 подводит охлажденный по большому контуру воздух к патрубку впускных коллекторов 56. К входному фланцу охладителя наддувочного воздуха типа «воздух воздух крепится подводящая труба 72, которая обеспечивает через подводящий патрубок 71, открытую воздушную заслонку 70 при закрытой аварийной воздутпной заслонке 69, соединительный патрубок 68, соединительные трубы 66 и 67, отводящие патрубки 64 и 65 поступление воздуха от охладителя наддувочного воздуха типа «вода воздух в большой контур через охладитель наддувочного воздуха типа «воздух - воздух при положительных температурах окружающего воздуха. При отрицательных температурах окружающего воздуха заявляемая конструкция подвода воздуха от охладителя наддувочного воздуха типа «вода - воздух к патрубку впускных коллекторов позволяет осуществить движение воздуха по малому контуру от охладителя наддувочного воздуха тина «вода - воздух через отводящие патрубки 64 и 65, соединительные трубы 66 и 67, соединительный натрубок 68, открытую аварийную воздушную заслонку 69 при закрытой воздушной заслонке 70 непосредственно в патрубок впускных коллекторов 56. Наличие двух аварийных воздушных 69 и 75 с ручным и электромагнитным нриводом обеспечивает быструю остановку двигателя при аварийпых ситуациях как при работе двигателя с использованием малого, так и большого контура движения воздуха.
поступающего в цилиндры двигателя. Конструктивные изменения по системе питания двигателя воздухом, системе выпуска отработавших газов, системе турбонаддува обеспечивают требуемые и экономические характеристики двигателя, требуемые показатели надежности и ресурса, а также выполнения нормативных экологических показателей.
Установка сапунов 76 системы вентиляции картера на горизонтальной поверхности 77 крышек 78 головки цилиндра облегчает доступ к регулятору ТНВД при проведении технического обслуживания. Ременный привод 88 генератора 87 непосредственно от шкива коленчатого вала снижает трудоемкость технического обслуживания.
Источники информации:
1. ОАО «Тутаевский моторный завод
«Двигатели ЯМЗ-8421.10, ЯМЗ-8424.10, ЯМЗ 8424-10-01. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, г. Тутаев. 1996г.