ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к конструкции поршневых рядных двигателей внутреннего сгорания, использующих систему охлаждения со встроенным маслорадиатором (жидкостно-масляным теплообменником) и направлением потока охлаждающей жидкости из головки цилиндров к гильзам блока цилиндров (сверху вниз).
Двигатель с такой системой известен, например, из патента AT 005939 U1 (AVL LIST GMBH, Австрия, F02F 1/36). Конструкция головки цилиндра двигателя имеет горизонтальную перегородку в полости водяной рубашки. Поток охлаждающей жидкости направлен из верхней полости в нижнюю через кольцевую щель вокруг стакана топливной форсунки и далее вниз к гильзам цилиндров. Данное решение позволяет обеспечить эффективное охлаждение днища головки. Однако в патенте AT 005939 U1 не раскрывается каким образом осуществляется подвод охлаждающей жидкости из маслорадиатора в головку блока цилиндров.
Из уровня техники известен рядный двигатель внутреннего сгорания (патент DE 19925096 C2, AVL LIST GMBH, Германия, F02F 7/00 - прототип), блок цилиндров которого в плоскости коренных опор коленчатого вала имеет по меньшей мере один полый профиль протяженностью на всю высоту блока, который предназначен для повышения жесткости блока, а также служит как канал для рециркуляции (слива) масла из головки цилиндров в масляный картер. Однако такая конструкция предполагает наличие внешнего трубопровода, соединяющего маслорадиатор с распределительной трубой, из которой охлаждающая жидкость поступает в головку блока цилиндров, что ведет к усложнению конструкции двигателя и увеличению его габаритов.
Задачей изобретения является сокращение номенклатуры деталей и упрощение конструкции двигателя.
Для решения поставленной задачи двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения, использующей направление циркулирующего потока охлаждающей жидкости из головки в блок содержит
блок цилиндров, содержащий цилиндры, коренные опоры, расположенные между цилиндрами и ребра жесткости, выполненные в плоскостях коренных опор, перпендикулярных оси коленчатого вала, по меньшей мере одно из которых имеет полый профиль для слива масла;
головку цилиндров, имеющую полые профили, выполненные как продолжение полых профилей блока цилиндров;
распределительную трубу для подвода охлаждающей жидкости индивидуально к головке каждого цилиндра, установленную на головке цилиндров;
маслорадиатор, размещенный на блоке цилиндров,
средства для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе
и водяной насос для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости;
и согласно изобретению отличается тем, что
распределительная труба размещена на головке блока сбоку со стороны маслорадиатора, а средства для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе представляют собой проходящий со стороны маслорадиатора в плоскости как минимум одной из коренных опор сквозной канал в блоке и головке.
Для дополнительного снижения сопротивления трассы отвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора в распределительную трубу, упомянутые каналы, сообщающие маслорадиатор и распределительную трубу, могут быть образованы в плоскостях нескольких коренных опор. Предпочтительно, для конструктивного упрощения путей подвода от маслорадиатора к каналам, каналы выполнены в плоскостях двух соседних коренных опор.
Каналы в блоке и головке для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе могут быть выполнены за счет конструктивного изменения одного или нескольких полых профилей блока и головки.
В этом случае канал для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе образован перемычкой и окном, выполненными как в полом профиле блока, так и в полом профиле головки. Причем окно в блоке и окно в головке расположены между перемычками.
При этом желательно, чтобы перемычка в полом профиле блока цилиндров располагалась максимально близко (насколько позволяют конструктивные ограничения) к головке цилиндров. Это позволяет минимизировать объем канала, сообщающего маслорадиатор и установленную на головке цилиндров распределительную трубу, а значит, уменьшить объем (массу) охлаждающей жидкости в двигателе и сопротивление трассы отвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора в распределительную трубу.
Сущность изобретения более детально поясняется с помощью чертежей конкретной реализации изобретения.
На Фиг.1 показана известная из уровня техники (патент DE 19925096 C2, AVL LIST GMBH, Германия, F02F 7/00) конструкция блока цилиндров двигателя с выполненными в плоскостях коренных опор коленчатого вала ребрами жесткости, имеющими полые профили на всю высоту блока.
На Фиг.2 показан поперечный разрез двигателя в соответствии с настоящим изобретением по плоскости коренной опоры с полым профилем для слива масла из головки цилиндров в масляный картер.
На Фиг.3 показан поперечный разрез двигателя в соответствии с настоящим изобретением по плоскости коренной опоры с выполненным каналом для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе.
На Фиг.4 показано в соответствии с настоящим изобретением выполнение двух каналов для подвода охлаждающей жидкости от маслорадиатора к распределительной трубе за счет конструктивного изменения полых профилей ребер в плоскостях двух соседних коренных опор.
Двигатель содержит блок цилиндров 1, расположенные между цилиндрами коренные опоры 2. В блоке цилиндров выполнены в плоскостях коренных опор 3, перпендикулярных оси коленчатого вала ребра жесткости 4, которые имеют полые профили 5. Головка цилиндров 6 имеет полые профили 7, которые продолжают полые профили 5 блока цилиндров. Полые профили 7 и 5 в головке и блоке расположены соответственно друг над другом и служат для повышения жесткости и в качестве каналов слива масла из головки в масляный поддон. На головке цилиндров 6 сбоку установлена распределительная водяная труба 8. На блоке цилиндров 1 сбоку со стороны трубы 8 установлен маслорадиатор 9.
При работе двигателя направление движения охлаждающей жидкости осуществляется через распределительную водяную трубу 8 индивидуально к головке каждого цилиндра в верхние полости водяной рубашки головки, далее вниз в днище головки и из головки в блок цилиндров к гильзам. В распределительную трубу 8, расположенную на головке цилиндров 6, охлаждающая жидкость должна попасть пройдя через маслорадиатор 9, расположенный на блоке цилиндров 1, для чего маслорадиатор и распределительная труба должны быть соединены трубопроводом.
Для этого в плоскости одной из коренных опор в зоне установки маслорадиатора полый профиль в блоке цилиндров и соответственно расположенный над ним полый профиль в головке цилиндров имеют перемычки 10 и 11. Перемычка 10 разделяет полый профиль блока цилиндров на изолированные друг от друга части - верхнюю 12 и нижнюю 13. Соответственно перемычка 11 разделяет полый профиль головки цилиндров на изолированные друг от друга части - верхнюю 14 и нижнюю 15. Верхняя часть 12 полого профиля блока цилиндров и нижняя часть 15 полого профиля головки цилиндров имеют окна 16 и 17, выходящие соответственно в жидкостную полость 18 маслорадиатора 9 и к трубе 8 и расположенные между перемычками 10 и 11. Таким образом, верхняя часть 12 полого профиля блока цилиндров сообщается с жидкостной полостью 18 маслорадиатора 9, а нижняя часть 15 полого профиля головки цилиндров сообщается с трубой 8 (фиг.3). При этом верхняя изолированная часть 12 полого профиля блока цилиндров и соответственно расположенная над ней нижняя изолированная часть 15 полого профиля головки цилиндров образуют в плоскости коренной опоры канал 19, через который осуществляется подвод охлаждающей жидкости из маслорадиатора 9 в трубу 8.
Предпочтительно, чтобы перемычка 10 в полом профиле блока цилиндров располагалась насколько возможно позволяют конструктивные ограничения близко к головке цилиндров. Это позволяет уменьшить сопротивление трассы отвода охлаждающей жидкости из маслорадиатора 9 в трубу 8 и снизить массу, находящейся в двигателе охлаждающей жидкости.
Конструктивно одной полости может быть недостаточно, чтобы при работе двигателя обеспечить отвод от маслорадиатора 9 всей охлаждающей жидкости, подаваемой насосом 20. Это обеспечивается за счет выполнения двух каналов 19 (соответственно в плоскостях двух коренных опор), через которые одновременно отводится охлаждающая жидкость от маслорадиатора 9 в распределительную трубу 8. Для упрощения разводки подводящих путей от маслорадиатора к каналам 19 каналы выполнены в плоскостях соседних коренных опор (фиг.4).