ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С РЯДНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ЦИЛИНДРОВ

Полезная модель относится к области энергетического машиностроения, а именно к двигателестроению, и предназначена для использования в дизель-генераторных установках транспортно-технологических средств.
В области энергетического машиностроения остро стоит проблема размеров дизельных двигателей и дизель-генераторов в связи с ограниченными габаритными размерами подкапотного пространства, контейнера и машинного отделения объектов эксплуатации. Следовательно, в дизелестроении важную роль играют компоновочные решения по уменьшению габаритных размеров двигателей.
Из уровня техники известны рядные дизельные двигатели различных компоновок, которые являются приводом различных устройств и механизмов.
Известен рядный двигатель внутреннего сгорания (далее - ДВС) с турбонаддувом, содержащий впускной коллектор, расположенный в правой части двигателя (если смотреть со стороны, противоположной стороне отбора мощности), и турбокомпрессор, установленный в левой части двигателя. Впускной коллектор подсоединен к впускным отверстиям цилиндров, а также разъемным соединением подключен к патрубку турбокомпрессора (http://dizelmmz.ru/d/797360/d/dvigateli_d260.1_d260.2_d260.4_d260.7_d260.9_d260.14.pdf).
Компоновка известного устройства содержит ряд недостатков в части расположения впускного и выпускного коллекторов. Так, выпускной коллектор увеличивает габаритный размер по ширине верхней части ДВС. Кроме того, не использована часть пространства в правой части двигателя под впускным коллектором (если смотреть со стороны, противоположной стороне отбора мощности).
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является шестицилиндровый дизельный двигатель внутреннего сгорания с рядным расположением цилиндров, содержащий блок-картер, коленчатый вал, имеющий на переднем носке демпфер крутильных колебаний и шестерню привода масляного насоса, водяных насосов, гидромуфты, распределительного вала и топливного насоса, а на заднем - полумуфту наружную, регулятор скорости, систему смазки с масляным поддоном, масляным насосом, клапаном редукционным, маслоприемником, масляным фильтром, масляным полнопоточным фильтром, агрегатом маслозакачивающим, охладителем масла (водомасляным охладителем) и масляными каналами, систему питания топливом с топливным насосом высокого давления, насосом топливоподкачивающим, топливным фильтром, форсунками, трубопроводами низкого и высокого давления. Известный двигатель содержит систему охлаждения, имеющую центробежные водяные насосы, гидромуфту, водяные терморегуляторы и водяные каналы, систему турбонаддува с одним турбокомпрессором, устройством охлаждения наддувочного воздуха (далее ОНВ), выпускным коллектором, впускными патрубками и коллекторами (http://vdm-plant.ru/docs/RA_SA_20_25.pdf).
К недостаткам известного технического решения относится то, что двигатель содержит одно устройство ОНВ, которое для полноценного выполнения функции охлаждения выполнено «переразмеренным» и расположено под углом относительно оси двигателя и впускного и выпускного коллекторов. Кроме того, впускной коллектор представляет собой единый патрубок цилиндрической формы, подсоединяемый к впускным отверстиям цилиндров, а также разъемным соединением подключен к патрубку отвода воздуха от устройства ОНВ, что увеличивает габаритный размер двигателя по ширине. Также компоновка известного двигателя предусматривает последовательное по горизонтали расположение выпускного коллектора, головок цилиндров и впускного коллектора (если смотреть со стороны, противоположной стороне отбора мощности): выпускной коллектор - головки цилиндров - впускной коллектор, что неизбежно увеличивает габаритный размер двигателя по ширине.
Техническим результатом является уменьшение габаритного размера дизельного двигателя по ширине.
Технический результат достигается тем, что известный дизельный двигатель с рядным расположением цилиндров, установленных на блок-картере, выполненном литым, содержит устройство газотурбинного наддува, в том числе турбокомпрессор, установленный в задней части двигателя. Также известный дизельный двигатель содержит впускной коллектор наддувочного воздуха, впускные воздушные патрубки, расположенные выше уровня блок-картера, выпускной коллектор, устройство охлаждения наддувочного воздуха.
Новым является то, что дизельный двигатель с рядным расположением цилиндров дополнительно содержит устройство охлаждения наддувочного воздуха. Впускной коллектор наддувочного воздуха выполнен в виде полости в отливке блок-картера, в верхней боковой его части. Полость, по форме повторяющая контур блок-картера, содержит окна для прохождения наддувочного воздуха в головки цилиндров и технологические заглушки с переднего и заднего торцов блок-картера. При этом в верхней боковой части блок-картера выполнены опорные приливы для установки устройств охлаждения наддувочного воздуха. Опорные приливы содержат сквозные полости, которые сверху полностью перекрыты устройствами охлаждения наддувочного воздуха, а снизу выполнены переходящими в полость блок-картера.
Также новым является то, что выпускной коллектор расположен по горизонтали между впускными воздушными патрубками, устройствами охлаждения наддувочного воздуха и рядом цилиндров.
Также новым является то, что устройства охлаждения наддувочного воздуха установлены параллельно впускному и выпускному коллекторам, а также ряду цилиндров.
Конструкция заявляемого двигателя содержит два устройства охлаждения наддувочного воздуха, которые выполнены с минимально возможным для сохранения эффективности размером по ширине. Такое техническое решение позволяет расположить их параллельно впускному и выпускному коллекторам, а также ряду цилиндров, что, в свою очередь, уменьшает габаритный размер двигателя по ширине.
Для уменьшения габаритных размеров двигателя в отливке блок-картера, в верхней боковой части, предусмотрена полость с функцией впускного коллектора, по форме повторяющая контур блок-картера. Для выполнения функции впускного коллектора данная полость содержит окна для прохождения наддувочного воздуха в головки цилиндров, а также технологические заглушки с переднего и заднего торцов блок-картера. Кроме этого, в верхней боковой части блок-картера предусмотрены два опорных прилива, содержащие сквозные полости, которые предназначены для выполнения функции подачи наддувочного воздуха во впускной коллектор. Для этого они сверху полностью перекрыты устройствами охлаждения наддувочного воздуха, а снизу выполнены переходящими в полость (впускной коллектор) блок-картера. Причем для уменьшения ширины двигателя по сравнению с прототипом, предусмотрена последовательность расположения компонентов двигателя по горизонтали: впускной коллектор - выпускной коллектор - головки цилиндров. Таким образом, выпускной коллектор расположен по горизонтали между впускными воздушными патрубками, устройствами охлаждения наддувочного воздуха и рядом цилиндров, что обеспечивает уменьшение габаритного размера по ширине.
Сущность заявленной полезной модели поясняется представленными графическими материалами:
на фиг. 1 - общий вид дизельного двигателя, вид слева спереди;
на фиг. 2 - общий вид дизельного двигателя, вид сверху;
на фиг. 3 - поперечный разрез дизельного двигателя, вид спереди;
на фиг. 4 - продольный разрез дизельного двигателя, вид слева;
на фиг. 5 - поперечный разрез дизельного двигателя, вид сзади.
Дизельный двигатель (фиг. 1 - фиг. 5) с расположением цилиндров в ряд 1 содержит индивидуальные головки 2.1-2.6 цилиндров, блок-картер 3, автоматический масляный фильтр 4, впускной коллектор 5 наддувочного воздуха, выходное окно 6.1-6.6 для прохождения надувочного воздуха в головки цилиндров, впускные воздушные патрубки 7.1-7.5, турбокомпрессор 8, выпускной газовый патрубок 9, выпускной коллектор 10, устройства 11.1, 11.2 промежуточного охлаждения наддувочного воздуха, технологические заглушки 12.1, 12.2 полости блок-картера 3, опорные приливы 13.1, 13.2 со сквозными полостями 14.1, 14.2, водомасляный теплообменник 15, опоры 16.1-16.4 двигателя.
Полезная модель представлена следующим образом.
6-цилиндровый дизельный двигатель выполняют с рядным 1 расположением цилиндров. Основную корпусную деталь двигателя - блок-картер 3 - выполняют из чугуна марки ВЧ 50 ГОСТ 7293-85 методом литья, вместе с полостью, которая выполняет функцию впускного коллектора 5 наддувочного воздуха. Для уменьшения габаритных размеров блок-картера 3 впускной коллектор 5 в виде полости располагают в верхней боковой части двигателя. Форму впускного коллектора 5 выполняют в соответствии с контуром блок-картера 3. С целью уменьшения габаритных размеров двигателя и осуществления полостью функции впускного коллектора технологические отверстия, расположенные в полости, перекрывают заглушками 12.1, 12.2 с переднего и заднего торцов блок-картера 3. С этой же целью в полости 5, выполняющей функцию впускного коллектора, под всеми головками цилиндров выполняют окна 6.1-6.6 для прохождения наддувочного воздуха в головки цилиндров. С целью уменьшения габаритных размеров двигателя по ширине на двигатель устанавливают два устройства 11.1, 11.2 ОНВ, которые выполнены с минимально возможным для сохранения эффективности размером по ширине. Устройства 11.1, 11.2 ОНВ устанавливают параллельно впускному коллектору 5 и выпускному коллектору 10, а также ряду 1 цилиндров. При этом выпускной коллектор 10 располагают между рядом 1 цилиндров и впускными воздушными патрубками 7.1-7.5.
На двигателе устанавливают индивидуальные головки 2.1-2.6 цилиндров с центральным расположением топливной форсунки. Наддувочный воздух от турбокомпрессора 8 подают по впускным воздушным патрубкам 7.1-7.5 к устройствам 11.1 и 11.2 промежуточного охлаждения наддувочного воздуха. В верхней части блок-картера 3 с левого торца, над автоматическим масляным фильтром 4 и водомасляным теплообменником 15, выполняют два боковых опорных прилива 13.1 и 13.2, на которые устанавливают устройства 11.1, 11.2 охлаждения наддувочного воздуха. С целью прохождения наддувочного воздуха каждый опорный прилив 13.1, 13.2 снабжен сквозными полостями 14.1, 14.2, которые переходят во впускной коллектор 5 наддувочного воздуха. Сверху сквозные полости опорных приливов полностью перекрыты устройствами 11.1 и 11.2 ОНВ, а снизу выполнены переходящими в полость блок-картера. Наддувочный воздух поступает во впускной коллектор 5 и далее, через выходные окна 6, к головкам цилиндров. После процесса сгорания отработавшие газы поступают в выпускной коллектор 10, расположенный по горизонтали между впускными патрубками 7.1-7.5 и рядом 1 цилиндров, а затем по выпускному газовому патрубку 9 поступают к турбине турбокомпрессора 8.
Для установки двигателя выполняют четыре опоры 16.1-16.4 и располагают по две с каждого торца двигателя.
Заявленная полезная модель «Дизельный двигатель с рядным расположением цилиндров» прошла стендовые испытания в качестве опытного образца, о чем составлен соответствующий акт. Полезная модель изготовлена в промышленных условиях и предназначена для использования в промышленных условиях, что позволяет считать заявленную полезную модель соответствующей критерию патентоспособности «промышленная применимость».