Двигатель внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: двигатель внутреннего сгорания содержит головку 1 цилиндров, поршень 2 с поршневыми кольцами 3, шатун 4, коленчатый вал 5, гильзу 6 цилиндра, блок-картер 7 с выполненными в нем резьбовыми отверстиями 8 под крепежные элементы 9, присоединяющие головку 1 цилиндров к блок-картеру 7. Резьбовые отверстия 8 под крепежные элементы 9, расположенные в блок-картере 7, выполнены таким образом, что расстояние между плоскостью 10, перпендикулярной оси 11 резьбовых отверстий 8 и проведенной в пределах резьбового участка 12, и плоскостью 13, перпендикулярной оси 14 цилиндра и проходящей через ось коленчатого вала 5, не превышает расстояния между торцовой поверхностью 15 нижнего поршневого кольца 3 при положении поршня 2 в нижней мертвой точке и плоскостью 13, перпендикулярной оси 14 цилиндра и проходящей через ось коленчатого вала 5. Двигатель имеет повышенную жесткость блок-картера. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностpоения и может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий головку цилиндров, поршень с поршневыми кольцами, шатун, коленчатый вал, гильзу цилиндра, блок-картер с выполненными в нем резьбовыми отверстиями под крепежные элементы, непосредственно прилегающими к опорной поверхности блок-картера, а также крепежные элементы, присоединяющие головку цилиндров к блок-картеру.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий головку цилиндров, поршень с поршневыми кольцами, шатун, коленчатый вал, гильзу цилиндра, блок-картер с выполненными в нем резьбовыми отверстиями, несколько удаленными от опорной поверхности блок-картера, а также крепежные элементы, присоединяющие головку цилиндров к блок-картеру.

Описанное решение принято за прототип.

Недостатком описанных решений является то, что в известных конструкциях при ввертывании крепежных элементов, присоединяющих головку цилиндров к блок-картеру, в резьбовые отверстия, выполненные в блок-картере, усилия затяжки крепежных элементов через резьбу резьбового участка передаются в зону блок-картера, расположенную в пределах участка контакта поршневых колец с гильзой цилиндра, где и происходит концентрация напряжений затяжки крепежных элементов.

Следствием же этого является то, что деформации подвергается именно та зона блок-картера, а значит и гильзы цилиндра, которая расположена в пределах участка контакта поршневых колец и гильзы цилиндра.

Кроме того, при работе двигателя крепежные элементы, присоединяющие головку цилиндров к блок-картеру, а значит и резьбовые участки отверстий, нагружаются силой давления газов и силой, возникающей из-за неравенства температур и коэффициентов линейного расширения материалов головки цилиндров, блок-картера, гильзы цилиндра, крепежных элементов, присоединяющих головку цилиндров к блок-картеру.

Таким образом, при работе двигателя в зоне резьбового отверстия происходит концентрация дополнительных напряжений от вышеуказанных сил, что вызывает дополнительную деформацию блок-картера.

Таким образом, при монтаже и работе двигателя происходит деформация зоны блок-картера, расположенной в пределах участка контакта поршневых колец с гильзой цилиндра, а следовательно, и собственно гильзы цилиндра.

Нарушение же геометрической формы гильзы цилиндра приводит к повышенным износам пары гильза-кольцо, что приводит к снижению механического КПД двигателя, топливной экономичности, надежности и долговечности.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности двигателя путем повышения жесткости блок-картера.

Поставленная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем головку цилиндров, поршень с поршневыми кольцами, шатун, коленчатый вал, гильзу цилиндра, блок-картер с выполненными в нем резьбовыми отверстиями под крепежные элементы, а также крепежные элементы, присоединяющие головку цилиндров к блок-картеру, отверстия под крепежные элементы выполнены таким образом, что расстояние между плоскостью, перпендикулярной оси отверстия и проведенной в пределах резьбового участка, и плоскостью, перпендикулярной оси цилиндра и проходящей через ось коленчатого вала, не превышает расстояния между торцовой поверхностью нижнего поршневого кольца при положении поршня в нижней мертвой точке и плоскостью, перпендикулярной оси цилиндра и проходящей через ось коленчатого вала.

Выполнение двигателя с отвеpстиями под кpепежные элементы, pасположенными в блок-картере и выполненными таким образом, что расстояние между плоскостью, перпендикулярной оси отверстия и проведенной в пределах резьбового участка, и плоскостью, перпендикулярной оси цилиндра и проходящей через ось коленчатого вала, не превышает расстояния между торцовой поверхностью нижнего поршневого кольца при положении поршня в нижней мертвой точке и плоскостью, перпендикулярной оси цилиндра и проходящей через ось коленчатого вала, позволяет повысить надежность и долговечность двигателя, благодаря повышению жесткости блок-картера, обеспечивающей неизменность геометрической формы гильзы цилиндра при установке гильзы цилиндра в блок-картер.

Кроме того, при работе двигателя крепежные элементы, присоединяющие головку цилиндров к блок-картеру, а значит и резьбовые участки отверстий, нагружаются силой давления газов и силой, возникающей из-за неравенства температур и коэффициентов линейного расширения материалов головки цилиндров, блок-картера, гильзы цилиндра, крепежных элементов, присоединяющих головку цилиндров к блок-картеру. Поскольку резьбовые участки отверстий выполнены в зоне блок-картера, расположенной вне участка контакта гильзы цилиндра с поршневыми кольцами, то и концентрация напряжений от вышеуказанных сил, следовательно и деформация блок-картера происходят вне участка контакта гильзы цилиндра с поршневыми кольцами. Сохранение же неизменной геометрической формы гильзы цилиндра, то есть не превышение допуска на диаметр цилиндра после затяжки крепежных элементов, присоединяющих головку цилиндров к блок-картеру, по сравнению с допуском на диаметр цилиндра, принятым при его изготовлении, особенно на участке контакта поршневых колец с гильзой цилиндра, позволяет снизить удельное давление поршневых колец на гильзу цилиндра, а значит снизить износ пары гильза-кольцо, что ведет к повышению механического КПД двигателя.

Кроме того, сохранение неизменной геометрической формы гильзы цилиндра на участке контакта поршневых колец с гильзой цилиндра позволяет также исключить прорыв рабочих газов в картер и тем самым повысить топливную экономичность двигателя за счет снижения расхода топлива.

На чертеже изображен предлагаемый двигатель в разрезе.

Двигатель внутреннего сгорания содержит головку 1 цилиндров, поршень 2 с поршневыми кольцами 3, шатун 4, коленчатый вал 5, гильзу 6 цилиндра, блок-картер 7 с выполненными в нем резьбовыми отверстиями 8 под крепежные элементы 9, присоединяющие головку 1 цилиндров к блок-картеру 7. Отверстия 8 под крепежные элементы 9, расположенные в блок-картере 7, выполнены таким образом, что расстояние между плоскостью 10, перпендикулярной оси 11 отверстия 8 и проведенной в пределах резьбового участка 12, и плоскостью 13, перпендикулярной оси 14 цилиндра и проходящей через ось О коленчатого вала 5, не превышает расстояния между торцовой поверхностью 15 нижнего поршневого кольца 3 при положении поршня 2 в нижней мертвой точке и плоскостью 13, перпендикулярной оси 14 цилиндра и проходящей через ось О коленчатого вала 5. При ввертывании крепежных элементов 9, присоединяющих головку 1 цилиндров к блок-картеру 7, в резьбовые отверстия 8, выполненные в блок-картере 7, усилия затяжки крепежных элементов 9 через резьбу резьбового участка 12 передаются в зону блок-картера 7, удаленную от плоскости 13, перпендикулярной оси 14 цилиндра и проходящей через ось О коленчатого вала 5, на меньшее расстояние, чем торцовая поверхность 15 нижнего поршневого кольца 3 при положении поршня 2 в нижней мертвой точке, и, следовательно, расположенную вне участка контакта поршневых колец 3 с гильзой 6 цилиндра.

Таким образом, при монтаже двигателя концентрация напряжений затяжки крепежных элементов 9, присоединяющих головку 1 цилиндров к блок-картеру 7, происходит в зоне блок-картера 7, расположенной вне участка контакта поршневых колец 3 с гильзой 6 цилиндра. Поэтому при монтаже двигателя участок гильзы 6 цилиндра, контактирующий с поршневыми кольцами 3, сохраняет неизменной форму поверхности, достигнутую при изготовлении гильзы 6 цилиндра.

Кроме того, при работе двигателя крепежные элементы 9, присоединяющие головку 1 цилиндров к блок-картеру 7, а значит и резьбовые участки 12 отверстий 8, нагружаются силой давления газов и силой, возникающей из-за неравенства температур и коэффициентов линейного расширения материалов головки 1 цилиндров блок-картера 7, гильзы 6 цилиндра, крепежных элементов 9, присоединяющих головку 1 цилиндров к блок-картеру 7. Однако поскольку резьбовой участок 12 отверстия 8 расположен вне участка контакта поршневых колец 3 с гильзой 6 цилиндра, то деформация блок-картера 7 вследствие концентрации напряжений от вышеуказанных сил не приводят к деформации гильзы 6 цилиндра в пределах участка контакта поршневых колец 3 с гильзой цилиндра.

Выполнение двигателя описанным выше образом позволяет за счет повышения жесткости блок-картера увеличить надежность и долговечность двигателя и, кроме того, повысить его топливную экономичность и механический КПД.

Формула изобретения

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий головку цилиндров, блок-картер, размещенные в расточках блока гильзы, в каждой из которых установлен с возможностью перемещения поршень с комплектом поршневых колец, кинематически связанный с коленчатым валом двигателя, причем в головке и блоке выполнены отверстия с резьбовыми участками для размещения крепежных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности путем повышения жесткости блока, отверстия под крепежные элементы выполнены так, что расстояние между плоскостью, проведенной в пределах резьбового участка и перпендикулярной к оси отверстия, и плоскостью, перпендикулярной к оси цилиндра и проходящей через ось коленчатого вала, не превышает расстояния между торцевой поверхностью нижнего поршневого кольца при положении поршня в нижней мертвой точке и плоскостью, перпендикулярной к оси цилиндра и проходящей через ось коленчатого вала.

РИСУНКИ

Рисунок 1