Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания
Владельцы патента RU 2336428:
ФГОУ ВПО "Пензенская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Устройство содержит отдельно расположенные цилиндры, имеющие торцы, при этом соседние цилиндры в зоне верхней мертвой точки соединены высокопрочными металлическими пластинами с большим коэффициентом теплопередачи для лучшего отвода тепла от цилиндров в окружающую среду. Пластины расположены вдоль продольной оси блока цилиндров, причем для повышения жесткости соединения цилиндров толщина пластин соответствует расстоянию между внутренними поверхностями соседних ребер, ширина - длине ребра со стороны, обращенной к ребру соседнего цилиндра, а длина пластины - расстоянию между соседними цилиндрами с вычетом величины выступа ребер над наружной неоребренной поверхностью цилиндра. Технический результат - повышение вибростойкости цилиндров двигателя и снижение износа цилиндропоршневой группы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в многоцилиндровых ДВС с воздушным охлаждением, а также поршневых компрессорах.
Известен блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащий отдельно расположенные цилиндры, имеющие торцы и оребренную наружную поверхность [1].
Недостатком блока является низкая вибростойкость и, как следствие, повышенный износ рабочих поверхностей цилиндров.
Известен блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащий отдельно расположенные цилиндры, имеющие торцы [2].
Недостатком блока является низкая вибростойкость и, как следствие, повышенный износ рабочих поверхностей цилиндров.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания [3], содержащий отдельно расположенные цилиндры, имеющие торцы, причем по крайней мере один из торцов цилиндров выполнен со срезом наклонно к продольной оси цилиндра.
Недостатком блока является низкая вибростойкость цилиндров ДВС и сложность выполнения наклонных фасок и проточин, а также торцов цилиндров, сечение которых не лежит в одной плоскости. Кроме того, указанное техническое решение только снижает уровень акустических колебаний в цилиндре, но не устраняет их полностью.
Заявленное изобретение направлено на устранение отмеченных недостатков и от его применения получен следующий результат: повышение вибростойкости цилиндров ДВС и снижение износа деталей цилиндропоршневой группы.
Указанный технический результат достигается за счет применения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащего отдельно расположенные цилиндры, имеющие торцы и оребренную наружную поверхность, при этом соседние цилиндры в зоне верхней мертвой точки соединены высокопрочными металлическими пластинами, расположенными вдоль продольной оси блока цилиндров, причем число пластин на единицу меньше количества цилиндров в блоке, а толщина пластин соответствует расстоянию между внутренними поверхностями соседних ребер, ширина - длине ребра со стороны, обращенной к ребру соседнего цилиндра.
Новые отличительные признаки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания заключаются в том, что отдельно расположенные цилиндры в зоне верхней мертвой точки жестко соединены между собой высокопрочными металлическими пластинами, имеющими определенные геометрические размеры.
На фиг.1 показана схема расположения цилиндров однорядного двигателя внутреннего сгорания (все поршни показаны в верхней мертвой точке) с жесткими связями между соседними цилиндрами путем соединения их пластинами в зоне верхней мертвой точки: А - наружная оребренная поверхность цилиндра; Б - внутренняя рабочая поверхность цилиндра. На фиг.2 показана схема возмущающих сил при перекладке поршня в верхней мертвой точке: - средняя возмущающая сила; α - угол наклона поршня при его перекладке; h - зазор между поршневым кольцом и поршневой канавкой.
Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания содержит отдельно расположенные цилиндры 1, 2, 3 (фиг.1), имеющие торцы 4 и оребренную наружную поверхность А, при этом соседние цилиндры 1 и 2, 2 и 3 в зоне верхней мертвой точки соединены высокопрочными металлическими пластинами 5, расположенными вдоль продольной оси 6 блока цилиндров, причем число пластин на единицу меньше количества цилиндров в блоке, а толщина пластин соответствует расстоянию между внутренними поверхностями соседних ребер, ширина - длине ребра со стороны, обращенной к ребру соседнего цилиндра. В межреберном пространстве соседних цилиндров пластины 5 жестко закрепляются путем пайки, склейки или сварки с основным металлом цилиндров.
Применение на блоке цилиндров металлических пластин 5 проявляется при работе ДВС в момент перекладки поршня вблизи верхней мертвой точки.
В момент перекладки поршня в цилиндре, сопровождающийся его поворотом (относительно оси поршневого пальца) на угол α (фиг.2), происходит выборка зазора h между поршневыми кольцами и поршневыми канавками и появление возмущающей силы 
, которая, действуя через поршневое кольцо на внутреннюю рабочую поверхность Б цилиндра, вызывает его отклонение от вертикальной плоскости, перпендикулярной оси блока цилиндров. При появлении зазора h и исчезновении силы цилиндр занимает исходное положение. Периодическое появление силы вызывает колебания (вибрации) цилиндра, что увеличивает износ деталей цилиндропоршневой группы. Так как зоной формирования возмущающей силы (динамической нагрузки) в момент перекладки поршня является зона верхней мертвой точки, то установка «жестких» пластин между соседними цилиндрами ограничивает их смещение от вертикальной оси и относительно друг друга, что приводит к повышению вибростойкости как отдельных цилиндров, так и блока в целом.
Геометрические размеры, месторасположение и материал соединительных пластин выбирают таким образом, чтобы обеспечить максимальную жесткость конструкции в плоскости перекладки поршня в цилиндре.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Архангельский Б.Е. Трактор Т-40. / Б.Е.Архангельский, А.С.Балаев, К.Н.Виноградов и др. - М.: Колос, 1964. - С.11-17.
2. Патент №19812831 Германия, МПК F02F 7/00. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания; опубл. 1999.
3. Патент №2230920 Россия, МПК F02В 77/13, F02F 1/18. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания. / Б.П.Гриценко, В.В.Беспалов.; опубл. 2002.
1. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащий отдельно расположенные цилиндры, имеющие торцы и оребренную наружную поверхность, отличающийся тем, что соседние цилиндры в зоне верхней мертвой точки соединены высокопрочными металлическими пластинами, расположенными вдоль продольной оси блока цилиндров, при этом число пластин на единицу меньше количества цилиндров в блоке.
2. Блок цилиндров по п.1, отличающийся тем, что толщина пластин соответствует расстоянию между внутренними поверхностями соседних ребер, а ширина пластин - длине ребра со стороны, обращенной к ребру соседнего цилиндра.
