Система водяного охлаждения головки блока цилиндров двигателя



Система водяного охлаждения головки блока цилиндров двигателя
Система водяного охлаждения головки блока цилиндров двигателя
Система водяного охлаждения головки блока цилиндров двигателя

 


Владельцы патента RU 2625894:

АНЬХОЙ ЦЗЯНХУАЙ ОТОМОБИЛ ГРУП КОРП., ЛТД (CN)

Изобретение относится к системе водяного охлаждения головки блока цилиндров двигателя. В головке цилиндров образована полость для охлаждающей воды. Полость для охлаждающей воды делится промежуточной перегородкой на полость для воды верхнего уровня и полость для воды нижнего уровня. Охлаждающая вода поступает в полость для воды нижнего уровня через отверстие для впуска воды. Между полостью для воды верхнего уровня и полостью для воды нижнего уровня расположено сообщающее отверстие, через которое охлаждающая вода поступает из полости для воды нижнего уровня в полость для воды верхнего уровня. В системе водяного охлаждения для головки блока цилиндров двигателя охлаждающая жидкость, находящаяся в головке блока цилиндров, охлаждает низ головки блока цилиндров в наибольшей степени. При этом отверстие для залива воды расположено под каналом для выпуска воздуха, а сообщающее отверстие между двумя уровнями кожухов водяного охлаждения расположено рядом с каналом для впуска воздуха, за счет чего охлаждающая жидкость поступает в головку блока цилиндров с нижней стороны канала для выпуска воздуха; в головке блока цилиндров охлаждающая жидкость протекает через область между каналом для выпуска воздуха и головкой блока цилиндров, область между каналами для выпуска воздуха и область между каналом для выпуска воздуха и каналом для впуска воздуха, а затем поступает в кожух водяного охлаждения верхнего уровня головки блока цилиндров со стороны впуска воздуха, за счет чего полностью охлаждается высокотемпературная область вокруг канала для выпуска воздуха. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения головки блока цилиндров и увеличение срока службы головки блока цилиндров. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к автомобильным двигателям, в частности - к головке блока цилиндров двигателя, а именно - к системе водяного охлаждения головки блока цилиндров двигателя.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] В традиционной конструкции головки блока цилиндров двигателя в головке блока цилиндров располагаются канал для впуска воздуха, канал для выпуска воздуха, приливы для болтов, отверстие для установки инжектора и другие детали. Имеется полость, ограниченная наружными поверхностями канала для впуска воздуха, канала для выпуска воздуха, приливов для болтов, отверстия для установки инжектора и внутренней поверхностью головки блока цилиндров. Вода для охлаждения втекает в полость таким образом, чтобы охлаждать головку блока цилиндров и соответствующие детали. Отверстие для впуска воды головки блока цилиндров расположено на периферии блока цилиндров в нижней поверхности головки блока цилиндров. В соответствии с фактическими потребностями, к зонам, в наибольшей степени нуждающимся в усиленном охлаждении, относятся нижняя поверхность головки блока цилиндров, переходная зона возле отверстия для установки инжектора и область возле канала для выпуска воздуха.

[0003] В существующей головке блока цилиндров имеется два вида полостей, в которые втекает вода для охлаждения - полость для воды одноуровневой конструкции и полость для воды двухуровневой конструкции. В полости для воды одноуровневой конструкции, после поступления воды для охлаждения в головку блока цилиндров через отверстия для впуска воды, поток воды непосредственно ударяется о верхнюю часть головки блока цилиндров, после чего внизу головки блока цилиндров, вероятно, создается пустотелое пространство, но так как нижняя поверхность головки блока цилиндров представляет собой область, больше всего нуждающуюся в усиленном охлаждении, возможности улучшения охлаждающего действия, создаваемого системой водяного охлаждения полости для воды одноуровневой конструкции для головки блока цилиндров, являются ограниченными.

[0004] Наиболее широко распространена двухуровневая конструкция полости для воды. Требования к выбросам выхлопных газов двигателя становятся все более жесткими, в особенности - в связи с ростом экологических проблем. Для удовлетворения строгим требованиям в отношении выбросов, все выше становится степень усиления двигателя. В то же время головка блока цилиндров представляет собой тонкостенную литую деталь, жесткость и прочность которой относительно невысоки; кроме того, в связи с технологическими требованиями к головке блока цилиндров, литая деталь разделяется на два уровня, причем центральное место при изготовлении занимают воздушные каналы. При литье песчаные литейные стержни двухуровневых полостей для воды сцепляются друг с другом, в связи с чем между двумя уровнями полостей для воды неизбежно образуется облой, что увеличивает процент брака.

[0005] В двухуровневой конструкции полости для воды головки блока цилиндров охлаждающая вода обычно подается через канал охлаждающей воды. В целях повышения эффективности охлаждения головки блока цилиндров охлаждающая вода одновременно поступает из отверстия для впуска воды в полость для воды верхнего уровня и в полость для воды нижнего уровня через канал для охлаждающей воды. Однако при такой конструкции добавляется один канал для ввода охлаждающей воды в полость для воды верхнего уровня, что увеличивает объем головки блока цилиндров или уменьшает объем полости для воды в головке блока цилиндров, и оказывает незначительное влияние на фактическую эффективность охлаждения.

[0006] В китайской патентной заявке №200810235221.1 раскрывается высокопрочная головка блока цилиндров с двухуровневым каналом подачи воды, техническое решение которой предусматривает следующее: головка блока цилиндров содержит верхнее и нижнее днища; головка блока цилиндров снабжена отверстием для установки масляного инжектора; в головке блока цилиндров вокруг отверстия для установки масляного инжектора предусмотрено множество газовых каналов; нижнее днище головки блока цилиндров снабжено отверстием для впуска воды; верхнее днище снабжено отверстием для выпуска воды; в головке блока цилиндров предусмотрена полость для охлаждающей воды; в головке блока цилиндров предусмотрена промежуточная перегородка, которая делит полость для охлаждающей воды на верхнюю и нижнюю полости для воды; между отверстием для установки масляного инжектора и газовым каналом предусмотрены верхняя и нижняя соединительные полости для воды; между верхней и нижней соединительными полостями для воды предусмотрена укрепляющая перегородка; и укрепляющая перегородка снабжена сообщающим отверстием, объединяющим верхнюю и нижнюю соединительные полости для воды в единое целое. Отверстие для впуска воды соединено с нижней полостью для воды. Отверстие для выпуска воды соединено с верхней полостью для воды. Хотя это техническое решение повышает эффективность охлаждения, оно не лишено некоторых недостатков, к которым, в частности, относятся прерывание пути подачи охлаждающей воды сообщающим отверстием, объединяющим верхнюю и нижнюю соединительные полости для воды, и наличие некоторой замкнутой циркуляции в частях головки блока цилиндров, удаленных от отверстия для выпуска воды, что снижает эффективность охлаждения.

[0007] Имеет место несоответствие между охлаждением нижней и верхней частей головки блока цилиндров; кроме того, на стороне впуска воздуха и на стороне выпуска воздуха существуют различные требования к охлаждению. Это связано с тем, что нижняя часть головки блока цилиндров контактирует с газом, имеющим высокую температуру, а выхлопные газы, поступающие в канал для выпуска воздуха, могут еще больше нагревать сторону выпуска воздуха; таким образом, еще одним путем к повышению надежности головки блока цилиндров является снижение тепловой нагрузки на сторону выпуска воздуха.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Настоящее изобретение представляет полость для воды головки блока цилиндров двигателя, которая может изменять путь течения охлаждающей жидкости с тем, чтобы улучшить охлаждение головки блока цилиндров и увеличить срок службы головки блока цилиндров.

[0009] Еще одной целью настоящего изобретения является создание головки блока цилиндров двигателя, имеющего вышеуказанную полость для воды.

[0010] Настоящее изобретение достигается с помощью следующих технических решений.

[0011] Система водяного охлаждения для головки блока цилиндров двигателя содержит объединенную формованную головку блока цилиндров двигателя, имеющую по меньшей мере четыре цилиндра, где головка блока цилиндров снабжена отверстием для установки масляного инжектора, двумя каналами для впуска воздуха и двумя каналами для выпуска воздуха, расположенными по периферии отверстия для установки инжектора, и полостью для охлаждающей воды, ограниченной внутренней поверхностью головки блока цилиндров, наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха и наружной поверхностью отверстия для установки инжектора; где полость для охлаждающей воды головки блока цилиндров делится промежуточной перегородкой на полость для воды верхнего уровня и полость для воды нижнего уровня; отверстие для выпуска воды ограничено с одного конца полостью для воды верхнего уровня, отверстия для впуска воды равномерно распределены по нижней поверхности головки блока цилиндров в полости для воды нижнего уровня вдоль блока цилиндров; охлаждающая вода поступает в полость для воды нижнего уровня через отверстие для впуска воды; между полостью для воды верхнего уровня и полостью для воды нижнего уровня расположено сообщающее отверстие, а охлаждающая вода в полости для воды нижнего уровня поступает в полость для воды нижнего уровня через сообщающее отверстие;

полость для воды верхнего уровня состоит из верхней полости для воды между внутренней стенкой головки блока цилиндров и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, верхней переходной зоны между наружной поверхностью отверстия для установки инжектора и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, и верхней соединительной полости для воды, которая сообщается с верхней полостью для воды и верхней переходной зоной;

полость для воды нижнего уровня состоит из нижней полости для воды между внутренней стенкой головки цилиндра и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, нижней переходной зоны между наружной поверхностью отверстия для установки инжектора и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, и нижней соединительной полости для воды, которая сообщается с нижней полостью для воды и нижней переходной зоной;

сообщающее отверстие соединяет верхнюю полость для воды с нижней полостью для воды.

[0012] Головка второго цилиндра и головка третьего цилиндра содержат дополнительные наклонные сообщающие отверстия, которые соединяют нижнюю соединительную полость для воды головки первого цилиндра возле головки второго цилиндра с верхней полостью для воды головки второго цилиндра, и нижнюю соединительную полость для воды головки второго цилиндра возле головки третьего цилиндра с верхней полостью для воды головки третьего цилиндра, соответственно.

[0013] Сообщающее отверстие снаружи от каналов для впуска воздуха и направлено в сторону от отверстия для установки инжектора.

[0014] Рядом с каналами для выпуска воздуха предусмотрено вспомогательное отверстие для залива воды.

[0015] В двух сторонах каждого канала для впуска воздуха или каждого канала для выпуска воздуха имеются две верхние соединительные полости для воды и две нижние соединительные полости для воды.

[0016] Полость для воды нижнего уровня содержит по меньшей мере четыре пути следования охлаждающей воды, которыми, соответственно, являются:

первый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, затем направляется по нижней соединительной полости для воды и поступает в нижнюю переходную зону возле отверстия для установки инжектора, а затем поступает к путям следования воды полости нижнего уровня головки соседнего цилиндра через нижнюю соединительную полость для воды возле головки соседнего цилиндра;

второй путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода, поступающая в нижнюю полость для воды, протекает вдоль внутренней стенки головки блока цилиндров и нижней поверхности головки блока цилиндров, затем течет к сообщающему отверстию и поступает в верхнюю полость для воды;

третий путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, а затем течет к путям следования воды полости нижнего уровня головки соседнего цилиндра;

четвертый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, затем направляется по нижней соединительной полости для воды и поступает в нижнюю переходную зону возле отверстия для установки инжектора, а затем поступает в верхнюю полость для воды через нижнюю соединительную полость для воды возле головки соседнего цилиндра и через наклонное сообщающее отверстие.

[0017] Полость для воды верхнего уровня содержит по меньшей мере два пути подачи охлаждающей воды, которыми, соответственно, являются:

пятый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода поступает в верхнюю полость для воды через сообщающее отверстие, поступает в верхнюю переходную зону через верхнюю соединительную полость для воды, затем течет к путям следования воды полости верхнего уровня головки соседнего цилиндра и собирается к отверстию для выпуска воды;

шестой путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода поступает в верхнюю полость для воды через сообщающее отверстие, протекает мимо внутренней стенки головки блока цилиндров и наружной поверхности каналов для впуска воздуха или наружной поверхности каналов для выпуска воздуха, а затем течет к путям следования воды полости верхнего уровня головки соседнего цилиндра и собирается к отверстию для выпуска воды.

[0018] Отверстие для впуска воды включает основное отверстие для впуска воды и вспомогательное отверстие для впуска воды; как основное, так и вспомогательное отверстия для впуска воды, предусмотрены под каналами для выпуска воздуха; сечения вспомогательных отверстий для выпуска воды постепенно увеличиваются в направлении от головки цилиндра, удаленной от отверстия для выпуска воды, к головке цилиндра, ближней к отверстию для выпуска воды.

[0019] Описываемое изобретение обладает следующими преимуществами, по сравнению с уровнем техники.

[0020] Имеет место несоответствие между охлаждением нижней и верхней частей головки блока цилиндров; кроме того, на стороне впуска воздуха и на стороне выпуска воздуха существуют различные требования к охлаждению. Это связано с тем, что нижняя часть головки блока цилиндров контактирует с газом, имеющим высокую температуру, а выхлопные газы, поступающие в канал для выпуска воздуха, могут еще больше нагревать сторону выпуска воздуха; таким образом, еще одним путем к повышению надежности головки блока цилиндров является снижение тепловой нагрузки на сторону выпуска воздуха. Настоящее изобретение представляет головку блока цилиндров с двухуровневой полостью для воды, благодаря которой охлаждающая жидкость в головке блока цилиндров охлаждает низ головки цилиндров в наибольшей степени. При этом отверстие для залива воды головки блока цилиндров располагается под каналами для выпуска воздуха, сообщающее отверстие между двумя уровнями полостей для воды размещено со стороны каналов для впуска воздуха, за счет чего охлаждающая жидкость поступает в головку блока цилиндров из положения ниже каналов для выпуска воздуха; в головке блока цилиндров, охлаждающая жидкость протекает мимо области между каналами для выпуска воздуха и головкой блока цилиндров, области между каналами для выпуска воздуха и области между каналами для выпуска воздуха и каналами для впуска воздуха, а затем поступает в полость для воды верхнего уровня головки блока цилиндров со стороны впуска воздуха. При этом некоторая часть охлаждающей жидкости втекает в головку соседнего цилиндра. При такой конструкции, высокотемпературная область вокруг каналов для выпуска воздуха охлаждается в достаточной степени.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0021] Фиг. 1 представляет собой схематичное изображение поперечного сечения головки блока цилиндров по настоящему изобретению.

[0022] Фиг. 2 представляет собой сечение сообщающего отверстия по настоящему изобретению.

[0023] Фиг. 3 представляет собой вид сверху полости для воды верхнего уровня головки блока цилиндров по настоящему изобретению.

[0024] Фиг. 4 представляет собой вид сверху полости для воды нижнего уровня головки блока цилиндров по настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0025] Ниже подробно описаны варианты осуществления заявленного технического решения. Следует отметить, что описанные ниже варианты осуществления приведены исключительно для примера и используются только для иллюстрации и пояснения технических решений настоящего изобретения, но не могут считаться ограничивающими эти технические решения.

[0026] На Фиг. 1-4 показана система водяного охлаждения для головки блока цилиндров двигателя, под которой понимается головка блока цилиндров, включающая головки цилиндров с первого по четвертый четырехцилиндрового двигателя. В центре головки каждого цилиндра выполнено отверстие 3 для установки инжектора. Два канала для впуска воздуха и два канала для выпуска воздуха 4 расположены в форме ромба по периферии отверстия 3 для установки инжектора. Головка блока цилиндров имеет полую внутри конструкцию, где наружная поверхность каналов для впуска воздуха, наружная поверхность каналов для выпуска воздуха и наружная поверхность отверстия для установки инжектора ограничивают собой полость для охлаждающей воды головки блока цилиндров. Полость для охлаждающей воды головки блока цилиндров промежуточной перегородкой делится на полость 1 для воды верхнего уровня и полость 2 для воды нижнего уровня. На одном конце полости для воды верхнего уровня, рядом с головкой четвертого цилиндра выполнено отверстие для выпуска воды. Отверстия для впуска воды равномерно распределены по нижней поверхности головки блока цилиндров в полости для воды нижнего уровня вдоль блока цилиндров. Охлаждающая вода протекает через канал для воды, расположенный снаружи блока цилиндров и поступает в полость для воды нижнего уровня через отверстия для впуска воды. Между полостью для воды верхнего уровня и полостью для воды нижнего уровня расположено сообщающее отверстие. Охлаждающая вода нижнего уровня поступает в полость для воды верхнего уровня через сообщающее отверстие. Сообщающее отверстие выполнено снаружи от каналов для впуска воздуха и направлено в сторону от отверстия для установки инжектора. Здесь наружная сторона каналов для впуска воздуха означает, что сообщающее отверстие выполнено снаружи от дуги окружности, описанной вокруг ромба, образуемого каналами для впуска воздуха и каналами для выпуска воздуха.

[0027] Полость для воды верхнего уровня состоит из верхней полости для воды между внутренней стенкой головки блока цилиндров и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, верхней переходной зоны между наружной поверхностью отверстия для установки инжектора и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, и верхней соединительной полости для воды, которая сообщается с верхней полостью для воды и верхней переходной зоной.

[0028] Полость для воды нижнего уровня состоит из нижней полости для воды между внутренней стенкой головки блока цилиндров и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, нижней переходной зоны между наружной поверхностью отверстия для установки инжектора и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, и нижней соединительной полости для воды, которая сообщается с нижней полостью для воды и нижней переходной зоной. Сообщающее отверстие соединяет верхнюю полость для воды с нижней полостью для воды.

[0029] Головка второго цилиндра и головка третьего цилиндра содержат дополнительные наклонные сообщающие отверстия, которые соединяют нижнюю соединительную полость для воды головки первого цилиндра возле головки второго цилиндра с верхней полостью для воды головки второго цилиндра, и нижнюю соединительную полость для воды головки второго цилиндра возле головки третьего цилиндра с верхней полостью для воды головки третьего цилиндра, соответственно.

[0030] Рядом с каналом для выпуска воздуха предусмотрено вспомогательное сообщающее отверстие. Дополнительное сообщающее отверстие предусмотрено рядом с каналом для выпуска воздуха головки четвертого цилиндра.

[0031] С двух сторон каждого канала для впуска воздуха или каждого канала для выпуска воздуха имеются две верхние соединительные полости для воды и две нижние соединительные полости для воды, т.е. между каждыми двумя каналами для выпуска воздуха, а также между одним каналом для впуска воздуха и одним каналом для выпуска воздуха, предусмотрены одна верхняя соединительная полость для воды и одна нижняя соединительная полость для воды.

[0032] Подача охлаждающей воды в верхней соединительной полости для воды и нижней соединительной полости для воды, ограниченных каналом для выпуска воздуха и каналом для впуска воздуха рядом с головкой первого цилиндра возле головки второго цилиндра, осуществляется в направлении от головки первого цилиндра к головке второго цилиндра. Подача охлаждающей воды в верхней соединительной полости для воды и нижней соединительной полости для воды, ограниченных каналом для выпуска воздуха и каналом для впуска воздуха рядом с головкой второго цилиндра возле головки третьего цилиндра, осуществляется в направлении от головки второго цилиндра к головке третьего цилиндра. Подача охлаждающей воды в верхней соединительной полости для воды и нижней соединительной полости для воды, ограниченных каналом для выпуска воздуха и каналом для впуска воздуха рядом с головкой третьего цилиндра возле головки четвертого цилиндра, осуществляется в направлении от головки третьего цилиндра к головке четвертого цилиндра. Подача охлаждающей воды в верхней соединительной полости для воды и нижней соединительной полости для воды, ограниченных каналом для выпуска воздуха и каналом для впуска воздуха рядом с головкой четвертого цилиндра возле отверстия для выпуска воды, осуществляется в направлении от головки четвертого цилиндра к отверстию для выпуска воды. Кроме того, предусмотрены по меньшей мере четыре дополнительных пути следования охлаждающей воды в головке блока цилиндров, которыми, соответственно, являются:

первый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, затем направляется по нижней соединительной полости для воды и поступает в нижнюю переходную зону возле отверстия для установки инжектора, а затем поступает в пути полости для воды нижнего уровня головки соседнего цилиндра через нижнюю соединительную полость для воды возле головки соседнего цилиндра;

второй путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода, поступающая в нижнюю полость для воды, протекает вдоль внутренней стенки головки блока цилиндров и нижней поверхности головки блока цилиндров, затем течет к сообщающему отверстию и поступает в верхнюю полость для воды;

третий путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, а затем течет к путям следования воды полости нижнего уровня головки соседнего цилиндра;

четвертый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, затем направляется по нижней соединительной полости для воды и поступает в нижнюю переходную зону возле отверстия для установки инжектора, а затем поступает в верхнюю полость для воды через нижнюю соединительную полость для воды возле головки соседнего цилиндра и через наклонное сообщающее отверстие.

[0033] Полость для воды верхнего уровня содержит по меньшей мере два пути следования охлаждающей воды, которыми, соответственно, являются:

пятый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода поступает в верхнюю полость для воды через сообщающее отверстие, поступает в верхнюю переходную зону через верхнюю соединительную полость для воды, затем течет к путям следования воды полости верхнего уровня головки соседнего цилиндра и собирается к отверстию для выпуска воды;

шестой путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода поступает в верхнюю полость для воды через сообщающее отверстие, протекает мимо внутренней стенки головки блока цилиндров и наружной поверхности каналов для впуска воздуха или наружной поверхности каналов для выпуска воздуха, а затем течет к путям следования воды полости верхнего уровня головки соседнего цилиндра и собирается к отверстию для выпуска воды.

[0034] Отверстие для впуска воды включает основное отверстие для впуска воды и вспомогательное отверстие для впуска воды. Как основное, так и вспомогательное отверстия для впуска воды предусмотрены под каналами для выпуска воздуха. Сечения вспомогательных отверстий для выпуска воды постепенно увеличиваются в направлении от головки первого цилиндра к головке четвертого цилиндра. Такая конструкция предусмотрена для того, чтобы постепенно уменьшать скорость подачи и давление охлаждающей воды за счет увеличения сечения отверстий для впуска воды возле отверстий для выпуска воды, благодаря чему облегчается беспрепятственный сбор удаленной охлаждающей воды к отверстию для выпуска воды.

[0035] Первый вариант осуществления

[0036] В приведенных ниже примерах показаны только полости для воды в головке блока цилиндров, а также направления подачи охлаждающей воды и другие технические решения; при этом конструкции различных деталей головки блока цилиндров подробно не рассматриваются. В данном варианте осуществления, сообщающее отверстие, через которое охлаждающая вода поступает в полость для воды верхнего уровня, выполнено снаружи в стороне 7 впуска воздуха головки каждого цилиндра. В другом варианте осуществления, сообщающее отверстие может также быть выполнено в стороне 6 выпуска воздуха, что является не лучшим вариантом для настоящего изобретения.

[0037] Управление потоками воды в головке блока цилиндров по настоящему изобретению осуществляется посредством использования стратегии двухуровневого управления. Полость для воды головки цилиндров состоит из полости для воды верхнего уровня и полости для воды нижнего уровня. Между полостью для воды верхнего уровня и полостью для воды нижнего уровня предусмотрена перегородка. Потоки охлаждающей воды через полость для воды верхнего уровня и полость для воды нижнего уровня проходят отдельно друг от друга и не оказывают взаимного влияния. Вода в полости нижнего уровня удерживается в пределах ограниченного пространства, что позволяет легко обеспечить усиление охлаждения днища головки блока цилиндров. Это помогает управлять потоком воды в головке блока цилиндров, уменьшить тепловую нагрузку на головку блока цилиндров и увеличить срок службы головки блока цилиндров. При этом наличие перегородки повышает жесткость головки блока цилиндров и повышает устойчивость головки блока цилиндров к механическим нагрузкам. Основное отверстие для залива воды находится на стороне выпуска воздуха головки блока цилиндров, а сообщающие отверстия 5 двух уровней полостей для воды находятся на стороне впуска воздуха, поэтому вся охлаждающая вода, поступающая в головку блока цилиндров, протекает через область, окружающую каналы для выпуска воздуха; при этом вода сначала протекает через область между каналами для выпуска воздуха и область между каналами для выпуска воздуха и головкой блока цилиндров. Во-первых, такая конструкция обеспечивает охлаждение тех областей головки блока цилиндров, которые несут наибольшую тепловую нагрузку. Во-вторых, область между каналами для впуска воздуха и каналами для выпуска воздуха является областью, которой требуется усиленное охлаждение; поэтому, после прохождения через область между каналами для выпуска воздуха, предусматривается подача воды через область между каналами для выпуска воздуха и каналами для впуска воздуха, а также область между каналами для впуска воздуха, расположенными с двух сторон, соответственно. Полость 1 для воды верхнего уровня и полость 2 для воды нижнего уровня сообщаются со стороны впуска воздуха, т.е. через сообщающее отверстие 5 между полостью для воды верхнего уровня и полостью для воды нижнего уровня. В этом случае, все потоки воды текут к основному сообщающему отверстию 5, после чего вода поступает в полость для воды верхнего уровня головки блока цилиндров. Соответственно, потоки воды текут к основному сообщающему отверстию 5 соседнего цилиндра. Поток воды, поступающий в головку блока цилиндров из вспомогательного отверстия для залива воды под каналами для выпуска воздуха, протекает через область, расположенную между двумя цилиндрами, а затем течет к ближайшему основному сообщающему отверстию 5 и далее - в полость 2 для воды верхнего уровня головки блока цилиндров. При этом сечение вспомогательных отверстий для залива воды постепенно увеличивается от первого цилиндра к четвертому.

[0038] Второй вариант осуществления

[0039] Управление потоками воды в головке блока цилиндров по настоящему изобретению осуществляется посредством использования стратегии двухуровневого управления. Полость для воды головки цилиндров состоит из полости 1 для воды верхнего уровня и полости 2 для воды нижнего уровня. Между полостью 1 для воды верхнего уровня и полостью 2 для воды нижнего уровня предусмотрена перегородка. Потоки охлаждающей воды через полость 1 для воды верхнего уровня и полость 2 для воды нижнего уровня проходят отдельно друг от друга и не оказывают взаимного влияния. Вода в полости 2 нижнего уровня удерживается в пределах ограниченного пространства, что позволяет легко обеспечить усиление охлаждения днища головки блока цилиндров. Это помогает управлять потоком воды в головке блока цилиндров, уменьшить тепловую нагрузку на головку блока цилиндров и увеличить срок службы головки блока цилиндров. При этом наличие перегородки повышает жесткость головки блока цилиндров и повышает устойчивость головки блока цилиндров к механическим нагрузкам. Основное отверстие для впуска воды находится на стороне выпуска воздуха головки блока цилиндров, а сообщающие отверстия 5 двух уровней полостей для воды находится на стороне впуска воздуха, поэтому вся охлаждающая вода, поступающая в головку блока цилиндров, протекает через область, окружающую каналы для выпуска воздуха. Кроме того, на стороне выпуска воздуха предусмотрено вспомогательное сообщающее отверстие.

[0040] Головка второго цилиндра и головка третьего цилиндра содержат дополнительные, наклонные сообщающие отверстия, которые соединяют нижнюю соединительную полость для воды головки первого цилиндра возле головки второго цилиндра с верхней полостью для воды камеры второго цилиндра, а также соединяют нижнюю соединительную полость головки второго цилиндра возле головки третьего цилиндра с верхней полостью для воды камеры третьего цилиндра, соответственно. Поток воды сначала протекает через область между каналами для выпуска воздуха и областью между каналами для выпуска воздуха и головкой блока цилиндров. Во-первых, такая конструкция обеспечивает охлаждение тех областей головки блока цилиндров, которые несут наибольшую тепловую нагрузку. Во-вторых, область между каналами для впуска воздуха и каналами для выпуска воздуха является областью, которой требуется усиленное охлаждение; поэтому, после прохождения через область между каналами для выпуска воздуха, предусматривается подача воды через область между каналами для выпуска воздуха и каналами для впуска воздуха, а также область между каналами для впуска воздуха, расположенными с двух сторон, соответственно. Полость 1 для воды верхнего уровня и полость 2 для воды нижнего уровня сообщаются со стороны впуска воздуха, т.е. через сообщающее отверстие между полостью для воды верхнего уровня и полостью для воды нижнего уровня. В этом случае, все потоки воды текут к основному сообщающему отверстию 5, после чего вода поступает в полость для воды верхнего уровня головки блока цилиндров. Соответственно, потоки воды текут к основному сообщающему отверстию 5 соседнего цилиндра. Поток воды, поступающий в головку блока цилиндров из вспомогательного отверстия для залива воды под каналами для выпуска воздуха, протекает через область, расположенную между двумя цилиндрами, а затем течет к ближайшему основному соединительному отверстию 5 и далее - в полость 2 для воды верхнего уровня головки блока цилиндров. При этом сечение вспомогательных отверстий для залива воды постепенно увеличивается от первого цилиндра к четвертому.

[0041] В данном варианте осуществления, головка второго цилиндра и головка третьего цилиндра содержат дополнительные наклонные сообщающие отверстия, которые соединяют нижнюю соединительную полость для воды головки первого цилиндра возле головки второго цилиндра с верхней полостью для воды камеры второго цилиндра и соединяют нижнюю соединительную полость для воды головки второго цилиндра возле головки третьего цилиндра с верхней полостью для воды камеры третьего цилиндра, соответственно. При такой конструкции головка блока цилиндров будет иметь путь подачи охлаждающей воды, при котором охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, затем направляется по нижней соединительной полости для воды и поступает в нижнюю переходную зону возле отверстия для установки инжектора, после чего поступает в верхнюю полость для воды через нижнюю соединительную полость для воды возле головки соседнего цилиндра и наклонное сообщающее отверстие.

[0042] Хотя здесь были показаны и описаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, следует отметить, что специалисты в соответствующей области могут вносить дополнительные изменения, модификации, замены и усовершенствования без отступления от принципа настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения ограничен пунктами прилагаемой формулы изобретения и их эквивалентами.

1. Система водяного охлаждения головки блока цилиндров двигателя, содержащая объединенную формованную головку блока цилиндров двигателя, имеющую по меньшей мере четыре цилиндра; где головка блока цилиндров снабжена отверстием для установки масляного инжектора, двумя каналами для впуска воздуха и двумя каналами для выпуска воздуха, расположенными по периферии отверстия для установки инжектора, и полостью для охлаждающей воды, ограниченной внутренней поверхностью головки блока цилиндров, наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха и наружной поверхностью отверстия для установки инжектора; где полость для охлаждающей воды головки блока цилиндров делится на полость для воды верхнего уровня и полость для воды нижнего уровня промежуточной перегородкой; отверстие для выпуска воды ограничено с одного конца полостью для воды верхнего уровня, отверстия для впуска воды равномерно распределены по нижней поверхности головки блока цилиндров в полости для воды нижнего уровня вдоль блока цилиндров; охлаждающая вода поступает в полость для воды нижнего уровня через отверстие для впуска воды; между полостью для воды верхнего уровня и полостью для воды нижнего уровня расположено сообщающее отверстие, а охлаждающая вода в полости для воды нижнего уровня поступает в полость для воды нижнего уровня через сообщающее отверстие;

полость для воды верхнего уровня состоит из верхней полости для воды между внутренней стенкой головки блока цилиндров и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, верхней переходной зоны между наружной поверхностью отверстия для установки инжектора и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, и верхней соединительной полости для воды, которая сообщается с верхней полостью для воды и верхней переходной зоной;

полость для воды нижнего уровня состоит из нижней полости для воды между внутренней стенкой головки каждого цилиндра и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, нижней переходной зоны между наружной поверхностью отверстия для установки инжектора и наружной поверхностью каналов для впуска воздуха, а также наружной поверхностью каналов для выпуска воздуха, и нижней соединительной полости для воды, которая сообщается с нижней полостью для воды и нижней переходной зоной;

сообщающее отверстие соединяет верхнюю полость для воды с нижней полостью для воды.

2. Система водяного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что сообщающееся отверстие выполнено снаружи от каналов для впуска воздуха и направлено в сторону от отверстия для установки инжектора.

3. Система водяного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что головка второго цилиндра и головка третьего цилиндра содержат дополнительные наклонные сообщающие отверстия, которые соединяют нижнюю соединительную полость для воды головки первого цилиндра возле головки второго цилиндра с верхней полостью для воды головки второго цилиндра, и нижнюю соединительную полость для воды головки второго цилиндра возле головки третьего цилиндра с верхней полостью для воды головки третьего цилиндра, соответственно.

4. Система водяного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что рядом с каналами для выпуска воздуха предусмотрено вспомогательное отверстие для залива воды.

5. Система водяного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что с двух сторон от каждого канала для впуска воздуха или каждого канала для выпуска воздуха имеются две верхние соединительные полости для воды и две нижние соединительные полости для воды.

6. Система водяного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что полость для воды нижнего уровня содержит, по меньшей мере, четыре пути следования охлаждающей воды, которыми, соответственно, являются:

первый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, затем направляется по нижней соединительной полости для воды и поступает в нижнюю переходную зону возле отверстия для установки инжектора, а затем поступает к путям следования воды полости нижнего уровня головки соседнего цилиндра через нижнюю соединительную полость для воды возле головки соседнего цилиндра;

второй путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода, поступающая в нижнюю полость для воды, протекает вдоль внутренней стенки головки блока цилиндров и нижней поверхности головки блока цилиндров, затем течет к сообщающему отверстию и поступает в верхнюю полость для воды;

третий путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, а затем течет к путям следования воды полости нижнего уровня головки соседнего цилиндра;

четвертый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода из отверстия для впуска воды поступает в нижнюю полость для воды, затем направляется по нижней соединительной полости для воды и поступает в нижнюю переходную зону возле отверстия для установки инжектора, а затем поступает в верхнюю полость для воды через нижнюю соединительную полость для воды возле головки соседнего цилиндра и через наклонное сообщающее отверстие.

7. Система водяного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что полость для воды верхнего уровня содержит по меньшей мере два пути следования охлаждающей воды, которыми, соответственно, являются:

пятый путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода поступает в верхнюю полость для воды через сообщающее отверстие, поступает в верхнюю переходную зону через верхнюю соединительную полость для воды, затем течет к путям следования воды полости верхнего уровня головки соседнего цилиндра и собирается к отверстию для выпуска воды;

шестой путь следования охлаждающей воды, по которому охлаждающая вода поступает в верхнюю полость для воды через сообщающее отверстие, протекает мимо внутренней стенки головки блока цилиндров и наружной поверхности каналов для впуска воздуха или наружной поверхности каналов для выпуска воздуха, а затем течет к путям следования воды полости верхнего уровня головки соседнего цилиндра и собирается к отверстию для выпуска воды.

8. Система водяного охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что отверстие для впуска воды включает основное отверстие для впуска воды и вспомогательное отверстие для впуска воды; как основное, так и вспомогательное отверстия для впуска воды предусмотрены под каналами для выпуска воздуха; сечения вспомогательных отверстий для выпуска воды постепенно увеличиваются в направлении от головки цилиндра, удаленной от отверстия для выпуска воды, к головке цилиндра, ближней к отверстию для выпуска воды.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Двигатель внутреннего сгорания с наддувом содержит по меньшей мере два цилиндра, по меньшей мере одну головку цилиндров и по меньшей мере две соединенные последовательно турбины (1) и (2).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением. Головка (1) цилиндра с жидкостным охлаждением имеет на каждый цилиндр один входящий в камеру сгорания впускной канал (2), один выпускной канал (3), примыкающее к впускному каналу (2) и выпускному каналу (3) устройство (7) для впрыскивания топлива и охлаждающую полостью (20).

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с жидкостным охлаждением. ДВС (1) с жидкостным охлаждением содержит по меньшей мере один цилиндр (10), головку (3) цилиндров.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Головка цилиндров ДВС содержит корпус (1) с огневым днищем, в котором выполнены отверстия под клапаны, и форсунку, перемычки (5) с отверстиями (6) для их охлаждения между отверстиями под клапаны, полость охлаждения (7) и отверстия (8) для подвода охлаждающей жидкости.

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).

Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к форсированным двигателям с жидкостным охлаждением. .

Изобретение относится к двигателестроению ипозволяет повысить надежность двигателя. .

Изобретение относится к двигателю (1) внутреннего сгорания, имеющему, по меньшей мере, одну головку (1a) блока цилиндров и один блок (1b) цилиндров, причем по меньшей мере, одна головка (1a) блока цилиндров оборудована, по меньшей мере, одной интегрированной рубашкой охлаждения, которая на входной стороне имеет первое впускное отверстие (2a) для подачи хладагента, а на выходной стороне - первое выпускное отверстие (3a) для слива хладагента, блок (1b) цилиндров оборудован, по меньшей мере, одной интегрированной рубашкой охлаждения, которая на входной стороне имеет второе впускное отверстие (2b) для подачи хладагента, а на выходной стороне - второе выпускное отверстие (3b) для слива хладагента, и для формирования контура охлаждения выпускные отверстия (3a, 3b) выполнены с возможностью соединения с впускными отверстиями (2a, 2b) через рециркуляционную магистраль (5), в которой установлен теплообменник (6), при этом на выходной стороне установлено управляющее устройство (7) с двумя входами (8a, 8b), первый из которых (8a) соединяется с первым выпускным отверстием (3a), а второй (8b) соединяется со вторым выпускным отверстием (3b), также имеющее первый выход (9a), выполненный с возможностью соединения, по меньшей мере, с рециркуляционной магистралью (5), а также содержащее одиночный затвор (7A), в первом рабочем положении открывающий первый вход (8a) и перекрывающий второй вход (8b), тем самым запуская циркуляцию хладагента через головку (1a) блока цилиндров и прекращая циркуляцию через блок (1b) цилиндров, а во втором рабочем положении открывающий оба впускных отверстия (8a) и (8b), запуская тем самым циркуляцию хладагента и через головку (1a) блока цилиндров и через блок (1b) цилиндров.

Изобретение относится к двигателю (1) внутреннего сгорания, имеющему по меньшей мере одну головку (1а) блока цилиндров и один блок (1b) цилиндров, причем по меньшей мере, одна головка (1а) блока цилиндров оборудована по меньшей мере одной интегрированной рубашкой охлаждения, которая на входной стороне имеет первое впускное отверстие (2а) для подачи хладагента, а на выходной стороне - первое выпускное отверстие (3а) для слива хладагента, блок (1b) цилиндров оборудован по меньшей мере одной интегрированной рубашкой охлаждения, которая на входной стороне имеет второе впускное отверстие (2b) для подачи хладагента, а на выходной стороне - второе выпускное отверстие (3b) для слива хладагента, и для формирования контура охлаждения выпускные отверстия (3а, 3b) выполнены с возможностью соединения с впускными отверстиями (2а, 2b) через рециркуляционную магистраль (5), в которой установлен теплообменник (6), на входной стороне имеется насос (17) подачи хладагента.

Изобретение относится к разделенному контуру (1) охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания, в котором предусмотрены водяная рубашка (2) головки блока цилиндров и водяная рубашка (3) блока двигателя, при этом разделенный контур (1) охлаждающей жидкости имеет насос (4), радиатор (6), элемент (7) управления, корпус (8) выпуска и отопитель (9), причем охлаждающая жидкость циркулирует в разделенном контуре (1) охлаждающей жидкости.

Изобретение относится к охлаждению двигателя внутреннего сгорания. В способе работы разделенного контура (1) охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания, в котором предусмотрены водяная рубашка (2) головки блока цилиндров и водяная рубашка (3) блока двигателя, разделенный контур (1) охлаждающей жидкости имеет насос (4), радиатор (6), элемент (7) управления, корпус (8) выпуска и отопитель (9), причем охлаждающая жидкость циркулирует в разделенном контуре (1) охлаждающей жидкости, при этом элемент (7) управления образован из термостата (12) и пропорционального клапана, который является отдельным от термостата, при этом термостат и пропорциональный клапан расположены, присоединены параллельно, на корпусе (8) выпуска, причем охлаждающая жидкость, проходящая через пропорциональный клапан (13), проводится через водяную линию (14) блока в водяную рубашку (3) блока двигателя, через линию (16) отопителя в отопитель (9) и через линию (17) радиатора в радиатор (6), при этом охлаждающая жидкость, проходящая через термостат (12), проводится через соединительную линию (18) в радиатор (6), причем термостат (12) и пропорциональный клапан (13) осуществляют поток охлаждающей жидкости через соответственную линию (14, 16, 17, 18) независимо друг от друга, но в качестве функции рабочих режимов (31, 32, 33, 34) двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с жидкостным охлаждением. ДВС (1) с жидкостным охлаждением содержит по меньшей мере один цилиндр (10), головку (3) цилиндров.

Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Двухконтурная система циркуляции жидкого теплоносителя в двигателе внутреннего сгорания транспортного средства, содержащая основной радиатор с вентилятором для охлаждения теплоносителя при его поступлении из теплообменных каналов в головке и блоке цилиндров двигателя, в соответствии с изобретением содержит насос для подачи теплоносителя в теплообменные каналы головки цилиндров двигателя, насос для подачи теплоносителя в теплообменные каналы блока цилиндров двигателя, упомянутые насосы подачи теплоносителя в каналы в головке цилиндров двигателя и в блоке цилиндров двигателя имеют привод от электродвигателей, в гидролиниях, сообщающих основной радиатор с насосами подачи теплоносителя в теплообменные каналы головки цилиндров двигателя и блока цилиндров двигателя, установлены краны с приводом от шагового электродвигателя, а в гидролиниях, сообщающих основной радиатор с выходами из теплообменных каналов в головке цилиндров двигателя и в блоке цилиндров двигателя, установлены двухпозиционные клапаны.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Головка (1) блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания содержит впускной канал (7), выпускные каналы (2), установочное отверстие (5) для установки элемента, подлежащего охлаждению, и водяную рубашку (4), расположенную вокруг установочного отверстия (5).

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Рубашка гильзы (1) цилиндра двигателя внутреннего сгорания жидкостного охлаждения содержит кольцевую полость (2) между наружной поверхностью гильзы (1) и стенками (3) блока цилиндров, по которой циркулирует охлаждающая жидкость.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Втулка (1) цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением содержит полость (2) охлаждения, выполненную в верхней части втулки, и канал (3) подвода охлаждающей жидкости.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Головка цилиндров ДВС содержит корпус (1) с огневым днищем, в котором выполнены отверстия под клапаны, и форсунку, перемычки (5) с отверстиями (6) для их охлаждения между отверстиями под клапаны, полость охлаждения (7) и отверстия (8) для подвода охлаждающей жидкости.
Наверх