Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением
Владельцы патента RU 2402685:
ФГОУ ВПО "Пензенская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Изобретение относится к двигателестроению. Блок цилиндров содержит цилиндры, имеющие наружную оребренную поверхность, при этом соседние цилиндры соединены быстросъемными оребренными вставками, количество которых в два раза превышает величину, определяемую разностью между количеством цилиндров и единицей. Для повышения жесткости соединения форма и размеры ребра каждой вставки соответствуют форме и размерам межреберного пространства цилиндра. Через отверстия вставок проходят шпильки, соединяющие попарно вставки соседних цилиндров посредством шайб и гаек. Такое выполнение повышает вибростойкость блока, увеличивает его жесткость, снижает перемещения соседних цилиндров относительно друг друга в плоскости перекладки поршня. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с воздушным охлаждением, и может быть использовано в различных энергетических установках автомобилей, тракторов, а также поршневых компрессорах.
Известен блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащий отдельно расположенные оребренные цилиндры, имеющие торцы, причем, по крайней мере, один из торцов цилиндров выполнен со срезом наклонно к продольной оси цилиндра [Патент России №2230920, МПК F02В 77/13, F02F 1/18. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания /Б.П.Гриценко, В.В.Беспалов.; опубл. 2002].
Недостатком блока является сложность выполнения наклонных фасок и проточин, а также торцов цилиндров, сечение которых не лежит в одной плоскости.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является блок, в котором отдельно расположенные оребренные цилиндры в зоне верхней мертвой точки жестко соединены между собой высокопрочными пластинами, при этом геометрические размеры и материал пластин выбраны таким образом, чтобы обеспечить максимальную жесткость конструкции в плоскости перекладки поршня [Патент РФ №2336428, МПК F02B 77/13. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания /А.П.Уханов, В.А.Симдянкин; опубл. 20.10.2008].
Недостатком блока является сложность соединения пластинами соседних цилиндров, невозможность регулирования жесткости межцилиндровых связей, а также невысокие свойства пластин, расположенных вдоль продольной оси блока цилиндров, по демпфированию виброколебаний в плоскости перекладки поршня.
Заявленное изобретение направлено на устранение отмеченных недостатков и от его применения получен эффект, заключающийся в повышении вибростойкости блока ДВС за счет жесткости соединения отдельно расположенных цилиндров.
Указанный технический результат достигается за счет применения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащий отдельно расположенные цилиндры, имеющие наружную оребренную поверхность, причем соседние цилиндры соединены быстросъемными оребренными вставками, количество которых в два раза превышает величину, определяемую разностью между количеством цилиндров и единицей, парные вставки размещены в межцилиндровом пространстве соседних цилиндров перпендикулярно продольной оси коленчатого вала и стянуты гайками с обеих концов шпилек, проходящих в отверстиях вставок, при этом форма и размеры ребра каждой вставки соответствуют форме и размерам межреберного пространства цилиндра.
Новые отличительные признаки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением заключаются в том, что жесткость соединения отдельно расположенных цилиндров обеспечивается во взаимно перпендикулярных плоскостях парными оребренными межцилиндровыми вставками, размещенными в межцилиндровом пространстве соседних цилиндров и стянутыми гайками.
На фиг.1 показана схема размещения оребренных вставок в межцилиндровом простанстве однорядного четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением (вид сверху): - возмущающая сила, формируемая поршнем в верхней мертвой точке первого цилиндра, 
- возмущающая сила, формируемая поршнем в верхней мертвой точке второго цилиндра; на фиг. 2 показана форма межцилиндрового пространства соседних цилиндров и соответствующая ей конструкция оребренных межцилиндровых вставок: А - оребренная поверхность цилиндра, Б - оребренная поверхность вставки.
Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением содержит цилиндры 1, 2, 3, 4 (фиг.1), имеющие наружную оребренную поверхность А (фиг.2), при этом соседние цилиндры 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4 соединены вставками 5, имеющими оребренную поверхность Б, причем для повышения жесткости соединения форма и размеры ребер поверхности Б вставок 5 соответствуют форме и размерам межреберного пространства оребренной поверхности А цилиндров 1, 2, 3, 4, что увеличивает площадь контакта вставок 5 с наружными поверхностями цилиндров 1, 2, 3, 4. Посредством шпилек 7, проходящих через сквозные отверстия 6 вставок 5, парные вставки 5 соединяются между собой. Усилие стягивания вставок регулируется гайками 9, которые фиксируются замковыми шайбами 8. Количество межцилиндровых вставок в два раза превышает величину, определяемую разностью между количеством цилиндров и единицей, т.е. для четырехцилиндрового двигателя количество одинарных вставок равно шести или трем парам вставок.
В момент перекладки поршня в верхней мертвой точке в цилиндре 1 появляется возмущающая сила 
, которая вызывает его отклонение от вертикальной оси. В это же время при перекладке поршня в нижней мертвой точке в цилиндре 2 появляется возмущающая сила 
, которая также вызывает его отклонение от вертикальной оси, но в противоположную сторону относительно отклонения оси цилиндра 1. Описанные условия будут характерны для цилиндров 1, 2 и 3, 4, однако для цилиндров 2 и 3 возмущающие силы будут формировать их отклонения в одном направлении, при этом цилиндры 1 и 4 будут отклоняться возмущающими силами в противоположном направлении, что негативно сказывается на вибростойкости блока в целом.
Установка жестких связей в виде оребренных межцилиндровых вставок 5 позволит существенно увеличить жесткость блока, снизив перемещения соседних цилиндров относительно друг друга в плоскости перекладки поршня.
Материал вставок выбирают таким образом, чтобы обеспечить максимальную жесткость конструкции и улучшить отвод тепла от цилиндров для снижения теплонапряженности двигателя.
1. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащим отдельно расположенные цилиндры, имеющие наружную оребренную поверхность, отличающийся тем, что соседние цилиндры соединены быстросъемными оребренными вставками, количество которых в два раза превышает величину, определяемую разностью между количеством цилиндров и единицей, парные вставки размещены в межцилиндровом пространстве соседних цилиндров перпендикулярно продольной оси коленчатого вала и стянуты гайками с обеих концов шпилек, проходящих в отверстиях вставок.
2. Блок цилиндров по п.1, отличающийся тем, что форма и размеры ребра каждой вставки соответствуют форме и размерам межреберного пространства цилиндра.
