Как называется система каналов в блоке цилиндров

ДВС (Конструкция блока цилиндров, обзор)

В очередной раз шарясь по просторам рунета в поисках информации по ДВС для модели наткнулся на статью и не смог пройти мимо. Думаю многим будет интересна информация по тематике строения, технологии и материалов. Да простит меня автор.

Блок цилиндров – основная и самая дорогостоящая часть двигателя. Именно в блоке расположены отверстия цилиндров, в которых перемещаются поршни и происходят все процессы сгорания, в результате которых вырабатывается энергия. Блок цилиндров так же является основой двигателя, к которой крепятся все остальные детали. К блоку цилиндров также крепятся различные вспомогательные механизмы двигателя и других систем автомобиля. Например, электрический генератор, насос системы гидроусилителя рулевого управления и компрессор кондиционера. К блоку цилиндров крепится картер сцепления или корпус гидротрансформатора автоматической коробки передач. В самом блоке цилиндров расположен коленчатый вал и другие детали кривошипно-шатунного механизма. В старых конструкциях двигателя, некоторые из них выпускаются и в настоящее время (в основном в Америке), в блоке цилиндров располагался и распределительный вал, а когда-то, совсем давно, и сами клапаны, вместе с клапанными механизмами, тоже располагались в блоке цилиндров. В таких, так называемых нижнееклапанных двигателях головка блока цилиндров была просто крышкой с единственными отверстиями для установки свечей зажигания.

1 Отверстие цилиндра
2 Сёдла впускных клапанов
3 Сёдла выпускных клапанов
4 Канал рубашки охлаждения
5 Отверстие для установки распределительного вала
6 Выпускной канал
7 Впускные каналы
8 Полость для установки клапанов и клапанных механизмов

Блок цилиндров нижнееклапанного двигателя легкового автомобиля Мерседес 30-х годов.
Не стоит думать, что это совсем древность, подобные нижнеклапанные двигатели выпускались в нашей стране до 90-х годов. Ранее они устанавливались на автомобили ГАЗ-51 и ГАЗ-52, а позднее они устанавливались на различные погрузчики и другие строительные машины.

Но в современных конструкциях распределительный вал (валы), клапаны, впускные и выпускные каналы расположены в головке блока цилиндров. Сверху блок цилиндров закрывается мощной головкой блока цилиндров, а снизу блок цилиндров закрывается поддоном системы смазки.

Конструкция блока цилиндров
Блок цилиндров большинства двигателей отливается из серого легированного чугуна и далее подвергается механической обработке. В таком случае рабочей поверхностью зеркала цилиндра является чугун отливки. Отверстие цилиндра растачивается под установленный размер, а после окончательной механической обработки поверхность стенок имеет микроструктуру, позволяющую удерживать необходимое количество масла. Чугун, особенно легированный, обладает необходимой прочностью и низким коэффициентом трения в паре материалов «чугун – чугун» или «сталь – чугун», из которых изготавливаются поршневые кольца, и в паре материалов «алюминий – чугун» из которого изготавливаются поршни. При этом чугунные стенки цилиндров обладают высокой износостойкостью. Но иногда даже в чугунные блоки цилиндров, для увеличения износостойкости запрессовываются тонкостенные сухие гильзы из более износостойкого легированного чугуна.
Недостатком чугуна при производстве блока цилиндров является его большой удельный вес. Для улучшения динамики автомобиля конструкторы всеми силами стараются уменьшить вес всех компонентов автомобиля, включая двигатель. Поэтому блок цилиндров двигателя многих современных автомобилей отливается из алюминиевого сплава. Алюминий, кроме малого веса не имеет никаких преимуществ перед чугуном, но при этом появляются новые трудности. Алюминиевые сплавы гораздо мягче чугуна, поэтому для обеспечения необходимой жёсткости блока приходится делать более толстыми несущие стенки блока и делать сложную систему рёбер жёсткости. Алюминий имеет более высокий коэффициент температурного расширения, поэтому приходится более строго контролировать зазоры между различными деталями двигателя. Поршни всех современных двигателей, для облегчения веса, изготавливаются чаще всего из алюминиевых сплавов. Но коэффициент трения в паре материалов «алюминий – алюминий» очень большой и алюминий обладает низкой износостойкостью. Поэтому поверхность цилиндров должна быть изготовлена не из алюминия, а из другого материала. В алюминиевых блоках тонкостенные чугунные гильзы из износостойкого чугуна вплавляются в алюминиевую отливку при изготовлении отливки блока. Но стенки цилиндров самых современных двигателей с алюминиевым блоком при помощи современных технологий могут быть покрыты гальваническим способом специальным износостойким металлом. Или при помощи самых современных технологий осуществляется поверхностное упрочнение стенок цилиндров. При отливке блока цилиндров специальные технологии повышают концентрацию кремния в поверхностном слое стенок цилиндров, далее при помощи химических реакций из поверхностного слоя стенок цилиндров удаляется алюминий. В результате этого упрочнения износостойкость стенок цилиндров превышает по этому показателю цилиндры, изготовленные из чугуна. Но в этом случае, для снижения коэффициента трения между алюминиевым блоком цилиндров и алюминиевыми поршнями, поршни покрываются тонким слоем железа. Отсутствие чугунных гильз значительно уменьшается вес блока цилиндров.
Иногда в блок цилиндров вставляются съёмные гильзы, которые герметизируются в блоке цилиндров при помощи медных или резиновых прокладок. Съёмные гильзы имеют преимущество в том, что после предельного износа их можно заменить новыми, изготовленными или отремонтированными (расточенными под ремонтный размер) с высокой точностью в заводских условиях. Применение съёмных гильз упрощает ремонта двигателя. Но в последнее время такие гильзы применяются довольно редко, поскольку блоки цилиндров со вставными гильзами имеют некоторые, присущие им недостатки. При перегреве двигателя происходит разгерметизация посадки гильзы в блоке, в результате которой происходит утечка охлаждающей жидкости.

Гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, называются мокрыми. Гильзы, запрессованные в материал отливки блока, и не соприкасающиеся непосредственно с охлаждающей жидкостью называются сухими.
Во время отливки в блоке цилиндров изготавливаются каналы для прохода охлаждающей жидкости, омывающей гильзы цилиндров. Система таких каналов называется рубашкой охлаждения. Так же в блоке цилиндров методом сверления делаются масляные каналы, чаще называемые масляными магистралями, по которым масло от насоса системы смазки поступает ко всем трущимся деталям двигателя. Выходные отверстия сверлений масляных магистралей на наружной поверхности блока цилиндров имеют резьбовые заглушки или герметизируются другими способами.
При конструировании и изготовлении блока цилиндров конструкторам и технологам приходится постоянно находить компромисс между прочностью и весом блока цилиндров. Для снижения веса, без уменьшения прочности блок часто имеет множество рёбер жёсткости, особенно этим отличаются блоки цилиндров японских автомобилей.
Во время работы двигателя блок цилиндров подвергается значительным температурным и механическим нагрузкам. Давление расширяющихся рабочих газов давит на поршень и верхнюю стенку камеры сгорания, расположенную в головке блока цилиндров. От головки блока цилиндров, через элементы её крепления (болты или шпильки) усилие передаётся на блок цилиндров. А усилие от поршня, через детали кривошипно-шатунного механизма и постели подшипников коленчатого вала передаются на блок цилиндров с другой стороны. В результате воздействия этих противоположно направленных сил в блоке цилиндров возникают большие растягивающие напряжения. Блок цилиндров также испытывает изгибающие усилия.
Блок, не обладающий необходимой прочностью, не только деформируется сам, но и деформирует такие дорогие детали двигателя как коленчатый или распределительный валы.
Основной неисправностью блока цилиндров является износ стенок цилиндров, вызванный продолжительной эксплуатацией двигателя, то есть большим пробегом автомобиля.
Капитальный ремонт двигателей легковых автомобилей с расточкой и последующей хонинговкой цилиндров сейчас массово не производится. Хотя все отечественные заводы выпускают в запасные части поршни и поршневые кольца трёх ремонтных размеров, что позволяет приводить расточку отверстий цилиндров несколько раз.
Причин тут много и экономических, и технических и, особенно организационных. Если бы у нас, как во многих странах мира, в учётных документах на автомобиль заносился только VIN-код автомобиля, без указания номера двигателя, то, вполне возможно, появилась организационная возможность и экономическая целесообразность, создания высокотехнологичных предприятий по капитальному ремонту двигателей отечественных автомобилей. Возможно, это не очень выгодно автопрому, но, вполне вероятно было бы выгодно массе потребителей.
Номер двигателя выбивается на поверхности блока цилиндров.

У американцев капитальный ремонт их огромных двигателей V8 или V10 широко развит. Для этого у них существуют специальные авторемонтные заводы с дорогими точными станками, точным мерительным инструментом и квалифицированным персоналом. Причём довольно часто на капитально отремонтированный двигатель даётся гарантия, превышающая гарантию на новый двигатель того же производителя.
Капитальный ремонт двигателей массовых легковых автомобилей в Европе, также как и в нашей стране массово отсутствует. Большая конкуренция на автомобильном рынке и высокая надёжность современных двигателей, привели к тому, что стало легче заменить весь автомобиль, чем ремонтировать двигатель. Если с Европой всё ясно, то насколько верна эта политика в нашей стране, для меня, точного ответа нет.

Но капитальный ремонт двигателей грузовых автомобилей, сельскохозяйственных и дорогих строительных машин производится, поскольку это экономически оправдано. Новый двигатель импортного бульдозера или экскаватора может стоить так дорого, что оправдывает капитальный ремонт любой сложности и стоимости.
Также возникает потребность в капитальном ремонте двигателя с гильзовкой, расточкой, хонинговкой и фрезеровкой поверхности головки блока цилиндров при реставрации старинных и уникальных автомобилей.
Выполнить капитальный ремонт с механической обработкой блока цилиндров и некоторых других основных деталей двигателя, например, коленчатого вала или головки блока цилиндров, в условиях небольших и даже средних сервисных предприятий с необходимым качеством практически невозможно. Гарантированное качество капитального ремонта двигателя можно обеспечить только в условиях узко специализированного на такие виды ремонта предприятиях, укомплектованные точными специализированными станками, мерительным инструментом и квалифицированными кадрами.
В наших условиях, особенно при капитальном ремонте двигателя на небольших сервисных предприятиях, когда механическая обработка блока цилиндров и коленчатого вала производится в сторонних организациях, срок службы капитально отремонтированного двигателя не превышает одной трети от ресурса нового двигателя. Поэтому, с учётом стоимости ремонта и вероятной стоимости каждой тысячи километров пробега отремонтированного двигателя, возможно, дешевле купить новый двигатель. Разумеется, если автомобиль не готовится к продаже.

Крышки коренных подшипников коленчатого вала

Ранее указывалось, что блок цилиндров является основой сборки двигателя. Внутри блока цилиндров расположены кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, впрочем, газораспределительный механизм современного двигателя почти полностью расположен в головке блока цилиндров, а снаружи к блоку цилиндров крепятся различные вспомогательные механизмы. Но что объединяет все эти компоненты двигателя – их, в случае выявленной неисправности, во время ремонта можно заменить. Но в блоке цилиндров есть детали, которые ни при каких условиях заменять нельзя – это крышки коренных подшипников коленчатого вала. На заводе-изготовителе окончательная механическая обработка отверстий подшипников коленчатого вала производится за один проход режущего инструмента при установленных крышках коренных подшипников. Зазор и соосность в коренном подшипнике устанавливается с высокой точностью, поэтому никогда, ни при каких условиях не допускается установка на блок цилиндров крышек коренных подшипников от другого блока цилиндров. Также не допускается перестановка местами крышек одного блока, или установка крышек в другом направлении.
Условно крышки коренных подшипников можно разделить на три группы. К первой можно отнести индивидуальные крышки коренных подшипников. В этом случае каждый коренной подшипник имеет свою индивидуальную крышку. Например, стандартный рядный четырёхцилиндровый двигатель имеет пять коренных подшипников и каждый коренной подшипник имеет свою индивидуальную крышку. Большая часть автомобильных двигателей, и не только рядных четырёхцилиндровых, устроена именно по такому принципу.

Но в последнее время, в целях увеличения жёсткости блока цилиндров в зоне расположения коленчатого вала, стали применяться единые общие для всех коренных подшипников двигателя крышки блока цилиндров. Ко второй группе можно отнести единую крышку цилиндров, не являющуюся структурной единицей двигателя, устанавливаемую в масляном поддоне двигателя. В этом случае блок цилиндров имеет глубокую юбку картера, к которой снизу крепится масляный поддон.

На этом рисунке видно, что все отверстия коренных подшипников коленчатого вала обрабатываются за один проход. Перед окончательной расточкой отверстий все крышки коренных подшипников затягиваются всеми штатными болтами (включая боковые, если имеются) установленным моментом затяжки.

3 Группу рассмотрим позже, если конечно будет интересно

Устройство блока и головки блока цилиндров двигателя

Блок цилиндров (БЦ) и головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя являются основными частями любого ДВС. В них находятся механизмы и узлы, обеспечивающие работу мотора. При работе БЦ и ГБЦ подвергаются серьезным нагрузкам и перепадам температур, поэтому очень важны материалы и качество их изготовления. Также важным фактором является точность и степень механической обработки.

Блок цилиндров

Блок цилиндров или шорт-блок является самой большой частью двигателя. Остальные элементы, так или иначе, крепятся к нему. В верхней части БЦ находятся колодцы цилиндров. Вокруг них выполнены полости для жидкостного охлаждения (рубашка охлаждения). В нижней части, которая называется картером, располагается коленчатый вал, к которому крепятся шатуны и поршни. То есть блок является местом расположения всего кривошипно-шатунного механизма. Также в нем выполнены каналы системы смазки.

Блок цилиндров

БЦ изготавливают цельной деталью при помощи литья. В качестве основного материала для изготовления служит чугун или алюминиевые сплавы. БЦ из алюминиевых сплавов значительно легче по весу, но проигрывает в прочности и цене. Чугун доступнее и прочнее.

Цилиндры и хонингование

Рабочие цилиндры могут быть выполнены непосредственно как часть блока, а могут применяться гильзы. На поверхность цилиндров наносится специальный никелькремниевый сплав – никасил. Это очень прочный материал, защищающий кольца поршня от трения. Поверхность полируется до зеркала, чтобы свести к минимуму трение в условиях ограниченного поступления масла.

хонингование

Для улучшения смазки внутренней поверхности цилиндров применяют хонингование. Хон наносится специальным инструментом с головкой и абразивными брусками. В итоге на поверхности образуется выгравированная сетка. В ее желобках лучше удерживается масло. На внутренних стенках с хоном образуется масляная пленка, в результате чего значительно снижается трение и повышается ресурс деталей. Повторное хонингование, как правило, делается во время расточки двигателя или замены гильз.

Гильзы

Гильзы применяются в блоках из алюминиевых сплавов, так как алюминий менее стоек к нагрузкам и тяжелым температурным режимам, в отличие от чугуна. Они бывают съемными и несъемными. Последние выполняются путем запрессовки в блок. Также гильзы делят на «мокрые» и «сухие». «Мокрыми» называют гильзы, которые непосредственно соприкасаются своими стенками с охлаждающей жидкостью в рубашке охлаждения блока. Таким образом, достигается лучшее охлаждение. «Мокрые» гильзы легко заменить. Часто их применяют на сельхозтехнике, тягачах и другом спецтранспорте.

Гильзы

«Сухие» гильзы чаще всего несъемные и запрессованы в тело цилиндра, что обеспечивает цельность и жесткость всего блока. Но «сухие» гильзы хуже отводят тепло, чем «мокрые».

Расточка и гильзовка блока цилиндров

После появления дефектов и выработки на стенках применяют расточку цилиндров. Со стенок снимается металл определенной толщины, а затем устанавливаются другие ремонтные поршни и кольца под новый размер. Число расточек ограничено, так как объем постепенно увеличивается, а прочность снижается.

После максимального числа расточек применяют гильзовку. Это сложный процесс, который можно сделать только при наличии специального оборудования. «Мокрые» гильзы поменять намного легче, даже в полевых условиях. Если установлены «сухие» гильзы или это монолитный чугунный блок, то он растачивается под новые гильзы, которые запрессовываются с высокой точностью. Сам блок нагревается до 150-200 градусов, а новая гильза охлаждается. Так достигается наиболее плотная и точная посадка.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров устанавливается сверху блока и является, по сути, крышкой, которая его закрывает. Для изготовления ГБЦ применяются в основном алюминиевые сплавы. Крепится головка к блоку с помощью шпилек или болтов, которые затягиваются динамометрическим ключом в строгой последовательности, как указано в руководстве по ремонту конкретного автомобиля.

Головка блока цилиндров

Камеры сгорания образуются путем плотного прилегания ГБЦ к БЦ. Чтобы отработавшие газы не проникали между головкой и блоком цилиндров, устанавливается уплотнительная прокладка. Она основана на асбестографитовой основе и способна выдерживать рабочую температуру и давление.

ГБЦ в сборе состоит из следующих элементов:

корпус с камерами сгорания, патрубками, масляными и каналами системы охлаждения;
газораспределительный механизм (впускные и выпускные клапаны, коромысла и толкатели);
распределительные валы с приводом от коленвала;
отверстия для свечей зажигания;
впускные и выпускные коллекторы для подачи воздуха и отвода отработавших газов;
прокладка ГБЦ.

На современных двигателях клапаны ГРМ и распредвал находятся именно в головке блока. Но раньше были моторы с нижним распредвалом. В V-образных двигателях на каждый ряд цилиндров устанавливается отдельная головка блока.

В передней части ГБЦ находится цепной или ременный привод газораспределительного механизма. По обеим сторонам на фланце крепятся впускной и выпускной коллекторы. Также рядом расположены патрубки для подвода охлаждающей жидкости.

Клапанная крышка

Клапанная крышка закрывает ГБЦ и газораспределительный механизм. Она крепится к головке с помощью болтов. Между головкой и крышкой также устанавливается прокладка для плотного и герметичного соединения. Это нужно, чтобы масло в процессе работы не вытекало наружу, а внутрь не попадали грязь и пыль. Также на крышке располагается маслозаливная горловина.

Клапанная крышка Chevrolet Lacetti

Ранее крышки изготавливались из стали, но на современных двигателях отдают предпочтения алюминиевым или пластиковым. Это снижает уровень шума, повышает надежность и доступность детали.

Блок цилиндров и головка блока цилиндров составляют основу двигателя. Многое зависит от материалов и качества их изготовления. При правильной эксплуатации и своевременном обслуживании они прослужат очень долго.

RU114095U1 — Система охлаждения головки блока цилиндров — Google Patents

Publication number RU114095U1 RU114095U1 RU2011142227/06U RU2011142227U RU114095U1 RU 114095 U1 RU114095 U1 RU 114095U1 RU 2011142227/06 U RU2011142227/06 U RU 2011142227/06U RU 2011142227 U RU2011142227 U RU 2011142227U RU 114095 U1 RU114095 U1 RU 114095U1 Authority RU Russia Prior art keywords coolant cylinder head flange exhaust channel Prior art date 2010-10-19 Application number RU2011142227/06U Other languages English ( en ) Inventor Тед БЕЙЕР Джоди Майкл СЛАЙК Джон Кристофер РИГГЕР Original Assignee Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.) 2010-10-19 Filing date 2011-10-19 Publication date 2012-03-10 2011-10-19 Application filed by Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК filed Critical Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК 2012-03-10 Application granted granted Critical 2012-03-10 Publication of RU114095U1 publication Critical patent/RU114095U1/ru

Classifications

F — MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
F02 — COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
F02F — CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
F02F1/00 — Cylinders; Cylinder heads
F02F1/24 — Cylinder heads
F02F1/243 — Cylinder heads and inlet or exhaust manifolds integrally cast together

F — MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
F01 — MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
F01N — GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
F01N13/00 — Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 — F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
F01N13/08 — Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
F01N13/10 — Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
F01N13/105 — Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds having the form of a chamber directly connected to the cylinder head, e.g. without having tubes connected between cylinder head and chamber

F — MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
F01 — MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
F01N — GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
F01N3/00 — Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
F01N3/02 — Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
F01N3/04 — Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
F01N3/043 — Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids without contact between liquid and exhaust gases
F01N3/046 — Exhaust manifolds with cooling jacket

F — MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
F02 — COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
F02F — CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
F02F1/00 — Cylinders; Cylinder heads
F02F1/24 — Cylinder heads
F02F1/26 — Cylinder heads having cooling means
F02F1/36 — Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
F02F1/40 — Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream

Y — GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
Y02 — TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
Y02T — CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
Y02T10/00 — Road transport of goods or passengers
Y02T10/10 — Internal combustion engine [ICE] based vehicles
Y02T10/12 — Improving ICE efficiencies

Abstract

1. Головка блока цилиндров со встроенным выпускным коллектором, содержащим фланец выпускного коллектора, при этом головка блока цилиндров содержит: ! канал подвода охлаждающей жидкости, сообщающийся с проходом более высокого давления системы охлаждения головки блока цилиндров; ! канал отвода охлаждающей жидкости, сообщающийся с проходом более низкого давления системы охлаждения головки блока цилиндров; и ! проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце по меньшей мере частично пересекающий фланец выпускного коллектора и сообщающийся с каналом подвода охлаждающей жидкости и каналом отвода охлаждающей жидкости. ! 2. Головка блока цилиндров по п.1, отличающаяся тем, что указанный проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце содержит по меньшей мере один канал во фланце выпускного коллектора и канал во втором фланце, включенном в последующий компонент. ! 3. Головка блока цилиндров по п.2, отличающаяся тем, что последующим компонентом является турбонагнетатель. ! 4. Головка блока цилиндров по п.1, дополнительно содержащая уплотнительную прокладку, помещенную между фланцем выпускного коллектора и вторым фланцем, включенным в последующий компонент. ! 5. Головка блока цилиндров по п.4, отличающаяся тем, что уплотнительная прокладка содержит внутреннее уплотнение и наружное уплотнение, контактирующие с фланцем выпускного коллектора и вторым фланцем и образующие границу прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце. ! 6. Головка блока цилиндров по п.5, отличающаяся тем, что внутреннее и наружное уплотнения соединены соединителями. ! 7. Головка блока цилиндров по п.5, отличающаяся тем, что внутреннее и

Description

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к системам охлаждения головки блока цилиндров двигателей.
Уровень техники

Выпускные коллекторы двигателей внутреннего сгорания могут подвергаться большим тепловым нагрузкам. Особенно высокую тепловую нагрузку могут претерпевать выпускные коллекторы, встроенные в головки цилиндров, из-за характеристик теплопередачи цельной конструкции. Тепловую нагрузку встроенного выпускного коллектора и соседних компонентов можно уменьшить, введя в головку блока цилиндров охлаждающие рубашки. Охлаждающие рубашки могут уменьшить тепловые напряжения на головке блока цилиндров, вызванные теплом, создаваемым при работе двигателя. Например, головка блока цилиндров, имеющая встроенный выпускной коллектор, раскрыта в документе US 7367294. Верхняя и нижняя охлаждающие рубашки охватывают большую часть головки блока цилиндров для отвода тепла от головки блока цилиндров.

Однако авторы настоящего изобретения выявили некоторые недостатки вышеописанного подхода. Например, верхняя и нижняя охлаждающие рубашки могут не обеспечить равномерное охлаждение для головки блока цилиндров. Кроме того, из-за схемы течения отработавших газов в коллекторе фланец на выпуске выпускного коллектора может испытывать более высокие температуры, чем другие части головки блока цилиндров. И верхняя и нижняя охлаждающие рубашки в известном подходе могут обеспечить лишь ограниченное охлаждение зоны фланца. Кроме того, охлаждающая рубашка в известном подходе может не обеспечить достаточное количество охлаждения для снижения вероятности термической деструкции турбонагнетателя или компонентов, расположенных после выпускного коллектора. Кроме того, охлаждающие рубашки могут не обеспечить достаточное охлаждение в помощь функции каталитического нейтрализатора в системе снижения токсичности отработавших газов, расположенной после выпускного коллектора.

Раскрытие полезной модели

Таким образом, в настоящем документе описаны различные примерные системы и подходы. В одном примере предлагается головка блока цилиндров со встроенным выпускным коллектором, причем встроенный выпускной коллектор содержит фланец выпускного коллектора. Головка блока цилиндров содержит канал подвода охлаждающей жидкости в сообщении с проходом более высокого давления системы охлаждения головки блока цилиндров, канал отвода охлаждающей жидкости в сообщении с проходом более низкого давления системы охлаждения головки блока цилиндров, и проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце, по меньшей мере, частично пересекает фланец выпускного коллектора и находится в сообщении с каналом подвода охлаждающей жидкости и каналом отвода охлаждающей жидкости.

Таким путем температуру фланца можно уменьшить посредством подсистемы охлаждения фланца с тем, чтобы уменьшить тепловые напряжения на головке блока цилиндров. Подсистема охлаждения фланца может снизить вероятность термической деструкции головки блока цилиндров и компонентов, расположенных после нее, таких, как турбонагнетатель, система снижения токсичности отработавших газов и т.д. Таким образом, при использовании вышеописанной головки блока цилиндров характеристики двигателя, турбонагнетателя и системы снижения токсичности отработавших газов можно улучшить.

Это краткое описание преследует цель представить в упрощенном виде выбор концепций, дополнительно описываемых в подробном описании изобретения. Краткое описание не преследует цель определить основные или существенные отличительные признаки заявленного предмета изобретения, равно как не преследует цель быть использованным для ограничения объема заявленного предмета изобретения. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничивается вариантами осуществления, устраняющими любые или все недостатки, отмеченные в любой части настоящего описания.

Краткое описание чертежей
На Фиг.1 приведено схематическое представление двигателя внутреннего сгорания.

На Фиг.2 приведено схематическое представление головки блока цилиндров и связанной с ней системой охлаждения, которые могут использоваться в двигателе внутреннего сгорания, показанном на Фиг.1.

На Фиг.3 приведена иллюстрация примерной головки блока цилиндров.

На Фиг.4 приведен разрез головки блока цилиндров, показанной на Фиг.3, причем головка блока цилиндров содержит перепускные проходы для охлаждающей жидкости.

На Фиг.5 приведен вид сбоку фланца выпускного коллектора, включенного в головку блока цилиндров, показанную на Фиг.3.

На Фиг.6 приведен еще один вариант осуществления фланца выпускного коллектора, включенного в головку блока цилиндров, показанную на Фиг.3.

На Фиг.7 приведен покомпонентный вид примерного фланца выпускного коллектора, уплотнительной прокладки и второго фланца.

На Фиг.8 приведен еще один вариант осуществления уплотнительной прокладки.
На Фиг.9 приведен вид сбоку второго фланца, показанного на Фиг.7.

На Фиг.10 приведен разрез фланца выпускного коллектора, уплотнительной прокладки и второго фланца, а также соответствующего канала подвода охлаждающей жидкости, канала отвода охлаждающей жидкости и прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце.

На Фиг.11 приведен составной стержень для литья головки блока цилиндров, показанной на Фиг.3.

На Фиг.12 приведен разрез направляющих отработавших газов, включенных головку блока цилиндров, показанную на Фиг.3.

На Фиг.13 приведен стержень окна выпускного коллектора, включенный в составной стержень, показанный на Фиг.11.

На Фиг.14 приведен разрез входных каналов, включенных в головку блока цилиндров, показанную на Фиг.3.

На Фиг.15 приведен разрез первой наружной направляющей отработавших газов, включенной в головку блока цилиндров, показанную на Фиг.3.

На Фиг.16 приведен разрез еще одной части первой наружной направляющей отработавших газов, включенной в головку блока цилиндров, показанную на Фиг.3.

На Фиг.17 приведен разрез второй внутренней направляющей отработавших газов, включенной в головку блока цилиндров, показанную на Фиг.3.

На Фиг.18 приведен способ работы системы охлаждения головки блока цилиндров в головке блока цилиндров двигателя.

На Фиг.19 приведен способ работы системы охлаждения головки блока цилиндров в головке блока цилиндров двигателя.

Осуществление полезной модели

В настоящем документе описана головка блока цилиндров со встроенным выпускным коллектором. Головка блока цилиндров содержит проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце в сообщении с каналом подвода охлаждающей жидкости и каналом отвода охлаждающей жидкости. Канал подвода охлаждающей жидкости и канал отвода охлаждающей жидкости могут быть в сообщении с частями более высокого и более низкого давлений системы охлаждения головки блока цилиндров. Система охлаждения головки блока цилиндров может быть конструктивно исполненной для протекания охлаждающей жидкости через проходы в головке блока цилиндров. При этом может обеспечиваться охлаждение для выпускного фланца, который из-за характеристик потока во встроенном выпускном коллекторе может испытывать более высокие температуры. Более того, проход для охлаждающей жидкости на выпуске может обеспечивать охлаждение и для соседних компонентов, таких, как турбонагнетатель. При этом тепловые напряжения на выпускной фланец и компоненты после встроенного выпускного коллектора можно уменьшить. Таким образом, вероятность термической деструкции выпускного фланца, блока цилиндров или соседних компонентов, таких, как турбонагнетатель, можно снизить, тем самым повысив долговечность компонентов.

На Фиг.1 двигатель внутреннего сгорания 10, содержащий несколько цилиндров, из которых на Фиг.1 показан лишь один, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру сгорания 30, стенки 32 цилиндра с расположенным в нем поршнем 36, соединенным с коленчатым валом 40. Камера сгорания 30 показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый клапан — впускной и выпускной — могут управляться кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Альтернативно, один или несколько впускных и выпускных клапанов могут управляться узлом катушки и якоря клапана с электромеханическим управлением. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка впускного клапана.

Показан также впускной коллектор 44 между впускным клапаном 52 и воздухозаборной трубой 42. Топливо в топливную форсунку 66 подается топливной системой (не показана), включающей топливный бак, топливный насос и топливный распределитель (не показаны). Двигатель 10 на Фиг.1 конструктивно исполнен таким образом, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр двигателя, что известно специалистам как непосредственный впрыск. Топливная форсунка 66 получает рабочий ток из привода 68, который действует по команде контроллера 12. Кроме того, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с факультативным электронным дросселем 62 с дроссельной заслонкой 64. В одном примере может использоваться система непосредственного впрыска низкого давления, в которой давление топлива может подниматься примерно до 20-30 бар. Альтернативно, для создания более высоких давлений топлива может использоваться двухступенчатая топливная система высокого давления.

Система зажигания 88 без распределителя подает искру зажигания в камеру сгорания 30 посредством свечи зажигания 92 в ответ на команду контроллера 12. Универсальный датчик кислорода в отработавших газах (UEGO) 126 показан подключенным к выпускному коллектору 48 до каталитического нейтрализатора отработавших газов 70. Альтернативно, вместо датчика UEGO 126 может использоваться датчик кислорода в отработавших газах с двумя состояниями.

В одном примере каталитический нейтрализатор отработавших газов 70 может содержать несколько «кирпичей» нейтрализатора. Еще в одном примере могут использоваться несколько устройств снижения токсичности отработавших газов, каждое с несколькими «кирпичами». В одном примере каталитический нейтрализатор отработавших газов 70 может быть трехкомпонентным нейтрализатором.

Контроллер 12 показан на Фиг.1 как обычный микрокомпьютер, содержащий: микропроцессор 102, порты ввода/вывода 104, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство ПО и обычную шину данных. В дополнение к сигналам, рассмотренным ранее, контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, подключенных к двигателю 10, включая: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ТОЖ) от датчика температуры 112, подключенного к рукаву охлаждения 114; сигнал датчика положения 134, подключенного к педали акселератора 130 для считывания силы, прикладываемой ногой 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (АДК) от датчика давления 122, подключенного к впускному коллектору 44; сигнал датчика положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, который считывает положение коленчатого вала 40; измерение массового расхода воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120, и измерение положения дроссельной заслонки от датчика 58. Для обработки контроллером 12 может считываться и барометрическое давление (датчик не показан). В одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения датчик положения 118 двигателя за каждый оборот коленчатого вала выдает заданное количество равноотстоящих импульсов, по которому можно определить частоту вращения (ЧВ) двигателя.

В некоторых вариантах двигатель может подключаться к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в гибридном автомобиле. Гибридный автомобиль может иметь параллельное конструктивное исполнение, последовательное конструктивное исполнение или их вариант или сочетания.

При работе каждый цилиндр двигателя 10 обычно совершает четырехтактный цикл: этот цикл включает такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. На такте впуска выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. По впускному коллектору 44 в камеру сгорания 30 поступает воздух, и поршень 36 перемещается к дну цилиндра, чтобы увеличить объем в камере сгорания 30. Положение, в котором поршень 36 находится у дна цилиндра и в конце его хода (например, когда камера сгорания 30 пребывает в состоянии своего наибольшего объема), специалистами обычно называется нижней мертвой точкой (НМТ). На такте сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке цилиндра, сжимая воздух в камере сгорания 30. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода, и ближайшая к головке цилиндра (например, когда камера сгорания 30 пребывает в состоянии своего наименьшего объема), специалистами обычно называется верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, далее по тексту именуемом впрыском, в камеру сгорания подается топливо. В процессе, далее по тексту именуемом зажиганием, впрыснутое топливо воспламеняется посредством такого известного средства воспламенения, как свеча зажигания 92, приводящим к горению. На такте расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, на такте выпуска открывается выпускной клапан 54 для высвобождения сгоревшей топливной смеси в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное описано просто как пример, и что моменты открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов могут варьировать, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрытие впускного клапана или различные иные примеры.

В одном варианте осуществления датчик положения кривошипа при остановках и запусках имеет как нулевую скорость, так и двунаправленную функциональность. В некоторых случаях применения может использоваться двунаправленный датчик на эффекте Холла, в других — к мишени могут крепиться магниты. Магниты могут размещаться на мишени, и «просвет на месте отсутствующего зуба» можно потенциально исключить, если датчик способен обнаруживать изменение амплитуды сигнала (например, использование более мощного или более слабого магнита для локализации конкретного положения на колесе). Кроме того, используя двунаправленный датчик на эффекте Холла или эквивалента, при глушении положение двигателя может поддерживаться, но при повторном запуске может использоваться альтернативная стратегия для обеспечения того, что двигатель вращается в направлении движения вперед.

На Фиг.2 приведено схематическое представление системы охлаждения головки блока цилиндров 200 для двигателя. Понятно, что эта система охлаждения может включаться в двигатель 10, показанный на Фиг.1. Система охлаждения может предназначаться для отвода тепла от двигателя. Как более подробно описывается в настоящем документе, контроллер 12 может предназначаться для регулирования тепла, отводимого от двигателя, посредством контура охлаждающей жидкости 250. Таким путем температуру двигателя можно регулировать, обеспечивая повышение эффективности сгорания топлива, а также снижая тепловое напряжение на двигателе.

Система охлаждения 200 содержит контур охлаждающей жидкости 250, проходящий через один или несколько проходов 251 для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров 252. В качестве рабочей жидкости в контуре охлаждающей жидкости может использоваться вода или иная подходящая охлаждающая жидкость. Блок цилиндров может содержать часть одной или нескольких камер сгорания. Понятно, что контур охлаждающей жидкости может проходить рядом с частями камер сгорания. При этом избыточное тепло, создаваемое при работе двигателя, может передаваться в контур охлаждающей жидкости. Головка 253 блока цилиндров может соединяться с блоком цилиндров с образованием сборки цилиндров. В собранном состоянии сборка цилиндров может содержать несколько камер сгорания. В число этих нескольких камер сгорания может входить камера сгорания 30, показанная на Фиг.1.

Кроме того, система охлаждения головки блока цилиндров содержит верхнюю охлаждающую рубашку 254 и нижнюю охлаждающая рубашка 256. Понятно, что верхняя и нижняя охлаждающие рубашки встроены в головку блока цилиндров. Верхняя охлаждающая рубашка содержит несколько проходов для охлаждающей жидкости 258. Аналогичным образом, нижняя охлаждающая рубашка содержит несколько проходов для охлаждающей жидкости 260. Как показано, верхняя охлаждающая рубашка содержит канал подвода охлаждающей жидкости 262, а нижняя охлаждающая рубашка содержит канал подвода охлаждающей жидкости 264. Однако понятно, что в других вариантах осуществления верхняя и/или нижняя охлаждающие рубашки могут содержать несколько каналов подвода. Например, верхняя охлаждающая рубашка может содержать один канал подвода, а нижняя охлаждающая рубашка может содержать несколько каналов подвода. Понятно, что в некоторых вариантах осуществления каналы подвода верхней и нижней охлаждающих рубашек могут подключаться к общим проходам для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров. При этом верхняя и нижняя охлаждающие рубашки получают охлаждающую жидкость через соответствующие каналы подвода из общего источника, включенного в блок двигателя. Однако в других вариантах осуществления каналы подвода верхней и нижней охлаждающих рубашек могут подключаться к отдельным проходам для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров.

Первая группа перепускных проходов для охлаждающей жидкости 266 может сообщать верхнюю охлаждающую рубашку 254 по текучей среде с нижней охлаждающей рубашкой 256. Аналогичным образом, вторая группа перепускных проходов для охлаждающей жидкости 268 может сообщать верхнюю охлаждающую рубашку по текучей среде с нижней охлаждающей рубашкой.

Каждый перепускной проход для охлаждающей жидкости, включенный в первую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости, может содержать ограничитель 270. Аналогичным образом, каждый перепускной проход для охлаждающей жидкости, включенный во вторую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости, может содержать ограничитель 271. Изменения различных характеристик (например, размер, форма и т.д.) ограничителей могут происходить при изготовлении головки 253 блока цилиндров. Поэтому ограничители 270, включенные в первую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости, могут быть иными по размеру, форме и т.д., чем ограничители 271, включенные во вторую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости. При этом головка блока цилиндров может быть изменена для самых разных двигателей, что повышает применимость головки блока цилиндров. Хотя в первой и второй группах перепускных проходов для охлаждающей жидкости показаны по два перепускных прохода для охлаждающей жидкости, в других вариантах осуществления количество перепускных проходов для охлаждающей жидкости, включенных в первую и вторую группы перепускных проходов для охлаждающей жидкости, может быть иным.

Перепускные проходы для охлаждающей жидкости позволяют охлаждающей жидкости проходить между охлаждающими рубашками в различных точках между каналами подвода и отвода верхней и нижней охлаждающих рубашек. При этом охлаждающая жидкость может протекать со сложной схемой течения, при которой охлаждающая жидкость протекает между верхней и нижней рубашками, в средине рубашки и в различных иных местах в рубашке. Смешанная схема течения снижает изменчивость температуры в головке блока цилиндров при работе двигателя, а также увеличивает количество тепловой энергии, которое может отводиться от головки блока цилиндров, тем самым улучшая характеристики двигателя.

Система охлаждения головки блока цилиндров может сообщаться по меньшей мере с одним проходом для охлаждающей жидкости 272, имеющимся во фланце выпускного коллектора 273. Фланец выпускного коллектора включен в выпускной коллектор 48. Проход для охлаждающей жидкости 272 содержит канал подвода охлаждающей жидкости 274 и канал отвода охлаждающей жидкости 275. Канал подвода охлаждающей жидкости может сообщаться с проходом более высокого давления для охлаждающей жидкости в системе охлаждения головки блока цилиндров, а канал отвода охлаждающей жидкости может сообщаться с проходом более низкого давления для охлаждающей жидкости в системе охлаждения головки блока цилиндров. Понятно, что проход более высокого давления для охлаждающей жидкости может включаться в верхнюю или нижнюю охлаждающую рубашку. Аналогичным образом, проход более низкого давления для охлаждающей жидкости может включаться в верхнюю или нижнюю охлаждающую рубашку. В одном конкретном примере проход более высокого давления для охлаждающей жидкости включен в нижнюю охлаждающую рубашку, а проход более низкого давления для охлаждающей жидкости включен в верхнюю охлаждающую рубашку. При этом охлаждающая жидкость может циркулировать у фланца, обеспечивая отвод тепла от фланца, используя существующую систему охлаждения в транспортном средстве. Поэтому понятно, что по сравнению с другими системами, в которых для обеспечения охлаждения для системы выпуска отработавших газов может использоваться независимая система охлаждения, стоимость производства можно уменьшить. Более того, можно снизить тепловые напряжения на фланце головки блока цилиндров, а также на соседних компонентах, тем самым повышая долговечность компонентов. Проход для охлаждающей жидкости в выпускном коллектором подробнее описывается в настоящем документе со ссылками на Фиг.3 и 5-10.

Верхняя охлаждающая рубашка содержит канал отвода 276. Канал отвода 276 может содержать ограничитель 277. Кроме того, нижняя охлаждающая рубашка содержит канал отвода 278. Понятно, что в других вариантах осуществления канал отвода 278 также может содержать ограничитель. Каналы отвода из верхней и нижней охлаждающих рубашек могут объединяться и сообщаться по текучей среде. Контур охлаждающей жидкости может затем проходить через один или несколько проходов для охлаждающей жидкости 280, содержащихся в радиаторе 282. Радиатор позволяет теплу передаваться из контура охлаждающей жидкости в окружающий воздух. Таким образом, тепло может отводиться из контура охлаждающей жидкости.

В контур охлаждающей жидкости также может включаться и насос 284. В канале отвода 276 верхней охлаждающей рубашки может располагаться термостат 286. Термостат 288 может располагаться и в канале подвода одного или нескольких проходов для охлаждающей жидкости 251 блока цилиндров 252. В других вариантах осуществления дополнительные термостаты могут располагаться в других местах в контуре охлаждающей жидкости, таких, как в канале подвода или канале отвода одного или нескольких проходов для охлаждающей жидкости в радиаторе, в канале подвода или канале отвода нижней охлаждающей рубашке, канале подвода верхней охлаждающей рубашки и т.д. Эти термостаты могут использоваться для регулирования количества текучей среды, протекающей через контур охлаждающей жидкости, в зависимости от температуры. В некоторых примерах термостаты могут управляться посредством контроллера 12. Однако в других примерах термостаты могут быть пассивными.

Понятно, что контроллер 12 может регулировать величину гидростатического напора, создаваемого насосом 284, чтобы регулировать расход охлаждающей жидкости через контур и, следовательно, количество тепла, отводимого от двигателя. Кроме того, в некоторых примерах контроллер 12 может предназначаться для динамического регулирования величины расхода охлаждающей жидкости через верхнюю охлаждающую рубашку посредством термостата 286. В частности, расход охлаждающей жидкости через верхнюю охлаждающую рубашку может уменьшаться, если температура двигателя ниже пороговой величины. При этом продолжительность подогрева двигателя при холодном запуске может снижаться, тем самым повышая эффективность сгорания и уменьшая выбросы. Понятно, что системы и компоненты на Фиг.2 показаны схематически, и цель показать относительное расположение компонентов не преследуется.

На Фиг.3 приведен вид в перспективном изображении примерной головки 253 блока цилиндров. Головка блока цилиндров может конструктивно исполняться для прикрепления к блоку цилиндров (не показан), который имеет одну или несколько камер сгорания, имеющих поршень, совершающий в них возвратно-поступательное движение. Головка блока цилиндров быть отлита из подходящего материала, такого, как алюминий. Другие компоненты собранной головки блока цилиндров упущены. Упущенные компоненты включают распределительные валы, крышки распределительных валов, впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и т.д.

Как показано, головка блока цилиндров 253 содержит четыре периметральные стенки. Эти стенки включают первую и вторую боковые стенки 302 и 304 соответственно. Кроме того, четыре периметральные стенки могут включать переднюю торцевую стенку 306 и заднюю торцевую стенку 308.

Нижняя стенка 312 может предназначаться для соединения с блоком цилиндров (не показан) с образованием камер сгорания двигателя, как описывалось выше. Кроме того, головка блока цилиндров может содержать канал дегазации 314, содержащий клапан, предназначенный для удаления газа из верхней охлаждающей рубашки. При этом количество газа в верхней и нижней охлаждающих рубашках может уменьшаться. Канал дегазации расположен в зоне, прилегающей к верхней поверхности верхней охлаждающей рубашки. В некоторых примерах канал дегазации может располагаться в верхней части (например, практически в наивысшей вертикальной точке) в верхней охлаждающей рубашке. Однако в других примерах канал дегазации может располагаться в другом подходящем месте. Канал дегазации может уменьшать количество газа (например, воздуха и/или водяного пара) в верхней и нижней охлаждающих рубашках, тем самым повышая эффективность работы верхней и нижней охлаждающих рубашек.

Головка 253 блока цилиндров содержит также выпускной коллектор 48, с которым сообщаются несколько направляющих отработавших газов. Направляющие отработавших газов проиллюстрированы на Фиг.12-17 и подробнее описываются со ссылками на эти фигуры. Направляющие отработавших газов сообщаться с выпускными клапанами для каждой камеры сгорания. При этом выпускной коллектор и направляющие отработавших газов могут быть встроенными в отливку головки блока цилиндров. Встроенные направляющие отработавших газов имеют ряд преимуществ, таких, как сокращение количества деталей двигателя, что позволяет снизить стоимость на протяжении всего цикла разработки двигателя. Кроме того, при использовании встроенного выпускного коллектора можно снизить стоимость товарно-материальных запасов и сборки.

Кроме того, головка блока цилиндров содержит фланец 273 выпускного коллектора, окружающий выпускной коллектор 48. Фланец содержит бобышки отверстий для болтов 310 или иные подходящие крепежные устройства, конструктивно исполненные для крепления к следующему выпускному компоненту, такому, как выпускной канал отработавших газов или впускной канал турбины, включенной в турбонагнетатель. При этом турбонагнетатель может устанавливаться непосредственно на головке блока цилиндров, чтобы уменьшить потери в двигателе. Турбонагнетатель может содержать турбину, приводимую отработавшими газами и подключенную к компрессору посредством приводного вала. Компрессор может предназначаться для повышения давления во впускном коллекторе.

Кроме того, головка блока цилиндров содержит канал подвода охлаждающей жидкости 274 в сообщении с проходом более высокого давления в системе охлаждения 200 головки блока цилиндров, показанной на Фиг.2, и канал отвода охлаждающей жидкости 275 в сообщении с проходом более низкого давления в системе охлаждения головки блока цилиндров. Как показано, проходы более высокого и более низкого давления проходят в головку блока цилиндров. Проходы более высокого и более низкого давления показаны на Фиг.10. Понятно, что проходы более высокого и/или более низкого давления в системе охлаждения головки блока цилиндров могут быть либо в верхней, либо в нижней охлаждающей рубашке. Как показано, фланец выпускного коллектора содержит также канал 315 фланца выпускного коллектора, пересекающий фланец выпускного коллектора. Канал фланца может быть литым или может фрезероваться после отливки головки блока цилиндров. Как показано, канал фланца выпускного коллектора проходит вокруг всего фланца выпускного коллектора. Иными словами, канал фланца выпускного коллектора обходит канал отвода отработавших газов 316. Однако в других вариантах осуществления канал фланца может частично пересекать фланец выпускного коллектора. Канал фланца может определять границу прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце, по меньшей мере, частично пересекая фланец выпускного коллектора. Проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце может сообщаться с каналом подвода охлаждающей жидкости 274 и каналом отвода охлаждающей жидкости 275. При этом охлаждающая жидкость может циркулировать через проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце. Проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце может находиться между фланцем выпускного коллектора и фланцем следующего компонента, такого, как турбонагнетатель, проход для отработавших газов, устройство снижения токсичности отработавших газов и т.д., более подробно рассмотренных в настоящем документе. Секущая плоскость 320 определяет поперечное сечение, показанное на Фиг.4. Секущая плоскость 322 определяет поперечное сечение, показанное на Фиг.10. Секущая плоскость 324 определяет поперечное сечение, показанное на Фиг.12. Секущая плоскость 326 определяет поперечное сечение, показанное на Фиг.14. Секущая плоскость 328 определяет поперечное сечение, показанное на Фиг.15. Секущая плоскость 330 определяет поперечное сечение, показанное на Фиг.16. Секущая плоскость 322 определяет поперечное сечение, показанное на Фиг.17.

На Фиг.4 приведен вид с частичным вырезом головки 253 блока цилиндров, показанной на Фиг.3. Показан первый перепускной проход для охлаждающей жидкости 410. Первый перепускной проход для охлаждающей жидкости 410 может включаться в первую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости 266, показанную на Фиг.2. Возвращаясь к Фиг.4, стрелкой 412 обозначен обычный путь жидкости, протекающей через первый перепускной проход для охлаждающей жидкости из нижней охлаждающей рубашки в верхнюю охлаждающую рубашку. Как показано, охлаждающая жидкость проходит практически в вертикальном направлении по вертикальному проходу относительно вертикального движения поршней в цилиндре. Понятно, что ширина первого перепускного прохода для охлаждающей жидкости может быть изменена при изготовлении путем механической обработки. При этом перепускной проход для охлаждающей жидкости может выполняться в соответствии с требуемыми техническими условиями.

Первая группа перепускных проходов для охлаждающей жидкости может быть выровненной в радиальном направлении с двумя или более цилиндрами двигателя. Понятно, что это выравнивание может быть относительно одной линии симметрии. Кроме того, первая группа перепускных проходов для охлаждающей жидкости может отстоять от впускного и/или выпускного окон в двигателе. Расположение первой группы перепускных проходов для охлаждающей жидкости выровненной с двумя или более цилиндрами и на расстоянии от впускного и/или выпускного окон позволяет повысить конструктивную целостность головки блока цилиндров по сравнению с перепускными проходами для охлаждающей жидкости, которые могут располагаться рядом с впускным или выпускным окнами, что может снизить толщину металла, окружающего выпускной клапан, тем самым повышая вероятность деструкции или отказа выпускного или впускного клапанов. Кроме того, если перепускные проточные каналы выровнены таким образом, может использоваться проточный канал большего диаметра по сравнению с перепускными каналами для охлаждающей жидкости, расположенными рядом с впускным или выпускным клапанами.

Показан и второй перепускной проход для охлаждающей жидкости 414. Второй перепускной проход для охлаждающей жидкости 414 может включаться во вторую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости 268, показанную на Фиг.2. Второй перепускной проход для охлаждающей жидкости находится рядом с периферией головки блока цилиндров и отстоит от канала отвода отработавших газов 316. Поэтому понятно, что вторая группа перепускных проходов для охлаждающей жидкости может находиться рядом с периферией головки блока цилиндров и отстоять от выпускного коллектора. Стрелкой 416 обозначен обычный путь жидкости, протекающей через первый перепускной проход для охлаждающей жидкости из нижней охлаждающей рубашки в верхнюю охлаждающую рубашку. Как показано, колпачок 418 как направляет, так и ограничивает поток через второй перепускной проход для охлаждающей жидкости. Схема течения охлаждающей жидкости через вторую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости представляет собой дугу. Если для направления потока охлаждающей жидкости через второй перепускной проход для охлаждающей жидкости используется колпачок, это позволяет упростить процесс изготовления (например, механическую обработку) головки блока цилиндров.

На Фиг.5 приведен вид сбоку фланца 273 выпускного коллектора и канала отвода отработавших газов 316 выпускного коллектора 48, показанного на Фиг.3. Для обозначения подобных деталей использованы те же позиции.

На Фиг.6 приведен вид сбоку альтернативного варианта осуществления фланца 273 выпускного коллектора. Как показано, фланец выпускного коллектора содержит первый канал подвода охлаждающей жидкости 602 и первый канал отвода охлаждающей жидкости 604. Как уже отмечалось, первый канал подвода охлаждающей жидкости и первый канал отвода охлаждающей жидкости подключены к проходу более высокого давления в системе охлаждения головки блока цилиндров и проходу более низкого давления в системе охлаждения головки блока цилиндров. Первый фланцевый канал 606 проходит между первым каналом подвода охлаждающей жидкости и первым каналом отвода охлаждающей жидкости. Кроме того, фланец выпускного коллектора содержит второй канал подвода охлаждающей жидкости 608 и второй канал отвода охлаждающей жидкости 610. Второй фланцевый канал 612 проходит между вторым каналом подвода охлаждающей жидкости и вторым каналом отвода охлаждающей жидкости. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления каналы могут проходить также между первым и вторым каналами подвода охлаждающей жидкости и первым и вторым каналами отвода охлаждающей жидкости. Первый и второй каналы охлаждающей жидкости могут определять границу прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце, что подробнее описывается в настоящем документе со ссылками на Фиг.7-10.

На Фиг.7 приведен покомпонентный вид фланца 273 выпускного коллектора, уплотнительной прокладки 702 и второго фланца 704. В собранном состоянии вышеупомянутые компоненты могут соединяться болтами 706 или иными подходящими крепежными деталями. Таким образом, в собранном состоянии между фланцем выпускного коллектора и вторым фланцем уложена уплотнительная прокладка.

Уплотнительная прокладка 702 может содержать внутреннее уплотнение 708 и наружное уплотнение 710. Внутреннее и наружное уплотнения определяют границу прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце. Таким образом, внутреннее и наружное уплотнения позволяют охлаждающей жидкости циркулировать по фланцу выпускного коллектора и практически предотвращают утечку охлаждающей жидкости в поток отработавших газов или наружу из головки блока цилиндров.

В некоторых примерах внутреннее и наружное уплотнения могут быть многослойными металлическими выступами. Следовательно, уплотнения могут быть поднятыми. Иными словами, уплотнения могут иметь большую боковую толщину, чем другие части уплотнительной прокладки. Однако в других примерах могут использоваться другие подходящие уплотнения. Например, в дополнение или как альтернатива могут использоваться резиновые уплотнения. Хотя металлические уплотнения могут быть предпочтительнее из-за их способности выдерживать высокие температуры, которой не обладают резиновые уплотнения. Внутреннее уплотнение может находиться на стороне, касающейся как фланца выпускного коллектора, так и фланца 704. Кроме того, наружное уплотнение может находиться на стороне, касающейся как фланца выпускного коллектора, так и фланца 704.

Кроме того, уплотнительная прокладка содержит отверстия передачи 712. Как показано, отверстия передачи выровнены с каналом подвода охлаждающей жидкости 274 и каналом отвода охлаждающей жидкости 275. Однако возможны и другие выравнивания. При этом охлаждающая жидкость может циркулировать по фланцу выпускного коллектора, а также по фланцу 704. Понятно, что эта циркуляция охлаждающей жидкости может не только снизить температуру фланца выпускного коллектора, снижая тем самым вероятность термической деструкции головки блока цилиндров, но и снижает температуру соседних компонентов, таких, как турбонагнетатель, снижая тем самым вероятность термической деструкции соседнего компонента.

Однако в других вариантах осуществления уплотнительная прокладка 702 может не иметь отверстий передачи 712, и внутреннее и наружное уплотнения (708 и 710) могут быть только на стороне, контактирующей с фланцем выпускного коллектора. Таким образом, охлаждающая жидкость может циркулировать по фланцу выпускного коллектора. Однако тепло может передаваться от фланца 704 в охлаждающую жидкость посредством теплопроводности через уплотнительную прокладку 702.

На Фиг.8 приведен альтернативный вариант осуществления уплотнительной прокладки 702. Как показано, по уплотнительной прокладке проходит отверстие 802. Иными словами, отверстие обходит внутренний край 804 уплотнительной прокладки. Как показано, отверстие 802 перекрывают соединители 806. Понятно, что при использовании этих соединителей относительное положение внутреннего уплотнения относительно наружного уплотнения может быть практически фиксированным, что снижает вероятность неправильной сборки, такой, как неправильное размещение (например, разнесение) внутреннего и наружного уплотнений. В некоторых примерах, боковое расстояние одного или нескольких соединителей может быть неодинаковым. Понятно, что при таком расположении соединителей может создаваться схема течения охлаждающей жидкости, уменьшающая потери в проходе для охлаждающей жидкости в выпускном фланце. При этом эффективность системы охлаждения выпускного коллектора может повыситься по сравнению с системой охлаждения, имеющей соединители, расположенные с эквивалентными боковыми расстояниями.

На Фиг.9 приведен фланец 704. Фланец может включаться в расположенный ниже по потоку компонент, такой как турбонагнетатель или канал отработавших газов. Фланец 704 содержит канал 902. Канал 902 может быть фрезерованным или отлитым. Однако в других вариантах осуществления канал 902 может не включаться во фланец 704. Канал 902 может определять границу прохода для охлаждающей жидкости в выпускном коллекторе. Канал 902 позволяет большему количеству охлаждающей жидкости циркулировать по фланцу 704, увеличивая количество тепла, которое может отводиться от фланца и связанного с ним компонента.

На Фиг.10 приведен разрез фланца 273 выпускного коллектора, уплотнительной прокладки 702 и фланца 704. Общее направление потока отработавших газов по каналу отвода отработавших газов 316 обозначено стрелкой 1002. Охлаждающая жидкость в системе охлаждения головки блока цилиндров протекает из прохода более высокого давления 1004 в проход для охлаждающей жидкости 1006 выпускного фланца по каналу подвода охлаждающей жидкости 274. Как уже отмечалось, внутреннее уплотнение 708 и наружное уплотнение 710 определяют границу прохода для охлаждающей жидкости 1006 выпускного фланца. Кроме того, канал 315 во фланце выпускного коллектора и канал 902 могут также определять границу прохода для охлаждающей жидкости 1006 выпускного фланца. Однако в других примерах фланцевый канал 315 может не включаться во фланец выпускного коллектора, и/или канал 902 может не включаться во фланец 704. Понятно, что охлаждающая жидкость может протекать через отверстия передачи 712, показанные на Фиг.7. Таким образом, при работе системы охлаждения головки блока цилиндров охлаждающая жидкость протекает по части фланца 273 выпускного коллектора, а также фланца 704. Охлаждающая жидкость может выходить из прохода для охлаждающей жидкости 1006 выпускного фланца по каналу отвода охлаждающей жидкости 275 (показанному на Фиг.3, 4, 5 и 7), подключенному к проходу более низкого давления 1008 в системе охлаждения головки блока цилиндров. При этом тепло может отводиться как от фланца 273 выпускного коллектора, так и от фланца 704, со снижением тепловых напряжений на головке блока цилиндров, а также на расположенных дальше компонентах, таких, как турбонагнетатель.

На Фиг.11 приведен составной стержень 1100, содержащий верхний стержень 1102, нижний стержень 1104 и стержень 1106 окна выпускного коллектора. Эти стержни для литья расположены, как показано, и в процесс литья вместе помещаются в наружную форму. Металл, вливаемый в форму, может затем принимать форму литейных форм, отвердевая и образуя головку 253 блока цилиндров. Этот процесс литья является хорошо известным.

Как показано, проходящие вертикально выступы 1150, включенные как в верхний, так и нижний стержень, могут определять первую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости 266. Понятно, что перепускные проходы для охлаждающей жидкости могут ориентироваться вертикально относительно движения поршня. Выступающие вбок удлинения 1152 как в верхнем, так и в нижнем стержнях могут определять вторую группу перепускных проходов для охлаждающей жидкости 268. Понятно, что проходящее горизонтально удлинение 1103 может определять канал отвода 276 верхней охлаждающей рубашки, включая ограничитель 277.

Как показано, при литье выступы 1154 и 1156 образуют проходы для охлаждающей жидкости, проходящие из фланца в головку блока цилиндров. Концы этих выступов образуют канал подвода охлаждающей жидкости 274 и канал отвода охлаждающей жидкости 275. Однако понятно, что в других примерах проходы для охлаждающей жидкости могут фрезероваться после отливки головки блока цилиндров. Верхняя и нижняя охлаждающие рубашки имеют несколько проходов для охлаждающей жидкости, как уже отмечалось. Кроме того, стержень окна выпускного коллектора определяет выпускной коллектор, включая несколько направляющих отработавших газов, сообщающихся по текучей среде с каналом отвода отработавших газов.

На Фиг.12 приведен разрез выпускного коллектора 48, включенного в головку 253 блока цилиндров, показанную на Фиг.3. Канал отвода отработавших газов 316, включенный в выпускной коллектор, соединен с первой внутренней направляющей отработавших газов 1210 для цилиндра, расположенного между двумя другими цилиндрами. Первая внутренняя направляющая отработавших газов 1210 содержит первый входной канал 1212 и второй входной канал 1214, сходящиеся в зоне слияния 1216. Первый и второй входные каналы содержат первую и вторую точку входа направляющей клапана (1410 и 1412), показанные на Фиг.14. Понятно, что точки входа направляющих клапанов могут конструктивно исполняться таким образом, чтобы принимать часть выпускного клапана. Канал отвода отработавших газов 316 сообщается также со второй внутренней направляющей отработавших газов 1218. Вторая внутренняя направляющая отработавших газов 1218 включает первый входной канал 1220 и второй входной канал 1222, сходящиеся в зоне слияния 1224. Первый и второй входные каналы содержат первую и вторую точку входа направляющей клапана (1414 и 1416), показанные на Фиг.14. Направляющие отработавших газов принимают отработавшие газы из цилиндра при работе двигателя. Точки входа направляющих клапанов позволяют расположить выпускные клапаны в головке блока цилиндров так, что выпускные клапаны могут ограничивать поток газов из цилиндра в направляющие отработавших газов. Поэтому каждая внутренняя направляющая отработавших газов содержит два входных канала, подключенных к двум выпускным клапанам. Однако в других примерах первая и вторая внутренние направляющие отработавших газов каждая может содержать одну точку входа направляющей клапана. Поэтому в этих примерах первая внутренняя направляющая отработавших газов и вторая внутренняя направляющая отработавших газов каждая содержит один входной канал.

Понятно, что обе внутренние направляющие отработавших газов могут подключаться к цилиндрам, расположенным между двумя другими цилиндрами. Первая и вторая внутренние направляющие отработавших газов могут сходиться в зоне слияния 1226 для смешивания отработавших газов из внутренних цилиндров. Как показано, первая и вторая внутренние направляющие отработавших газов могут направляться практически прямым путем в канал отвода отработавших газов 316.

Кроме того, выпускной коллектор содержит первую наружную направляющую отработавших газов 1228 и вторую наружную направляющую отработавших газов 1230, сообщающиеся с каналом отвода отработавших газов 316. Первая и вторая наружные направляющие отработавших газов сообщаются с цилиндрами, расположенными на каждом конце ряда цилиндров. Иными словами, первая и вторая наружные направляющие отработавших газов сообщаются с самыми крайними цилиндрами ряда цилиндров с линейной конфигурацией. Первая наружная направляющая отработавших газов содержит первый входной канал 1232 и второй входной канал 1234, сходящиеся в зоне слияния 1236. Первый и второй входные каналы (1232 и 1234) содержат первую точку входа направляющей клапана и вторую точку входа направляющей клапана (1418 и 1420), показанные на Фиг.14. Аналогичным образом, вторая наружная направляющая отработавших газов содержит первый входной канал 1238 и второй входной канал 1240, сходящиеся в зоне слияния 1242. Первый и второй входные каналы (1238 и 1240) содержат первую точку входа направляющей клапана и вторую точку входа направляющей клапана (1422 и 1424), показанные на Фиг.14.

Вторая наружная направляющая отработавших газов 1230 и вторая внутренняя направляющая отработавших газов 1218 могут сходиться в зоне слияния 1244 для смешивания отработавших газов из внутренних и наружных цилиндров. Аналогичным образом, первая наружная направляющая отработавших газов 1228 и первая внутренняя направляющая отработавших газов 1210 могут сходиться в зоне слияния 1246 для смешивания отработавших газов из внутренних и наружных цилиндров.

Первая наружная направляющая отработавших газов имеет угол ввода 1248. Угол ввода 1248 может определяться как пересечение линии, параллельной прямой части наружной стенки 1250 первой наружной направляющей отработавших газов 1228, и плоскости, перекрывающей канал отвода отработавших газов 316. Наружная стенка первой наружной направляющей может быть вертикально выровненной стенкой рядом с боковой стенкой 302, показанной на Фиг.3. Из-за симметрии выпускного коллектора понятно, что вторая наружная направляющая отработавших газов имеет идентичный угол ввода.

Неожиданно обнаружено, что если наружные направляющие отработавших газов имеют угол ввода 15-17 градусов, разделение потока в отработавших газах при работе двигателя можно уменьшить, тем самым уменьшив потери в выпускном коллекторе. В частности, чтобы уменьшить разделение потока в выпускном коллекторе можно использовать угол ввода 15,5 градусов. Угол ввода в этих пределах может также ослабить воздействие отработавших газов на стенки выпускного коллектора. Кроме того, угол ввода в этих пределах может также уменьшить величину взаимного влияния между выпускными клапанами. Например, волны реакции, создаваемые при работе выпускных клапанов в наружных направляющих отработавших газов, могут распространяться за выпускной коллектор противоположно волнам реакции в других направляющих отработавших газов. Поэтому используются выпускные клапаны, имеющие угол ввода 15-17 градусов. При этом работа двигателя может улучшиться за счет уменьшения взаимного влияния между выпускными клапанами.

На Фиг.13 приведен стержень окна выпускного коллектора, показанный на Фиг.12. Хотя показан стержневой знак, понятно, что отработавшие газы могут проходить через проходы, созданные стержнем окна выпускного коллектора. Поэтому соответствующие части обозначены соответствующими позициями.

Линией 1318 указана секущая плоскость места начала зоны стержня окна выпускного коллектора первой наружной направляющей отработавших газов 1228, откуда измеряется площадь поперечного сечения первой наружной направляющей отработавших газов 1228. Линией 1320 указана секущая плоскость примерного места на криволинейной части первой наружной направляющей отработавших газов 1228, где может измеряться площадь поперечного сечения криволинейно части первой наружной направляющей отработавших газов 1228. Линиями 1326 и 1328 указаны секущие плоскости примерных мест на прямой части первой наружной направляющей отработавших газов 1228, где может измеряться площадь поперечного сечения прямой части первой наружной направляющей отработавших газов 1228. На линии 1318 первая наружная направляющая отработавших газов 1228 имеет первую площадь поперечного сечения. На линии 1320 первая наружная направляющая отработавших газов 1228 имеет вторую площадь поперечного сечения. На линиях 1326 и 1328 первая наружная направляющая отработавших газов 1228 имеет третью площадь поперечного сечения. Первая наружная направляющая отработавших газов 1228 расширяется от первой площади поперечного сечения ко второй площади поперечного сечения и сжимается от второй площади поперечного сечения к третьей площади поперечного сечения. Аналогично, линией 1322 второй наружной направляющей отработавших газов 1230 указана секущая плоскость места начала зоны стержня окна выпускного коллектора, откуда измеряется площадь поперечного сечения наружной направляющей отработавших газов. Линией 1324 указана секущая плоскость примерного места на криволинейной части второй наружной направляющей отработавших газов 1230, где может измеряться площадь поперечного сечения криволинейно части второй наружной направляющей отработавших газов 1230.

Линией 1310 указана секущая плоскость примерного места начала зоны стержня окна выпускного коллектора первой внутренней направляющей отработавших газов 1210, откуда измеряется площадь поперечного сечения внутренней направляющей отработавших газов 1210. Линией 1312 указана секущая плоскость примерного места первой внутренней направляющей отработавших газов 1210, откуда измеряется площадь поперечного сечения внутренней направляющей отработавших газов 1210. На линии 1310 первая внутренняя направляющая отработавших газов 1210 имеет первую площадь поперечного сечения. На линии 1312 первая внутренняя направляющая отработавших газов 1210 имеет вторую площадь поперечного сечения. Первая площадь поперечного сечения больше второй площади поперечного сечения. Аналогично, линией 1314 указана секущая плоскость примерного места начала зоны стержня окна выпускного коллектора второй внутренней направляющей отработавших газов 1218, откуда измеряется площадь поперечного сечения внутренней направляющей отработавших газов 1218. Линией 1316 указана секущая плоскость примерного места второй внутренней направляющей отработавших газов 1218, откуда измеряется площадь поперечного сечения внутренней направляющей отработавших газов 1218. Линией 1330 указана секущая плоскость еще одного примерного места второй внутренней направляющей отработавших газов 1218, откуда измеряется площадь поперечного сечения второй внутренней направляющей отработавших газов 1218.

На Фиг.14 приведен разрез первой точки входа направляющей клапана 1410 и второй точки входа направляющей клапана 1412 и соответствующих входных каналов (1212 и 1214) для первой внутренней направляющей отработавших газов 1210. Кроме того, на Фиг.14 показаны первая точка входа направляющей клапана 1414 и вторая точка входа направляющей клапана 1416, и соответствующие входные каналы (1220 и 1222) для второй внутренней направляющей отработавших газов 1218. Кроме того, на Фиг.14 показаны первая точка входа направляющей клапана 1418 и вторая точка входа направляющей клапана 1420, и соответствующие входные каналы (1232 и 1234) для первой наружной направляющей отработавших газов 1228. Кроме того, на Фиг.14 показаны первая точка входа направляющей клапана 1422 и вторая точка входа направляющей клапана 1424, и соответствующие входные каналы (1238 и 1240) для второй наружной направляющей отработавших газов 1430. Площадь поперечного сечения первой внутренней направляющей отработавших газов между каждой из двух точек входа направляющих клапанов (1410 и 1412) может равняться практически 716 мм 2 . Для справки: передняя граница (линия 1310) и задняя граница (линия 1312) частей первой внутренней направляющей отработавших газов 1210 показаны на Фиг.13. Понятно, что площадь поперечного сечения измеряется в плоскости, перекрывающей направляющую отработавших газов и перпендикулярной линии 1450, касательной к центральной оси направляющей отработавших газов. Подобным образом, площадь поперечного сечения второй внутренней направляющей отработавших газов 1218 между каждой из двух точек входа направляющих клапанов (1414 и 1416) может равняться практически 716 мм 2 . Для справки: передняя граница (линия 1314) и задняя граница (линия 1316) частей второй внутренней направляющей отработавших газов 1218 показаны на Фиг.13. Площадь поперечного сечения первой наружной направляющей отработавших газов между каждой из двух точек входа направляющих клапанов (1418 и 1420) может равняться практически 716 мм 2 . Для справки: передняя граница (линия 1318) имеет площадь поперечного сечения, которая может равняться практически 716 мм 2 , показаны на Фиг.13. Подобным образом, площадь поперечного сечения второй наружной направляющей отработавших газов 1230 между каждой из двух точек входа направляющих клапанов (1422 и 1424) может равняться практически 716 мм 2 . Для справки: задняя граница (линия 1322) имеет площадь поперечного сечения, которая может равняться практически 716 мм 2 , показаны на Фиг.13.

На Фиг.15 приведен разрез первой наружной направляющей отработавших газов 1228 в криволинейной части направляющей отработавших газов за точками входа направляющих клапанов (1418 и 1420) и до зоны слияния 1246 в направлении потока отработавших газов из цилиндра, показанных на Фиг.12. Как уже отмечалось, площадь поперечного сечения первой наружной направляющей отработавших газов начинается с первой площади и расширяется, когда направляющая отработавших газов искривляется, и сжимается, когда направляющая отработавших газов доходит до точки слияния, где отработавшие газы из одного цилиндра смешиваются с отработавшими газами другого цилиндра. Первая наружная направляющая отработавших газов 1228 начинается с первой площади практически 716 мм 2 в месте за точками входа направляющих клапанов (1418 и 1420) в направлении потока отработавших газов.

Площадь поперечного сечения первой наружной направляющей отработавших газов в криволинейной части направляющей отработавших газов, показанной на Фиг.15, может быть 716 мм 2 . Для справки: передняя граница (линия 1320) и задняя граница (линия 1326) криволинейной части первой наружной направляющей отработавших газов показаны на Фиг.13. Как уже отмечалось, площадь поперечного сечения может измеряться в плоскости, перекрывающей направляющую отработавших газов и перпендикулярной линии, касательной к центральной оси направляющей отработавших газов. Из-за симметрии в выпускном коллекторе вторая наружная направляющая отработавших газов по геометрии и размерам аналогична первой наружной направляющей отработавших газов.

На Фиг.16 приведен разрез первой наружной направляющей отработавших газов 1228 в прямой части направляющей отработавших газов за точками входа направляющих клапанов (1418 и 1420) в направлении потока отработавших газов и до зоны слияния 1246. Для справки: передняя граница (линия 1326) и задняя граница (линия 1328) прямой части первой наружной направляющей отработавших газов показаны на Фиг.13.

Площадь поперечного сечения прямой части первой наружной направляющей отработавших газов может быть меньше площади поперечного сечения криволинейной части первой наружной направляющей отработавших газов. Поэтому площадь поперечного сечения по длине первой наружной направляющей отработавших газов сжимается в прямой части направляющей отработавших газов. В частности, площадь поперечного сечения показанной прямой части направляющей отработавших газов может быть 651 мм 2 . Из-за симметрии в выпускном коллекторе вторая наружная направляющая отработавших газов по геометрии и размерам аналогична первой наружной направляющей отработавших газов. Поэтому вторая наружная направляющая отработавших газов также может претерпевать расширение и последующее сжатие.

Было неожиданно установлено, что расширение и последующее сжатие в первой и второй наружных направляющих отработавших газов может уменьшить разделение потока отработавших газов в наружных направляющих отработавших газов, тем самым, снижая потери в выпускном коллекторе. При снижении потерь в выпускном коллекторе увеличивается энергия, подаваемая в турбину турбонагнетателя, расположенную после выпускного коллектора, благодаря чему повышается эффективность, а также потенциальная выходная мощность двигателя.

На Фиг.17 приведен разрез второй внутренней направляющей отработавших газов 1218 в части направляющей отработавших газов за точками входа направляющих клапанов (1414 и 1416) в направлении потока отработавших газов, и до зоны слияния 1244. Площадь поперечного сечения этой части может быть меньше площади поперечного сечения направляющей отработавших газов за точками входа направляющих клапанов в направлении потока отработавших газов. В частности, площадь поперечного сечения может быть 660 мм 2 . Для справки: передняя граница (линия 1316) и задняя граница (линия 1330) части второй внутренней направляющей отработавших газов, рассмотренной выше, показаны на Фиг.13. При этом площадь поперечного сечения второй внутренней направляющей отработавших газов по длине направляющей отработавших газов сжимается. Из-за симметрии выпускного коллектора понятно, что первая внутренняя направляющая отработавших газов по геометрии и размерам аналогична второй внутренней направляющей отработавших газов.

Сжатие в первой и второй внутренних направляющих отработавших газов сосредотачивает отработавшие газы в центре канала отвода отработавших газов 316, тем самым ослабляя воздействие отработавших газов на стенки канала отвода отработавших газов 316. При этом могут уменьшаться потери в выпускном коллекторе. Следовательно, по сравнению с другими выпускными коллекторами, не имеющими сжатия, энергия, подаваемая в турбину посредством отработавших газов, может повышаться. При этом эффективность турбонагнетателя и, следовательно, двигателя может повышаться.

Головка блока цилиндров, показанная на Фиг.2-17, представляет собой головку блока цилиндров со встроенным выпускным коллектором, причем встроенный выпускной коллектор содержит фланец выпускного коллектора. Головка блока цилиндров содержит канал подвода охлаждающей жидкости в сообщении с проходом более высокого давления системы охлаждения головки блока цилиндров, канал отвода охлаждающей жидкости в сообщении с проходом более низкого давления системы охлаждения головки блока цилиндров и проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце, по меньшей мере, частично пересекающий фланец выпускного коллектора и в сообщении с каналом подвода охлаждающей жидкости и каналом отвода охлаждающей жидкости. Кроме того, в некоторых примерах указанный проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце содержит по меньшей мере один канал во фланце выпускного коллектора и канал во втором фланце, включенный в последующий компонент. В некоторых примерах этим последующим компонентом может быть турбонагнетатель. Кроме того, головка блока цилиндров может содержать уплотнительную прокладку, помещенную между фланцем выпускного коллектора и вторым фланцем, включенным в последующий компонент. Уплотнительная прокладка может содержать внутреннее уплотнение и наружное уплотнение, контактирующие с фланцем выпускного коллектора и вторым фланцем, и образующие границу прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце. Кроме того, внутреннее и наружное уплотнения могут соединяться соединителями. Внутреннее и наружное уплотнения могут представлять собой металлические выступы. Канал подвода охлаждающей жидкости и канал отвода охлаждающей жидкости могут сообщаться с проходами для охлаждающей жидкости, проходящими в головку блока цилиндров. Кроме того, головка блока цилиндров может содержать второй проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце, по меньшей мере, частично пересекающий фланец выпускного коллектора, содержащий второй канал подвода охлаждающей жидкости, сообщающийся со второй зоной более высокого давления системы охлаждения головки блока цилиндров, и второй канал отвода охлаждающей жидкости, сообщающийся со второй зоной более низкого давления системы охлаждения головки блока цилиндров. В некоторых примерах система охлаждения головки блока цилиндров содержит верхнюю и нижнюю охлаждающие рубашки, и по меньшей мере один перепускной проход для охлаждающей жидкости, сообщающий верхнюю охлаждающую рубашку с нижней охлаждающей рубашкой. В некоторых примерах встроенный выпускной коллектор содержит несколько направляющих отработавших газов, причем каждая из направляющих отработавших газов имеет точку входа направляющей клапана и зону слияния, причем по меньшей мере один из нескольких направляющих отработавших газов имеет площадь поперечного сечения, которая сжимается между точкой входа направляющей клапана и зоной слияния, и по меньшей мере одна из нескольких направляющих отработавших газов имеет площадь поперечного сечения, которая расширяется в криволинейной части направляющей отработавших газов и которая сжимается в прямой части направляющей отработавших газов.

На Фиг.18 приведен способ 1800 работы системы охлаждения головки блока цилиндров в головке блока цилиндров двигателя, причем головка блока цилиндров имеет встроенный выпускной коллектор. Способ 1800 можно осуществлять системами и компонентами, описанными выше. Однако в других вариантах осуществления способ 1800 можно осуществлять другими подходящими системами и компонентами.

Вначале на стадии 1802 обеспечивают протекание охлаждающей жидкости в систему охлаждения головки блока цилиндров, встроенную в головку блока цилиндров, по меньшей мере из одного прохода для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров. Как уже отмечалось, система охлаждения головки блока цилиндров может содержать несколько встроенных проходов для охлаждающей жидкости, и блок цилиндров соединяется с головкой блока цилиндров для образования по меньшей мере одной камеры сгорания.

В некоторых примерах стадия, на которой обеспечивают протекание охлаждающей жидкости в систему охлаждения головки блока цилиндров по меньшей мере из одного прохода для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров, может включать стадию 1804, на которой обеспечивают протекание охлаждающей жидкости в верхнюю охлаждающую рубашку, включенную в систему охлаждения головки блока цилиндров, по меньшей мере из одного прохода для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров. Кроме того, в некоторых примерах, стадия, на которой обеспечивают протекание охлаждающей жидкости в систему охлаждения головки блока цилиндров по меньшей мере из одного прохода для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров, может включать стадию 1806, на которой обеспечивают протекание охлаждающей жидкости в нижнюю охлаждающую рубашку, включенную в систему охлаждения головки блока цилиндров, по меньшей мере из одного прохода для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров.

Затем на стадии 1808 способ включает обеспечение протекания охлаждающей жидкости в проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце из зоны более высокого давления системы охлаждения головки блока цилиндров. Как уже отмечалось, проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце может находиться между фланцем выпускного коллектора канала отвода отработавших газов выпускного коллектора, встроенного в головку блока цилиндров, и вторым фланцем, включенным в компонент после встроенного выпускного коллектора. В некоторых примерах фланцевый проход для охлаждающей жидкости может обходить канал отвода отработавших газов. Однако в других примерах фланцевый проход для охлаждающей жидкости может лишь частично пересекать фланец выпускного коллектора. Как уже отмечалось, головка блока цилиндров может содержать уплотнительную прокладку, помещенную между фланцем выпускного коллектора и вторым фланцем, причем уплотнительная прокладка содержит внутреннее уплотнение и наружное уплотнение, контактирующие с первым фланцем и вторым фланцем и образующие границу прохода для охлаждающей жидкости во фланце.

Затем на стадии 1810 способ включает обеспечение протекания охлаждающей жидкости во второй проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце из зоны более высокого давления системы охлаждения головки блока цилиндров. Однако в других примерах стадия 1810 в способ 1800 может не включаться. Затем на стадии 1812 способ включает обеспечение протекания охлаждающей жидкости из прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце в зону более низкого давления системы охлаждения головки блока цилиндров.

На стадии 1814 способ может включать протекание охлаждающей жидкости из второго прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце в зону более низкого давления системы охлаждения головки блока цилиндров. Однако в других примерах стадию 1814 в способ 1800 могут не включать. Затем на стадии 1816 обеспечивают протекание охлаждающей жидкости между верхней и нижней охлаждающими рубашками по меньшей мере по одному перепускному проходу для охлаждающей жидкости, сообщающему верхнюю и нижнюю охлаждающие рубашки по текучей среде. Понятно, что в некоторых вариантах осуществления стадию 1816 могут осуществлять после стадии 1802 и до стадии 1806.

Затем на стадии 1818 способ включает протекание охлаждающей жидкости из системы охлаждения головки блока цилиндров в канал для охлаждающей жидкости, сообщающийся с радиатором. В некоторых примерах стадия, на которой обеспечивают протекание охлаждающей жидкости из системы охлаждения головки блока цилиндров в канал для охлаждающей жидкости, сообщающийся с радиатором, может включать стадию 1820, на которой обеспечивают протекание охлаждающей жидкости из канала отвода нижней охлаждающей рубашки в канал для охлаждающей жидкости, сообщающийся с радиатором. В некоторых других примерах стадия, на которой обеспечивают протекание охлаждающей жидкости из системы охлаждения головки блока цилиндров в канал для охлаждающей жидкости, сообщающийся с радиатором, может включать стадию 1822, на которой обеспечивают протекание охлаждающей жидкости из канала отвода верхней охлаждающей рубашки в канал для охлаждающей жидкости, сообщающийся с радиатором.

На Фиг.19 приведен способ 1900 работы системы охлаждения головки блока цилиндров в головке блока цилиндров двигателя. Способ 1900 можно осуществлять системами и компонентами, описанными выше. Однако в других вариантах осуществления способ 1900 можно осуществлять другими подходящими системами и компонентами.

Вначале на стадии 1902 способ включает определение, является ли температура двигателя ниже пороговой температуры. Пороговая температура может рассчитываться на основании физических свойств вида топлива, используемого в двигателе, типа системы снижения токсичности отработавших газов, подключенной к двигателю и т.д. Если определяют, что температура двигателя не ниже пороговой температуры (НЕТ на стадии 1902), в способе 1900 переходят к стадии 1904, на которой осуществляют способ 1800. После стадии 1904 способ заканчивают. Однако, если определяют, что температура двигателя ниже пороговой температуры (ДА на стадии 1902), в способе 1900 переходят к стадии 1906, на которой способ включает протекание охлаждающей жидкости в проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце из находящегося дальше теплообменника. При этом могут избирательно обеспечивать протекание охлаждающей жидкости в проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце из находящегося дальше теплообменника на основании температуры двигателя. Находящийся дальше теплообменник может использоваться для регенерации тепла отработавших газов из системы выпуска отработавших газов, сообщающейся с выпускным коллектором. При этом тепло отработавших газов может передаваться из отработавших газов в выпускной фланец при холодном запуске двигателя, чтобы сократить время на нагрев компонентов системы выпуска отработавших газов. Кроме того, способ может включать после стадии 1906 в некоторых примерах стадию, на которой практически блокируют поток охлаждающей жидкости из блока цилиндров в головку блока цилиндров. После стадии 1906 способ заканчивают. При этом тепло может передаваться в проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце при холодной запуске, повышая температуру системы выпуска отработавших газов и тем самым улучшая работу системы снижения токсичности отработавших газов после фланца выпускного коллектора.

Системы и способы, описанные в настоящем документе, позволяют иметь фланец, включенный в выпускной коллектор, снижая вероятность термической деструкции выпускного коллектора (например, фланца), тем самым повышая долговечность выпускного коллектора. Кроме того, понятно, что проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце может быть выполнен посредством изменения многих существующих деталей в головке блока цилиндров с уменьшением размеров и снижением стоимости головки блока цилиндров.

Понятно, что конструктивные исполнения и/или подходы, описанные в настоящем документе, по своему характеру являются примерными, и что эти конкретные варианты осуществления или примеры не должны рассматриваться в ограничительном для объема настоящего изобретения смысле, поскольку возможны многочисленные изменения. Предмет настоящего изобретения включает все новые и неочевидные комбинации и субкомбинации различных признаков, функций, действий и/или свойств, раскрытых в настоящем описании, а также любые и все их эквиваленты.

Claims ( 10 )

1. Головка блока цилиндров со встроенным выпускным коллектором, содержащим фланец выпускного коллектора, при этом головка блока цилиндров содержит:

канал подвода охлаждающей жидкости, сообщающийся с проходом более высокого давления системы охлаждения головки блока цилиндров;

канал отвода охлаждающей жидкости, сообщающийся с проходом более низкого давления системы охлаждения головки блока цилиндров; и

проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце по меньшей мере частично пересекающий фланец выпускного коллектора и сообщающийся с каналом подвода охлаждающей жидкости и каналом отвода охлаждающей жидкости.

2. Головка блока цилиндров по п.1, отличающаяся тем, что указанный проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце содержит по меньшей мере один канал во фланце выпускного коллектора и канал во втором фланце, включенном в последующий компонент.

3. Головка блока цилиндров по п.2, отличающаяся тем, что последующим компонентом является турбонагнетатель.

4. Головка блока цилиндров по п.1, дополнительно содержащая уплотнительную прокладку, помещенную между фланцем выпускного коллектора и вторым фланцем, включенным в последующий компонент.

5. Головка блока цилиндров по п.4, отличающаяся тем, что уплотнительная прокладка содержит внутреннее уплотнение и наружное уплотнение, контактирующие с фланцем выпускного коллектора и вторым фланцем и образующие границу прохода для охлаждающей жидкости в выпускном фланце.

6. Головка блока цилиндров по п.5, отличающаяся тем, что внутреннее и наружное уплотнения соединены соединителями.

7. Головка блока цилиндров по п.5, отличающаяся тем, что внутреннее и наружное уплотнения представляют собой металлические выступы.

8. Головка блока цилиндров по п.1, отличающаяся тем, что канал подвода охлаждающей жидкости и канал отвода охлаждающей жидкости сообщаются с проходами для охлаждающей жидкости, проходящими в головку блока цилиндров.

9. Головка блока цилиндров по п.1, дополнительно содержащая второй проход для охлаждающей жидкости в выпускном фланце по меньшей мере частично пересекающий фланец выпускного коллектора, содержащий второй канал подвода охлаждающей жидкости, сообщающийся со второй зоной более высокого давления системы охлаждения головки блока цилиндров, и второй канал отвода охлаждающей жидкости, сообщающийся со второй зоной более низкого давления системы охлаждения головки блока цилиндров.

10. Головка блока цилиндров по п.1, отличающаяся тем, что система охлаждения головки блока цилиндров содержит верхнюю и нижнюю охлаждающие рубашки и по меньшей мере один перепускной проход для охлаждающей жидкости, соединяющий верхнюю охлаждающую рубашку с нижней охлаждающей рубашкой.

RU2011142227/06U 2010-10-19 2011-10-19 Система охлаждения головки блока цилиндров RU114095U1 ( ru )

Applications Claiming Priority (2)

Application Number	Priority Date	Filing Date	Title
US12/907,264 US8474251B2 ( en )	2010-10-19	2010-10-19	Cylinder head cooling system
US12/907,264	2010-10-19

Publications (1)

Publication Number	Publication Date
RU114095U1 true RU114095U1 ( ru )	2012-03-10

Family

ID=45895965

Family Applications (1)

Application Number	Title	Priority Date	Filing Date
RU2011142227/06U RU114095U1 ( ru )	2010-10-19	2011-10-19	Система охлаждения головки блока цилиндров

Country Status (4)

Country	Link
US ( 1 )	US8474251B2 ( ru )
CN ( 1 )	CN202468049U ( ru )
DE ( 1 )	DE102011084222A1 ( ru )
RU ( 1 )	RU114095U1 ( ru )

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party

Publication number	Priority date	Publication date	Assignee	Title
JP5093930B2 ( ja ) *	2010-03-17	2012-12-12	本田技研工業株式会社	内燃機関のシリンダヘッド内冷却水通路構造
WO2012102854A2 ( en ) *	2011-01-27	2012-08-02	Borgwarner Inc.	Regulating flap arrangement
EP2497931B1 ( en ) *	2011-03-10	2014-11-12	Fiat Powertrain Technologies S.p.A.	Cylinder head for an internal combustion engine, with integrated exhaust manifold and subgroups of exhaust conduits merging into manifold portions which are superimposed and spaced apart from each other
EP2500558B1 ( en ) *	2011-03-10	2017-02-15	Fiat Powertrain Technologies S.p.A.	Cylinder head for an internal combustion engine, with integrated exhaust manifold and subgroups of exhaust conduits merging into manifold portions which are superimposed and spaced apart from each other
JP5615887B2 ( ja ) *	2012-10-19	2014-10-29	本田技研工業株式会社	シリンダヘッドのウォータージャケット構造
JP5729367B2 ( ja ) *	2012-10-25	2015-06-03	トヨタ自動車株式会社	シリンダヘッドの冷却構造
US9243545B2 ( en ) *	2013-01-11	2016-01-26	Ford Global Technologies, Llc	Liquid-cooled internal combustion engine with liquid-cooled cylinder head and with liquid-cooled cylinder block
JP6205730B2 ( ja ) *	2013-01-21	2017-10-04	スズキ株式会社	シリンダヘッド
SE537027C2 ( sv ) *	2013-12-20	2014-12-09	Scania Cv Ab	Kylarrangemang för kylning av åtminstone en cylinder hos enförbränningsmotor
JP2016166661A ( ja ) *	2015-03-10	2016-09-15	三菱自動車工業株式会社	流路部材結合構造
FR3060659B1 ( fr ) *	2016-12-21	2021-03-12	Renault Sas	Culasse comportant au moins un conduit de refroidissement amenage sur sa face d’echappement
JP6562013B2 ( ja ) *	2017-02-16	2019-08-21	トヨタ自動車株式会社	シリンダヘッド
EP3601760A1 ( en ) *	2017-03-28	2020-02-05	TVS Motor Company Limited	Oil cooler for an internal combustion engine
US10801380B1 ( en ) *	2017-11-29	2020-10-13	Steve Sousley	Durable high performance water-cooled exhaust systems and components and methods of manufacture
WO2019122947A1 ( en ) *	2017-12-20	2019-06-27	Volvo Truck Corporation	Sealing gasket, for sealing the connection between an exhaust manifold and a turbine
US11098636B2 ( en )	2019-12-18	2021-08-24	Caterpillar Inc. Joint Oc	Exhaust manifold to turbine connection
US11143093B2 ( en ) *	2020-01-06	2021-10-12	Power Solutions International, Inc.	Fluid-cooled manifolds and engine systems
US11261822B1 ( en )	2020-09-03	2022-03-01	Ford Global Technologies, Llc	Water jacket diverter with low flow restriction
US11319861B1 ( en ) *	2020-10-30	2022-05-03	Ford Global Technologies, Llc	Exhaust conduit with a textured surface

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party

Publication number	Priority date	Publication date	Assignee	Title
US2691460A ( en )	1950-09-27	1954-10-12	Blaw Knox Co	Gasket sealing and cooling system
GB720916A ( en )	1952-05-03	1954-12-29	Sulzer Ag	Fuel injectors for internal combustion engines
US3201934A ( en )	1962-08-06	1965-08-24	Harold W Smith	Exhaust-liquid heat exchanger for internal combustion engines
US3341974A ( en )	1965-05-05	1967-09-19	Maille Et Vagneux Ets	Refrigerator door seal
SE411588B ( sv )	1976-08-23	1980-01-14	Asea Ab	Cylinderformad langstreckt ugn for behandling av material vid hog temperatur i en gasatmosfer under hogt tryck
US4211205A ( en )	1978-10-26	1980-07-08	Caterpillar Tractor Co.	Laminated spacer plate for engines and method for making the same
JPS6014907B2 ( ja )	1979-06-04	1985-04-16	キヤタピラ− トラクタ− コンパニ−	単位噴射器
DE3543747C2 ( ru )	1984-12-11	1990-08-02	Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, Jp
GB2209807B ( en )	1987-09-17	1991-04-03	T & N Technology Ltd	Cylinder head gasket
US4866934A ( en )	1989-01-11	1989-09-19	Brunswick Corporation	Marine drive exhaust system with shaped O-ring seals
US4944265A ( en )	1989-07-24	1990-07-31	Chrysler Corporation	Oil restricting head gasket construction
US5267740A ( en )	1992-02-20	1993-12-07	Fel-Pro Incorporated	Metal head gasket with integrated sealing aids
US5370309A ( en )	1993-05-19	1994-12-06	A. H. Tallman Bronze Company Limited	Liquid cooled nozzle
JPH09189225A ( ja ) *	1995-12-30	1997-07-22	Sanshin Ind Co Ltd	船外機の冷却装置
JP3228497B2 ( ja )	1996-03-27	2001-11-12	株式会社豊田中央研究所	燃料噴射弁のデポジット低減法およびデポジット低減式燃料噴射弁
US5853175A ( en )	1996-09-30	1998-12-29	Ishikawa Gasket Co., Ltd.	Cylinder head gasket with fluid flow path
US6325388B1 ( en )	1999-04-21	2001-12-04	Sonnax Industries, Inc.	Gasket with integral channel and port seal
GB0020831D0 ( en )	2000-08-23	2000-10-11	Ricardo Consulting Eng	Automotive gaskets
JP4287069B2 ( ja )	2001-03-23	2009-07-01	ニチアス株式会社	金属ガスケット
JP3973987B2 ( ja )	2002-07-19	2007-09-12	川崎重工業株式会社	多気筒エンジンの集合型排気管および小型滑走艇
JP2004150377A ( ja )	2002-10-31	2004-05-27	Toyota Motor Corp	内燃機関の流体通路構造
DE10324985B4 ( de )	2003-06-03	2005-06-16	Man B & W Diesel Ag	Kraftstoffeinspritzdüse
US6976683B2 ( en )	2003-08-25	2005-12-20	Elring Klinger Ag	Cylinder head gasket
US7044099B2 ( en )	2003-12-19	2006-05-16	Daimlerchrysler Corporation	Cylinder head gasket with integral filter element
KR20050101895A ( ko ) *	2004-04-20	2005-10-25	현대자동차주식회사	Ｅｇｒ 시스템의 ｅｇｒ 챔버
DE102004030353A1 ( de )	2004-06-23	2006-01-19	Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag	Brennkraftmaschine mit Druckumlaufschmierung nach dem Trockensumpfprinzip
DE102004052788A1 ( de )	2004-10-30	2006-05-11	Volkswagen Ag	Zylinderkopfdichtung zum Einsatz in einer Brennkraftmaschine und damit ausgerüstete Brennkraftmaschine
US7954314B1 ( en ) *	2005-09-06	2011-06-07	Brunswick Corporation	Marine propulsion system with a catalyst contained within the body of the engine
US7152571B1 ( en )	2005-10-11	2006-12-26	Ford Global Technologies, Llc	Lubrication system having a gasket with integrated lubrication channel
WO2007081669A2 ( en )	2006-01-03	2007-07-19	Metaldyne Company, Llc	Dual wall exhaust manifold and method of making same
DE102006008270B4 ( de )	2006-02-22	2009-01-08	Federal-Mogul Sealing Systems Gmbh	Zylinderkopfdichtung mit Kanal
US7367294B2 ( en )	2006-03-14	2008-05-06	Gm Global Technology Operations, Inc.	Cylinder head with integral tuned exhaust manifold
EP2003320B1 ( de ) *	2007-06-13	2017-10-11	Ford Global Technologies, LLC	Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
JP2009097611A ( ja )	2007-10-16	2009-05-07	Nok Corp	ガスケット
KR20090044729A ( ko )	2007-11-01	2009-05-07	현대자동차주식회사	차량 엔진의 배기매니폴드 배기가스 누설 방지구조
US7784442B2 ( en ) *	2007-11-19	2010-08-31	Gm Global Technology Operations, Inc.	Turbocharged engine cylinder head internal cooling
US8146544B2 ( en ) *	2009-03-05	2012-04-03	GM Global Technology Operations LLC	Engine cylinder head cooling features and method of forming
US8261702B2 ( en )	2009-06-26	2012-09-11	Ford Global Technologies	Internal combustion engine with direct cooling of cylinder components

2010

2010-10-19 US US12/907,264 patent/US8474251B2/en active Active

2011-10-10 DE DE102011084222A patent/DE102011084222A1/de active Pending
2011-10-13 CN CN2011203899590U patent/CN202468049U/zh not_active Expired — Fee Related
2011-10-19 RU RU2011142227/06U patent/RU114095U1/ru not_active IP Right Cessation

Also Published As

Publication number	Publication date
US20120090565A1 ( en )	2012-04-19
CN202468049U ( zh )	2012-10-03
US8474251B2 ( en )	2013-07-02
DE102011084222A1 ( de )	2012-04-19

Publication	Publication Date	Title
RU114095U1 ( ru )	2012-03-10	Система охлаждения головки блока цилиндров
RU114094U1 ( ru )	2012-03-10	Двигатель с системой охлаждения головки цилиндров
US8839759B2 ( en )	2014-09-23	Integrated exhaust manifold
US8733088B2 ( en )	2014-05-27	Exhaust manifold system and collar coolant jacket
US10087894B2 ( en )	2018-10-02	Cylinder head of an internal combustion engine
JP5664586B2 ( ja )	2015-02-04	内燃機関の吸気システム
RU124738U1 ( ru )	2013-02-10	Охлаждение топливных форсунок
CN205101131U ( zh )	2016-03-23	内燃发动机、发动机以及缸盖垫片
CN203175696U ( zh )	2013-09-04	气缸盖和发动机气缸盖
CN103382875B ( zh )	2017-06-13	具有局部整合的排气歧管的液体冷却式内燃发动机
JP4563301B2 ( ja )	2010-10-13	内部ｅｇｒシステム付き４サイクルエンジン
US8869758B1 ( en )	2014-10-28	Exhaust valve bridge and cylinder cooling
US20170107889A1 ( en )	2017-04-20	Cooling system for an internal combustion engine
JP2011069252A ( ja )	2011-04-07	内燃機関
RU127821U1 ( ru )	2013-05-10	Элемент выпускной системы двигателя (варианты)
JP2009079552A ( ja )	2009-04-16	内燃機関
US10907530B2 ( en )	2021-02-02	Water jacket diverter and method for operation of an engine cooling system
RU135003U1 ( ru )	2013-11-27	Система охлаждения топливной форсунки двигателя с непосредственным впрыском
JP5345033B2 ( ja )	2013-11-20	内燃機関
JP2009047025A ( ja )	2009-03-05	内燃機関のシリンダヘッド
JP6369523B2 ( ja )	2018-08-08	エンジンの排気装置
JP2011069255A ( ja )	2011-04-07	内燃機関の燃料デリバリパイプ
WO2016189568A1 ( ja )	2016-12-01	内燃機関
JP2011069254A ( ja )	2011-04-07	内燃機関の燃料デリバリパイプ

Legal Events

Effective date: 20201020

4.6 Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров — это корпус, в котором находятся распределительные валы, клапаны, впускные и выпускные каналы, а также каналы для охлаждающей жидкости, связанные с рубашкой блока цилиндров и масляные каналы системы смазки. Существуют различные схемы расположения распределительных валов в головке блока цилиндров. Так, если говорят: «Двигатель с верхним распредвалом», то имеют в виду, что распределительный вал расположен в головке блока цилиндров. Обозначают зачастую как OHC (Overhead Camshaft) или SOHC (Single Overhead Camshaft), то есть в головке блока установлен один распредвал. Если в головке блока установлены два распределительных вала – впускной и выпускной (открывающие впускные и выпускные клапаны, соответственно), то данная схема называется DOHC (Double Overhead Camshaft). Различные схемы привода клапанных механизмов приведены на рисунке 4.24.

Различные способы привода клапанных механизмов

Рисунок 4.24 Различные способы привода клапанных механизмов.

Примечание
Стоит также упомянуть, мягко говоря, устаревшую конструкцию с нижним расположением распределительного вала и клапанами в головке блока цилиндров. Данная схема расположения ГРМ не потеряла актуальности для отдельных моделей автомобилей с пропиской в США — она получила название OHV (Overhead Valve).

В головке над цилиндрами сделаны углубления, образующие камеры сгорания*, как показано на рисунке 4.25. Кроме того, в головке блока расположены гнезда клапанов в которые устанавливаются седла (о них мы говорили, когда рассматривали клапанный механизм) и отлиты впускные и выпускные каналы. В головке имеются отверстия для вкручивания свечей зажигания.

Головка блока цилиндров

Рисунок 4.25 Головка блока цилиндров.

Примечание
* В двигателе, работающем на дизельном топливе, камера сгорания расположена в днище поршня, а поверхность головки блока плоская.

Головка у большинства двигателей отливается из алюминиевого сплава. Такая головка обладает высокой теплопроводностью, вследствие чего снижается температура рабочей смеси в цилиндрах двигателя в конце тактов сжатия. Поэтому представляется возможным повысить степень сжатия двигателя без появления детонационного сгорания топлива при работе двигателя.

Головка крепится к блоку гайками на шпильках или болтами. Между блоком и головкой установлена уплотняющая прокладка, устраняющая пропуск газов из цилиндров и протекание воды из водяной рубашки в месте стыка головки и блока.

Полезно знать
Каждый раз после снятия головки блока цилиндров необходимо очищать и промывать контактные поверхности на блоке и головке блока цилиндров. Также необходимо всегда после снятия головки блока цилиндров заменять прокладку головки блока, так как для лучшего уплотнения цилиндров на прокладке имеются специальные сминаемые металлические кольца, а они, к сожалению, одноразовые.

К головке блока цилиндров крепится впускной и выпускной коллекторы, о которых мы поговорим ниже в главе «Система впуска и выпуска». Также на головку блока может крепиться различное дополнительное оборудование, необходимое для надлежащего функционирования всех систем ДВС, упоминать о котором пока нет смысла.

Как называется система каналов в блоке цилиндров

ДВС (Конструкция блока цилиндров, обзор)

Устройство блока и головки блока цилиндров двигателя

Блок цилиндров

Цилиндры и хонингование

Гильзы

Расточка и гильзовка блока цилиндров

Головка блока цилиндров

Клапанная крышка

RU114095U1 — Система охлаждения головки блока цилиндров — Google Patents

Links

Classifications

Abstract

Description

Claims ( 10 )

Applications Claiming Priority (2)

Publications (1)

Family

ID=45895965

Family Applications (1)

Country Status (4)

Families Citing this family (19)

Family Cites Families (38)

Also Published As

Similar Documents

Legal Events

4.6 Головка блока цилиндров

Добавить комментарий Отменить ответ