RU213070U9 - Cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine - Google Patents

Cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU213070U9
RU213070U9 RU2022113173U RU2022113173U RU213070U9 RU 213070 U9 RU213070 U9 RU 213070U9 RU 2022113173 U RU2022113173 U RU 2022113173U RU 2022113173 U RU2022113173 U RU 2022113173U RU 213070 U9 RU213070 U9 RU 213070U9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
intake
exhaust
channels
cylinder head
areas
Prior art date
Application number
RU2022113173U
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU213070U1 (en
Inventor
Александр Александрович Лбов
Original Assignee
ООО "КиТ"
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "КиТ" filed Critical ООО "КиТ"
Publication of RU213070U1 publication Critical patent/RU213070U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU213070U9 publication Critical patent/RU213070U9/en

Links

Abstract

Головка блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащая полость для охлаждающей жидкости, образованную наружными боковыми стенками, наружными торцевыми стенками, верхней и нижней плитами; направляющие втулки и седла впускных и выпускных клапанов, впускные и выпускные каналы, соединяющие седла впускных и выпускных клапанов с общей для впускных и выпускных каналов привалочной плоскостью, на которую выходят отверстия впускных и выпускных каналов, причем по привалочной плоскости ось центров площадей выпускных каналов отстоит от плоскости прилегания головки цилиндров к блоку цилиндров на 0.36-0.50 диаметра цилиндра, а ось центров площадей впускных каналов удалена от оси центров площадей выпускных каналов на 0.11-0.17 диаметра цилиндра в том же направлении. A cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine, comprising a coolant cavity formed by outer side walls, outer end walls, upper and lower plates; guide bushings and seats of the intake and exhaust valves, intake and exhaust channels connecting the seats of the intake and exhaust valves with a common mating plane for the intake and exhaust channels, onto which the openings of the intake and exhaust channels extend, and along the mating plane the axis of the centers of the areas of the exhaust channels is spaced from the plane of contact of the cylinder head to the cylinder block is 0.36-0.50 of the cylinder diameter, and the axis of the centers of the areas of the intake channels is removed from the axis of the centers of the areas of the exhaust channels by 0.11-0.17 of the cylinder diameter in the same direction.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к конструкциям головок блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) с жидкостным охлаждением.The utility model relates to the field of engine building, namely to the designs of cylinder heads of an internal combustion engine (hereinafter referred to as ICE) with liquid cooling.

Известна головка блоков цилиндров ДВС с жидкостным охлаждением, содержащая полость для охлаждения жидкости образованную наружными боковыми стенками, наружными торцевыми стенками, верхней и нижней плитами; направляющие втулки и седла впускных и выпускных клапанов, впускные и выпускные каналы, соединяющие седла впускных и выпускных клапанов (см. патент на полезную модель RU№100561, дата публикации от 20.12. 2010г. МПК F02F 1/24 (2006.01).A known cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine contains a cavity for cooling the liquid formed by outer side walls, outer end walls, upper and lower plates; guide bushings and seats of intake and exhaust valves, intake and exhaust channels connecting the seats of intake and exhaust valves (see utility model patent RU No. 100561, date of publication dated December 20, 2010, IPC F02F 1/24 (2006.01).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в данной конструкции имеются малоэффективные аэродинамические и термодинамические характеристики выпускных и впускных каналов, уменьшающие наполнение цилиндров и вызывающие повышенное коробление привалочной плоскости.The reasons that prevent the achievement of the technical result indicated below when using a known device include the fact that this design has ineffective aerodynamic and thermodynamic characteristics of the exhaust and intake channels, which reduce the filling of the cylinders and cause increased warpage of the mating plane.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является головка блока цилиндров ДВС с жидкостным охлаждением, содержащая полость для охлаждающей жидкости, образованную наружными боковыми стенками, наружными торцевыми стенками, верхней и нижней плитами; направляющие втулки и седла впускных и выпускных клапанов, впускные и выпускные каналы, соединяющие седла впускных и выпускных клапанов с общей для впускных и выпускных каналов привалочной плоскостью, на которую выходят отверстия впускных и выпускных каналов, при этом ось центров площадей данных впускных и выпускных отверстий равноудалены от плоскости прилегания головки цилиндров к блоку на 0.45-0.47 диаметра цилиндра (см. чертеж 21-1003015-6 лист 24, 25 Альбома чертежей «Двигатель автомобиля «Волга» (модели ЗМЗ-21А), ГОСИНТИ, Москва 1964).The closest device of the same purpose to the claimed utility model in terms of the set of essential features is the cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine, containing a cavity for coolant formed by outer side walls, outer end walls, upper and lower plates; guide bushings and seats of the intake and exhaust valves, intake and exhaust channels connecting the seats of the intake and exhaust valves with a common mating plane for the intake and exhaust channels, onto which the openings of the intake and exhaust channels extend, while the axis of the centers of the areas of these intake and exhaust openings is equidistant from the plane of contact of the cylinder head to the block by 0.45-0.47 of the cylinder diameter (see drawing 21-1003015-6 sheet 24, 25 of the Album of drawings “Volga car engine” (model ZMZ-21A), GOSINTI, Moscow 1964).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата является расположение осей площадей впускных и выпускных каналов в одной плоскости, что ведет к снижению прочности привалочной плоскости головки цилиндров, а также увеличению её термодинамических деформаций. Нагрев близко расположенных впускных труб от впускного коллектора ведет к подогреву рабочей смеси на впуске и уменьшению качества рабочего процесса.The reasons preventing the achievement of the technical result indicated below is the location of the axes of the areas of the intake and exhaust channels in the same plane, which leads to a decrease in the strength of the mating plane of the cylinder head, as well as an increase in its thermodynamic deformations. Heating of closely spaced intake pipes from the intake manifold leads to heating of the working mixture at the inlet and a decrease in the quality of the working process.

Сущность полезной модели заключается в обеспечении оптимизации рабочего процесса и повышении надежности уплотнений за счет оптимального взаимного расположения впускных и выпускных каналов, а также уменьшении тепловых деформаций привалочной плоскости.The essence of the utility model is to optimize the working process and increase the reliability of seals due to the optimal relative position of the inlet and outlet channels, as well as reducing thermal deformations of the mating plane.

Технический результат - высокоэффективный газообмен, обусловленный оптимальным соотношением наполнения и очистки цилиндров, рационального сочетания подогрева впускной системы и теплоотдачи выпускной системы, обеспечивающей допустимые термодинамические деформации привалочной плоскости головки цилиндров для надежного сохранения герметичности уплотнений впускной и выпускной систем.The technical result is highly efficient gas exchange due to the optimal ratio of filling and cleaning the cylinders, a rational combination of heating the intake system and heat transfer of the exhaust system, ensuring acceptable thermodynamic deformations of the mating plane of the cylinder head to reliably maintain the tightness of the seals of the intake and exhaust systems.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в головке блока цилиндров ДВС с жидкостным охлаждением, содержащей полость для охлаждения жидкости, образованную наружными боковыми стенками, наружными торцевыми стенками, верхней и нижней плитами; направляющие втулки и седла впускных и выпускных клапанов, впускные и выпускные каналы, соединяющие седла впускных и выпускных клапанов с общей для впускных и выпускных каналов привалочной плоскостью, на которую выходят отверстия впускных и выпускных каналов, особенностью является то, что по привалочной плоскости ось центров площадей выпускных каналов отстоит от плоскости прилегания головки цилиндров к блоку цилиндров на 0.36 - 0.50 диаметра цилиндра, а ось центров площадей впускных каналов удалена от оси центров площадей выпускных каналов на 0.11 - 0.17 диаметра цилиндра в том же направлении.The specified technical result when implementing the utility model is achieved by the fact that in the cylinder head of an internal combustion engine with liquid cooling, containing a cavity for cooling the liquid formed by outer side walls, outer end walls, upper and lower plates; guide bushings and seats of the intake and exhaust valves, intake and exhaust channels connecting the seats of the intake and exhaust valves with a common mating plane for the intake and exhaust channels, onto which the openings of the intake and exhaust channels extend; the peculiarity is that along the mating plane the axis of the centers of the areas exhaust channels are spaced from the plane of contact of the cylinder head to the cylinder block by 0.36 - 0.50 of the cylinder diameter, and the axis of the centers of the areas of the intake channels is removed from the axis of the centers of the areas of the exhaust channels by 0.11 - 0.17 of the cylinder diameter in the same direction.

Заявляемое техническое решение подтверждается чертежами:The claimed technical solution is confirmed by drawings:

на фиг. 1 - вид головки цилиндров сзади;in fig. 1 - rear view of the cylinder head;

на фиг. 2 - вид головки цилиндров слева с выполненным разрезом по впускному и выпускному клапану и каналам;in fig. 2 is a view of the cylinder head on the left with a cut through the intake and exhaust valves and channels;

на фиг. 3 - вид головки цилиндров справа на привалочную плоскость со стороны бобышек с резьбовыми отверстиями для крепления впускного/выпускного коллектора.in fig. 3 - view of the cylinder head on the right on the mating plane from the side of the bosses with threaded holes for attaching the intake/exhaust manifold.

Головка блока цилиндров ДВС с жидкостным охлаждением содержащая полость 1 для охлаждения жидкости, образованную наружными боковыми стенками 2 и 3, наружными торцевыми стенками 4 и 5, верхней 6 и нижней 7 плитами; направляющие втулки 8 и седла впускных 9 и выпускных клапанов 10, впускные 11 и выпускные 12 каналы, соединяющие седла впускных 9 и выпускных 10 клапанов с общей для впускных 11 и выпускных 12 каналов привалочной плоскостью 13, на которую выходят отверстия впускных и выпускных каналов, особенностью является то, что по привалочной плоскости 13 ось центров площадей выпускных каналов 15 стоит от плоскости прилегания головки цилиндров к блоку цилиндров на 0.36 - 0.50 диаметра цилиндра, а ось центров площадей впускных каналов 14 удалена от оси центров площадей выпускных каналов 15 на 0.11 - 0.17 диаметра цилиндра в том же направлении.The cylinder head of an internal combustion engine with liquid cooling contains a cavity 1 for cooling the liquid, formed by the outer side walls 2 and 3, the outer end walls 4 and 5, the upper 6 and lower 7 plates; guide bushings 8 and seats of inlet 9 and exhaust valves 10, inlet 11 and outlet 12 channels connecting the seats of inlet 9 and outlet 10 valves with a common mating plane 13 for the inlet 11 and outlet 12 channels, onto which the openings of the inlet and outlet channels extend, a feature is that along the mating plane 13, the axis of the centers of the areas of the exhaust channels 15 is from the plane of contact of the cylinder head to the cylinder block by 0.36 - 0.50 of the cylinder diameter, and the axis of the centers of the areas of the intake channels 14 is removed from the axis of the centers of the areas of the exhaust channels 15 by 0.11 - 0.17 of the diameter cylinder in the same direction.

Работа головки цилиндров ДВС с жидкостным охлаждением осуществляется следующим образом. На такте впуска воздух засасывается в цилиндр поршнем через отверстие впускного канала, где смешивается с подаваемым форсункой топливом и поступает цилиндр. После осуществления сжатия и рабочего хода горячие отработавшие газы выходят с большой скоростью через отверстие выпускного канала и далее в выпускной коллектор. Нагревая при этом стенки выпускного коллектора и привалочную плоскость. Нагрев привалочной плоскости вызывает ее термодинамические деформации, а нагрев выпускной трубы приводит к нагреву свежего воздуха внутри впускной трубы, уменьшению его плотности при нагреве и уменьшению наполнения цилиндра свежей рабочей смесью, что уменьшает мощность, ухудшает сгорание смеси и в конечном итоге приводит к потере мощности и росту токсичности отработанных газов, что нежелательно.The operation of the cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine is carried out as follows. During the intake stroke, air is sucked into the cylinder by the piston through the intake port, where it is mixed with the fuel supplied by the injector and enters the cylinder. After compression and power stroke are completed, hot exhaust gases exit at high speed through the exhaust port opening and then into the exhaust manifold. At the same time heating the walls of the exhaust manifold and the mating plane. Heating the mating plane causes its thermodynamic deformation, and heating the exhaust pipe leads to heating of fresh air inside the intake pipe, reducing its density when heated and reducing the filling of the cylinder with fresh working mixture, which reduces power, worsens the combustion of the mixture and ultimately leads to loss of power and increased toxicity of exhaust gases, which is undesirable.

Для уменьшения деформации деталей впускной системы и привалочной плоскости необходимо разместить наиболее нагреваемые участки - впускные каналы ближе к блоку цилиндров, к которому головка блока цилиндров надежно и жестко прикреплена и деформируется совместно с блоком цилиндров. При этом ось впускных каналов для увеличения перемычек между впускными и выпускными каналами желательно сместить дальше от блока цилиндров - это увеличивает и общую жесткость системы, и уменьшает термоциклические колебания размеров плоскости прилегания, и уменьшает нагрев впускной системы и находящегося внутри неё свежего всасываемого в цилиндр заряда рабочей смеси. Но увеличение перемычек смещением оси впускных каналов ведёт и увеличение габаритов, массы двигателя, что нежелательно.To reduce deformation of the intake system parts and the mating plane, it is necessary to place the most heated areas - the intake channels closer to the cylinder block, to which the cylinder head is securely and rigidly attached and deforms together with the cylinder block. At the same time, in order to increase the jumpers between the intake and exhaust channels, it is advisable to move the axis of the intake channels further from the cylinder block - this increases the overall rigidity of the system, and reduces thermal cyclic fluctuations in the dimensions of the contact plane, and reduces the heating of the intake system and the fresh working charge inside it, sucked into the cylinder mixtures. But increasing the jumpers by shifting the axis of the intake channels also leads to an increase in the dimensions and weight of the engine, which is undesirable.

Расчетным и экспериментальным путем установлен указанный в полезной модели оптимум взаимного расположения осей впускных и выпускных отверстий, который обеспечивает достаточную на весь период эксплуатации двигателя надежность уплотнений стыков впускных и выпускных труб по привалочной плоскости, отсутствие термоциклических трещин на головке цилиндров и присоединённых к ней деталей, а также высокоэффективный рабочий процесс.By calculation and experiment, the optimum relative position of the axes of the intake and exhaust ports, indicated in the utility model, was established, which ensures sufficient reliability of the seals of the joints of the intake and exhaust pipes along the mating plane for the entire period of engine operation, the absence of thermal cyclic cracks on the cylinder head and parts attached to it, and also a highly efficient workflow.

Преимущество заявленной полезной модели состоит в том, что конструкция головки блока цилиндров ДВС с жидкостным охлаждением с рекомендованным расположением площадей впускных и выпускных каналов, где ось центров площадей выпускных каналов отстоит от плоскости прилегания головки цилиндров к блоку цилиндров на 0.36 - 0.50 диаметра цилиндра, а ось центров площадей впускных каналов удалена от оси центров площадей выпускных каналов на 0.11 - 0.17 диаметра цилиндра в том же направлении, обеспечивает оптимальные газодинамические и термодинамические характеристики ДВС с сохранением надежного уплотнения стыков по привалочной плоскости на всех режимах работы в течение установленного ресурса с обеспечением современных экологических и экономических характеристик.The advantage of the claimed utility model is that the design of the cylinder head of an internal combustion engine with liquid cooling with the recommended arrangement of the areas of the intake and exhaust channels, where the axis of the centers of the areas of the exhaust channels is spaced from the plane of contact of the cylinder head to the cylinder block by 0.36 - 0.50 of the cylinder diameter, and the axis the centers of the areas of the intake channels are removed from the axis of the centers of the areas of the exhaust channels by 0.11 - 0.17 of the cylinder diameter in the same direction, ensures optimal gas-dynamic and thermodynamic characteristics of the internal combustion engine while maintaining reliable sealing of the joints along the mating plane in all operating modes during the established resource, ensuring modern environmental and economic characteristics.

Claims (1)

Головка блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащая полость для охлаждающей жидкости, образованную наружными боковыми стенками, наружными торцевыми стенками, верхней и нижней плитами; направляющие втулки и седла впускных и выпускных клапанов, впускные и выпускные каналы, соединяющие седла впускных и выпускных клапанов с общей для впускных и выпускных каналов привалочной плоскостью, на которую выходят отверстия впускных и выпускных каналов, отличающаяся тем, что по привалочной плоскости ось центров площадей выпускных каналов отстоит от плоскости прилегания головки цилиндров к блоку цилиндров на 0,36-0,50 диаметра цилиндра, а ось центров площадей впускных каналов удалена от оси центров площадей выпускных каналов на 0,11-0,17 диаметра цилиндра в том же направлении.A cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine, comprising a coolant cavity formed by outer side walls, outer end walls, upper and lower plates; guide bushings and seats of the intake and exhaust valves, intake and exhaust channels connecting the seats of the intake and exhaust valves with a common mating plane for the intake and exhaust channels, onto which the openings of the intake and exhaust channels extend, characterized in that along the mating plane the axis of the centers of the exhaust areas channels are spaced from the plane of contact of the cylinder head to the cylinder block by 0.36-0.50 of the cylinder diameter, and the axis of the centers of the areas of the intake channels is removed from the axis of the centers of the areas of the exhaust channels by 0.11-0.17 of the cylinder diameter in the same direction.
RU2022113173U 2022-05-17 Cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine RU213070U9 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU213070U1 RU213070U1 (en) 2022-08-23
RU213070U9 true RU213070U9 (en) 2023-09-20

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117801C1 (en) * 1996-10-15 1998-08-20 Научно-производственный центр "Мотор" Cylinder head of internal combustion engine
CN201420613Y (en) * 2009-05-27 2010-03-10 潍坊华源内燃机制造有限公司 Multi-cylinder direct injection cylinder head
RU134246U1 (en) * 2013-03-27 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод" HEAD OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER BLOCK WITH LIQUID COOLING

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117801C1 (en) * 1996-10-15 1998-08-20 Научно-производственный центр "Мотор" Cylinder head of internal combustion engine
CN201420613Y (en) * 2009-05-27 2010-03-10 潍坊华源内燃机制造有限公司 Multi-cylinder direct injection cylinder head
RU134246U1 (en) * 2013-03-27 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод" HEAD OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER BLOCK WITH LIQUID COOLING

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Двигатель автомобиля "Волга" (модели ЗМЗ-21А, ЗМЗ-21Д, ЗМЗ-21Д1) М., ГОСНИТИ, 1964, листы 23-26. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9470133B2 (en) Engine having integrated exhaust manifold with combined ducts for inside cylinders and outside cylinders
CN103362632B (en) For the gas handling system of internal-combustion engine
RU139942U1 (en) CYLINDER HEAD (OPTIONS)
US6978744B2 (en) Two-cycle combustion engine with air scavenging system
RU2694978C2 (en) Cylinder block head for internal combustion engine (embodiments)
JPS6115263B2 (en)
RU213070U9 (en) Cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine
US20150369167A1 (en) Bore bridge and cylinder cooling
CN205445752U (en) Automobile -used natural gas engine water -cooling blast pipe of non -
RU213070U1 (en) Cylinder head of liquid-cooled internal combustion engine
JPH11182679A (en) Internal combustion engine
CA2581826C (en) Engine with charge air-cooling system with water fumigation
JP2001065344A (en) Cooling structure of engine on snowmobile
RU212545U1 (en) CYLINDER HEAD FOR LIQUID COOLED INTERNAL COMBUSTION ENGINE
US6817334B2 (en) Intake port sleeve for an internal combustion engine
RU151789U1 (en) HEAD OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER BLOCK WITH LIQUID COOLING
CN204663655U (en) A kind of motor and intercooler thereof
CN208486929U (en) Water cooling noise reduction cooling, silencing device
CN108590810B (en) Water-cooling noise-reducing cooling silencer
CN108757139B (en) Engine cooling method, engine and vehicle
CN207229253U (en) The jacket structure for water of engine cylinder block
CN112628013B (en) Mostly plastic internal combustion engine cylinder head
JP6459497B2 (en) Engine intake structure
CN213980980U (en) Cylinder cover structure with different exhaust passage space and cylinder center distance
CN214499249U (en) Engine for vehicle and vehicle