RU2642707C2

RU2642707C2 - Комплектация головки цилиндра и блока двигателя

Info

Publication number: RU2642707C2
Application number: RU2015126481A
Authority: RU
Inventors: Инго ЛАНГШВАГЕР
Original assignee: Кейтерпиллар Моторен Гмбх Унд Ко.Кг
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2018-01-25
Also published as: KR20150094717A; KR102112662B1; US10082100B2; CN104870793A; CN104870793B; EP2746559A1; EP2746559B1; WO2014095043A1; RU2015126481A; US20150330328A1

Abstract

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) для установки на одной из многочисленных секций цилиндров большого двигателя внутреннего сгорания содержит корпус головки цилиндра (2), имеющий сторону газовой системы (6), сторону штанги толкателя (8), расположенную напротив стороны газовой системы (6) и круговую поверхность рубашки цилиндра (4) с центральным отверстием форсунки (10), парой входных отверстий и парой выходных отверстий. Центральное отверстие форсунки расположено в центре круговой поверхности рубашки цилиндра (4). Центральная ось проходит через центральное отверстие форсунки от стороны газовой системы (6) до стороны штанги толкателя (8). Пара выходных отверстий и пара входных отверстий расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси. Центральная выемка для форсунки (18) проходит через корпус головки цилиндра (2) к центральному отверстию форсунки. Канальная система впуска газа (20) проходит от стороны газовой системы (6) через корпус головки цилиндра (2) к паре входных отверстий. Канальная система выпуска газа (22) проходит от пары выходных отверстий через корпус головки цилиндра (2) к стороне газовой системы (6). Канал штанги толкателя (28) проходит через корпус головки цилиндра (2) на стороне штанги толкателя (8). В общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38) проходят через корпус головки цилиндра (2) на наружной круговой области одноцилиндровой головки цилиндра (1). В общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38) расположены на разном расстоянии друг от друга вокруг центральной выемки для форсунки. Также раскрыты блок двигателя для большого двигателя внутреннего сгорания и большой двигатель внутреннего сгорания. Технический результат заключается в оптимизации конструкции канала циркуляции всасываемого воздуха и выхлопных газов, а также повышении жесткости конструкции. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область технического применения

Настоящее изобретение в основном относится к головке цилиндра и блоку двигателя, а более конкретно к одноцилиндровой головке цилиндра и блоку двигателя для больших двигателей внутреннего сгорания.

Предпосылки создания изобретения

Головки цилиндров крепятся на цилиндрах для определения камеры сгорания между поверхностью рубашки головки цилиндра, гильзой цилиндра и движущимся поршнем. Как правило, головки цилиндров для монтажа на цилиндрах адаптированы либо в виде одноцилиндровых головок цилиндров, либо многоцилиндровых головок цилиндров. Одноцилиндровые головки цилиндров смонтированы на единичном цилиндре (например, в многоцилиндровом блоке), в то время как многоцилиндровые головки цилиндров смонтированы в виде единичной детали на множестве соседних цилиндрах (например, в многоцилиндровом блоке).

Головки цилиндров больших двигателей внутреннего сгорания вмещают в себя множество различных комплектующих, таких как впускные клапаны, выпускные клапаны, канальная система впуска и выпуска газа, форсунка(и), штанги толкателя и каналы системы охлаждения. В связи с наличием множества комплектующих возникают ограничения по комплектации, поскольку расположение одного комплектующего изделия внутри головки цилиндра может повлиять на расположение остальных комплектующих.

Настоящее изобретение направлено, по крайней мере частично, на улучшение или преодоление одного или более аспектов известных предыдущих систем.

Краткое изложение изобретения

В одном аспекте настоящего изобретения одноцилиндровая головка цилиндра для монтажа на одной из множества секций цилиндра большого двигателя внутреннего сгорания может содержать корпус головки цилиндра со стороной газовой системы, стороной штанги толкателя, расположенной напротив стороны газовой системы, и круговой поверхностью рубашки цилиндра с центральным отверстием форсунки, пару входных отверстий и пару выходных отверстий, отличающаяся тем, что центральное отверстие форсунки расположено в центре круговой поверхности рубашки цилиндра, центральная ось проходит через центральное отверстие форсунки от стороны газовой системы до стороны штанги толкателя, а пара выходных отверстий и пара входных отверстий расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси. Одноцилиндровая головка цилиндра может также содержать центральную выемку для форсунки, проходящую через корпус головки цилиндра к центральному отверстию форсунки, канальную систему впуска газа, проходящую от стороны газовой системы через корпус головки цилиндра к паре входных отверстий, канальную систему выпуска газа, проходящую от пары выпускных отверстий через корпус головки цилиндра к стороне газовой системы, канал штанги толкателя, проходящий через корпус головки цилиндра на стороне штанги толкателя, и, в общей сложности, ровно пять отверстий для крепления цилиндра, проходящих через корпус головки цилиндра на наружной круговой области головки цилиндра, и, отличающаяся тем, что, в общей сложности, ровно пять отверстий для крепления цилиндра расположены на разном расстоянии друг от друга вокруг центральной выемки для форсунки.

В другом аспекте настоящего изобретения блок двигателя для большого двигателя внутреннего сгорания может содержать множество секций цилиндра, каждая секция цилиндра имеет в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра, расположенных вокруг отверстия в блоке цилиндров, для крепления на них одноцилиндровой головки цилиндра, отличающийся тем, что в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра каждой секции цилиндра расположены на разном расстоянии.

В еще одном аспекте настоящего изобретения большой двигатель внутреннего сгорания может содержать блок двигателя, в качестве примера описанный здесь, со множеством секций цилиндра, каждая секция цилиндра имеет в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра. Большой двигатель внутреннего сгорания может дополнительно содержать множество одноцилиндровых головок цилиндра, в качестве примера описанных здесь, отличающийся тем, что каждая одноцилиндровая головка цилиндра крепится на соответствующей секции цилиндра блока двигателя с помощью в общей сложности ровно пяти монтажных элементов, соединяющих в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра соответствующей одноцилиндровой головки цилиндра с в общей сложности ровно пятью конструкциями для крепления головки цилиндра соответствующей секции цилиндра блока двигателя.

Другие признаки и аспекты настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания и прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

На Рис. 1 представлен изометрический вид примерной головки цилиндра;

На Рис. 2 представлен вид снизу примерной головки цилиндра, изображенной на Рис. 1;

На Рис. 3 представлен схематический чертеж примерной головки цилиндра;

На Рис. 4 представлен схематический чертеж еще одной примерной головки цилиндра;

На Рис. 5 представлен схематический чертеж двух смежных примерных головок цилиндров;

На Рис. 6 представлен схематический чертеж двух других смежных примерных головок цилиндров; и

На Рис. 7 представлен схематический чертеж примерного блока двигателя большого двигателя внутреннего сгорания.

Подробное описание

Ниже приводится подробное описание примерных вариантов осуществления настоящего изобретения. Примерные варианты осуществления изобретения, описанные в данном документе и проиллюстрированные на чертежах, предназначены для того, чтобы научить принципам настоящего изобретения, позволяя специалистам с обычной квалификацией в данной области техники реализовать и использовать настоящее изобретение в различных обстоятельствах и в различных ситуациях. Таким образом, примерные варианты осуществления изобретения не предназначены и не должны рассматриваться как ограничивающее описания объема патентной защиты. Скорее, объем патентной защиты должен быть определен в прилагаемой формуле изобретения.

Настоящее изобретение может быть частично основано на осознании того, что вариации расположения отверстия для крепления головки цилиндра могут способствовать улучшенной конфигурации головки цилиндра с точки зрения, например, оптимизированной конструкции канала циркуляции всасываемого воздуха/выхлопных газов, конструкции повышенной жесткости, дополнительного места для дополнительных комплектующих, требований к комплектации и/или близкого расположения бок о бок смежных одноцилиндровых головок цилиндров.

Соответственно, в данном документе раскрыта конструкция одноцилиндровой головки цилиндра, который содержит конструкцию отверстия для крепления цилиндра, которая ссылается на ограничения для комплектации при одновременном улучшении положения с комплектацией.

Теперь обратимся к Рис. 1 и 2, на них изображены изометрическое изображение и вид снизу примерной головки цилиндра.

Головка цилиндра 1 выполнена в виде одноцилиндровой головки цилиндра для охвата ровно одного цилиндра из множества цилиндров большого двигателя внутреннего сгорания. Головка цилиндра 1 содержит корпус головки цилиндра 2.

Корпус головки цилиндра 2 имеет круговую поверхностью рубашки цилиндра 4, которая обращена в сторону установленного поршня головки цилиндра 1 на одном цилиндре для определения камеры сгорания между круговой поверхностью рубашки цилиндра 4, гильзой цилиндра и верхней частью движущегося поршня. Корпус головки цилиндра 2 имеет сторону газовой системы 6 и сторону штанги толкателя 8, которая расположена напротив стороны газовой системы 6.

Круговая поверхность рубашки цилиндра 4 включает центральное отверстие форсунки 10, расположенное в центре круговой поверхности рубашки цилиндра 4. Центральная ось 12 проходит через центральное отверстие форсунки 10 от стороны газовой системы 6 к стороне штанги толкателя 8.

Пара выходных отверстий 14 и пара впускных отверстий 16 расположены в круговой поверхности рубашки цилиндра 4 на противоположных сторонах по отношению к центральной оси 12.

Каждое отверстие пары впускных отверстий 16 и пары выпускных отверстий 14 включает седло клапана, обеспечивая герметичное соединение с соответствующим клапаном в смонтированном состоянии, если соответствующий клапан находится в закрытом положении.

Головка цилиндра 1 также содержит центральную выемку для форсунки 18, канальную систему впуска газа 20 и канальную систему выпуска газа 22.

Центральная выемка для форсунки 18 проходит от верхней части головки цилиндра 1 через корпус головки цилиндра 2 к центральному отверстию форсунки 10. Приспособленная для приема форсунки (не показано), центральная выемка для форсунки 18 может обеспечить седло форсунки и может быть соединена с и/или окружена каналами охлаждающей системы. В качестве альтернативы головка цилиндра 1 может содержать предкамеру (камеру предварительного сгорания).

Канальная система впуска газа 20 проходит от секции фланца канальной системы впуска 24 на стороне газовой системы 6 через корпус головки цилиндра 2 к паре входных отверстий 16; В представленной комплектации канальная система впуска газа 20 образована общим впускным каналом, проходящим от секции фланца канальной системы впуска 24, разветвляющейся на два колена внутри корпуса цилиндра головки 2, каждое колено заканчивается в одной соответствующей паре впускных отверстий 16. Секции фланца канальной системы впуска 24 может быть адаптирована для соединения с коллектором всасываемого воздуха по текучей среде.

Канальная система выпуска газа 22 проходит от пары выходных отверстий 14 через корпус головки цилиндра 2 к секции фланца канальной системы выпуска 26 на стороне газовой системы 6. Точно так же, как и канальная система впуска газа 20, канальная система выпуска газа 22 образована двумя выпускными коленями, проходящими от пары выходных отверстий 14 и соединенными внутри корпуса головки цилиндра 2 к общему выпускному каналу, оканчивающемуся в секции фланца канала выпуска газа 26. Секция фланца канала выпуска газа 26 может быть приспособлена для соединения с выпускным коллектором системы выпуска отработавших газов по текучей среде.

На стороне штанги толкателя 8 канал штанги толкателя 28 проходит через корпус головки цилиндра 2. При наличии смонтированной головки цилиндра 1, пара штанг толкателей может проходить через канал штанги толкателя 28 для приведения в действие пары впускных и пары выпускных клапанов, расположенных с возможностью перемещения в канальной системе впуска газа 20 и канальной системе выпуска газа 22, соответственно.

В общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 проходят через корпус головки цилиндра 2 в сторону наружной круговой области головки цилиндра 1. Первое отверстие для крепления цилиндра 30 расположено между канальной системой впуска газа 20 и канальной системой выпуска газа 22 на стороне газовой системы 6. Второе отверстие для крепления цилиндра 32 и третье отверстие для крепления цилиндра 34 расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси 12 на стороне газовой системы 6. Второе отверстие для крепления цилиндра 32 располагается ближе к канальной система выпуска газа 22, чем третье отверстие для крепления цилиндра 34, тогда как третье отверстие для крепления цилиндра 34 располагается ближе к канальной системе впуска газа 20, чем второе отверстие для крепления цилиндра 32. Кроме того, четвертое отверстие для крепления цилиндра 36 и пятое отверстие для крепления цилиндра 38 расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси 12 на стороне штанги толкателя 14.

Диаметр каждого из в общей сложности пяти отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 может находиться в пределах диапазона от 30 мм до 60 мм. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно отверстие для крепления цилиндра может иметь диаметр отверстия для крепления цилиндра отличный от диаметра по меньшей мере одного другого отверстия для крепления цилиндра. Кроме того, каждое из в общей сложности пяти отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 может быть адаптировано для получения болта головки или шпильки головки для крепления головки цилиндра 1 на одном из ряда цилиндров.

В смонтированном состоянии пара впускных клапанов расположены с возможностью перемещения внутри пары выемок впускного клапана 40, проходящих от верхней части головки цилиндра 1 через корпус головки цилиндра 2 в канальную систему впуска газа 20. Аналогичным образом пара выпускных клапанов расположены с возможностью перемещения внутри пары выемок выпускного клапана 42, проходящих от верхней части головки цилиндра 1 через корпус головки цилиндра 2 в канальную систему выпуска газа 22.

Как можно видеть на Рис. 1 и 2, головка цилиндра 1 содержит дополнительные выемки и соединения, для которых отсутствуют номера позиций, используемые для большей наглядности. Например, головка цилиндра 1 может содержать крепежное отверстие крышки для крепления крышки головки цилиндра (не показано) на головке цилиндра 1 и/или соединения для системы охлаждения, которые могут направлять охлаждающую жидкость внутрь и из корпуса головки цилиндра 2 для охлаждения различных деталей, таких как форсунка в центре выемка для форсунки 18, и канальную систему выпуска газа 22.

За счет расположения четвертого отверстия для крепления цилиндра 36 и пятого отверстия для крепления цилиндра 38, расположенных на расстоянии друг от друга и на противоположных сторонах по отношению к центральной оси 12, обеспечивается место размещения детали 44 между двумя отверстиями для крепления цилиндра 36 и 38. В частности, место размещения детали 44 предусмотрено между секцией канальной системы выпуска газа 22 на стороне штанги толкателя 8, секцией канальной системы впуска газа 20 на стороне штанги толкателя 8, пятым отверстием для крепления цилиндра 38, каналом штанги толкателя 28 и четвертым отверстием для крепления цилиндра 36.

Место размещения детали 44 обеспечивает доступ к камере сгорания. Таким образом, такие комплектующие, как клапан, датчик и/или форсунка, могут быть установлены в соответствующей выемке, проходящей через место размещения детали 44 к отверстию для детали 47 в сторону круговой поверхности рубашки цилиндра 4. Например, в конструкции, показанной на Рис. 1 и 2, выемка для детали 46 предусмотрена в месте размещения детали 44, например, для монтажа клапана стартера.

За счет месторасположения места размещения детали 44 обеспечивается удобный доступ, например, к линии питания и кабелям управления. Такое предусмотренное место размещения детали 44 может быть, в частности, полезным, поскольку другие возможные места размещения детали могут не обеспечить удобного доступа к ним и доступ может быть по меньшей мере частично заблокирован, например, канальной системой впуска газа и канальной системой выпуска газа на стороне газовой системы или близко расположенной смежной одноцилиндровой головкой цилиндра, смонтированной на смежном цилиндре.

В качестве альтернативы или дополнительно система топливного канала может быть по меньшей мере частично предусмотрена в месте размещения детали 44.

На Рис.3 изображен схематический вид сверху примерной головки цилиндра 1 для иллюстрации примерного расположения отверстий для крепления цилиндра.

В представленной комплектации в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 расположены на разном расстоянии друг от друга по кругу 48. Однако в предвидении варианта осуществления, показанного на Рис. 5, в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 могут быть в качестве альтернативы или дополнительно расположены на разном расстоянии друг от друга по отношению к центральной выемке форсунки 18.

Соответственно, понятие "расположены на разном расстоянии друг от друга", используемое в данном документе, в зависимости от контекста может иметь два аспекта. Во-первых, в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 располагаются на разном расстоянии по отношению друг к другу, как это показано, например, на Рис.3. Другими словами, по меньшей мере одно расстояние между парой смежных отверстий для крепления цилиндра не равно по меньшей мере одному другому расстоянию между оставшейся парой смежных отверстий для крепления цилиндра. Понятие "смежные" в данном описании означает рядом находящееся отверстие для крепления цилиндра в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки. Во-вторых, в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 располагаются на разном расстоянии по отношению к центральной выемке форсунки 18. Другими словами, по меньшей мере одно расстояние между отверстием для крепления цилиндра и центральной выемкой форсунки 18 не равно по меньшей мере одному другому расстоянию между отверстием для крепления цилиндра и центральной выемкой форсунки 18. Само собой оба аспекта могут быть объединены.

В частности, в комплектации, представленной на Рис.3, угол дуги α по отношению к центральной выемке форсунки 18 на стороне газовой системы 6, расположенный между первым отверстием для крепления цилиндра 30 и вторым отверстием для крепления цилиндра 32, больше, чем угол дуги β по отношению к центральной выемке форсунки 18 на стороне газовой системы 6, расположенный между первым отверстием для крепления цилиндра 30 и третьим отверстием для крепления цилиндра 34. Например, угол дуги α по отношению к центральной выемке форсунки между первым отверстием для крепления цилиндра 30 и вторым отверстием для крепления цилиндра 32 составляет от 45° до 90°. Кроме того, угол дуги β между первым отверстием для крепления цилиндра 30 и третьим отверстием для крепления цилиндра 34 составляет от 45° до 90°.

Дополнительно или в качестве альтернативы угол дуги γ по отношению к центральной выемке форсунки 18 на стороне газовой системы 6, расположенный между вторым отверстием для крепления цилиндра 32 и третьим отверстием для крепления цилиндра 34, больше, чем угол дуги δ по отношению к центральной выемке форсунки 18 на стороне штанги толкателя 8, расположенный между четвертым отверстием для крепления цилиндра 36 и пятым отверстием для крепления цилиндра 38. К примеру, угол дуги γ между вторым отверстием для крепления цилиндра 32 и третьим отверстием для крепления цилиндра 34 составляет от 90° до 180°, а угол дуги δ между четвертым отверстием для крепления цилиндра 36 и пятым отверстием для крепления цилиндра 38 составляет от 20° до 180°.

В некоторых вариантах осуществления угол дуги ε по отношению к центральной выемке форсунки 18, проходящей от стороны газовой системы 6 к стороне штанги толкателя 8 между вторым отверстием для крепления цилиндра 32 и четвертым отверстием для крепления цилиндра 36, больше, чем угол дуги ζ по отношению к центральной выемке форсунки 18, проходящей от стороны штанги толкателя 8 к стороне газовой системы 6 между пятым отверстием для крепления цилиндра 38 и вторым отверстием для крепления цилиндра 34.

В некоторых вариантах осуществления первое отверстие для крепления цилиндра 30, второе отверстие для крепления цилиндра 32 и третье отверстие для крепления цилиндра 34 могут быть расположены так, что диаметр канала канальной системы впуска газа 20 и/или диаметр канала канальной системы выпуска газа 22 не изменяются. И наоборот, решения предшествующего уровня техники, имеющие более пяти отверстий для крепления цилиндра, могут изменить диаметр канальной системы впуска газа и/или диаметр канальной системы выпуска газа. Понятие "изменяется", используемое здесь, означает, что диаметр канала уменьшается, что может привести к ухудшению характеристик потока, предусмотренных соответствующей канальной системой, ведущей к, например, увеличенному спаду давления. Другими словами, в решениях предшествующего уровня техники курс канальной системы впуска газа и/или курс канальной системы выпуска газа могут быть затронуты таким образом, что вмятина, включенная в соответствующий курс в виде минимальной толщины стенки между монтажным отверстием и внутренней стенкой канала соответствующей канальной системы не может быть подрезано.

Кроме того, первое отверстие для крепления цилиндра 30, второе отверстие для крепления цилиндра 32 и третье отверстие для крепления цилиндра 34 могут быть расположены так, что соответствующие два колена канальной системы впуска газа 20 и/или канальной системы выпуска газа 22 объединяются в один канал, расположенный рядом со стороной газовой системы 6 таким образом, что каждый канал может быть сконструирован для оптимизации потока по меньшей мере в отношении расстояния, что обеспечивает требуемую конструкцию потока на, например, паре впускных отверстий 16. Например, могут быть предусмотрены и сформированы дополнительные стенки внутри головки цилиндра 1 в целях повышения жесткости головки цилиндра 1.

На Рис. 4 изображен другой пример расположения в общей сложности ровно пяти отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38.

Как уже упоминалось ранее, в представленной комплектации в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38, в частности, располагаются на разном расстоянии по отношению к центральной выемке форсунки 18.

Например, как это показано в конструкции на Рис.4, расстояние А от третьего отверстия для крепления цилиндра 34 до центральной выемки форсунки 18 больше, чем расстояние C от второго отверстия для крепления цилиндра 32 до центральной выемки форсунки 18. Кроме того, расстояние В от первого отверстия для крепления цилиндра 30 до центральной выемки форсунки 18 больше, чем расстояние А и расстояние С.

Однако специалистам в данной области техники будет понятно, что различные другие конфигурации неэквидистантных месторасположений существуют с точки зрения вышеуказанных первого и второго аспектов, которые могут способствовать, например, оптимизации потока конструкции канала циркуляции системы поступающего воздуха/выхлопных газов, конструкции повышенной жесткости, требований к комплектации и/или близкого расположения бок о бок смежных одноцилиндровых головок цилиндров, и обеспечения доступного места расположения детали, которое в свою очередь обеспечивает доступ к камере сгорания по меньшей мере для одной детали, предусмотренной в ней.

Теперь обратимся к Рис. 5, на котором представлены две смежные примерные головки цилиндров 1, 1', расположенные бок о бок. Для большей наглядности близкое расположение, проиллюстрированное на Рис. 5 - 7 (Рис. 7 показывает соответствующее близкое расположение конструкций для крепления головки цилиндра в блоке двигателя), может быть переоценено.

В связи с вышеупомянутым расположением монтажных отверстий на разном расстоянии близкое расположение двух смежных головок цилиндров может иметь вспомогательное значение. То есть отверстия для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 первой головки цилиндра 1 и отверстия для крепления цилиндра 30’, 32’, 34’, 36’, 38’ второй головки цилиндра 1 выполнены с возможностью зацепления друг с другом.

В представленной комплектации, поскольку угол дуги между первым отверстием для крепления цилиндра 30 и вторым отверстием для крепления цилиндра 32 (угол дуги α согласно Рис.3) больше угла дуги между первым отверстием для крепления цилиндра 30 и третьим отверстием для крепления цилиндра 34 (угол дуги β согласно Рис.3), близкое расположение смежных головок цилиндров 1 и 1' имеет вспомогательное значение.

Понятие "близкое расположение", используемое здесь, означает ближе, чем это возможно, при наличии отверстий для крепления цилиндра, расположенных на одинаковом расстоянии, с отверстием для крепления цилиндра между канальной системой впуска газа и канальной системой выпуска газа. Например, в случае расположение отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 по кругу 48 круги 48 смежных головок цилиндров 1 и 1' могут пересекаться друг с другом или могут касаться друг друга.

На рис. 6 показано другое примерное расположение двух смежных головок цилиндров.

В представленной комплектации предусмотрена комбинация расположения отверстий для крепления цилиндра на разном расстоянии по отношению друг к другу и по отношению к центральной выемке форсунки.

Близкое расположение смежных головок цилиндров 1 и 1', в частности, обеспечивается за счет уменьшения расстоянию между вторым отверстием для крепления цилиндра 32 и центральной выемкой форсунки 18, а также за счет расположения на разном расстоянии между смежными отверстиями для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38.

Каждая одноцилиндровая головка цилиндра 1 устанавливается на одном из ряда цилиндров примерного блока двигателя, как это показано на Рис. 7.

Блок двигателя 50 содержит множество секций цилиндра 52, каждая секция цилиндра 52 содержит отверстие цилиндра 54. Блок двигателя 50 адаптирован в качестве большого блока двигателя для большого внутреннего двигателя (не показано).

Каждая секция цилиндра 52 имеет в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра 61, 62, 63, 64, 65, расположенных на разном расстоянии вокруг соответствующего отверстия цилиндра 54. Понятие "на разном расстоянии", используемое здесь, подобно расположению отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 головки цилиндра 1 на разном расстоянии по отношению друг к другу и по отношению к центральному отверстию цилиндра 54. Соответственно, в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра 61, 62, 63, 64, 65 смежных секций цилиндра могут быть выполнены путем зацепления друг с другом, как это показано здесь, для обеспечения близкого расположения смежных отверстий цилиндра 54. В общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра 61, 62, 63, 64, 65 могут быть выполнены, например, в виде отверстий для крепления головки цилиндра.

В общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра 61, 62, 63, 64, 65 приспособлены для крепления одноцилиндровой головки цилиндра 1 и выполнены с возможностью приема болта головки или шпильки головки для крепления на них одноцилиндровой головки цилиндра. Например, конструкции для крепления головки цилиндра 61, 62, 63, 64, 65 могут обладать диаметром конструкций для крепления головки цилиндра в пределах диапазона от 30 мм до 60 мм.

Блок двигателя 50 включает сторону газовой системы 56 и сторону штанги толкателя 57, расположенную напротив стороны газовой системы 56. Для каждой секции цилиндра 52 первая конструкция для крепления головки цилиндра 61, вторая конструкция для крепления головки цилиндра 62 и третья конструкция для крепления головки цилиндра 63 расположены на стороне газовой системы 56. Первая конструкция для крепления головки цилиндра 61 расположена между второй конструкцией для крепления головки цилиндра 62 и третьей конструкцией для крепления головки цилиндра 63. Четвертая конструкция для крепления головки цилиндра 64 и пятая конструкция для крепления головки цилиндра 65 расположены на стороне штанги толкателя 57.

Кроме того, блок двигателя 50 может дополнительно содержать множество каналов штанги толкателя 60 блока двигателя на стороне штанги толкателя 57.

В связи с расположением конструкции для крепления головки цилиндра на обсуждение передается вопрос о вышеупомянутых отверстиях для крепления цилиндра, например, согласно Рис. 3 - 6. Соответственно, углы и расстояния явно не показаны на Рис. 7 для целей разъяснения чертежа.

Например, подобно расположению отверстий для крепления цилиндра 30, 32, 34, 36, 38 в головке цилиндра 1 углы дуги по отношению к отверстию цилиндра 54 между пятью конструкциями для крепления головки цилиндра 61, 62, 63, 64, 65 могут быть разными. Например, угол дуги по отношению к отверстию цилиндра 54, расположенный на стороне газовой системы 56 между первой конструкцией для крепления головки цилиндра 61 и второй конструкцией для крепления головки цилиндра 62, может быть больше угла дуги по отношению к отверстию цилиндра 54, расположенного на стороне газовой системы 56 между первой конструкцией для крепления головки цилиндра 61 и третьей конструкцией для крепления головки цилиндра 63.

Дополнительно или в качестве альтернативы угол дуги по отношению к отверстию цилиндра 54, расположенный на стороне газовой системы 56 между второй конструкцией для крепления головки цилиндра 62 и третьей конструкцией для крепления головки цилиндра 63, может быть больше угла дуги по отношению к отверстию цилиндра 54, расположенного на стороне штанги толкателя 57 между четвертой конструкцией для крепления головки цилиндра 64 и пятой конструкцией для крепления головки цилиндра 65. Угол дуги по отношению к отверстию цилиндра 54, проходящему от стороны газовой системы 56 к стороне штанги толкателя 57 между второй конструкцией для крепления головки цилиндра 62 и четвертой конструкцией для крепления головки цилиндра 64, больше угла дуги по отношению к отверстию цилиндра 54, проходящему от стороны штанги толкателя 57 к стороне газовой системы 56 между пятой конструкцией для крепления головки цилиндра 65 и второй конструкцией для крепления головки цилиндра 62.

В некоторых вариантах осуществления угол дуги по отношению к отверстию цилиндра 54 на стороне газовой системы 56 между первой конструкцией для крепления головки цилиндра 61 и второй конструкцией для крепления головки цилиндра 62 может находиться в пределах диапазона от 45° до 90°. Дополнительно или в качестве альтернативы угол дуги по отношению к отверстию цилиндра 54 на стороне газовой системы 56 между первой конструкцией для крепления головки цилиндра 61 и третьей конструкцией для крепления головки цилиндра 63 может находиться в пределах диапазона от 45° до 90°.

В некоторых вариантах осуществления угол дуги по отношению к отверстию цилиндра 54 на стороне газовой системы 56 между второй конструкцией для крепления головки цилиндра 62 и третьей конструкцией для крепления головки цилиндра 63 может находиться в пределах диапазона от 90° до 180°. Дополнительно или в качестве альтернативы угол дуги по отношению к отверстию цилиндра 54 на стороне штанги толкателя 57 между четвертой конструкцией для крепления головки цилиндра 64 и пятой конструкцией для крепления головки цилиндра 65 может находиться в пределах диапазона от 20° до 180°.

В контексте настоящего описания термины "по отношению к центральной выемке форсунки 18" и "по отношению к отверстию цилиндра 54" означают - по отношению к центральной точке центральной выемки форсунки 18 и центральной точке отверстия цилиндра 54 соответственно.

Кроме того, в контексте настоящего описания термины "сторона штанги толкателя" и "сторона газовой системы" относятся к соответствующим половинкам одноцилиндровой головки цилиндра 1 и блока двигателя 50, соответственно. Другими словами, корпус цилиндра головки 2 содержит одну половину в виде стороны штанги толкателя и одну половину в виде стороны газовой системы. Аналогичным образом блок двигателя 50 содержит одну половину в виде стороны штанги толкателя и одну половину в виде стороны газовой системы.

Промышленная применимость

Одноцилиндровая головка цилиндра 1, блок двигателя 50 и большой двигатель внутреннего сгорания, содержащий множество головок цилиндров 1, смонтированных на множестве цилиндров блока двигателя 50, могут быть использованы, например, на морских кораблях и судах, на электростанциях или прибрежных установках. В частности, описанные конструкции могут быть использованы на установках, имеющих повышенные требования к комплектации, как это было описано ранее.

Как правило, вышеупомянутый большой двигатель внутреннего сгорания может включать не представленные здесь конструктивные особенности, например, воздушные системы, системы выпуска газов, системы охлаждения, периферийные устройства, детали трансмиссии и т.д. Кроме того, большой двигатель внутреннего сгорания может быть любого размера, содержать любое количество цилиндров, и быть в любой комплектации (например, "V-образный", рядный, радиальный и т.д). Более того, большой двигатель внутреннего сгорания может быть использован для питания любой машины или другого устройства, включая локомотивные установки, шоссейные грузовые автомобили или транспортные средства, внедорожные грузовые автомобили или машины, землеройное оборудование, генераторы, аэрокосмические установки, морские установки, прибрежные установки, насосы, стационарное оборудование или другие установки с механическим приводом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения одноцилиндровая головка цилиндра для монтажа на одном из ряда цилиндров большого двигателя внутреннего сгорания может содержать корпус головки цилиндра со стороной газовой системы и стороной штанги толкателя, расположенной напротив стороны газовой системы, и круговую поверхность рубашки цилиндра с центральным отверстием форсунки, пару входных отверстий и пару выходных отверстий, отличающаяся тем, что центральное отверстие форсунки расположено в центре круговой поверхности рубашки цилиндра, центральная ось проходит через центральное отверстие форсунки от стороны газовой системы до стороны штанги толкателя, а пара выходных отверстий и пара входных отверстий расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси, центральную выемку для форсунки, проходящую через корпус головки цилиндра к центральному отверстию форсунки; канальную систему впуска газа, проходящую от стороны газовой системы через корпус головки цилиндра к паре входных отверстий; канальную систему выпуска газа, проходящую от пары выходных отверстий через корпус головки цилиндра к стороне газовой системы; канал штанги толкателя, проходящий через корпус головки цилиндра на стороне штанги толкателя; в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра, проходящих через корпус головки цилиндра на наружной круговой области одноцилиндровой головки цилиндра, отличающаяся тем, что первое отверстие для крепления цилиндра расположено между канальной системой впуска газа и канальной системой выпуска газа на стороне газовой системы, второе отверстие для крепления цилиндра и третье отверстие для крепления цилиндра расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси на стороне газовой системы, а четвертое отверстие для крепления цилиндра и пятое отверстие для крепления цилиндра расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси на стороне штанги толкателя таким образом, что место расположения детали предусмотрено на стороне штанги толкателя между каналом штанги толкателя, канальной системой впуска газа, канальной системой выпуска газа, четвертым отверстием для крепления цилиндра и пятым отверстием для крепления цилиндра.

В вышеупомянутом аспекте отверстия для крепления цилиндра могут быть расположены на одинаковом расстоянии или на разном расстоянии друг от друга вокруг центральной выемки форсунки, например, по кругу вокруг центральной выемки форсунки.

Дополнительно или в качестве альтернативы одноцилиндровая головка цилиндра может содержать по меньшей мере одну выемку для детали, предусмотренную в месте размещения детали и соединенную с отверстием детали на круговой поверхности рубашки цилиндра, в частности, для монтажа датчика, клапана и/или форсунки.

Дополнительно или в качестве альтернативы система топливного канала может быть по меньшей мере частично предусмотрена в пределах места размещения детали.

Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны в данном документе, улучшения и модификации могут быть включены без отступления от сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.

Claims

1. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) для установки на одной из многочисленных секций цилиндров (52) большого двигателя внутреннего сгорания, содержащая:

корпус головки цилиндра (2), имеющий сторону газовой системы (6), сторону штанги толкателя (8), расположенную напротив стороны газовой системы (6), и круговую поверхность рубашки цилиндра (4) с центральным отверстием форсунки (10), парой входных отверстий (16) и парой выходных отверстий (14), отличающаяся тем, что центральное отверстие форсунки (10) расположено в центре круговой поверхности рубашки цилиндра (4), центральная ось (12) проходит через центральное отверстие форсунки (10) от стороны газовой системы (6) до стороны штанги толкателя (8), а пара выходных отверстий (14) и пара входных отверстий (16) расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси (12);

центральную выемку для форсунки (18), проходящую через корпус головки цилиндра (2) к центральному отверстию форсунки (10);

канальную систему впуска газа (20), проходящую от стороны газовой системы (6) через корпус головки цилиндра (2) к паре входных отверстий (16);

канальную систему выпуска газа (22), проходящую от пары выходных отверстий (14) через корпус головки цилиндра (2) к стороне газовой системы (6),

канал штанги толкателя (28), проходящий через корпус головки цилиндра (2) на стороне штанги толкателя (8); и

в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38), проходящих через корпус головки цилиндра (2) на наружной круговой области одноцилиндровой головки цилиндра (1),

отличающаяся тем, что в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38) расположены на разном расстоянии друг от друга вокруг центральной выемки для форсунки (18).

2. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) по п. 1, отличающаяся тем, что в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38) расположены на разном расстоянии по отношению друг к другу, и/или

в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38) расположены на разном расстоянии по отношению к центральной выемке для форсунки (18).

3. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первое отверстие для крепления цилиндра (30) расположено между канальной системой впуска газа и канальной системой выпуска газа на стороне газовой системы, второе отверстие для крепления цилиндра (32) и третье отверстие для крепления цилиндра (34) расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси (12) на стороне газовой системы (6), а четвертое отверстие для крепления цилиндра (36) и пятое отверстие для крепления цилиндра (38) расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси на стороне штанги толкателя (8).

4. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) по п. 3, отличающаяся тем, что угол дуги (α) по отношению к центральной выемке форсунки (18) на стороне газовой системы (6) между первым отверстием для крепления цилиндра (30) и вторым отверстием для крепления цилиндра (32) больше, чем угол дуги (β) по отношению к центральной выемке форсунки (18) на стороне газовой системы (6) между первым отверстием для крепления цилиндра (30) и третьим отверстием для крепления цилиндра (34); и/или

отличающаяся тем, что угол дуги (γ) по отношению к центральной выемке форсунки (18) на стороне газовой системы (6) между вторым отверстием для крепления цилиндра (32) и третьим отверстием для крепления цилиндра (34) больше, чем угол дуги (δ) по отношению к центральной выемке форсунки (18) на стороне штанги толкателя (8) между четвертым отверстием для крепления цилиндра (36) и пятым отверстием для крепления цилиндра (38); и/или

отличающаяся тем, что угол дуги (ε) по отношению к центральной выемке форсунки (18), проходящей от стороны газовой системы (6) к стороне штанги толкателя (8) между вторым отверстием для крепления цилиндра (32) и четвертым отверстием для крепления цилиндра (36) больше, чем угол дуги (ζ) по отношению к центральной выемке форсунки (18), проходящей от стороны штанги толкателя (8) к стороне газовой системы (6) между пятым отверстием для крепления цилиндра (38) и вторым отверстием для крепления цилиндра (34).

5. Одноцилиндровая головка цилиндра по п. 3, отличающаяся тем, что четвертое отверстие для крепления цилиндра (36) и пятое отверстие для крепления цилиндра (38) расположены на противоположных сторонах по отношению к центральной оси (12) таким образом, что место размещения детали (44) предусмотрено на стороне штанги толкателя (8) между каналом штанги толкателя (28), канальной системой впуска газа (20), канальной системой выпуска газа (22), четвертым отверстием для крепления цилиндра (36) и пятым отверстием для крепления цилиндра (38).

6. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) по п. 5, дополнительно содержащая:

по меньшей мере одну выемку детали (46), предусмотренную в месте размещения детали (44) и соединенную с отверстием детали (47) на круговой поверхности рубашки цилиндра (4), в частности, для крепления датчика, клапана и/или форсунки; и/или

систему топливного канала, по меньшей мере частично предусмотренную в пределах места размещения детали (44).

7. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) по п. 3, отличающаяся тем, что угол дуги (α) по отношению к центральной выемке форсунки (18) на стороне газовой системы 6 между первым отверстием для крепления цилиндра (30) и вторым отверстием для крепления цилиндра (32) составляет от 45° до 90°; и/или

угол дуги (β) по отношению к центральной выемке форсунки (18) на стороне газовой системы (6) между первым отверстием для крепления цилиндра (30) и третьим отверстием для крепления цилиндра (34) составляет от 45° до 90°; и/или

угол дуги (γ) по отношению к центральной выемке форсунки (18) на стороне газовой системы (6) между вторым отверстием для крепления цилиндра (32) и третьим отверстием для крепления цилиндра (34) составляет от 90° до 180°; и/или

угол дуги (δ) по отношению к центральной выемке форсунки (18) на стороне штанги толкателя (8) между четвертым отверстием для крепления цилиндра (36) и пятым отверстием для крепления цилиндра (38) составляет от 20° до 180°.

8. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) по п. 3, отличающаяся тем, что первое отверстие для крепления цилиндра (30), второе отверстие для крепления цилиндра (32) и третье отверстие для крепления цилиндра (34) расположены так, что диаметр канала канальной системы впуска газа (20) и/или диаметр канала канальной системы выпуска газа (22) не изменяются.

9. Одноцилиндровая головка цилиндра (1) по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр отверстия для крепления цилиндра каждого из ровно пяти отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38) составляет от 30 мм до 60 мм; и/или

отличающаяся тем, что каждое из ровно пяти отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38) выполнено с возможностью приема головки болта или головки шпильки.

10. Блок двигателя (50) для большого двигателя внутреннего сгорания, содержащий:

множество секций цилиндра (52); каждая секция цилиндра (52) имеет в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65), расположенных вокруг отверстия цилиндра (54), для крепления на них одноцилиндровой головки цилиндра (1), отличающийся тем, что в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65) каждой секции цилиндра (52) расположены на разном расстоянии.

11. Блок двигателя (50) по п. 10, отличающийся тем, что в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65) смежных секций цилиндра (52) расположены с возможностью сцепления друг с другом.

12. Блок двигателя (50) по п. 10 или 11, отличающийся тем, что в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65) каждой секции цилиндра (52) расположены на разном расстоянии по отношению друг к другу; и/или

в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65) каждой секции цилиндра (52) расположены на разном расстоянии по отношению к отверстию блока цилиндров (54).

13. Блок двигателя (50) по п. 10, дополнительно содержащий сторону газовой системы (56) и сторону штанги толкателя (57), расположенную напротив стороны газовой системы (56), и в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65) для каждой секции цилиндра (52); первая конструкция для крепления головки цилиндра (61), вторая конструкция для крепления головки цилиндра (62) и третья конструкция для крепления головки цилиндра (63) расположены на стороне газовой системы (56); первая конструкция для крепления головки цилиндра (61) расположена между второй конструкцией для крепления головки цилиндра (62) и третьей конструкцией для крепления головки цилиндра (63), а четвертая конструкция для крепления головки цилиндра (64) и пятая конструкция для крепления головки цилиндра (65) расположены на стороне штанги толкателя (57); отличающийся тем, что по меньшей мере один

угол дуги по отношению к отверстию цилиндра (54), расположенному на стороне газовой системы (56) между первой конструкцией для крепления головки цилиндра (61) и второй конструкцией для крепления головки цилиндра (62), больше, чем угол дуги по отношению к отверстию цилиндра (54), расположенному на стороне газовой системы (56) между первой конструкцией для крепления головки цилиндра (61) и третьей конструкцией для крепления головки цилиндра (63);

угол дуги по отношению к отверстию цилиндра (54), расположенному на стороне газовой системы (56) между второй конструкцией для крепления головки цилиндра (62) и третьей конструкцией для крепления головки цилиндра (63), больше, чем угол дуги по отношению к отверстию цилиндра (54), расположенному на стороне штанги толкателя (57) между четвертой конструкцией для крепления головки цилиндра (64) и пятой конструкцией для крепления головки цилиндра (65); и

угол дуги по отношению к отверстию цилиндра (54), проходящему от стороны газовой системы (56) к стороне штанги толкателя (57) между второй конструкцией для крепления головки цилиндра (62) и четвертой конструкцией для крепления головки цилиндра (64), больше, чем угол дуги по отношению к отверстию цилиндра (54), проходящему от стороны штанги толкателя (57) к стороне газовой системы (56) между пятой конструкцией для крепления головки цилиндра (65) и второй конструкцией для крепления головки цилиндра (62).

14. Блок двигателя (50) по п. 10, отличающийся тем, что для каждой секции цилиндра (52) каждая из пяти конструкций для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65) выполнена с возможностью приема головки болта или головки шпильки.

15. Большой двигатель внутреннего сгорания, содержащий:

блок двигателя (50) по любому из пп. 10-14 с множеством секций цилиндра (52); каждая секция цилиндра (52) имеет в общей сложности ровно пять конструкций для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65); и

множество одноцилиндровых головок цилиндра (1) по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что каждая одноцилиндровая головка цилиндра (1) крепится на соответствующей секции цилиндра (52) блока двигателя (50) с помощью в общей сложности ровно пяти монтажных элементов, соединяющих в общей сложности ровно пять отверстий для крепления цилиндра (30, 32, 34, 36, 38) соответствующей одноцилиндровой головки цилиндра (1) с в общей сложности ровно пятью конструкциями для крепления головки цилиндра (61, 62, 63, 64, 65) соответствующей секции цилиндра (52) блока двигателя (50).