RU2664724C2

RU2664724C2 - Прокладка головки цилиндров и система (варианты) для двигателя внутреннего сгорания

Info

Publication number: RU2664724C2
Application number: RU2015100185A
Authority: RU
Inventors: Пол Томас РЕЙНХАРТ; Марк БРЕНКУС
Original assignee: Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date: 2014-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2018-08-22
Also published as: CN204476589U; US9261044B2; US20150198115A1; RU2015100185A3; MX355464B; DE102015100168A1; RU2015100185A; MX2015000518A

Abstract

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система для двигателя внутреннего сгорания с интегрированным выпускным коллектором содержит блок (10) цилиндров с каналом (20) обратного слива для масла и прокладку (14) головки цилиндров. Прокладка (14) головки цилиндров имеет отверстие для канала (20) обратного слива, ограниченное стенкой. Прокладка (14) включает в себя ребро (26), проходящее от одной стороны отверстия до другой стороны этого же отверстия, разделяя отверстие на первое меньшее отверстие и второе меньшее отверстие. Раскрыты вариант системы для двигателя внутреннего сгорания с интегрированным выпускным коллектором и прокладка головки цилиндров. Технический результат заключается в предотвращении отказа двигателя и/или ухудшения рабочих характеристик двигателя, вызванных возможностью попадания незакрепленных компонентов клапанного механизма вниз в блок цилиндров и в масляные поддоны через канал слива масла большого размера. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к прокладкам головки цилиндров для двигателей внутреннего сгорания, имеющих головки цилиндров с интегрированными выпускными коллекторами. В частности, изобретение относится к способам и механизмам предотвращения попадания компонентов клапанного механизма в обратные сливы для смазочного масла блока цилиндров указанных двигателей.

Для головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания, имеющего интегрированный выпускной коллектор, необходим больший непрерывный поток смазочного масла по сравнению с двигателями, имеющими стандартные головки цилиндров. В данной конструкции интегрированный выпускной коллектор требует компактного размещения линий обратного слива смазочного масла вокруг встроенного выпускного отверстия для выхлопных газов. Компоновка области поперечного сечения, необходимая для правильной работы двигателя, обычно приводит к созданию больших сливных областей для возврата циркулирующего смазочного масла в масляные поддоны двигателя.

Несмотря на то что большие сливные области обеспечивают эффективные схемы потока смазочного масла, они также увеличивают риск того, что неправильно собранные или незакрепленные компоненты клапанного механизма, такие как ролик пальца-толкателя или тарелка клапанной пружины, могут упасть вниз в блок цилиндров и масляные поддоны. Данная ситуация может привести к внезапному и полному отказу двигателя и/или ухудшению рабочих характеристик двигателя. Если требуется извлечение деталей клапанного механизма из масляных поддонов, для выполнения обслуживания и разборки требуется длительное время.

Как и во многих областях производства транспортных средств, всегда существуют возможности для усовершенствования, связанные с применением и работой прокладок, расположенных между блоками цилиндров и головками цилиндров в двигателях внутреннего сгорания.

Изобретение решает проблемы известных из уровня техники конфигураций для головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания, имеющего интегрированный выпускной коллектор. В частности, изобретение относится к прокладке для использования в блоке цилиндров, который имеет каналы обратного слива. Прокладка имеет по крайней мере одно отверстие для канала обратного слива, позволяющее установить прокладку по существу вокруг каналов обратного слива, образованных в блоке цилиндров. Частью прокладки также является ограничительный предохранительный элемент, улавливающий ослабленные и выпадающие детали.

Ограничительный элемент является неотъемлемой частью прокладки и фактически пересекает отверстие прокладки, предназначенное для канала обратного слива, образуя мостик. Ограничительный элемент может иметь различные формы и конструкции, включая, например, выполнение в виде одного или нескольких ребер.

Прокладка головки цилиндров по изобретению предпочтительно имеет многослойную конструкцию и предпочтительно выполнена из стали. Ограничительный элемент может представлять собой одиночный слой прокладки. Прокладка головки цилиндров имеет как рабочую, так и нерабочую зоны или слои. Ограничительный элемент также может быть как рабочей, так и нерабочей зоной.

Ограничительный элемент по изобретению не ограничивает поток смазочного масла.

Ограничительный элемент по изобретению препятствует попаданию незакрепленных и выпавших деталей клапанного механизма в каналы для смазочного масла блока цилиндров, таким образом предотвращая внезапный и полный отказ двигателя и/или ухудшение его рабочих характеристик. Кроме того, ограничительный элемент по изобретению минимизирует или устраняет необходимость в длительном обслуживании и разборке транспортного средства, которые обычно необходимы в случае попадания незакрепленных деталей в один или несколько смазочных каналов блока цилиндров.

Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения создана система для двигателя внутреннего сгорания с интегрированным выпускным коллектором, содержащая блок цилиндров с каналом обратного слива для масла и прокладку головки цилиндров, имеющую отверстие для канала обратного слива, ограниченное стенкой, причем прокладка включает в себя ребро, проходящее от одной стороны указанного отверстия до другой стороны этого же отверстия, разделяя отверстие на первое меньшее отверстие и второе меньшее отверстие.

Предпочтительно, прокладка головки цилиндров является многослойной прокладкой головки цилиндров.

Предпочтительно, многослойная прокладка головки цилиндров выполнена из стали.

Предпочтительно, ребро образовано одиночным слоем.

Предпочтительно, прокладка головки цилиндров включает в себя рабочий и нерабочий слои.

Предпочтительно, ребро является рабочим слоем.

Предпочтительно, ребро является нерабочим слоем.

Предпочтительно, ребро является как рабочим слоем, так и нерабочим слоем.

Согласно второму объекту настоящего изобретения создана система для двигателя внутреннего сгорания с интегрированным выпускным коллектором, содержащая блок цилиндров с каналом обратного слива для масла, имеющим отверстие, прокладку головки цилиндров и ограничительный элемент, выполненный за одно целое с прокладкой и проходящий по указанному отверстию канала обратного слива, причем ограничительный элемент разделяет указанное отверстие канала обратного слива на два отверстия канала.

Предпочтительно, ограничительный элемент выполнен в виде ребра.

Предпочтительно, ограничительный элемент образован одиночным слоем.

Предпочтительно, ограничительный элемент является рабочим слоем.

Предпочтительно, ограничительный элемент является нерабочим слоем.

Предпочтительно, ограничительный элемент является как рабочим слоем, так и нерабочим слоем.

Согласно третьему объекту настоящего изобретения создана прокладка головки цилиндров для использования в двигателе внутреннего сгорания, имеющего интегрированный выпускной коллектор, при этом прокладка содержит отверстие для канала обратного слива для масла, ограниченное первой стороной и противоположной второй стороной, и ограничительный элемент, выполненный за одно целое с прокладкой и проходящий от указанной первой стороны к указанной второй стороне для разделения указанного отверстия.

Предпочтительно, прокладка является многослойной, причем ограничительный элемент образован одиночным слоем.

Вышеуказанные и другие преимущества, а также отличительные признаки данного изобретения будут понятны на основании нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления при рассмотрении совместно с сопроводительными чертежами.

Для более полного понимания изобретения необходимо сделать ссылку на варианты осуществления, более подробно поясненные на сопроводительных чертежах и описанные далее в виде примеров осуществления изобретения. На чертежах:

Фиг. 1 - горизонтальная проекция многослойной стальной прокладки головки цилиндров с ограничителем для деталей клапанного механизма, установленной на блоке цилиндров, в соответствии с изобретением;

Фиг. 2 - подробный вид многослойной стальной прокладки головки цилиндров с Фиг. 1 с ограничителем для деталей клапанного механизма, где показан обратный слив масла;

Фиг. 3 - подробный вид многослойной стальной прокладки головки цилиндров с Фиг. 1 с ограничителем для деталей клапанного механизма где показан другой вариант обратного слива масла.

На чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены аналогичные элементы. В следующем описании различные рабочие параметры и элементы описаны для различных конструктивных вариантов осуществления. Данные конкретные параметры и элементы включены в качестве примеров и не являются ограничивающими.

В общем случае изобретение относится к многослойной стальной прокладке головки цилиндров с ограничительным элементом для улавливания деталей клапанного механизма для применения в двигателе внутреннего сгорания, имеющем интегрированный выпускной коллектор, требующий наличия обратных сливов для смазочного масла вокруг интегрированных выпускных отверстий для выхлопных газов.

На Фиг. 1 представлен блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, показанный на примере блока 10 цилиндров. Блок 10 цилиндров представляет собой в качестве примера шестицилиндровый V-образный двигатель, однако следует понимать, что изобретение может быть применено в любом двигателе внутреннего сгорания, для которого обычно необходимы большие сливные отверстия, и который имеет интегрированный выпускной коллектор. Блок 10 цилиндров включает в себя несколько цилиндров 12, 12' и 12".

В конфигурациях, где головка цилиндров имеет верхний распределительный вал, для правильной работы приводов клапанов необходима смазка. Для подачи масла на распределительный вал линия подачи масла соединена с отсеком распределительного вала. Подача нагретого моторного масла на подшипники распределительного вала и другие подвижные части клапанного механизма с помощью трубопровода подачи масла уменьшает трение между подвижными частями, а также сокращает потери двигателя внутреннего сгорания на трение. Интеграция выпускного коллектора с головкой цилиндров обычно требует наличия больших сливных отверстий.

Прокладка 14 головки цилиндров обеспечивает герметичное уплотнение между блоком 10 цилиндров и головкой цилиндров (не показана). Представленная на Фиг. 1 форма прокладки 14 является только одним из возможных вариантов, поскольку в рамках изобретения могут быть использованы другие формы с различным количеством отверстий под цилиндры.

Прокладка 14 головки цилиндров предпочтительно является многослойной стальной прокладкой (MLS). Прокладка 14 имеет по крайней мере первый слой 16 и второй слой 18. Прокладка 14 головки цилиндров имеет как рабочий, так и нерабочий слои, как это обычно понимают в данной области техники.

Как показано на Фиг. 1, через блок 10 цилиндров проходят несколько смазочных каналов, таких как масляный обратный слив 20 и масляный обратный слив 22, через которые масло под давлением подается из масляного насоса (не показан) такого типа, который обычно используется в двигателе внутреннего сгорания для подачи масла под высоким давлением на подшипники и другие изнашивающиеся поверхности двигателя, Смазочное масло, поступающее на головку цилиндров, смазывает подшипники и другие изнашивающиеся поверхности, а затем стекает в обратные сливы 20 и 22 и, проходя через блок 10 цилиндров, попадает в масляные поддоны двигателя (не показаны).

Несмотря на различные усовершенствования при производстве двигателей внутреннего сгорания для автомобильных транспортных средств, все еще является вероятным, что компоненты могут быть собраны несоответствующим образом. В случае неправильной сборки деталей клапанного механизма в головке цилиндров крепление какого- либо компонента может ослабнуть, и он может попасть в один из обратных сливов 20 и 22 вместе с потоком смазочного масла по направлению к масляным поддонам двигателя.

На Фиг. 2 и 3 представлены детальные виды обратных сливов 20 и 22 для масла. В соответствии с Фиг. 2 масляный обратный слив 20 по существу окружен частью 20 прокладки 14 головки цилиндров, относящейся к обратному сливу. Ограничительный элемент 26 в форме ребра пересекает масляный обратный слив 20, Ограничительный элемент 26 является неотъемлемой частью прокладки 14 головки цилиндров и предпочтительно, но необязательно, представляет собой одиночный слой многослойной стальной прокладки 14.

В соответствии с Фиг. 3 масляный обратный слив 22 по существу окружен частью 20 прокладки 14 головки цилиндров, относящейся к обратному сливу. Ограничительный элемент 30 в форме ребра пересекает масляный обратный слив 22. Ограничительный элемент 30 является неотъемлемой частью прокладки 14 и предпочтительно, но необязательно, представляет собой одиночный слой многослойной стальной прокладки 14.

Размер и форма ограничительных элементов 26 и 30, показанных на Фиг. 2 и 3, представляют собой лишь один из возможных вариантов. Следует понимать, что ограничительный элемент может иметь различные формы для обеспечения правильной работы и соответствия производственным возможностям, при этом позволяя протекать через него максимальному объему смазочного масла. Ограничительные элементы могут быть частью рабочего слоя или нерабочего слоя прокладки 14 головки цилиндров, или могут быть частью как рабочего, так и нерабочего слоя.

Настоящее изобретение, описанное выше, решает проблемы известных из уровня техники конфигураций для обеспечения потока смазочного масла в двигателях внутреннего сгорания с интегрированными выпускными коллекторами путем практически осуществимого способа фактически без вмешательства в конструкцию, с целью предотвращения попадания незакрепленных деталей клапанного механизма из головки цилиндров в канал для смазочного масла блока цилиндров, Однако специалисту в данной области техники на основании вышеприведенного описания, сопроводительных чертежей и формулы изобретения, очевидно, что в конструкцию могут быть внесены различные изменения и модификации без отступления от сущности и объема изобретения, определенных нижеследующей формулой изобретения.

Claims

1. Система для двигателя внутреннего сгорания с интегрированным выпускным коллектором, содержащая:

блок цилиндров с каналом обратного слива для масла и

прокладку головки цилиндров, имеющую отверстие для канала обратного слива, ограниченное стенкой, причем прокладка включает в себя ребро, проходящее от одной стороны указанного отверстия до другой стороны этого же отверстия, разделяя отверстие на первое меньшее отверстие и второе меньшее отверстие.

2. Система по п. 1, в которой прокладка головки цилиндров является многослойной прокладкой головки цилиндров.

3. Система по п. 2, в которой многослойная прокладка головки цилиндров выполнена из стали.

4. Система по п. 2, в которой ребро образовано одиночным слоем.

5. Система по п. 1, в которой прокладка головки цилиндров включает в себя рабочий и нерабочий слои.

6. Система по п. 5, в которой ребро является рабочим слоем.

7. Система по п. 5, в которой ребро является нерабочим слоем.

8. Система по п. 5, в которой ребро является как рабочим слоем, так и нерабочим слоем.

9. Система для двигателя внутреннего сгорания с интегрированным выпускным коллектором, содержащая:

блок цилиндров с каналом обратного слива для масла, имеющим отверстие,

прокладку головки цилиндров, и

ограничительный элемент, выполненный за одно целое с прокладкой и проходящий по указанному отверстию канала обратного слива, причем ограничительный элемент разделяет указанное отверстие канала обратного слива на два отверстия канала.

10. Система по п. 9, в которой ограничительный элемент выполнен в виде ребра.

11. Система по п. 10, в которой прокладка головки цилиндров является многослойной прокладкой головки цилиндров.

12. Система по п. 11, в которой многослойная прокладка головки цилиндров выполнена из стали.

13. Система по п. 11, в которой ограничительный элемент образован одиночным слоем.

14. Система по п. 11, в которой прокладка головки цилиндров включает в себя рабочий и нерабочий слои.

15. Система по п. 14, в которой ограничительный элемент является рабочим слоем.

16. Система по п. 14, в которой ограничительный элемент является нерабочим слоем.

17. Система по п. 14, в которой ограничительный элемент является как рабочим слоем, так и нерабочим слоем.

18. Прокладка головки цилиндров для использования в двигателе внутреннего сгорания, имеющего интегрированный выпускной коллектор, при этом прокладка содержит:

отверстие для канала обратного слива для масла, ограниченное первой стороной и противоположной второй стороной, и

ограничительный элемент, выполненный за одно целое с прокладкой и проходящий от указанной первой стороны к указанной второй стороне для разделения указанного отверстия.

19. Прокладка по п. 18, в которой ограничительный элемент выполнен в виде ребра.

20. Прокладка по п. 18, являющаяся многослойной, причем ограничительный элемент образован одиночным слоем.