Двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для охлаждения головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения путем интенсификации теплообмена. Двигатель содержит цилиндр 1 с отверстием 2 для подвода охлаждающей жидкости, гильзу 2 цилиндра, полость 4 охлаждения, головку 5 цилиндра с камерой 6 сгорания и отверстием 7 для отвода охлаждающей жидкости из полости 8 охлаждения камеры 6 сгорания. На внешней поверхности камеры 6 сгорания перпендикулярно оси цилиндра выполнены разделительные ребра 9, образующие в полости 8 охлаждения горизонтальные каналы 10 для прохода охлаждающей жидкости. В ребрах 9, кроме нижнего, под отверстием 7 для отвода охлаждающей жидкости выполнены вырезы, сообщающие каналы 10 с отверстием 7, и диаметрально противоположно вырезам во всех ребрах 9 выполнены пазы для подвода жидкости из полости 4 охлаждения цилиндра в каждый канал 10. В каждом канале 10 на внешней поверхности камеры 6 сгорания выполнены в виде выступов или углублений турбулизаторы. Охлаждающая жидкость в каждом канале двигается с одинаковой скоростью по обе стороны камеры 6 сгорания к отверстию 7 для отвода жидкости, обеспечивая равномерное ее охлаждение. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4277599/25-06 (22) 06.07.87 (46) 23.07.89. Бюл. № 27 (71) Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт тракторных и комбайновых двигателей и Гомельский завод пусковых двигателей (72) Н. С. Наумов, Б; Л. Добриян, Н. М. Рыбченко, А. В. Мухин, Л. В. Беднягин и Е. И. Рыбаков (53) 621.43-713.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1019092, кл. F 02 F 1/36, 1982. (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для охлаждения головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения путем интенсификации теплообмена.

Двигатель содержит цилиндр 1 с отверстием 2 для подвода охлаждающей жидкости, гильзу 3 цилиндра, полость 4 охлаж„„SU„„1495460

SD 4 F 01 P 3/02, F 02 F 1/36

2 дения, головку 5 цилиндра с камерой 6 сгорания и отверстием 7 для отвода охлаждающей жидкости из полости 8 охлаждения камеры 6 сгорания. На внешней поверхности камеры 6 сгорания перпендикулярно оси цилиндра выполнены разделительные ребра 9, образующие в полости 8 охлаждения горизонтальные каналы 10 для прохода охлаждающей жидкости. В ребрах 9, кроме нижнего, под отверстием 7 для отвода охлаждающей жидкости выполнены вырезы, сообщающие каналы 10 с отверстием 7, и диаметрально противоположно вырезам во всех ребрах 9 выполнены пазы для подвода жидкости из полости 4 охлаждения цилиндра в каждый канал 10. В каждом канале 10 на внешней поверхности камеры 6 сгорания выполнены в виде выступов или углублений турбулизаторы. Охлаждающая жидкость в каждом канале двигается с одинаковой скоростью по обе стороны камеры 6 сгорания к отверстию 7 для отвода жидкости, обеспечивая равномерное ее охлаждение. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

1495460

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания жидкостного охлаждения с устройствами для улучшения эффективности охлаждения го ловки цилиндра двигателя.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения путем интенсификации теплообмена.

На фиг. 1 представлена схема двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1 (турбулизаторы выполнены в виде выступов на внешней поверхности камеры сгорания); на фиг. 3 — то же (тубулизаторы выполнены в виде углублений на внешней поверхности камеры сгорания); на фиг. 4 — вид Б на фиг. 1 (цилиндр не показан); на фиг. 5 — вид В на фиг. 1 (цилиндр не показан).

Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с отверстием 2 для подвода охлаждающей жидкости, гильзу 3 цилиндра, полость 4 охлаждения цилиндра, головку 5 цилиндра с камерой 6 сгорания и отверстием 7 для отвода охлаждающей жидкости из полости 8 охлаждения камеры 6 сгорания.

На внешней поверхности камеры 6 сгорания перпендикулярно оси цилиндра 1 выполнены разделительные ребра 9, образующие в полости 8 охлаждения головки 5 горизонтальные каналы 10 для прохода охлаждающей жидкости.

В ребрах 9, кроме нижнего ребра, под отверстием 7 для отвода охлаждающей жидкости выполнены вырезы 11, сообщающие каналы 10 с отверстием 7. Проходное сечение каждого из вырезов 11 не меньше суммы проходных сечений расположенных ниже него каналов. Диаметрально противоположно вырезам 11 расположены пазы 12, выполненные в ребрах 9 и сообщающие каналы 10 с полостью 4 охлаждения цилиндра. Проходное сечение паза 12 в каждом ребре не меньше суммы проходных сечений расположенных над ним каналов

10. В каналах 10 на внешней поверхности камеры 6 сгорания равномерно размещены турбулизаторы потока охлаждающей жидкости, выполненные либо в виде выступов 13 (фиг. 2) на вешней поверхности камеры 6 сгорания, либо в виде углублений 14 (фиг. 3). Полость 8 охлаждения головки 5 со стороны камеры 6 сгорания уплотнена прокладкой 15, а с внешней стороны — резиновым кольцом 16. Головка 5 крепится к цилиндру I шпильками 17 и гайками 18.

Головка 5 установлена в цилиндре с минимально допустимым зазором по наружному контуру ребер 9.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

П ри работе двигателя охлаждающая жидкость через отверстие 2 поступает в полость 4 охлаждения цилиндра, через па5

55 зы 12 в ребрах 9 головки проходит в каналы 10 и через выходное отверстие 7 головки 5 вытесняется в контур циркуляции.

Охлаждающая жидкость омывает ребра 9 и внешнюю поверхность камеры 6 сгорания в промежутке между ребрами и отводит от них тепло. Вследствие того, что скорость потока охлаждающей жидкости мала, в пристеночном пространстве каналов 10 жидкость закипает, турбулизаторы, размещенные в каналах 10 в виде выступов 13, выполненных на внешней поверхности камеры сгорания и соединяющих соседние ребра 9, отжимают паровые пузырьки от указанной поверхности в глубь потока охлаждающей жидкости, препятствуя образованию сплошной паровой пленки на внешней поверхности камеры сгорания. В результате этого перегретый пар пристеночных слоев перемешивается с более холодным и тепло распространяется по всему сечению потока охлаждающей жидкости в канале в направлении от стенки камеры сгорания.

При выполнении турбулизаторов в виде углублений 14 на внешней поверхности ка.меры 6 сгорания охлаждающая жидкость в них кипит и превращается в парожидкостную смесь. Возникающее при этом избыточное давление выбрасывает парожидкостную смесь из турбулизаторов, перемешивает поток охлаждающей жидкости и разрушает паровую пленку, образующуюся вдоль внешней поверхности камеры сгорания, тем самым увеличивая теплоотвод от поверхности камеры 6 сгорания.

Головка 5 цилиндра двигателя может быть повернута вокруг оси цилиндра, однако, при любом угловом положении головки 5 относительно цилиндра 1 обеспечивается равномерность охлаждения головки 5, так как каналы 10 разделены на две равные зоны и всегда происходит вход охлаждающей жидкости через пазы 12, а выход через вырезы 11. При этом пазы 12 и вырезы 11 не вносят значительного гидравлического сопротивления, так как их проходные сечения согласуются с проходными сечениями каналов 10.

Выполнение на внешней поверхности камеры сгорания в головке цилиндров разделительных ребер с пазами для входа охлаждающей жидкости и вырезами для выхода ее, образующих каналы для циркуляции охлаждающей жидкости с размещенными в них турбулизаторами в виде либо выступов на внешней поверхности камеры сгорания, либо углублений на этой поверхности, позволяет интенсифицировать теплообмен в двигателе и, как следствие, уменьшить склонность двигателя к задиру поршня и повысить надежность двигателя.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей иере один цилиндр

1495460

А-А

1Z с отверстием для подвода охлаждающей жидкости, гильзу цилиндра, установленную в нем с образованием полости охлаждения, и головку цилиндра, выполненную с полостью охлаждения камеры сгорания, отверстием для отвода охлаждающей жидкости и ребрами, размещенными на внешней поверхности камеры сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения путем интенсификации теплообмена, ребра выполнены перпендикулярными оси цилиндра с образованием горизонтальных каналов для прохода жидкости между внешней поверхностью камеры сгорания, цилиндром и ребрами, каждый из которых подключен к отверстию для отвода жидкости при помощи вырезов, выполненных под ним в каждом, кроме нижнего, ребре, и к полости охлаждения цилиндра при помощи пазов, выполненных в каждом ребре диаметрально противоположно вырезам.

2. Двигатель по и. 1, отличающийся тем, что каждый вырез выполнен с проходным сечением, не меньшим суммы проходных сечений, расположенных ниже него каналов, а каждый паз выполнен с проходным сечением, не меньшим суммы проходных сечений, расположенных выше него каналов.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждый канал снабжен турбулизатором потока жидкости.

4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что турбулизаторы выполнены в виде выступов на внешней поверхности камеры сго15 рания.

5. Двигатель по пп. 3 и 4, отличиющийся тем, что турбулизаторы выполнены в виде углублений на внешней поверхности камеры сгорания.

Вид Б

Вид В

Составитель Л. Черный

Редактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор О. Ципле

Заказ 4227 30 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, !01