Течна охлаждаща риза на цилиндровия блок на двигателя с вътрешно горене
Изобретението се отнася до системи за течно охлаждане на двигатели с вътрешно горене и може да се използва в карбураторни и дизелови двигатели. Кожухът за охлаждане на течността на цилиндровия блок на двигателя с вътрешно горене съдържа обвивка, входящи и изходни тръби, горна входяща и долна изходна кухина с корпус, разположен между тях и обшивката на цилиндъра, разделящ горната и долната кухина от охладителната кухина на обвивката на цилиндъра, снабден с прорези, разположени успоредно на оста на обшивката, направени тангенциално на вътрешната повърхност на обвивка от горната входна кухина към охлаждащата кухина на цилиндровата обвивка и разположена тангенциално към вътрешната повърхност на корпуса от охлаждащата кухина на цилиндровата обвивка към долната изходна кухина, при което входящите и изходните тръби са направени в обвивката на кожуха на цилиндровия блок, горната входяща тръба е свързана с канал към горната входяща кухина, долната изходяща тръба е свързана чрез канал към долната изходна кухина, свързана чрез байпасна тръба към охладителната кухина на главата на цилиндъра, докато прорезите в корпуса на горния и долния пояс са направени тангенциално към вътрешната повърхност на корпуса в една посока. Изобретението осигурява повишаване на надеждността и издръжливостта на двигателя чрез осигуряване на оптимално температурно състояние на стената на цилиндровата обшивка, когато двигателят работи в различни режими. 3 болен.
Изобретението се отнася до системи за течно охлаждане на двигатели с вътрешно горене и може да се използва в карбураторни и дизелови двигатели.
Известен кожух за течно охлаждане на цилиндровия блок на двигател с вътрешно горене, при който цилиндровата обшивка съдържа топлоустойчива вложка, разположена на външната му повърхност в средната и долната частвтулка и в контакт с охлаждащата течност, което води до повишена надеждност и издръжливост чрез изравняване на температурното ниво на вътрешната повърхност на втулката [1].
Недостатъкът на известното техническо решение е ниската ефективност, тъй като въпреки лекото повишаване на нивото на температурата на вътрешната повърхност на втулката в долната част, неравномерното разпределение на температурите по стените на втулката в аксиална и радиална посока остава много значително.
Известна е риза за течно охлаждане на цилиндровия блок на двигател с вътрешно горене, съдържаща облицовка, входяща тръба, долни и горни охлаждащи ремъци, долни и горни корпуси, разделящи кухините на външни и вътрешни отделения и имащи редове от отвори с нарастващи радиални сечения в посока от входа към изхода на охлаждащата течност, с нарастващи секции отдолу нагоре, което осигурява увеличаване на изпомпването на охлаждащата течност от входа към изхода и от дъното на втулката към горната част и настъпва известно подравняване на температурата на вътрешната повърхност на втулката в радиална и аксиална посока, както и повишаване на надеждността и издръжливостта на двигателя [2].
Недостатъкът на известното техническо решение е ниската ефективност поради факта, че охлаждащата течност от радиатора, влизаща в долния пояс на охлаждащата риза, има най-ниска температура, поради което долната стена на цилиндровата втулка, която вече има по-ниско ниво на температура, се охлажда ефективно.
Известна е и течна охлаждаща риза за цилиндровия блок на двигател с вътрешно горене, съдържаща втулка, входящи и изходящи тръби, горни и долни охладителни ремъци с разположени в тях долни и горни корпуси, разделящи кухините навъншни и вътрешни отделения и оборудвани с редици отвори с нарастващи радиални секции в посока от входа към изхода, освен това в горния корпус редиците дупки са направени с увеличаване на радиалните секции отдолу нагоре, а в горния охлаждащ пояс има изходни канали към главата на цилиндъра. Входните и изходните тръби са направени в корпуса на кожуха на цилиндровия блок, горната и долната входни тръби са свързани чрез канали към външните отделения на горната и долната охладителна кухина, съответно, изходната тръба е свързана чрез канал към външното отделение на долната охлаждаща кухина, а редиците от отвори в долния корпус са направени с увеличаване на радиалните сечения в посока отгоре надолу [3].
Недостатъкът на известното техническо решение е липсата на ефективност поради факта, че е трудно да се получи равномерно разпределение на температурата на стената на цилиндровата втулка само поради размера, броя и разположението на отворите в горния корпус.
От известните най-близки до заявената техническа същност и постигнат ефект е течна охлаждаща риза на цилиндровия блок на двигател с вътрешно горене, съдържаща втулка, всмукателни и изходящи тръби, горна и долна охлаждаща лента с корпус, разположен в горния пояс, разделящ кухините на външни и вътрешни отделения и снабден с прорези, разположени успоредно на оста на втулката и направени тангенциално на вътрешността вътрешната повърхност на корпуса, а издатините са поставени върху външната повърхност на втулката на цилиндъра на горния колан. Входящите и изходните тръби са направени в корпуса на кожуха на цилиндровия блок, горната входяща тръба е свързана чрез канал към външното отделение на горната охладителна кухина, изходната тръба е свързана чрез канал към долната охлаждаща кухина [4].
недостатъкизвестно техническо решение е недостатъчна ефективност поради факта, че разделянето на две охлаждащи колани по височината на цилиндровата обвивка не създава достатъчна равномерност на охлаждане на цилиндровата обшивка в аксиална посока и също така не изравнява условията на охлаждане на цилиндровата обвивка в радиална посока в долната зона.
Техническата задача на изобретението е да подобри надеждността и издръжливостта на двигателя чрез осигуряване на оптимално температурно състояние на стената на цилиндровата обвивка, когато двигателят работи в различни режими.
Техническият проблем се решава поради факта, че в кожуха за охлаждане на течността на цилиндровия блок на двигател с вътрешно горене, съдържащ ръкав, входящи и изходящи тръби, горен и долен охлаждащ колан, корпус с редица отвори в горния охлаждащ колан, докато входящите и изходящите тръби са направени в корпуса на цилиндровия блок, горната входяща тръба е свързана с канал към горната входяща кухина , изходната тръба е свързана чрез канал към долната изходяща кухина, редица отвори в корпуса на горния колан, направени под формата на прорези, разположени тангенциално към вътрешната повърхност на корпуса, в съответствие с претендираното изобретение в долния охлаждащ колан в корпуса, редица отвори са направени под формата на слотове, разположени тангенциално към вътрешната повърхност на корпуса.
Техническата същност на изобретението е илюстрирана с чертежи, където на фиг. 1 показва кожуха за течно охлаждане съгласно изобретението на цилиндровия блок на двигател с вътрешно горене, надлъжен разрез; фигура 2 е разрез по а-а на фигура 1; фигура 3 е разрез по B-B на фигура 1.
Кожухът за течно охлаждане съгласно изобретението на цилиндровия блок 1 на двигателя с вътрешно горене съдържа втулка 2, входящи 3 и изходни 4 тръби, горна входяща кухина 5,разположена в горната "а" охлаждаща зона, а долната изпускателна кухина 6, разположена в долната "b" охлаждаща зона, с корпус 7, поставен между тях, разделящ кухините 5 и 6 от охлаждащата кухина 8 на цилиндровата втулка. В корпуса 7 са направени прорези 9, разположени успоредно на оста на втулката и изрязани в посока, допирателна към вътрешната повърхност на корпуса 7 в лентата "а", а същите прорези 10 са направени в колана "b". Входящите 3 и изходящите 4 тръби са направени в блок 1, а входната тръба 3 е свързана чрез канал 11 към горната входна кухина 5, а изходната тръба 4 е свързана чрез канал 12 към долната изходяща кухина 6.
Изобретеното течно охлаждане на ризата на цилиндровия блок на двигателя с вътрешно горене работи по следния начин.
Когато двигателят работи, охлаждащата течност от радиатора с помпа (не е показана) през захранващата тръба 3 ризи се подава към кухината 5 през канала 11 на горния колан "А" и, изтичайки от корпуса 7, през слотовете 9 навлиза в кухината на покритието 8 на цилиндъра на колана "А", докато изпълнява винтовиден цилиндър на цилиндъра, въртящ се и въртеливо движение на върха.От колана "A" до колана "B". В зона "b" потокът на охлаждащата течност от кухината 8 на цилиндровата обвивка излиза през прорезите 10 на корпуса 7 в долната изходна кухина 6 и през канала 12 в изходната тръба 4, от която се насочва през байпасната тръба към главата на цилиндъра (не е показано).
Поради факта, че охлаждащата течност преминава в охладителната кухина 8 през прорези 9, насочени тангенциално към вътрешната повърхност на корпуса 7 и външната повърхност на втулката 2 в зоната "а", тя придобива интензивно спирално, ротационно-транслационно, турбулентно движение около надлъжната ос на цилиндровата обвивка от зона "а" до зона "b". в корпуса7 прорези 10 са изрязани в посока, тангенциална на вътрешната повърхност на корпуса 7 в посока, съвпадаща с посоката на въртеливото движение на охлаждащата течност, за да се намали хидравличното съпротивление на потока при преминаване през процепите 10.
Движението на охлаждащата течност в охладителната кухина 8 на така организираната втулка на цилиндъра допринася за изравняване на температурата на втулката на цилиндъра 2 в радиална посока, а транслационното движение на въртящия се флуиден поток от зоната на лентата "а" към зоната на лентата "b" допринася за изравняването на температурата на втулката на цилиндъра 2 в аксиална посока.
Изравняването на температурата на цилиндровата обвивка 2 в радиална посока води до намаляване на овализацията на цилиндровата обвивка по време на работа на двигателя, което е пряко свързано с увеличаване на експлоатационния живот на двигателя и смекчаване на влиянието върху овализацията на обвивката на цилиндъра на местоположението на изпускателния клапан на газоразпределителната система на двигателя. В допълнение към изравняването на температурата на обвивката на цилиндъра, наличието на тангенциални процепи 9 в корпуса 7 допринася за турбулизацията на потока на охлаждащата течност по цялата охлаждаща повърхност на обвивката на цилиндъра, което е пряко свързано с увеличаването на топлопредаването от стената на обвивката на цилиндъра към охлаждащата течност и, обратно, от охлаждащата течност към стената на обвивката на цилиндъра в зоната на колана "b", което може да се осъществи при определена работа на двигателя режими, например при стартиране и загряване на двигателя, както и когато двигателят работи при ниски температури.
Изравняването на температурата на стената на обшивката на цилиндър 2 в аксиална посока позволява да се намали износването на групата цилиндър-бутало на двигателя, да се намали вероятността от ситуации на границата между отработените газове и стената на обвивката на цилиндъра на двигателя, при които температурата на стената на обшивката е по-ниска от температурата на наситенизпарения на отработените газове, чиято кондензация върху стената на цилиндровата обвивка води до нейното корозивно износване, особено по време на стартиране, загряване и работа на двигателя при ниски температурни условия.
Техническите предимства на предложеното устройство са, че охлаждащата течност, когато двигателят работи от радиатора при най-ниска температура, първо се насочва към зоната на колана "а" и през прорезите в корпуса към най-нагрятата горна част на цилиндровата обвивка, като я охлажда интензивно и едновременно с това загрява, извършва в охладителната кухина между повърхността на цилиндровата обвивка и корпуса спираловидна, ротационно-постъпателна ционално движение към зоната на кухината "b", поради което долната част на обвивката на цилиндъра в зоната на кухината "b" може да се охлади и загрее в зависимост от режима на работа на двигателя, но във всички случаи температурата на обвивката на цилиндъра в аксиална и радиална посока се изравнява, което допринася за увеличаване на експлоатационния живот на двигателя.
В допълнение, този дизайн на кожуха за течно охлаждане на двигателя осигурява по-бързо загряване на цялата стена на цилиндровата втулка по време на стартиране и загряване на студен двигател.
Техническото предимство на предложеното устройство също се състои във факта, че изравняването на температурата на стената на цилиндровата обшивка в аксиална посока позволява използването на по-малко вискозно масло в системата за смазване на двигателя, което води до намаляване на механичните загуби в двигателя, повишава ефективността и икономичността на двигателя.
В същото време експлоатационните свойства на двигателя също се подобряват, тъй като намаляването на вискозитета на маслото винаги е свързано с подобряване на неговите нискотемпературни свойства и съответства на съвременните тенденции в развитието на двигателя.
Източници на информация 1. Авт.Св. СССР 1605007, кл. F 02 F 1/00, BI 41, 1990 г.
2. Автоматична светлина СССР 1657706, кл. F 02 F 1/00, BI 23, 1991 г.
3. З-ка България 93015381/06, кл. F 02 F 1/10, BI 18, 1995 г.
4. Патент България 2147340 С1, кл. F 01 P 3/02, BI 10, 2000 (прототип).
Течна охлаждаща риза на цилиндровия блок на двигател с вътрешно горене, включваща облицовка, входящи и изходящи тръби, горни и долни охлаждащи колани, корпус с редица отвори в горния охлаждащ колан, докато входящите и изходните тръби са направени в корпуса на цилиндровия блок, горната входяща тръба е свързана с канал към горната входяща кухина, изходната тръба е свързана чрез канал към долния изходящ отвор кухина, редът от дупки в корпуса на горния колан е направен под формата на прорези, разположени тангенциално и към вътрешната повърхност на корпуса, характеризиращ се с това, че в долния охлаждащ колан в корпуса има множество отвори под формата на прорези, разположени тангенциално към вътрешната повърхност на корпуса.