Сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння
Винахід відноситься до систем рідинного охолодження двигунів внутрішнього згоряння і може бути використане в карбюраторних та дизельних двигунах. Сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння містить гільзу, що підводить і відводить патрубки, верхню підвідну і нижню відвідну порожнини з розміщеним між ними і гільзою циліндра кожухом, що розділяє верхню і нижню порожнини від охолоджувальної ми, виконаними по касательной к внутренней поверхности кожуха из верхней подводящей полости в охлаждающую полость гильзы цилиндра и расположенными по касательной к внутренней поверхности кожуха из охлаждающей полости гильзы цилиндра в нижнюю отводящую полость, причем подводящий и отводящий патрубки выполнены в корпусе рубашки блока цилиндров, верхний подводящий патрубок соединен каналом з верхньою підвідною порожниною, нижній відвідний патрубок з'єднаний каналом з нижньою відвідною порожниною, з'єднаною обвідним патрубком з охолоджувальною порожниною головки блоку циліндрів, при цьому щілини в кожусі верхнього і нижнього поясів виконані по дотичній до внутрішньої поверхні кожуха в одному напрямку. Винахід забезпечує підвищення надійності та довговічності двигуна шляхом забезпечення оптимального температурного стану стінки циліндра гільзи при роботі двигуна на різних режимах. 3 іл.
Винахід відноситься до систем рідинного охолодження двигунів внутрішнього згоряння і може бути використане в карбюраторних та дизельних двигунах.
Відома сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння, в якій гільза циліндра містить теплостійку вставку, розташовану на її зовнішній поверхні в середній та нижній частинахгільзи та контактуючу з охолоджувальною рідиною, в результаті чого підвищується надійність та довговічність шляхом вирівнювання температурного рівня внутрішньої поверхні гільзи [1].
Недоліком відомого технічного рішення є низька ефективність, так як незважаючи на деяке підвищення температури внутрішньої поверхні гільзи в нижній частині, нерівномірність розподілу температур на стінках гільзи в осьовому і радіальному напрямках залишається дуже значною.
Відома сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння, що містить гільзу, що підводить патрубок, нижній і верхній пояси охолодження, нижній і верхній кожухи, що розділяють порожнини на зовнішній і внутрішній відсіки і мають ряди отворів з збільшуються , з перерізами, що збільшуються, від низу до верху, за рахунок чого забезпечується збільшення прокачування охолоджуючої рідини від входу до виходу і від низу гільзи до верху і відбувається деяке вирівнювання температури внутрішньої поверхні гільзи в радіальному і осьовому напрямках, а також підвищення надійності і довговічності двигуна [2 ].
Недоліком відомого технічного рішення є низька ефективність, пов'язана з тим, що сорочки охолодження, що надходить в нижній пояс, охолоджувальна рідина з радіатора має найбільш низьку температуру, за рахунок чого ефективно охолоджується нижня стінка гільзи циліндра, яка має і без того знижений температурний рівень.
Відома також сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння, що містить гільзу, патрубки, що підводять і відводять, верхній і нижній пояси охолодження з розміщеними в них нижнім і верхнім кожухами, що розділяють порожнини назовнішній і внутрішній відсіки і з рядами отворів з збільшуються радіальними перерізами в напрямку від входу до виходу, причому у верхньому кожусі ряди отворів виконані зі збільшенням радіальних перерізів від низу до верху, а у верхньому поясі охолодження виконані відводять канали в головку блоку циліндрів. Подводящие и отводящие патрубки выполнены в корпусе рубашки блока цилиндров, верхний и нижний подводящие патрубки соединены каналами с внешними отсеками соответственно верхней и нижней охлаждающих полостей, отводящий патрубок соединен каналом с внешним отсеком нижней охлаждающей полости, а ряды отверстий в нижнем кожухе выполнены с увеличением радиальных сечений у напрямку від верху до низу [3].
Недоліком відомого технічного рішення є недостатня ефективність, пов'язана з тим, що тільки за рахунок розмірів, кількості та розташування отворів у верхньому кожусі важко отримати рівномірний розподіл температури стінки гільзи циліндра.
З відомих найбільш близької до заявляється по технічній сутності і досягається ефект є сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння, що містить гільзу, підводять і відводять патрубки, верхній і нижній пояси охолодження з розміщеним у верхньому поясі кожухом, що розділяє порожнини і з щілинами, розташованими паралельно осі гільзи і виконаними по дотичній до внутрішньої поверхні кожуха, а на зовнішній поверхні гільзи циліндра верхнього пояса розміщені виступи. Підводять і відводять патрубки виконані в корпусі сорочки блоку циліндрів, верхній патрубок, що підводить, з'єднаний каналом із зовнішнім відсіком верхньої охолоджуючої порожнини, відвідний патрубок з'єднаний каналом з нижньою охолоджувальною порожниною [4].
Недолікомвідомого технічного рішення є недостатня ефективність, пов'язана з тим, що поділ на два пояси охолодження по висоті гільзи циліндрів не створює достатньої рівномірності охолодження гільзи циліндрів в осьовому напрямку, а також не вирівнює умови охолодження циліндрів гільзи в радіальному напрямку в нижньому поясі.
Технічна задача винаходу - підвищення надійності та довговічності двигуна шляхом забезпечення оптимального температурного стану стінки циліндра гільзи при роботі двигуна на різних режимах.
Технічна задача вирішується за рахунок того, що в сорочці рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння, що містить гільзу, що підводить і відводить патрубки, верхній і нижній пояси охолодження, кожух з рядом отворів у верхньому поясі охолодження, при цьому підведення сорочки блоку циліндрів, верхній підвідний патрубок з'єднаний каналом з верхньою підвідною порожниною, відвідний патрубок з'єднаний каналом з нижньою відвідною порожниною, ряд отворів у кожусі верхнього пояса виконаний у вигляді щілин, розміщених по дотичній до внутрішньої поверхні кожуха, відповідно охолодження в кожусі виконаний ряд отворів у вигляді щілин, розміщених по дотичній до внутрішньої поверхні кожуха.
Технічна сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображена заявляється сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння, поздовжній розріз; на фіг.2 - переріз А-А на фіг.1; на фіг.3 - переріз Б-Б на фіг.1.
Заявляється сорочка рідинного охолодження блоку 1 циліндрів двигуна внутрішнього згоряння містить гільзу 2, що підводить 3 і відводить 4 патрубки, верхню підвідну порожнину 5,розташовану у верхньому "а" поясі охолодження, і нижню відвідну порожнину 6, розташовану в нижньому "б" поясі охолодження, з розміщеним між ними кожухом 7, що розділяє порожнини 5 і 6 від охолоджувальної порожнини 8 гільзи циліндра. У кожусі 7 виконані щілини 9, розташовані паралельно осі гільзи і прорізані в напрямку, що стосується внутрішньої поверхні кожуха 7 в поясі "а", і такі ж щілини 10 виконані в поясі "б". Підвідний 3 і відвідний патрубки 4 виконані в блоці 1, причому підвідний патрубок 3 з'єднаний каналом 11 з верхньою підвідною порожниною 5, а відвідний патрубок 4 з'єднаний каналом 12 з нижньою відвідною порожниною 6.
Сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння працює наступним чином.
При роботі двигуна охолоджувальна рідина з радіатора помпою (не показані) через патрубок, що підводить 3 сорочки подається в порожнину 5 через канал 11 верхнього пояса "а" і, обтікаючи кожух 7, через щілини 9 надходить в охолоджувальну порожнину 8 гільзи циліндра пояса "а", здійснюючи при цьому в охолодній порожнині 8 гільзи циліндра гвинтоподібний, обертально-поступальний рух зверху вниз з пояса "а" до пояса "б". У поясі "б" потік охолоджуючої рідини з порожнини 8 гільзи циліндрів виходить через щілини 10 кожуха 7 нижню відвідну порожнину 6 і через канал 12 у відвідний патрубок 4, з якого він направляється по обвідному патрубку в головку блоку циліндрів (не показаний).
У зв'язку з тим, що охолодна рідина в охолодну порожнину 8 проходить через щілини 9, спрямовані по дотичній до внутрішньої поверхні кожуха 7 і зовнішньої поверхні гільзи 2 в поясі "а", вона набуває інтенсивного гвинтоподібного, обертально-поступального, турбулентного руху навколо поздовжньої осі гільзи циліндра із зони "а" до зони "б". У кожусі7 щілини 10 прорізані в напрямку по дотичній до внутрішньої поверхні кожуха 7 у напрямку, що збігається з напрямком обертального руху охолоджуючої рідини, з метою зменшення гідравлічного опору потоку при проходженні через щілини 10.
Організований таким чином рух охолоджуючої рідини в охолодній порожнині 8 гільзи циліндра сприяє вирівнюванню температури гільзи циліндра 2 в радіальному напрямку, а поступальний рух потоку рідини, що обертається, з зони пояса "а" в зону пояса "б" сприяє вирівнюванню температури гільзи циліндра.
Вирівнювання температури гільзи 2 циліндра в радіальному напрямку призводить до зниження овалізації гільзи циліндра при роботі двигуна, що безпосередньо пов'язано зі збільшенням моторесурсу двигуна і пом'якшення впливу на овалізацію гільзи циліндра розташування вихлопного клапана системи газорозподілу двигуна. Крім вирівнювання температури гільзи циліндра наявність тангенціальних щілин 9 в кожусі 7 сприяє турболізації потоку охолоджувальної рідини і, навпаки, від охолоджувальної рідини до охолоджуючої рідини пояса "б", що може мати місце на деяких режимах роботи двигуна, наприклад, при пуску та прогріві двигуна, а також при роботі двигуна на знижених температурних режимах.
Вирівнювання температури стінки гільзи циліндра 2 в осьовому напрямку дозволяє знизити знос циліндропоршневої групи двигуна, зменшити ймовірність виникнення на кордоні між відпрацьованими газами і стінкою гільзи циліндра двигуна ситуацій, при яких температура стінки гільзи нижче температури насиченихпарів відпрацьованих газів, конденсація яких на стінці гільзи циліндра призводить до її корозійного зношування особливо в процесі пуску, прогріву та роботи двигуна на знижених температурних режимах.
Технічні переваги заявляється пристрою полягають у тому, що охолодна рідина при роботі двигуна з радіатора при найбільш низькій температурі направляється спочатку в зону пояса "а" і через щілини в кожусі на найбільш нагріту верхню частину гільзи циліндра, інтенсивно охолоджуючи її і одночасно нагріваючись, здійснює охолоджуючої порожнини між поверхнею гільзи циліндра і кожухом гвинтоподібний, обертально-поступальний рух до зони порожнини "б", за рахунок чого нижня частина гільзи циліндра в зоні порожнини "б" може охолоджуватися і нагріватися в залежності від режиму роботи двигуна, але у всіх випадках при цьому відбувається вирівнювання температури гільзи циліндра в осьовому та радіальному напрямках, що сприяє підвищенню моторесурсу двигуна.
Крім того, дана конструкція сорочки рідинного охолодження двигуна забезпечує прискорення прогріву всієї стінки циліндра гільзи в процесі пуску і прогріву холодного двигуна.
Технічна перевага заявляється пристрою полягає в тому, що вирівнювання температури стінки гільзи циліндра в осьовому напрямку дозволяє використовувати в системі мастила двигуна менш в'язке масло, що призводить до зниження механічних втрат у двигуні, підвищує ефективність та економічність двигуна.
При цьому покращуються також і експлуатаційні властивості двигуна, оскільки зниження в'язкості олії завжди пов'язане з покращенням його низькотемпературних властивостей і відповідає сучасним тенденціям розвитку двигунобудування.
Джерела інформації 1. Авт.св. СРСР 1605007, кл. F 02 F 1/00, БІ 41, 1990.
2. Авт.св. СРСР 1657706, кл. F 02 F 1/00, БІ 23, 1991.
3. З-ка Україна 93015381/06, кл. F 02 F 1/10, БІ 18, 1995.
4. Патент Україна 2147340 С1, кл. F 01 P 3/02, БІ 10, 2000 (прототип).
Сорочка рідинного охолодження блоку циліндрів двигуна внутрішнього згоряння, що включає гільзу, підвідний і відвідний патрубки виконані в корпусі з верхньою підвідною порожниною, патрубок, що відводить, з'єднаний каналом з нижньою відвідною порожниною, ряд отворів у кожусі верхнього пояса виконаний у вигляді щілин, розміщених по дотичній до внутрішньої поверхні кожуха, що відрізняється тим, що в нижньому поясі охолодження в кожусі виконаний ряд отворів розміщених по дотичній до внутрішньої поверхні кожуха.