ГОЛОВКА ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02F1/36 

Изобретение относится к двигателестроению и касается систем жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Известны головки цилиндров, где наиболее теплонапряженные зоны охлаждаются с помощью струй капельной жидкости (Рикардо Г.Р. Быстроходные двигатели внутреннего сгорания. М. 1960, с. 242, фиг. 135, 136; авторское свидетельство СССР N 868472, кл. F 01 P 3/02, F 02 F 1/36, 1981).

Недостатком таких решений локального охлаждения головок цилиндров в форсированных двигателях является все еще недостаточная его интенсивность и, как следствие, наличие высоких температур и температурных градиентов.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство жидкостного охлаждения головки цилиндров, содержащее канал с отверстиями, оси которых перпендикулярны охлаждаемой поверхности, а расстояние от наружного торца отверстий не более 1,6 диаметра.

Недостаток этого решения наряду с указанным ранее - трудность размещения устройства жидкостного охлаждения между газообменными патрубками вблизи поверхности межклапанной перемычки.

Цель изобретения - повышение интенсивности охлаждения межклапанной перемычки головки цилиндров в зоне между газообменными патрубками.

Указанная цель достигается тем, что наружный торец канала, содержащего одно или несколько отверстий с осями, перпендикулярными охлаждаемой поверхности межклапанной перемычки, удален от последней на расстояние (4-6) диаметров отверстия, а значение диаметра отверстия не более наименьшего расстояния между газообменными патрубками.

На фиг. 1 показано сечение А-А на фиг. 2 (сечение головки цилиндров с устройством жидкостного охлаждения); на фиг. 2 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство жидкостного охлаждения головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания содержит полость для прохода охлаждающей жидкости 1 с каналом 2, сообщающиеся с ним одно или несколько отверстий 3 с осями, перпендикулярными охлаждаемой поверхности, и отстоит от последней на расстояние Н = (4-6) диаметров. При работе двигателя жидкость подается в полость 1, канал 2 и затем через отверстие 3 - в полость охлаждения головки 4.

На выходе из отверстий формируются затопленные осесимметричные струи. Удаление торца отверстий от охлаждаемой поверхности на расстояние 4-6 диаметров сопровождается возникновением значительной турбулентности в месте соударения струи с преградой. Теплообмен интенсифицируется. Кроме того, при истечении нескольких струй потоки жидкости взаимодействуют друг с другом, что при значении Н = 4-6d_o приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи. Но уменьшение ширины полости между газообменными патрубками В < d_o приводит к заметному снижению интенсивности охлаждения межклапанной перемычки в связи с влиянием стенок патрубков на гидродинамику течения струи.

Положительный эффект, заключающийся в снижении максимальной температуры в области межклапанной перемычки, достигается путем интенсификации теплообмена струй с охлаждаемой поверхностью между газообменными патрубками при удалении торца отверстий на расстояние 4-6 диаметров от охлаждаемой поверхности и сохранении соотношения минимального расстояния между газообменными патрубками с диаметром отверстия В > d_o.

Сущность изобретения: охлаждающая жидкость подается в канал с выходными отверстиями, оси которых перпендикулярны охлаждаемой поверхности межклапанной перемычки. Наружный торец выходных отверстий находится на расстоянии 4 - 6 диаметров отверстия от охлаждаемой поверхности межклапанной перемычки. Диаметр отверстия не превышает ширины полости охлаждения в зоне межклапанной перемычки. Интенсификация теплообмена достигается за счет высокой турбулентности в области растекания струй. 2 ил.

ГОЛОВКА ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ с жидкостным охлаждением, содержащая впускной и выпускной газообменные каналы, межклапанную перемычку, полость охлаждающей жидкости с входным отверстием и канал с выходными отверстиями для направленного распределения жидкости по охлаждаемой поверхности, оси которых перпендикулярны к последней, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности охлаждения межклапанной перемычки в зоне газообменных каналов, расстояние от торца выходных отверстий до охлаждаемой поверхности составляет 4 - 6 диаметров отверстия, а диаметр отверстия не превышает ширины полости охлаждения в зоне межклапанной перемычки.