СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F01P3/20 F02F1/14 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с жидкостным охлаждением.

Известны системы жидкостного охлаждения ДВС [1], содержащие блок-картер с запрессованными в него двухопорными втулками цилиндров и рубашкой охлаждения. Рубашка охлаждения цилиндров сообщается с рубашкой охлаждения головки сверлениями, выполненными в верхней части блок-картера. Недостатками данной конструкции является то, что в рубашку головки подводится охлаждающая жидкость, уже подогретая втулкой цилиндров. Это приводит к тому, что головка - наиболее теплонапряженная деталь двигателя - получает недостаточное охлаждение. Под действием термических напряжений и газовых сил возможно разрушение головки.

Наиболее близким по технической сущности является конструкция системы жидкостного охлаждения дизеля [2], содержащая выполненный в блоке распределительный коллектор, подводящий жидкость из радиатора к рубашке каждого цилиндра, соединенный с охлаждающей полостью головки, имеющей канал подвода жидкости к сообщенной с полостью камере охлаждения форсунки. В блоке предусмотрен дополнительный канал, выполненный с наружной стороны рубашки и соединяющий коллектор с каналом подвода жидкости к камере. Недостатком данной конструкции является то, что интенсивному охлаждению в головке цилиндров подвергается только форсунка. Однако в головке интенсивному нагреву подвергается все днище головки, выпускные каналы, седла выпускных клапанов, перемычки клапанов. Интенсивное охлаждение головки только одним местным подводом охлаждающей жидкости не обеспечивается в высокофорсированных двигателях.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение теплонапряженности головки цилиндров, а также обеспечение равномерности теплонапряженности двигателя по цилиндрам.

Решение задачи осуществляется за счет того, что в системе жидкостного охлаждения ДВС, содержащей подводящий коллектор, блок цилиндров с двухопорными втулками цилиндров и рубашкой охлаждения каждого цилиндра, перепускные каналы, соединяющие рубашку с головкой цилиндров, согласно изобретению, рубашка охлаждения каждого цилиндра в нижней ее части выполнена расширенной в радиальном направлении и плавно сужающейся кверху.

Подвод охлаждающей жидкости из коллектора выполнен в нижнюю полость рубашки каждого цилиндра по касательной к наружной поверхности втулки цилиндров. Нижняя полость рубашки охлаждения соединена несколькими вертикальными, рассредоточенными по окружности каналами с рубашкой охлаждения головки цилиндров. Водяные рубашки соседних цилиндров сообщаются между собой двумя продольными каналами, выполненными в межцилиндровых перегородках нижней полости, и пересекаются с вертикальными каналами подвода воды к рубашке охлаждения головки.

Предлагаемая конструкция позволяет уменьшить теплонапряженность головки и обеспечить равномерное распределение охлаждающей жидкости по цилиндрам.

Новые существенные признаки предлагаемой системы охлаждения не присущи другим известным конструкциям.

Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения достаточна и необходима для достижения обеспечиваемого настоящей конструкцией технического результата поставленной задачи.

На фиг.1 показан разрез цилиндра двигателя с головкой; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Двигатель с предлагаемой системой жидкостного охлаждения содержит блок цилиндров 1, в расточках которых установлены двухопорные втулки цилиндров 2, окруженные рубашкой охлаждения 3. К рубашке охлаждения 3 каждого цилиндра охлаждения жидкость подводится по подводящему коллектору 4. Сверху втулки цилиндров 2 установлены головки 5. В верхней части рубашки охлаждения 3 втулки 2 выполнены четыре канала 6, соединяющиеся с рубашкой охлаждения 7 головки 5. В нижней части рубашки охлаждения 3 выполнена расширенная в радиальном направлении полость 8, плавно сужающаяся кверху. В полость 8 по каналу 9 из коллектора 4 подводится охлаждающая жидкость. Канал 9 имеет такое расположение (смещенное относительно вертикальной оси цилиндра в продольном направлении), чтобы жидкость поступала в полость 8 по касательной к наружной поверхности втулки 2. Полости 8 двух соседних цилиндров соединены между собой двумя продольными каналами 10, выполненными в межцилиндровых перегородках 11. Каналы 10 соединены с рубашкой охлаждения 7 головки 5 четырьмя вертикальными каналами 12. Головка 5 притянута к блоку цилиндров 1 анкерными шпильками 13.

При работе двигателя часть охлаждающей жидкости по коллектору 4 и каналу 9 поступает в полость 8, откуда она, закручиваясь по спирали и охлаждая втулку 2, поднимается кверху и по каналам 6 поступает в рубашку охлаждения 7 головки 5. Другая часть охлаждающей жидкости из полости 8 поступает в канал 10, а затем по вертикальным каналам 12 поступает в рубашку охлаждения 7 головки 5. Эта часть охлаждающей жидкости является более холодной, так как она не подогрета втулкой 2. Это позволяет более интенсивно охлаждать головку 5. Таким образом, в охлаждающую полость 7 головки 5 охлаждающая жидкость попадает двумя параллельными путями. Одна часть жидкости охлаждает сначала втулку 2, затем головку 5. Другая часть охлаждающей жидкости не соприкасается со втулкой 2, а напрямую поступает по каналам 12 в головку 5. Через рубашку охлаждения 7 головки 5 проходит большее количество охлаждающей жидкости, чем через рубашку охлаждения втулки 2. Каналы 10 выравнивают давление (подпор) охлаждающей жидкости во всех цилиндрах и обеспечивают их равное охлаждение.

Источники информации
1. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. 4-е издание перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1984, с. 366, рис. 327.

2. Авторское свидетельство 352033, кл. F 01 P 3/20, 1972.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ДВС с жидкостным охлаждением. Система жидкостного охлаждения ДВС содержит блок цилиндров с двухопорными втулками, рубашку охлаждения, подводящий коллектор, перепускные каналы, соединяющие рубашку охлаждения цилиндров в верхней ее части с рубашкой охлаждения головки цилиндров. В нижней части рубашки охлаждения выполнена полость, расширенная в радиальном направлении и плавно сужающаяся кверху. Полости двух соседних цилиндров соединены между собой двумя продольными каналами, выполненными в межцилиндровых перегородках. Каналы соединены с рубашкой охлаждения головки четырьмя вертикальными каналами. Изобретение обеспечивает уменьшение теплонапряженности головки цилиндров и равномерность теплонапряженности двигателя по цилиндрам. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая блок цилиндров с двухопорными втулками цилиндров и рубашкой охлаждения каждого цилиндра, подводящий коллектор, головки цилиндров, перепускные каналы, соединяющие рубашку охлаждения цилиндров в верхней ее части с рубашкой охлаждения головки цилиндров, отличающаяся тем, что рубашка охлаждения каждого цилиндра содержит в нижней ее части полость, расширенную в радиальном направлении и плавно сужающуюся к верху, подвод охлаждающей жидкости из подводящего коллектора выполнен в полость рубашки каждого цилиндра по касательной к его наружной поверхности, нижняя полость рубашки охлаждения цилиндра соединена вертикальными, рассредоточенными по окружности каналами с рубашкой охлаждения головки цилиндров. 2. Система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания по п. 1, отличающаяся тем, что водяные рубашки соседних цилиндров сообщаются между собой продольными каналами, выполненными в межцилиндровых перегородках, и пересекаются с вертикальными каналами подвода воды к рубашке охлаждения головки.