Устройство для воздушного и жидкостного охлаждения двигателя Советский патент 1985 года по МПК F01P9/04 

1

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.

По основному авт. св. № 426057 известно устройство для одновременного воздушного и жидкостного охлаждения двигателя, содержащее кольцевую полость в теле гильзы цилиндра, в которую через отверстия и каналы подается и отводится масло двигателя, которое охлаждает гильзу цилиндра. В кольцевом зазоре данного устройства в радиальном направлении тепло переносится в основном за счет механизма теплопроводности, при этом коэффициент теплопроводности охлаждающей жидкости, в частности масла, в 10-40 раз меньще коэффициента теплопроводности основного металла гильзы. Поэтому кольцевой зазор, заполненный охлаждающей жидкостью, работает в радиальном направлении как «тепловой барьер, что уменьщает количество тепла, отводимого наружным оребрением по сравнению с исходным вариантом гильзы без кольцевой полости. При этом почти все количестг5о тепла, отводимое от верхней части ясркала гильзы цилиндра, передается M.if.i) (;i счет конвекции 1.

(Миако конвективный теплообмен в кольцевой масляной полости не интенсифицирован из-за отсутствия турбулизаторов. Дискретный подвод и отвод масла в кольцевую иооюсть не обеспечивает равномерного по периметру и высоте охлаждения верхней части зеркала гильзы цилиндра. Вследствие этого при формированных режимах работы такого двигателя температура верхней части зеркала гильзы цилиндра может превышать уровень температурной устойчивости масляной пленки, которая составляет 270-330°С, что может приводить к задирам поршня. Наличие кольцевой полости снижает жесткость и прочность гильзы цилиндра.

Целью изобретения является повышение моторесурса форсированного двигателя путем улучшения охлаждения цилиндра.

Цель достигается тем, что в устройстве для воздушного и жидкостного охлаждения двигателя в кольцевой полости цилиндра установлены спиральные ребра, образующие винтовые каналы для прохода о.члаждающей жидкости и снабженные по меньшей мере одним продольным пазом.

Спиральные ребра выполнены из материала с большим коэффициентом объемного расширения, чем у материала цилиндров.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, поперечное сечение; на фиг. 2 - цилиндр в области кольцевой полости с прямоугольными спиральными ребрами поперечное сечение; на фиг. 3 - выполнение спиральных ребер, вариант.

Устройство содержит размещенные вцилиндре 1 кольцевую полость 2, пересеченную спиральными ребрами 3 трапецеидальной формы, образующими в полости 2 винтовые

каналы, и магистраль 4, сообщенную с канавками 5 в поршне 6. Поршень 6 имеет охлаждающую полость 7 которая соединена с канавками 5 и отводящими каналами 8 с картером. Полость 2 соединена с трубопроводом 9 для подачи в нее жидкости и по крайней мере одним каналом 10 с магистралью 4. Цилиндр 1 имеет наружное оребрение 11, охлаждаемое потоком окружающего воздуха, подаваемого, например, вентилятором.

Спиральные ребра могут быть выполнены также прямоугольными (фиг. 2) или овальной формы (фиг. 3). Спиральные ребра 3 в случае разборной конструкции цилиндра выполнены заодно либо с составной частью цилиндра, обращенной к порщню 6, либо с частью, несущей наружное оребрение 11. При выполнении цилиндра 1 неразборным спиральные ребра 3 выполнены отдельно, например, в виде скрученной проволоки (фиг. 3).

Для у.меныиения вероятности закоксо вывания кольцевой полости 2 спиральные ребра 3 могут иметь один или несколько продольных пазов 12 (фиг. 2), обеспечивающих слив 1Ч)рячего масла из кольцевой полости 2 при останове двигателя. В

случае обеспечения более .надежного термоконтакта между основаниями спиральныхлребер 3 и соответствующими поверхностями кольцевой полости 2 и увеличения жесткости цилиндров спиральные ребра выполняются из материала из с большим коэффициентом линейного расширения, чем у материала цилиндра 1.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость, в частности масла, подводится через трубопровод 9 в полость 2, далее по каналам 10 жидкость подается в магистраль 4, а из нее через канавки 5 поршня 6 в полость 7 для охлаждения днища порщня. Охлаждающая жидкость отводится из полости 7 в картер по каналам . При наличии в спиральных ребрах продольного паза при остановке двигателя охлаждающая жидкость стекает по нему с кольцевой полости и далее по каналам 10, 4 и 8 в картер двигателя.

Теплота от гильзы цилиндра передается окружающей среде двумя путями: по спиральн.ым ребрам 3 к наружному оребрению 11 и далее в окружающий воздух, а также за счет конвективного теплообмена между охлаждающей жидкостью, движущейся по винтовым каналам, и омываемой им поверхностью, а далее передается окружающей среде в специальных устройствах, например в масляных радиаторах.

Радиальные усилия, воздействующие н.а зеркало гильзы цилиндра, передаются спиральными ребрами наружному оребрению, что значительно увеличивает жесткость и прочность гильз цилиндров.

Использование изобретения позволит увеличить количество тепла, передаваемого

наружным оребрением цилиндров в окружающую среду, интенсифицировать конвективный теплообмен, обеспечить равномерное охлаждение всей поверхности кольцевой полости, а также увеличить жесткость цилиндров и снизить коксование масла, т. е. повысить моторесурсы форсированного двигателя.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДУШНОГО И ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕ(Л оо NU О5 НИЯ ДВИГАТЕЛЯ по авт. св. СССР № 426057, отличающееся тем, что, с целью повышения моторесурса форсированного двигателя путем улучшения охлаждения цилиндpaj в кольцевой полости цилиндра установлены спиральные ребра, образующие вин овые каналы для прохода охлаждающей жидкости и снабженные по меньшей мере одним продольным пазом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что спиральные ребра выполнены из материала с большим коэффициентом объемного расширения, чем у материала, цилиндров.

Фмг.З