Двухтактный карбюраторный двигатель жидкостного охлаждения Советский патент 1986 года по МПК F01P3/02 F02F1/10 

Изобретение относитея к машиностроению, в частности к малоразмерным двухтактным двигателям внутреннего сгорания мототранспортного средства, может быть использовано для охлаждения цилиндров и их головок двигателя и является усовершенствованием известного двигателя по авт. св. № 1229391.

Цель изобретения --- повышение долговечности двигателя нутем более равномерного распределения поля температур по цилиндру и его головке, а именно повышение экономичности двигателя и долговечности деталей цилиндро-г10рп1невой группы, снижение металлоемкости, уменьшение токсичности отработавпшх газов, обеспечение форсирования двигателя без применения радиатора.

Указанная цель достигается за счет выравнивания температурных полей и снижения уровня температур металла цилиндра и головки цилиндра путем увеличения скорости циркуляции охлаждающей жидкости и создания при этом эффекта автоматического поддержания стабильной температуры деталей при изменениях скоростного или нагрузочного режимов работы двигателя.

На фиг. 1 изображен цилиндр и головка цилиндра, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Двухтактный карбюраторный двигатель содержит жидкостную полость 1, образованную руба1пкой цилиндра 2 и головкой 3 цилиндра. Уровень заполнения полости 1 охлаждающей жидкостью определяется ог- рагшчительной трубкой 4, которая отлита заодпо с головкой 3 цилиндра. Уровень жидкости расположен выше наружной стенки 5 камеры 6 сгорания. Не занолненный ох- лаждаюн1,ей жидкостью объем полости 1 образует полость 7 паровоздушной фазы, которая по меньшей мере двумя каналами 8 и двумя каналами 9, выполненными в головке 3 цилиндра и каналами 10 и 11, выполненными в цилиндре 2, сообщается с нижней передней частью 12 полости 1. Каналы 9 и 10 расноложены по ходу охлаждающего воздуха перед жидкостной полостью 1. Задняя часть 13 полости 1 расширена по сравнению с передней частью 12 для относительного увеличения объема паровоздушной фазы. Оребрение цилиндра 14 и головки 15 цилиндра выполнено преимупдест- венно на наружных поверхностях каналов 8-10 и поверхностях, ограничивающих полость 7 паровоздушной фазы. Наилучшие условия для отвода теплоты создаются в передней части цилиндра со стороны выпускного канала 16.

Предложенная система охлаждения функционирует следуюшим образом.

При малых нагрузках на двигатель теплота от горячих поверхностей цилиндра 2

0

5

0

5

0

0

0

5

и головки 3 цилиндра передается охлаждающей жидкости, далее к наружным ореб- ренным поверхностям цилиндра 2 и головки 3 цилиндра и рассеивается набегающим потоком охлаждающего воздуха. Наибольшее количество теплоты отнимается у охладителя в зоне наровоздуц ной фазы жидкостной полости 1, наружные поверхности которой имеют развитое оребрение.

При увеличении скоростного или нагрузочного режима работы двигателя количество теплоты, которое необходимо отвести от поверхностей цилиндра 2 и головки 3 цилиндра, возрастает. В этом случае интенсифицируются процессы теплооб мена за счет развития кипения охлаждающей жидкости на поверхностях этих деталей, повышается давление внутри жидкостной полости I. Наиболее интенсивный теплообмен происходит в зоне оребренных поверхностей полости 7 и каналов 8НО. Охлажденная в этих каналах жидкость через каналы 11 поступает в основной объем полости 1, вытесняя более нагретую жидкость, имеющую меньшую плотность, в зону полости 7. В результате этого организуется упорядоченная циркуляция охлаждающей жидкости. Скорость циркуляции жидкости зависит в основном от перепада температур (или, соответственно, плотностей) охлаждающей жидкости в зонах полости 7 и канала 11, а также от гидравлического сопротивления каналов 8-11. Для создания достаточного перепада температур жидкости предусмотрено преимущественное оребрение наружных поверхностей этих каналов.

При работе двигателя на переменных режимах, характерных для транспортного двигателя, температурный режим цилиндра и головки цилиндра поддерживается автоматически. Так, на малых нагрузках кипение теплоносителя на горячих поверхностях полости 1 не развивается, и разность плотностей жидкости в зонах полости 7 и канала 11 недостаточна для преодоления гидравлического сопротивления каналов 8-П., и для отвода необходимого количества теплоты в окружающую атмосферу достаточно площади наружных поверхностей цилиндра и головки цилиндра. С увеличением нагрузки на двигатель температура паровой фазы охладителя в зоне полости 7 возрастает, повышается разность плотностей в зоне полости 7 и каналов 11, включается циркуляция жидкости по каналам 8-11, имеющим значительное оребрение наружных поверхностей. Интенсивность теплоотдачи от деталей в циркулирующую жидкость и от жидкости в окружащую среду растет по мере роста нагрузки, таким образом, увеличивается количество теплоты, отводимой от двигателя системой охлаждения.

/

фиг. 2