Система жидкостного охлаждения гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02F1/16 F01P3/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и предназначено для охлаждения гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение надежности путем интенсивного и равномерного охлаждения верхней наиболее теплонапряженной зоны поверхности гильзы и уменьшения теплоотдачи в нижней части гильзы.

На чертеже представлен продольный разрез блока цилиндров.

Блок 1 содержит гильзу 2, центрирующей поверхностью гильзы в блоке является боковая поверхность 3 опорного бурта 4 гильзы. Охлаждающая жидкость подается в среднюю часть камеры 5 охлаждения гильзы, расположенную между двумя разделительными буртами 6 и 7 в блоке через окно 8 в боковой стенке блока, разрешающей соседние цилиндры. Из средней части камеры 5 охлаждения жидкость через кольцевые ка(Л

налы 9 и 10, образованные наружной повер- { хностью гильзы и боковыми поверхностями разделительных буртов 7 и 6, поступает в нижнюю тупиковую 11 и верхнюю проточную 12 части камеры охлаждения гильзы цилиндра.

Поскольку в области нижней части 11 О4 камеры охлаждения гильзы поверхность 00 гильзы не требует интенсивного охлажде- ф ния, то достаточно охладить гильзу с пр- J мощью естественной конвекции. В области же верхней части 12 камеры охлаждения Q гильза испытывает очень большие термические нагрузки, что требует интенсивного охлаждения ее поверхности. С этой целью было предусмотрено наиболее эффективное продольное движение теплоносителя, которое обеспечивается перетоком жидкости из средней части камеры 5 охлаждения в верхнюю часть 12 через кольцевой канал 10. Из верхней части 12 теплоноситель поступает в кольцевую полость 13,образованную наружной поверхностью гильзы 2 и кольцевым поясом 14 блока 1. Эта полость получена благодаря перенесению центрирующего пояса, расположенного под опорным буртом на наружной поверхности гильзы, на боковую поверхность 3 опорного бурта 4 гильзы 2. Охлаждающая жидкость, таким образом, омывает всю наружную поверхность гильзы 2 до опорного бурта 4.

Во избежание образования паровых зон в кольцевой полости 13 и застоя жидкости в ней в блоке 1 предусмотрен по меньшей мере один отводной канал 15, соединяющий кольцевую полость 13 с полостями охлаждения головки и блока цилиндров посредством канала 16 и обеспечивающий постоянную циркуляцию жидкости в кольцевой полости 13.

Таким образом, изобретение позволяет организовать равномерное поле температур гильзы в верхней ее части, обеспечивающееся соответствующей организацией движения теплоносителя, который изменяет свое направление с поперечного по отношению к гильзе в средней части полости охлаждения на продольное в верхней части. При этом на выходе из щели, соединяющей указанные части полости охлаждения, имеет место достаточно равномерное поле скоростей. Кроме того, в результате прохождения жидкости через узкую кольцевую щель скорость течения жидкости возрастает. При этом также возможно и некоторое возрастание температуры жидкости вследствие соприкосновения ее с поверхностью гильзы при перетекании из средней части полости охлаждения в верхнюю. Однако из теории теплообмена известно, что при теплообмене, осуществляемом путем вынужденной конвекции при турбулентном режиме течения, имеющем место в рассматриваемом случае, интенсивность теплоотдачи в большей степени зависит от критерия Рейнольдса, чем от критерия Прандтля.

Таким образом, при разделении полости охлаждения гильзы на три части и подаче охлаждающей жидкости в среднюю часть

достигается двойной положительный эффект при перетекании жидкости из средней части полости охлаждения в верхнюю: а) равномерное обтекание теплоносителем

поверхности гильзы в верхней ее части, что способствует равномерному распределению температур по окружности гильзы, б) увеличение интенсивности теплоотдачи, которое приводит к уменьшению уровня температур.

Нижняя часть полости охлаждения предназначена для обеспечения теплообмена у поверхности гильзы в указанной области путем естественной конвекции. Это

позволяет иметь здесь относительно невысокую интенсивность теплоотдачи, что приводит к некоторому росту температур и тем самым способствует более равномерному распределению температур по образующей

гильзы.

Формула изобретения Система жидкостного охлаждения гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащая гильзу, размещенную в блоке с возможностью образования кольцевой полости охлаждения, окна подвода и отвода теплоносителя, причем кольцевая полость охлаждения при помощи кольцевых

радиальных ребер, выполненных в блоке, разделена подлине гильзы по меньшей мере на три части, связанные между собой и окнами подвода и отвода теплоносителя при помощи каналов, отличающаяся

тем, что, с целью повышения надежности путем интенсивного и равномерного охлаждения верхней наиболее теплонапряжен- ной зоны поверхности гильзы и уменьшения теплоотдачи в нижней части гильзы, окно

подвода теплоносителя связано со средней частью полости охлаждения, нижняя часть полости охлаждения выполнена тупиковой, верхняя - проточной, а каналы, связывающие части полости охлаждения между собой, выполнены в виде кольцевых щелей, образованных поверхностями кольцевых ребер блока и наружной поверхностью гильзы.

//

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и предназначено для Солее эффективного охлаждения гильз цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Поставленная цель достигается разделением камеры охлаждения гильзы цилиндра на три части, соединенные между собой кольцевыми щелевыми каналами Вследствие этого обеспечивается наиболее рациональная с точки зрения эффективности теплообмена схема движения теплоносителя, что способствует формированию более равномерного температурного поля гильзы и, как следствие, улучшению работоспособности цилиндро- поршневой группы 1 ил