Головка цилиндров двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02F1/42 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению.

Известны головки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, со держащие .криволинейные впускные каналы с круглыми входными отверстиями, клапаны со стержнями и втулками, выступающими в проточную часть каналов, причем на стенках каналов вдоль их осей выполнены выступы, охватывающие втулки и плавно уменьшающиеся по высоте по мере удаления от них, при этом имеющие площадь проходных сечений каналов в зоне втулок 1,0-1,3 от площади проходных сечений седел клапанов.

Однако в известных головках из-за недостаточной длины выступов, охватывающих втулки клапанов , малого радиуса входа воздуха в цилиндрическую, часть горловины канала по нижней линии профиля канала, недостаточной длины вертикальной части горловины канала, включающей цилиндрическую часть горловины канала и переходные фаски, выполнения в зоне сравнительно резкого поворота воздушного потока, нижней части контура поперечного сечения канала в виде части окружности и других несовершенных форм и размеров элементов впускного канала возникают значительные насосные потери и снижается коэффициент наполнения двигателя. В итоге снижается топливная экономичность двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение топливной экономичности двигателя путем снижения насосных потерь.

Указанная цель достигается тем, что в головке цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащей криволинейные сдвоенные впускные каналы с круглыми входными отверстиями, клапаны со стержнями и втулками, выступающими в проточную часть каналов, причем на стенках каналов вдоль их осей выполнены выступы, охватывающие втулки и плавно уменьшающиеся по высоте по мере удаления от них, площадь проходных сечений ка налов в зоне втулок составляет 1,0-1,3 от площади проходного сечения седел клапанов, указанные выступы начинаются на расстоянии, составляющем 1,0-1,5 расстояния, по верхней линии профиля канала, от оси впускного клапана до начала разделения каналов, радиус R входа

ё

(Л

00

о ел

воздуха в цилиндрическую часть горловины канала по нижней линии профиля канала составляет 0,50-0,80 диаметра горловины канала D, сама вертикальная цилиндрическая часть горловины канала, включая переходные фаски, имеет высоту, составляющую 0,25-0,40 диаметра горловины канала D, непосредственно после входа в сдвоенный канал контур поперечного сечения канала плавно переходит из окружности в прямоугольник со скругленными углами, отношение высоты прямоугольника к его основанию меньше. 1,0 как у сдвоенной части, так и после разделения каналов, причем после разделения каналов наименьшее значение указанного соотношения составляет 0,6-0,8, после зоны наибольшего сплю.щивания по ходу впускного потока прямоугольное со скругленными углами поперечное сечение канала плавно переходит в вертикальную цилиндрическую часть горловины канала.

На фиг. 1 представлена головка цилиндров, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 --сечение Б-Б на фиг. 2.

Головка цилиндров содержит криволинейные сдвоенные с круглыми входными отверстиями впускные каналы 1, клапаны со стержнями и втулками (не показаны), на стенках каналов 1 выполнены выступы 2, охватывающие втулки и плавно уменьшающиеся по высоте по мере удаления от них, а в зоне втулок по обе стороны от выступов 2

ния Г-Е), плавно огибает втулки по углублениям 3. Удлинение углублений 3 и выступов 2 позволяет осуществить более плавную перестройку воздушного потока и снизить

5 при этом вихреобразование. Благодаря прямоугольной со скругленными углами форме контура поперечного сечения канала воздушный поток при резком повороте при входе в горловину канала огибает линии профиля канала с уменьшением срывов потока из-за уменьшения неравномерности скоростей смежных струек потока. Такое же действие оказывает увеличение радиуса R. Далее поток входит в цилиндрическую часть горловины впускного канала, при увеличе16 нии высоты 5 которой увеличивается стабилизация потока перед входом воздуха в кольцевую клапанную щель и дополнительно снижаются потери давления во впускном тракте.

Использование изобретения позволяет уменьшить насосные потери при работе двигателя внутреннего сгорания и тем самым улучшить его топливную экономичность.

20

25

Формула изобретения

Головка цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащая однофункцио- нальные криволинейные сдвоенные впускные каналы с круглыми входными отверстиями, клапаны со стержнями и втулками, выстувыполнены углубления 3. Причем выступы 2 ЗОпающими в проточную часть канала, причем

и углубления 3 начинаются на расстоянии, составляющем 1,0-1,5 расстояния по верхней линии профиля канала от оси впускного канала до начала разделения каналов. На фиг. 3 видно, что проведенная касательная плоскость к линии разделения каналов Г-Е, одновременно перпендикулярная оси впускного канала, дает начальное сечение разделенного канала. На фиг.. 3 пересечение этой плоскости с верхней линией профиля канала обозначено точкой /С. Пересечение верхней линии профиля впускного канала с осью впускного клапана обозначено точкой С. Таким образом, выступы 2 и углубления 3 начинаются на расстоянии 1,0-1,5 длины кривой С/С. Отношение высоты Н пря- моугОльного со скругленными углами контура поперечного сечения канала к основанию L прямоугольника меньше 1,0; в зоне наибольшего сплющивания, разделённого канала указанное отношение составляет 0,6-0,8. Вход воздуха в горловину канала по нижней линии профиля канала осуществляется по радиусу R, составляющему (0,50-0,80)Д где D - диаметр горловины канала. Вертикальная цилиндрическая часть горловины канала, включая переходные фаски, имеет высоту S, составляющую (0,25-0,40)D.

Во время работы двигателя внутреннего сгорания поток впускного воздуха входит в криволинейные сдвоенные каналы 1, разделяется в месте разделения каналов (ли35

на стенках каналов вдоль их осей выполнены выступы, охватывающие втулки и плавно уменьшающиеся по высоте по мере удаления от них, площадь проходных сечений каналов в зоне втулок составляет 1,0...1,3 от площади проходных сечений седел клапанов, отличающаяся тем, что, с целью снижения насосных потерь, выступы начинаются на расстоянии, составляющем 1,0...1,5 расстояния, по верхней линии профиля канала, от оси

40 впускного клапана до начала разделения каналов, радиус R входа воздуха в цилиндрическую часть горловины канала по нижней линии профиля канала составляет 0,50...0,80 диаметра горловины канала D, сама вертикальная цилиндрическая часть канала,

45 включая переходные фаски, имеет высоту составляющую 0,25...0,40Ј, непосредственно после входа в сдвоенный канал контур поперечного- сечения канала плавно переходит из окружности в прямоугольник со скругр.„ ленными углами, отношение высоты прямоугольника к его. основанию меньше 1,0 как у сдвоенной части, так и после разделения каналов, причем после разделения каналов наименьшее значение указанного соотношения составляет 0,6...0,8, после зоны наиболь55 шего сплющивания по ходу впускного потока прямоугольное со скругленными углами поперечное сечение канала плавно переходит в вертикальную цилиндрическую часть горловины канала.

ния Г-Е), плавно огибает втулки по углублениям 3. Удлинение углублений 3 и выступов 2 позволяет осуществить более плавную перестройку воздушного потока и снизить

при этом вихреобразование. Благодаря прямоугольной со скругленными углами форме контура поперечного сечения канала воздушный поток при резком повороте при входе в горловину канала огибает линии профиля канала с уменьшением срывов потока воздуха из-за уменьшения неравномерности скоростей смежных струек потока. Такое же действие оказывает увеличение радиуса R. Далее поток входит в цилиндрическую часть горловины впускного канала, при увеличении высоты 5 которой увеличивается стабилизация потока перед входом воздуха в кольцевую клапанную щель и дополнительно снижаются потери давления во впускном тракте.

Использование изобретения позволяет уменьшить насосные потери при работе двигателя внутреннего сгорания и тем самым улучшить его топливную экономичность.

0

25

Формула изобретения

Головка цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащая однофункцио- нальные криволинейные сдвоенные впускные каналы с круглыми входными отверстиями, клапаны со стержнями и втулками, высту ЗОпающими в проточную часть канала, причем

ЗОпающими в проточную часть канала, причем

35

на стенках каналов вдоль их осей выполнены выступы, охватывающие втулки и плавно уменьшающиеся по высоте по мере удаления от них, площадь проходных сечений каналов в зоне втулок составляет 1,0...1,3 от площади проходных сечений седел клапанов, отличающаяся тем, что, с целью снижения насосных потерь, выступы начинаются на расстоянии, составляющем 1,0...1,5 расстояния, по верхней линии профиля канала, от оси

40 впускного клапана до начала разделения каналов, радиус R входа воздуха в цилиндрическую часть горловины канала по нижней линии профиля канала составляет 0,50...0,80 диаметра горловины канала D, сама вертикальная цилиндрическая часть канала,

45 включая переходные фаски, имеет высоту составляющую 0,25...0,40Ј, непосредственно после входа в сдвоенный канал контур поперечного- сечения канала плавно переходит из окружности в прямоугольник со скругр.„ ленными углами, отношение высоты прямоугольника к его. основанию меньше 1,0 как у сдвоенной части, так и после разделения каналов, причем после разделения каналов наименьшее значение указанного соотношения составляет 0,6...0,8, после зоны наиболь55 шего сплющивания по ходу впускного потока прямоугольное со скругленными углами поперечное сечение канала плавно переходит в вертикальную цилиндрическую часть горловины канала.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и позволяет снизить насосные потери. Головка цилиндров двигателя внутреннего сгорания имеет криволинейные впускные каналы, клапаны со стержнями и втулками, выступающими в проточную часть канала. Улучшение гидравлических характеристик канала достигается оптимизацией геометрических параметров следующих элементов канала: радиуса входа в горловину канала по нижней линии профиля, выступов, охватывающих втулки клапанов, длины цилиндрической вертикальной части горловины канала, сплющивания канала в зоне поворота воздушного потока. 3 ил.

Фиг.2

Фиг. /

/SS/SSS/

22

УХХ S S S S S

Ф«г.З