Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01P3/02 

(Л

с

Сущность изобретения: в кольцевой камере 3 охлаждения расположена засыпка из неподвижных сферических турбулизаторов 5, каждый из которых выполнен полым с герметичной внутренней полостью, частично заполненной теплоносителем. Оболочка 6 каждого турбулияатора выполнена тонкостенной металлической и снабжена диаметральным компенсирующим гофром. При умеренном тепловом потоке осуществляется точечный контакт между турбулизаторами. Увеличение тепловой нагрузки приводит к- росту давления в турбулизаторах 5, вызывая распухание их оболочек 6 за счет гофра, что увеличивает поверхность контакта, 3 ил. §

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестрое- нию, и может быть использовано для жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания

(две).

Известна рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров ДВС, содержащая кольцевую охлаждения и внешний кожух вокруг гильзы цилиндра , имеющей в верхней части насадные спиральные ребра, выполненные из материала с высоким коэффициентом линейного расширения и образующие со стенкой кожуха винтовые каналы.

Такое устройство позволяет интенсифицировать теплоотвод от верхней наиболее теплонапряженной части, гильзы цилиндра, что обеспечивает более равномерное ее температурное поле. При этом существенно уменьшается деформация гильзы и связанные с этим износы деталей цилиндропоршнеВОЙ ГРУППЫ.

Однако интенсификация теплообмена при движении охлаждающей жидкости по винтовому каналу относительно невысока , что сохраняет высокий температурный уровень в верхней части гильзы цилиндру, особенно на форсированных режимах работы.

Известна рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров ДВС, содержащая кольцевую камеру охлаждения и внешний кожух вокруг гильзы цилиндра, причем в верхней части камеры соосно гильзе установлена ци- линдрическая вставка со сквозными

т

4

О

о:

отверстиями в обечайке, оси которых направлены нормально к поверхности стенки гильзы.

Струйное охлаждение верхней части гильзы не обеспечивает равномерности ее температурного поля. Эта неравномерность объясняется тем, что кэффи- циент теплоотдачи, максимальный в точке удара струи о стенку гильзы (критическая точка), на сравнительно небольшом удалении от критической точки резко падает. Кроме того, интенсивность струйного охлаждения существенно снижается вследствие воздействия сносящего струи потока охлаждающей жидкости. Все это в целом снижает эффективность струйного охлаждения стенки гильзы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров ДВС, содержащая кольцевую камеру охлаждения и внешний кожух вокруг гильзы цилиндра, причем а камере расположена засыпка из неподвижных сферических турбулизаторов

Благодаря наличию сферических турбулизаторов теплоотдача с поверхности гильзы увеличивается (пои неизменном расходе охладителя) как за счет роста скорости движения охладителя, так и вследствие вихреобразо- вания при омывании сферических элементов и тем самым турбулизации потока у стенок кольцевой камеры,,

Значительная доля теплоты в насыпных слоях передается путем теплопроводности, причем эффективная теплопрводность слоя зависит от термических сопротивлений в зонах контакта сферических элементов как друг с другом, так и со стенкой гильзы.

В известном техническом решении между элементами слоя имеет место точечный контакт, что обуславливает значительное тепловое сопротивление, а значит невысокий Эффективный коэффициент теплопроводности, как следствие, низкую интенсивность охлаждения теплонапряженной поверхности гильзы.

Кроме того, в известном техническом решении величины эффективного коэффициента теплопроводности 4 слоя и коэффициента теплоотдачи с поверхности гильзы практически не зависят от плотности теплового потока qK на ее стенке. Величина qc для ЛВС,

изменяется не только вследствие ne-f риодичности-i его принципа действия, но и при изменении режима работы,

изменяется qc и по высоте гильзы, что вызывает переохлаждение гильзы и тем самым снижает эффективность работы ДВС.

Цели изобретения - повышение интенсивности охлаждения теплонапря- женной поверхности гильзы.

Поставленная цель достигается тем, что в рубашке жидкостного охлаждения блока цилиндров ДВС, содержа5 щей кольцевую камеру охлаждения и внешний кожух вокруг гильзы цилиндра, причем в камере расположена засыпка из неподвижных сферических турбулизаторов, каждый турбулиззтср выпол0 нен полым с герметичной внутренней полостью, частично заполненной теплоносителем, а его оболочка выполнена тонкостенной металлической и снабжена диаметральным .компенсирую5 щим гофром.

Такое выполнение турбулизаторов позволяет менять величину теплопроводности засыпки в зависимости от изменения теплового потока qe что

0 (учитывая возросшую долю теппопро- водности в отводе теплоты от гильзы) позволяет в целой регулировать интенсивное.ть теплоотвода от стенки гильзы цилиндра. Изменение теплопроводности обеспечивается за счет изменения площадь контакта турбулизатс- ра с соседними турбулизаторами и со стенкой гильзы. Увеличение теплового потока приводит к тому, что увеличивается температура, а следовательно и давление (особенно заметно это проявляется при использовании в качестве теплоносителя воды) в турбулизато- ре, он разбухает (благодаря тому, что оболочка имеет гофр) и вжимается в соседние турбулизаторы и стенку гильзы (благодаря тому, что оболочка тоностенная), увеличивая площадь контакта с ними. Уменьшение теплового потока уменьшает температуру и давление внутри турбулизатора, оболочка сжимается, уменьшается площадь контакта, а следовательно и теплопроводность засыпки. Таким образом, изменение интенсивности подводимого теплового потока, вызванно о такт- ностью работы двигателя (у малооборотных ДВС) или сменой режима работы (переход на форсаж или долевые на5

0

5

0

5

Фи г,{

g

%.2

Риг.З