Головка цилиндров двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02F1/36 

(Л

С

Головка цилиндров позволяет снизить тепловую напряженность зон огневого днища, в частности области между клапанами и форсункой. Сущность изобретения: охлаждаемая жидкость поступает с периферии в цилиндрический канал 9, расположенный в межклапанной перемычке, затем в полость 10 перед форсункой, Глубина полости 10 от нижней образующей канала составляет 0,5... 1,5 диаметра канала, расстояние между стенками полости в направлении, перпендикулярном оси канала, не менее 1,5 диаметра канала. При указанных соотношениях размеров на стенках полости имеет место высокая интенсивность охлаждения, что наряду с уменьшением термического сопротивления днища приводит к снижению максимальных температур и градиента температур по огневому днищу головки цилиндров. 2 ил.

Изобретение относится к двигателест- роению и касается головок цилиндров форсированных двигателей с жидкостной системой охлаждения.

Известны головки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, имеющие сверленые каналы для движения охлаждающей жидкости, выполненные в перемычках между газообменными каналами и выходящими в полость перед форсункой (авторское свидетельство СССР № 958680 МКИ F 02 F 1 /36, 1982 г.).

Недостатком этих решений является неиспользованная возможность интенсификации охлаждения межклапанных перемычек за счет организации в полости перед форсункой определенной структуры течения жидкости.

Наиболее близким техническим решением, принятым нами за прототип, является

головка цилиндров с жидкостным охлаждением, содержащая полость охлаждения, подводящие каналы и цилиндрический канал в межклапанной перемычке, из которого охлаждающая жидкость направляется в полость перед форсункой; размеры полости связаны соотношениями Н (0,1...0,2) do, L (0,3...1,0) do, R 0,3 do, где Н, L, R -соответственно глубина, длина полости, радиус скругления, образованной стенками полости и ее дном, a d0 - диаметр цилиндрического канала (А.С. СССР № 1444546, МКИ F 01 РЗ/02, F02 F 1/36, 1987).

Указанные соотношения размеров позволяют интенсифицировать теплообмен в межклапанной перемычке головки цилиндров. Недостаток этого решения является высокое термическое сопротивление межклапанной перемычки, обусловленное малой глубиной полости перед форсункой, и

S о

со о чэ

(А

как результат - недостаточное снижение максимальной температуры головки цилиндров.

Цель изобретения заключается в снижении максимальных температур головки цилиндров и тем самым в увеличении ее надежности за счет существенного уменьшения термического сопротивления меж- клапанных перемычек при достижении высокой интенсивности охлаждения в полости перед форсункой.

Указанная цель достигается тем, что канал, выполненный в межклапанной перемычке, выходит вблизи форсунки в глубокую полость, камеры которой находятся в соотношении:

1,Глубина полости от нижней образующей канала Н (0,5...1,5)d0, где do-диаметр канала;

На фиг. 1 показано сечение А-А на фиг. 2 предлагаемой головки цилиндров: на фиг. 2 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Головка цилиндров, имеющая корпус 1 с огневым днищем 2, полость 2 охлаждения, отверстия 4 и 5 в днище под впускные и выпускные клапаны, прилив 6 форсунки, подводящие каналы 7 и 8, содержит цилиндрический канал 9 для подвода жидкости в зону межклапанной перемычки и полость 10 перед форсункой.

Полость 10 выполнена в соответствии с размерами Н, В.

При работе двигателя охлаждающая жидкость через подводящие каналы 7 и 8 поступает в канал 9, расположенный в межклапанной перемычке, частично охлаждая последнюю. Затем жидкость попадает в полость 10. На выходе из канала 9 формируется свободная осесимметричная затопленная струя, которая тормозится на противоположной стенке (приливе или стакане форсунки) и разворачивается вокруг точки, в которой скорость жидкости равна нулю, В полости 10 при соотношении размеров Н

(0,5,..1,5) do. В 1,5 do возникает интенсивный вихрь, также вблизи радиусной поверхности наблюдается отрывная зона с высокими градиентами скоростей. Указанные особенности течения наряду с наличием на дне полости турбулентного пограничного слоя приводят к высокой интенсивности теплообмена.

Положительный эффект, заключающийся в снижении максимальной температуры

в области межклапанной перемычки и форсунки, а также в уменьшении градиента температур по огневой поверхности головки цилиндров, достигается:

счет возникновения вихрей и турбулентной формы течения на дне полости.

Формула изобретения Головка цилиндров двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением,

содержащая полость охлаждения, подводящие каналы и цилиндрический канал в межклапанной перемычке, соединенный с полостью перед форсункой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения температур в центральной зоне головки цилиндров, глубина полости перед форсункой от нижней образующей цилиндрического канала составляет 0,5...1,5 диаметра канала, а расстояние

между стенками полости в направлении, перпендикулярном оси цилиндрического канала, не менее 1,5 диаметра канала.

6JL.

5

,.J

6