Изобретение относится к машиностроению . Цель изобретения - повышение надежности . Для этого рубашка жидкостного охлаждения содержит кольцевую камеру 1 охлаждения, внешний кожух 2 вокруг гильзы 3 цилиндры. В камере 1 расположена засыпка 4 из шаровых турбулизаторов 5, ограниченная кольцевыми проницаемыми шайбами 6, поверхность которых, контактирующая с турбулизаторами 5, выполнена по винтовой линии, угол подъема Которой выполнен по определенной зависимости. 1 з.п ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (505 F 01 Р 3/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 94
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
«ИБАфИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882833/06 (22) 16.11,90 (46) 23.07,92. Бюл. N.. 27 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) Б,В.Сударев, С,Л. Деменок и В,В.Медведев (56) Заявка ФРГ
N. 3530723, кл. F 01 P 3/02, опублик. 1987, (54) РУБАШКА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
„„5U „„ 17495О4 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению, Цель изобретения - повышение надежности. Для этого рубашка жидкостного охлаждения содержит кольцевую камеру 1 охлаждения, внешний кожух 2 вокруг гильзы
3 цилиндры, В камере 1 расположена эасйпка 4 из шаровых турбулизаторов 5, ограниченная кольцевыми "проницаемыми шайбами 6, поверхность которых, контактирующая с турбулизаторами 5; выполнена по винтовой линии, угол подьема которой выполнен по определенной зависимости. 1 з.п ф — лы,2ил, 1149504
10
20
45 р-arctg
1,732 б где d — диаметр шарового турбулизатора;
01 — наружный диаметр гильзы цилиндра;
Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению,и может быть использовано в конструкции рубашки жидкостного охлаждения блока цилиндров
ДВС.
Известна рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров ДВС, содержащая кольцевую камеру охлаждения и внешний кожух вокруг гильзы цилиндра, причем в камере расположена засыпка из шаровых турбулизаторов, Турбулизаторы могут быть выполнены иэ стекла, пластмассы, металла, например алюминия, и имеют диаметр d меньше, чем ширина S кольцевой камеры, но по меньшей мере больше половины этой шйрины (S/2), При работе двигателя охлаждающая жидкость поступает в нижнюю часть камеры, затем поднимается в ее верхнюю часть, где размещены турбулизаторы, омывает стенку гильзы, нагревается и удаляется из камеры через выпускные отверстия, Однако при засыпке турбулизаторов в камеру возникают случайные просветы (окна) между турбулизаторами, которые не устраняются 2 даже при усиленной вибрации, что снижает интенсивность теплоотвода со стенок гиль-. зы в их окрестности, что может привести к перегреву этих участков и, как следствие, росту температурных напряжений.
Одновременно с этим образование
"окон" снижает способность засыпки демпфировать колебания гильзы, что ухудшает жесткость конструкции. Все это снижает надежность работы гильзы цилиндра, Цель изобретения — повышение надежности путем повышения эффективности охлаждения гильзы и демпфирования ее колебаний.
Поставлечная цель достигается тем, что рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров ДВ С, содержащая кольцевую камеру охлаждения и внешний кожух вокруг гильзы цилиндра, причем в камере расположена засыпка из шаровых турбулизаторов, рубашка снабжена установленными в камере охлаждения ограничителями объема засыпки, каждый из которых выполнен в виде проницаемой кольцевой шайбы, поверхность которой контактирующая с турбулизаторами выполнена по винтовой линии, угол 5 подъема которой выполнен в соответствии с зависимостью
Dz — внутренний диаметр кожуха.
На фиг.1 показана конструкция рубашки, на фиг.2 — развертка кольцевой шайбы.
Рубашка жидкостного охлаждения содержит кольцевую камеру 1 охлаждения, внешний кожух 2 вокруг гильзы 3 цилиндра, В камере 1 расположена засыпка 4 из шаровых турбулизаторов 5, ограниченная проницаемыми кольцевыми шайбами 6, поверхность которых, контактирующая с турбулизатором 5, выполнена по винтовой линии, угол подьема которой выполнен в соответствии с известной зависимостью, При работе двигателя охлаждающая жидкость поступает в камеры 1. омывает стенку гильзы и турбулизаторы и отводится в систему охлаждения двигателя (не показана).
Установка в камере 1 проницаемых шайб 6 обеспечивает упорядоченную укладку шаровых турбулизаторов 5 засыпки и исключает появление просветов в засыпке, а выполнение поверхности контакта шайбы по винтовой линии с определенным углом подъема обеспечивает наиболее плотную, гексагональную укладку шаровых турбулизаторов в кольцевой камере охлаждения увеличивает интенсивность теплообмена и улучшаетдемпфирование колебаний гильзы эа счет увеличения точек контакта сферических турбулизаторов с гильзой, Формула изобретения
1. Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. содержащая. кольцевую камеру охлаждения и внешний кожух вокруг гильзы цилиндра, причем в камере расположена засыпка из шаровых турбулизаторов, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения. надежности путем повышения эффективности охлаждения и демпфирования колебаний гильзы. рубашка снабжена установленными в камере охлаждения ограничителями объема засыпки, каждый из которых выполнен в виде проницаемой кольцевой шайбы, поверхность которой, койтактирующая с турбулизатором, выполнена по винтовой линии, 2. Рубашка по п.1, от л и ч а ю ща я с я тем, что угол подьема винтовой линии шайбы выполнен в соответствии с зависимостью
1,732 б ф-arctg где d — диаметр шарового турбулизатора;
D> — наружный диаметр гильзы цилиндра;
Π— внутренний диаметр кожуха, 1749504
Составитель Б.Сударев
Редактор H.Ëàçàðåíêî Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко
Заказ 2577 Тираж Подписное
8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
www.findpatent.ru
Скачать
Водяная рубашка двигателя
Цена: 1529 руб.
Цена: 716 руб.
Цена: 13684 руб.
Цена: 812 руб.
Цена: 92 руб.
Цена: 820 руб.
Цена: 618 руб.
Цена: 3635 руб.
Цена: 63 руб.
Цена: 63 руб.
Цена: 62 руб.
Цена: 60 руб.
Цена: 62 руб.
Цена: 61 руб.
Цена: 60 руб.
Цена: 14413 руб.
Водяная рубашка двигателяОтдельные модели машин оснащают масляным радиатором, который принимаетучастие в терморегуляции масла, использующегося для смазки двигателя.Благодаря высокой скорости движения разность температур воды, выходящей изрубашки охлаждения и входящей в нее, небольшая (4-7°С), что создает
благоприятные условия для равномерного охлаждения двигателя.Из водяной рубашки блока вода направляется через отверстия и каналы вводяную рубашку головки цилиндров. В холодном двигателе вода направляетсятермостатом из водяной рубашки к водяному насосу (по малому кругу), минуярадиатор, а в прогретом - в верхний бак радиатора (по большому кругу). Приработе двигателя воздух входит в кольцевую щель между корпусами 14 фильтраи фильтрующего элемента 15. В турбированных двигателях с ее помощьюснижается температура воздуха, нагоняемого в цилиндры, а в АКПП эта системаохлаждает жидкость, которая применяется для ее работы. Чем вышетемпература двигателя, тем большим количеством масла заполнена гидромуфтаи тем с большей частотой вращается ротор вентилятора. Отвод лишнего тепла вдвигателях внутреннего сгорания достигается их искусственным охлаждением спомощью жидкости (жидкостное охлаждение) или окружающего воздуха(воздушное охлаждение). Если двигатель не охлаждать, то сгорит пленка масламежду трущимися деталями, в результате чего повысится износ деталей, могутвозникнуть заклинивание поршней из-за их расширения и другие неисправности.Водяная рубашка двигателя – это плоскость между стенками агрегата в техместах, которым требуется охлаждение.Гидромуфта 17 имеет два колеса с лопатками: ведущее - насосное (переднее походу двигателя) и ведомое - турбинное.
freedocs.xyz
Cтраница 1
Водяная рубашка блока цилиндров сообщается с рубашками головок блока через специальные отверстия в прилегающих плоскостях, уплотняемых специальными кольцами из силиконовой резины. [2]
Водяную рубашку блока цилиндров двигателя ( рис. 27, б) промывают аналогичным образом при снятом термостате и вывернутых сливных краниках из блока цилиндров. Струю воды из пистолета / направляют в отверстие нагнетательного шланга 2, надетого на патрубок термостата. Промывают двигатель до тех пор, пока выходящая из патрубка 3 вода не станет чистой. [3]
Водяная рубашка головки сообщается с водяной рубашкой блока цилиндров через отверстия в плоскости разъема. Между головкой и блоком цилиндров уложена металлоасбеетовая прокладка. [4]
Водяной насос нагнетает жидкость к систему, и основной ее ноток проходит по водяной рубашке блока цилиндров от его передней части к задней. Омывая гильзы цилиндров со всех сторон и проходя через отверстия в прива-лочных поверхностях блока цилиндров и головок блока, а также в прокладке, расположенной между ними, охлаждающая жидкость поступает в рубашки головок блока. При этом значительное количество охлаждающей жидкости подается к наиболее нагретым деталям и участкам - па i рубкам выпускных клапанов и гнездам свечей зажигания. В головках блока охлаждающая жидкость движется в продольном направлении от заднего торца блока к переднему благодаря наличию отверстий, просверленных в привалочиых поверхностях блока цилиндров и головок, и дозирующих вставок 20, установленных в задних каналах впускного трубопровода. Отверстие во вставке ограничивает количество жидкости, поступающей в рубашку впускного трубопровода. Нагретая жидкость, проходящая по рубашке впускного трубопровода, подогревает горючую смесь, поступающую из карбюратора ( по внутренним каналам трубопровода), вследствие чего улучшается смесеобразование. [5]
Технология обеспечивает возможность высокоточного изготовления стержней сложной конфигурации с тонкими ажурными сечениями, например для водяных рубашек блока цилиндров и коллекторов легковых автомобилей, корпусов гидроаппаратуры, рабочих и направляющих колес погружных насосов и т.п., в том числе изготовления моноблоков стержней. При этом отклонения от чертежных размеров не превышают 0 3 мм. [6]
При необходимости водяную рубашку блока цилиндров двигателя и радиатор промывают отдельно. Продукты коррозии и накипь выходят через шланг 3, надетый на верхний патрубок радиатора. Пробка радиатора при этом должна быть закрыта. [8]
Циркуляция охлаждающей жидкости в системе осуществляется водяным насосом 6 ( рис. 13), который засасывает воду из нижнего бака 10 радиатора через патрубок 12 и подает ее в водораспределительный канал блока цилиндров. Через боковые отверстия в водораспределительном канале 3 вода подается одновременно ко всем цилиндрам. Из водяной рубашки блока цилиндров вода поступает в водяную рубашку 2 головки цилиндров и затем по трем отверстиям в боковой стенке головки в водоотводящую трубку 4, по которой проходит в верхний бак радиатора. [9]
Отдельные дефекты деталей устанавливают при контроле на специальных приспособлениях. Трещины в деталях обнаруживают разными способами. Трещины в стенках водяной рубашки блока цилиндров определяют при гидравлическом испытании под давлением. Таким же способом проверяют и плотность соединений, например, главного тормозного цилиндра автомобиля с гидравлическим приводом тормозов. [10]
Топливо, распыленное воздухом, оседает на стенках камеры сгорания, имеющих асбестовую футеровку. В результате испарения топлива образуется горючая смесь, воспламеняемая свечой накаливания. Образовавшиеся при сгорании газы направляются в жаровую трубу и несколько раз меняя направление своего движения прогревают стенки жидкостных рубашек 2 и 10 и находящуюся в них воду. В результате действия подогревателя происходит термосифонная циркуляция воды между рубашкой подогревателя и водяной рубашкой блока цилиндров. [11]
Блок цилиндров отлит из легированного чугуна вместе с картером. Плоскость разъема нижней половины картера значительно ниже плоскости, проходящей через ось коленчатого вала, что обеспечивает жесткость конструкции блок-картера. Блок-картер представляет собою почти симметричную конструкцию, что позволяет монтировать вспомогательные агрегаты как с одной, так и с другой стороны. Симметричность блока не нарушается наличием картера для размещения кулачкового валика, так как с другой стороны имеется такой же картер для размещения балансирного валика. Торцы блока имеют одинаковую конструкцию, что позволяет монтировать на каждом из них либо картер маховика и механизма передачи, либо картер балансирных грузов и передачу к вентиляторам, в зависимости от того, какой желательно получить двигатель - правый или левый. Последний представляет собою полость вокруг водяной рубашки блока цилиндров, закрываемую снаружи восемью крышками смотровых люков и фланцем корпуса продувочного насоса. На обоих торцах блока имеется ряд каналов для протока масла, закрытых стальными торцевыми плитами. [12]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Для поддержания оптимальной температуры двигателя необходима система охлаждения.
Средняя температура двигателя 800 - 900оС, при активной работе достигает 2000оС. Но периодически необходимо отводить тепло от двигателя. Если этого не делать, двигатель может перегреться.
Но система охлаждения не только охлаждает двигатель, но и участвует в его подогреве, когда тот холодный.
В большинстве автомобилей установлена жидкостная система охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком (рисунок 7.1).
Рис. 7.1. Схема системы охлаждения двигателя
а) малый круг циркуляции
б) большой круг циркуляции
1 - радиатор; 2 - патрубок для циркуляции охлаждающей жидкости; 3 - расширительный бачок; 4 - термостат; 5 - водяной насос; 6 - рубашка охлаждения блока цилиндров;
7 - рубашка охлаждения головки блока; 8 - радиатор отопителя с электровентилятором; 9 - кран радиатора отопителя; 10 - пробка для слива охлаждающей жидкости из блока; 11 - пробка для слива охлаждающей жидкости из радиатора;
12 - вентилятор
Под руководством термостата выполняют свои функции 2 круга циркуляции (рисунок 7.1). Малый круг выполняет функцию подогрева двигателя. После нагревания жидкость начинает циркулировать по большому кругу и охлаждается в радиаторе. Нормальная температура охлаждающей жидкости равна 80-90оС.
Рубашка охлаждения двигателя – это каналы в блоке и головке блока цилиндров. По этим каналам циркулирует охлаждающая жидкость.
Насос центробежного типа способствует перемещению жидкости по рубашке и по всей системе двигателя. заставляет жидкость перемещаться по рубашке охлаждения двигателя и всей системе.
Термостат является механизмов, поддерживающим оптимальный тепловой режим двигателя. Когда запускается холодный двигатель, термостат закрыт и жидкость перемещается по малому кругу. Когда температура жидкости превышает 80-85оС, то термостат открывается, жидкость начинает циркулировать по большому кругу, попадая в радиатор и охлаждаясь.
Радиатор представляет собой множество трубок, образующих большую поверхность охлаждения. Здесь и охлаждается жидкость.
Расширительный бачок. С его помощью происходит компенсация объема жидкости, когда она нагревается и охлаждается. Вентилятор увеличивает поток воздуха в радиатор, при помощи которого и охла
ждается жидкость.
Патрубки и шланги являются соединительным механизмом рубашки охлаждения с термостатом, насосом, радиатором и расширительным бачком.
Течь охлаждающей жидкости. Причина: повреждения радиатора, шлангов, уплотнительных прокладок и сальников. Способы устранения: подтянуть хомуты крепления шлангов и трубок, поврежденные детали заменить на новые.
Перегрев двигателя. Причина: недостаточный уровень охлаждающей жидкости, слабое натяжения ремня вентилятора, засорение трубок радиатора, неисправность термостата. Способы устранения: восстановить уровень жидкости в системе охлаждения, отрегулировать натяжение ремня вентилятора, промыть радиатор, заменить термостат.
www.prava.uz
Изобретение относится к системам жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в карбюраторных и дизельных двигателях. Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания содержит гильзу, подводящие и отводящие патрубки, верхний и нижний пояса охлаждения с размещенным в верхнем поясе кожухом, разделяющим полость на внешний и внутренний отсеки и снабженным щелями, выполненными по касательной к внутренней поверхности кожуха, а на внешней поверхности гильзы цилиндра верхнего пояса размещены выступы, причем подводящие и отводящий патрубки выполнены в корпусе рубашки блока цилиндров, верхний подводящий патрубок соединен каналом с внешним отсеком верхней охлаждающей полости, отводящий патрубок соединен каналом с нижней охлаждающей полостью. Новым в устройстве является то, что щели в кожухе верхнего пояса выполнены по касательной к внутренней поверхности кожуха и на внешней поверхности гильзы цилиндра верхнего пояса размещены выступы. Изобретение обеспечивает повышение надежности и долговечности двигателя путем обеспечения оптимального температурного состояния стенки гильзы цилиндра при работе двигателя в различных режимах. 2 ил.
Изобретение относится к системам жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания и может быть использована в карбюраторных и дизельных двигателях.
Известна рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, в которой гильза цилиндра содержит теплостойкую вставку, расположенную на ее наружной поверхности в средней и нижней частях гильзы и контактирующую с охлаждающей жидкостью, в результате чего повышается надежность и долговечность путем выравнивания температурного уровня внутренней поверхности гильзы /1/. Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, так как несмотря на некоторое повышение температурного уровня внутренней поверхности гильзы в нижней части, неравномерность распределения температур на стенках гильзы в осевом и радиальном направлениях остается весьма значительной. Известна рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, состоящая из пакета плит, контактирующих с гильзой цилиндра, в которых выполнены несообщающиеся друг с другом кольцевые полости охлаждения, через которые прокачивается различное количество охлаждающей жидкости /2/. Недостатком известного технического решения являются сложность коммутации потоков охлаждающей жидкости через кольцевые полости плит, сложность регулирования потоков жидкости, малая площадь теплоотдачи от стенок к жидкости, ухудшение условия для теплопроводности в сопряжении "стенка гильзы - плита", технологические и конструктивные трудности осуществления при проектировании и изготовлении двигателя. Известна система охлаждения многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, в которой циркуляция охлаждающей жидкости обеспечивается подачей ее насосом из радиатора в полости охлаждения головки цилиндров, откуда через соответствующие отверстия жидкость перетекает в полости блока цилиндров, по выходе из которых через другие отверстия возвращается в головку цилиндров, затем вновь опускается в блок цилиндров, после чего направляется в радиатор /3/. Недостатком известной системы охлаждения являются низкая эффективность в связи с тем, что наиболее нагретая при работе двигателя верхняя часть стенки гильзы цилиндра охлаждается жидкостью, уже нагретой в головке цилиндров и неизбежная при такой схеме неравномерность охлаждения отдельных цилиндров многоцилиндрового двигателя. Известна также рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащая гильзу, подводящий патрубок, нижний и верхний пояса охлаждения, нижний и верхний кожухи, разделяющие полости на внешний и внутренний отсеки и имеющие ряды отверстий с увеличивающимися радиальными сечениями в направлении от входа к выходу охлаждающей жидкости, с увеличивающимися сечениями от низа к верху, за счет чего обеспечивается увеличение прокачки охлаждающей жидкости от входа к выходу и от низа гильзы к верху и происходит некоторое выравнивание температуры внутренней поверхности гильзы в радиальном и осевом направлениях, а также повышение надежности и долговечности двигателя /4/. Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, связанная с тем, что поступающая в нижний пояс рубашки охлаждения охлаждающая жидкость из радиатора имеет наиболее низкую температуру, за счет чего эффективно охлаждается нижняя стенка гильзы цилиндра, которая имеет и без того пониженный температурный уровень. Из известных наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащая гильзу, подводящие и отводящие патрубки, верхний и нижний пояса охлаждения с размещенными в них нижним и верхним кожухами, разделяющими полости на внешний и внутренний отсеки и снабженными рядами отверстий с увеличивающимися радиальными сечениями в направлении от входа к выходу, причем в верхнем кожухе ряды отверстий выполнены с увеличением радиальных сечений от низа к верху, а в верхнем поясе охлаждения выполнены отводящие каналы в головку блока цилиндров. Подводящие и отводящие патрубки выполнены в корпусе рубашки блока цилиндров, верхний и нижний подводящие патрубки соединены каналами с внешними отсеками соответственно верхней и нижней охлаждающих полостей, отводящий патрубок соединен каналом с внешним отсеком нижней охлаждающей полости, а ряды отверстий в нижнем кожухе выполнены с увеличением радиальных сечений в направлении от верха к низу. Недостатком известного технического решения является недостаточная эффективность, связанная с тем, что только за счет размеров, количества и расположением отверстий в верхнем кожухе трудно получить равномерное распределение температуры стенки гильзы цилиндра. Техническая задача изобретения - повышение надежности и долговечности двигателя путем обеспечения оптимального температурного состояния стенки гильзы цилиндра при работе двигателя на различных режимах. Техническая задача решается за счет того, что в рубашке жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащей гильзу, подводящие и отводящие патрубки, верхний и нижний пояса охлаждения с размещенным в верхнем поясе кожухом с рядом отверстий, разделяющим верхнюю полость на внешний и внутренний отсеки и снабженным щелями, расположенными параллельно оси гильзы, причем выполнены они по касательной к внутренней поверхности кожуха, а на внешней поверхности верхнего пояса охлаждения гильзы выполнены по всей поверхности выступа и в верхнем поясе охлаждения выполнены отводящие каналы в головку блока цилиндров, в соответствии с заявляемым изобретением подводящие и отводящий патрубки выполнены в корпусе рубашки блока цилиндров, верхний подводящий патрубок соединен каналом с внешним отсеком верхней охлаждающей полости, нижний подводящий патрубок соединен с нижней охлаждающей полостью, которая в свою очередь каналом соединена в отводящим патрубком. Техническая сущность изобретения поясняется графическими материалами, где фиг. 1 - заявляемая рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, продольный разрез; - фиг. 2 - сечение по А-А фиг. 1. Заявляемая рубашка жидкостного охлаждения блока 1 цилиндров двигателя внутреннего сгорания содержит гильзу 2, подводящие 3, 4 и отводящий 5 патрубки, верхний "а" и нижний "б" пояса охлаждения с размещенным в верхнем поясе кожухом 6, разделяющем полость на внешний и внутренний отсеки соответственно 7 и 8. В кожухе 6 выполнены щели 9, расположенные параллельно оси гильзы и прорезанные в направлении, касательном к внутренней поверхности кожуха 6. На внешней поверхности гильзы 2 в верхнем поясе "а" выполнены по всей поверхности выступы 10 прямоугольной или трапециидальной формы в поперечном сечении. В верхнем поясе "а" расположены отводящие каналы 11 в головку блока 1 цилиндров. Полость 12 пояса "б" сообщается с отводящим патрубком 5 каналом 13. Подводящие 3, 4 и отводящий 5 патрубки выполнены в блоке 1, причем верхний 3 подводящий патрубок соединен каналом 14 с внешним отсеком 7 верхней охлаждающей полости, а нижний 4 подводящий патрубок соединен каналом 15 с нижней охлаждающей полостью 12. Заявляемая рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. При работе двигателя охлаждающая жидкость из радиатора (на чертеже не показан) через подводящий патрубок 3 рубашки поступает в отсек 7 верхнего пояса "а" и, обтекая кожух 6, через щели 9 поступает в отсек 8, а затем, обтекая верхнюю часть гильзы 2, выходит через отводящие канал 11 в головку (на чертеже не показана) блока 1. Пройдя головку блока 1, охлаждающая жидкость по обводному каналу (на чертежах не показан) направляется в подводящий патрубок 4, откуда через соединительный канал 15 поступает в полость 12 нижнего пояса "б", обтекая нижнюю часть гильзы 2, и выходит через канал 13 в отводящий патрубок 5. При этом, в связи с тем, что охлаждающая жидкость во внутренний отсек 8 проходит через щели 9, направленные по касательной к внутренней поверхности кожуха 6, во внутреннем отсеке 8 между кожухом 6 и внешней поверхностью гильзы 2 в поясе "а" она приобретает интенсивное вращательное турбулентное движение, благодаря чему выравнивается температура гильзы 2 цилиндра как в радиальном, так и в осевом направлениях. Помимо интенсивного вращательного движения охлаждающей жидкости в поясе "а" теплоотдача от гильзы 2 цилиндра усиливается благодаря турбулизации охлаждающей жидкости за счет оребрения внешней поверхности гильзы 2 цилиндра в поясе "а" размещенными на ней выступами 10, а также за счет увеличения площади теплоотдачи, благодаря этим выступам. Выравнивание температуры гильзы 2 в радиальном направлении приводит к снижению овализации гильзы 2, что непосредственно связано с увеличением моторесурса двигателя. Помимо выравнивания температур наличие тангенциальных щелей в кожухе 6 и выступов 10 из внешней поверхности гильзы 2 цилиндра способствует турбулизации потока охлаждающей жидкости в поясе "а", что прямо связано с повышением теплоотдачи от стенки к жидкости и приводит к снижению температуры стенки гильзы в этом поясе. Некоторое выравнивание температуры стенки гильзы 2 цилиндра в осевом направлении позволяет снизить износ цилиндропоршневой группы двигателя, уменьшить вероятность возникновения на границе между отработанными газами и стенкой гильзы ситуаций, при которых температура стенки гильзы ниже температуры насыщенного водяного пара, входящего в отработанные газы, конденсация которого на стенке гильзы приводит к ее коррозионному износу особенно в процессе пуска, прогрева и работы двигателя на пониженных температурных режимах. Технические преимущества заявляемого устройства состоят в том, что конструктивные особенности его позволили изменить схему циркуляции охлаждающей жидкости и обеспечить режим, при котором прокачка охлаждающей жидкости в верхнем поясе через щелевые отверстия кожуха создает организованное вращательное движение между кожухом и поверхностью гильзы при эффективной теплоотдаче. Охлаждающая жидкость из радиатора при наиболее низкой температуре направляется сначала только во внешний отсек верхнего пояса рубашки, проходит через щели кожуха во внутренний отсек, охлаждая верхнюю часть стенки гильзы цилиндра и через отводящие каналы поступает в головку блока, что обеспечивает повышение температуры нижней части гильзы цилиндра и максимально возможное снижение температуры ее верхней части. Нагретая до более высокой температуры охлаждающая жидкость из головки блока по обводному каналу направляется в нижнюю полость пояса "б", нагревая нижнюю часть стенки гильзы цилиндра, откуда охлаждающая жидкость через отводящий патрубок направляется в радиатор для охлаждения. Техническое преимущество заявляемого устройства состоит также в том, что выравнивание температуры стенки гильзы цилиндра в осевом направлении позволяет использовать в системе смазки двигателя менее вязкое масло, что приводит к снижению механических потерь, повышает эффективность и экономичность двигателя. При этом улучшаются также и эксплуатационные свойства двигателя, так как снижение вязкости масла всегда связано с улучшением его низкотемпературных свойств. Источник информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 1605007, F 02 F 1/00, 24.02.89, публ. БИ N 41, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N 1638340, F 02 F 1/16, F 01 P 3/02, 17.06.88, публ. БИ N 12, 1991. 3. Заявка Франции 2637941, F 01 P 3/02, F 02 F 1/26, 18.10.88, публ. 1990. 4. Авторское свидетельство СССР N 1657706, F 02 F 1/10, 05.06.89, публ. БИ N 23, 1991. 5. Заявка РФ 93015381/06, 6 F 02 F 1/10, F 01 P 3/02, 23.03.93., публ. БИ N 18, 1995 - прототип.Формула изобретения
Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, включающая гильзу, подводящие и отводящий патрубки, верхний и нижний пояса охлаждения с размещенным в верхнем поясе кожухом с рядом отверстий, разделяющим верхнюю полость на внешний и внутренний отсеки, в верхнем поясе охлаждения выполнены отводящие каналы в головку блока цилиндров, при этом подводящие и отводящие патрубки выполнены в корпусе рубашки блока цилиндров, верхний подводящий патрубок соединен каналом с внешним отсеком верхней охлаждающей полости, нижний подводящий патрубок соединен с нижней охлаждающей полостью, которая, в свою очередь, каналом соединена с отводящим патрубком, отличающаяся тем, что ряд отверстий в кожухе верхнего пояса выполнен в виде щелей, размещенных по касательной к внутренней поверхности кожуха, а на внешней поверхности гильзы цилиндра верхнего пояса размещены выступы.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2www.findpatent.ru
,
bankpatentov.ru
Двигатель трактора работает нормально только при определенном тепловом режиме.
Если головка цилиндров, цилиндры, поршни и другие детали перегреты, ухудшаются условия их смазки; повышается трение и износ деталей; цилиндры плохо наполняются воздухом; зазоры в сочленениях деталей становятся недостаточными; возможно заедание поршней в цилиндрах.
Если двигатель трактора переохлажден, увеличиваются потери тепла; топливо плохо испаряется, трудно воспламеняется и неполно сгорает, что снижает мощность и экономичность работы двигателя; резко возрастает износ деталей, так как из-за увеличенной задержки самовоспламенения топлива повышается жесткость работы, а из-за конденсации продуктов сгорания цилиндры, поршни и поршневые кольца подвергаются сильному воздействию коррозии.
Наивыгоднейший тепловой режим работы двигателя трактора поддерживает система охлаждения, которая отводит лишнее тепло от деталей и передает его воздуху.
Если тепло от охлаждаемых деталей отводится непосредственно воздухом, такое охлаждение называют воздушным, если же передатчиком тепла служит вода, то охлаждение называют водяным.
Схема систем водяного охлаждения:
а — с термосифонной циркуляцией воды; б — с принудительной циркуляцией воды; 1 — радиатор; 2 — вентилятор; 3 — верхний бак; 4 — труба; 5 — водяная рубашка головки; 6 — водяная рубашка блока; 7 — труба; 8 — нижний бак; 9—термостат; 10 - водораспределительный канал; 11 — насос; 12—перепускная трубка
В двигателях, имеющих систему водяного охлаждения, детали, подверженные наибольшему нагреву во время работы, заключены в водяные рубашки 5 и 6 (рис. выше) головки и блока. Нагретая вода из водяной рубашки по трубе 4 поступает в радиатор 1. Проходя по трубкам радиатора, между которыми вентилятор 2 просасывает воздух, она охлаждается и по трубе 7 снова поступает в рубашку.
Вода охлаждает детали двигателя трактора лучше, чем воздух, поэтому системы водяного охлаждения двигателей распространены шире, чем воздушного. Однако размеры и масса двигателя с водяным охлаждением больше, уход за ним сложнее. Если зимой такой двигатель не утеплять, он переохлаждается, а во время остановки возникает опасность замерзания воды.
Циркуляция воды в системе может быть термосифонной или принудительной. При термосифонной циркуляции (рис. а) нагретая в водяной рубашке 6 блока вода вытесняется вверх более плотной холодной водой, поступающей из нижнего бака 8 радиатора.
Система с термосифонной циркуляцией проста, но вследствие малой скорости движения воды имеет большую емкость и неравномерно охлаждает детали. Поэтому в настоящее время ее применяют только для охлаждения пусковых двигателей, устройство которых должно быть максимально простым.
Более совершенна система охлаждения с принудительной циркуляцией воды (рис. б), создаваемой насосом 11. Благодаря высокой скорости движения разность температур воды при входе в двигатель и при выходе из него равна 4—8° С.
Чтобы все детали охлаждались равномернее, вода, входящая в водяную рубашку современных двигателей, нагнетается сначала в специальный водораспределительный канал 10, из него поступает к наиболее нагретым деталям, а затем — к остальным.
Система охлаждения может быть открытой (радиатор постоянно сообщен с атмосферой) или закрытой (радиатор сообщен с атмосферой только при повышенном или пониженном давлении в нем). Например, двигатель СМД-14, который стоит на тракторе Т-74, имеет открытую систему охлаждения, а тот же двигатель СМД-14, установленный на тракторе ДТ-75, имеет закрытую систему охлаждения.
Система охлаждения двигателя СМД-14 типична для дизельных двигателей, оборудованных пусковыми двигателями.
Схема системы охлаждения двигателя СМД-14:
1 — сетка; 2 — облицовка радиатора; 3 — сердцевина радиатора; 4—масляный радиатор; 5 — брезентовая шторка; 6 — верхний бак радиатора; 7—пробка; 8 — пароотводная трубка; 9 — горловина; 10, 16, 19 и 30 — патрубки; 11, 18 и 27 — соединительные шланги; 12 — датчик термометра; 13 — указатель термометр; 14 — водоотводящая труба; 15 — соединительный шланг; 17 — пусковой двигатель; 20— сливная трубка; 21 и 22 — соединительные отверстия; 23 — водяная рубашка блока; 24 — водораспределительный канал; 25 — водяная рубашка головки цилиндров; 26 — водяной насос; 28 — вентилятор; 29 — ремень привода вентилятора; 31 — кожух вентилятора; 32 — нижний бак радиатора; 33 — сливная пробка
Водяная рубашка 23 (рис. выше) блока соединена с водяной рубашкой 25 головки цилиндров, а также через отверстия 22 — с водораспределительным каналом 24, отлитым в левой части блока. Спереди этот канал сообщен с водяным насосом 26, который посредством патрубка 30 присоединен к нижнему баку 32 радиатора. Верхний бак 6 радиатора через патрубок 10 и водоотводящую трубу 14 соединен с водяной рубашкой головки цилиндров.
Водяная рубашка пускового двигателя 17 патрубком 19 внизу соединена с водораспределительным каналом 24, а вверху патрубком 16 с водоотводящей трубой 14. Сливают воду из системы через трубку 20, присоединенную к блоку, и через отверстие в нижнем баке, закрываемое пробкой 33.
Во время прогрева пускового двигателя в системе устанавливается термосифонная циркуляция воды. Нагретая в рубашке пускового двигателя вода вытесняется холодной, поступающей из канала 24, и подается по водоотводящей трубе 14 и водяную рубашку 25 головки блока, а из нее через соединительные отверстия 21— в рубашку блока и снова в распределительный канал 24. При этом головка блока и верхняя часть цилиндров прогреваются, что облегчает запуск двигателя.
При работе дизельного двигателя водяной насос 26 засасывает воду из нижнего бака 32 радиатора и нагнетает ее через распределительный канал 24 и отверстия 22 в водяные рубашки 23 и 25. Здесь вода охлаждает цилиндры и головку блока и через трубу 14 отводится в верхний бак 6 радиатора.
Тепловое состояние работающего двигателя контролируют при помощи дистанционного термометра, датчик 12 которого ввинчен в водоотводящую трубу, а указатель 13 смонтирован на щитке приборов. Нужную температуру (80—95° С) поддерживают путем прикрытия сердцевины радиатора шторкой.
Система охлаждения двигателя Д-50Л закрытая. Схема ее подобна системе охлаждения двигателя СМД-14, но в ней есть термостат, который ускоряет прогрев двигателя после пуска и автоматически поддерживает тепловое состояние при различных условиях.
Термостат:
1 — стержень; 2 и 6 — боковые клапаны; 3 — обечайка; 4 — пружинная коробка; 5 — нижняя крышка; 7 — планка; 8 — шарик; 9 — центральный клапан
Все детали термостата (рис. выше) изготовлены из латуни. Пружинная тонкостенная коробка 4, представляющая собой цилиндрическую гармошку, через нижнюю крышку 5 и отштампованные за одно с ней планки 7 соединена с обечайкой 3. К верхней крышке пружинной коробки припаян пустотелый стержень У, на резьбовой конец которого навернут центральный клапан 9. К этой же крышке припаян боковой клапан 6. В сжатую пружинную коробку через сверление в стержне 1 заливают немного легкокипящей жидкости. После этого отверстие в стержне заглушают шариком 8 и запаивают, благодаря чему коробка остается в сжатом состоянии.
При повышении температуры воды жидкость в пружинной коробке 4 испаряется, давление в ней увеличивается, коробка растягивается и центральный клапан 9 открывается. Одновременно с этим боковой клапан 6 закрывает окна в обечайке.
Схемы системы охлаждения двигателя Д-50Л (а) и установки термостата (б):
1 — жалюзи; 2 — масляный радиатор; 3 — сердцевина водяного радиатора; 4 — водяной насос; 5 — вентилятор; 6 — кожух вентилятора; 7 — планка управления створками жалюзи; 8 — верхний бак радиатора; 9 — пробка заливной горловины; 10 — отражатель заливной горловины; 11 — пароотводная трубка; 12 — датчик термометра; 13 — корпус термостата; 14, 17 и 25 — шланги; 15 — термометр; 16 — термостат; 18 — труба отвода нагретой воды от пускового двигателя; 19 и 23 — соединительные отверстия; 20 — водяная рубашка головки цилиндров; 21 — водораспределительный канал; 22 — патрубок подвода холодной воды к пусковому двигателю; 24 — водяная рубашка блока цилиндров; 26 — всасывающий патрубок; 27 — ремень привода вентилятора; 28 — нижний бак радиатора; 29 — латунный стаканчик; 30 — сливной кран
Термостат установлен в разъемном корпусе 13 (см. рис. выше) так, что отбуртовка нижнего края обечайки зажата между верхней и нижней половинками корпуса. Верхняя горловина обечайки термостата плотно вставлена в отверстие перемычки, разделяющей полости А и Б корпуса термостата. Эти полости соединены соответственно: А — с верхним баком 8 радиатора, Б — со всасывающей полостью водяного насоса 4 посредством шланга 17 и В — с водяной рубашкой 20 головки цилиндров дизельного двигателя и с водяной рубашкой головки цилиндров пускового двигателя посредством трубы 18.
При прогреве пускового двигателя в системе устанавливается термосифонная циркуляция. Вода, нагретая в водяной рубашке пускового двигателя, поднимается и по трубе 18 и каналу Г корпуса термостата поступает в его полость В, откуда через водяную рубашку головки цилиндров дизельного двигателя и патрубок 22 снова возвращается в водяную рубашку пускового двигателя.
При работе дизельного двигателя, а также во время его прокручивания пусковым двигателем в системе происходит принудительная циркуляция воды. Водяной насос 4 нагнетает воду через водораспределительный канал 21 и отверстия 23 в водяную рубашку 24 блока для охлаждения цилиндров. Далее вода через отверстия 19 идет в водяную рубашку 20 головки блока цилиндров, охлаждает здесь камеры сгорания, всасывающие и выпускные клапаны, а также латунные стаканчики 29 форсунок.
Из головки блока вода поступает в полость В корпуса 13 термостата. Дальнейший путь воды зависит от ее температуры. Если температура воды ниже 70° С, то горловина обечайки термостата закрыта центральным клапаном, а боковые окна открыты. Поэтому она не сможет попасть в радиатор, а, пройдя через боковые окна в полость Б, по каналу Д и резиновому шлангу 17 поступит во всасывающую полость водяного насоса, не охлажденная снова будет нагнетаться в водяную рубашку, и двигатель быстро прогреется.
Когда температура воды превысит 70° С, откроется центральный клапан термостата, а окна его обечайки закроются боковыми клапанами. Вода из полости В начнет поступать в полость А и далее по шлангу 14— в верхний бак 8 радиатора. Пройдя по его трубкам в нижний бак 28, она вернется по резиновому шлангу 25 во всасывающий патрубок 26 водяного насоса уже охлажденной.
При температуре 83° С центральный клапан термостата открыт полностью, и весь поток воды проходит через радиатор. При температуре ниже 83° С боковые клапаны не полностью закрывают окна обечайки, поэтому часть воды проходит к водяному насосу, минуя радиатор. Так автоматически регулируется тепловое состояние двигателя.
Для запуска дизеля Д-50 вместо пускового двигателя применяют электрический стартер. Поэтому корпус термостата устроен проще, чем термостата двигателя Д-50Л.
www.ya-fermer.ru
