Система воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания и способ ее работы

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. В системе воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, содержащей ребра охлаждения, расположенные на головке и на цилиндре перпендикулярно его оси, и кожух с вентилятором и направляющим аппаратом, разделенный на первый контур, охватывающий ребра цилиндра и снабженный выходным устройством, и второй контур, охватывающий ребра головки и снабженный выходным отверстием, с противоположной стороны от направляющего аппарата на цилиндре изготовлены ребра, расположенные параллельно его оси и охватываемые вторым контуром кожуха, при этом выходное устройство первого контура ограничено кожухом и двумя крайними ребрами цилиндра, которые параллельны его оси. Способ работы системы воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что после отвода от ребер головки воздух направляют параллельно оси цилиндра и вдоль его стенки, расположенной с противоположной стороны от подвода воздуха к цилиндру. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения цилиндра двигателя. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.

Известны системы воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, содержащие ребра охлаждения, расположенные на головке и на цилиндре параллельно его оси, и кожух, охватывающий ребра на головке и цилиндре, снабженный вентилятором, направляющим аппаратом и выходным устройством.

Способ работы этой системы воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания характеризуется нагнетанием воздуха вентилятором в направляющий аппарат, подводом воздуха из направляющего аппарата к головке, прохождением воздуха между ребрами на головке и на стенке цилиндра в направлении, параллельном его оси, и отводом воздуха от ребер цилиндра [1].

При использовании этих систем охлаждения значительно возрастают габариты двигателя по высоте, ухудшается неравномерность нагрева цилиндра из-за повышенных температур в зоне выпускного патрубка головки, а так же требуются большие затраты мощности на привод вентилятора.

Известны системы воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, содержащие ребра охлаждения, расположенные на головке и на цилиндре перпендикулярно его оси, и кожух с вентилятором и направляющим аппаратом, разделенный на первый контур, охватывающий ребра цилиндра и снабженный выходным устройством, и второй контур, охватывающий ребра головки и снабженный выходным отверстием.

Способ работы известных систем воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания характеризуется нагнетанием воздуха вентилятором в направляющий аппарат, подводом воздуха из направляющего аппарата к головке и к цилиндру, прохождением воздуха между ребрами на головке и на стенке цилиндра в направлении, перпендикулярном его оси, и отводом воздуха от ребер цилиндра и головки через выходное устройство и выходное отверстие соответственно [2].

При работе двигателей с известными системами воздушного охлаждения образуется застойная зона в области стенки цилиндра, расположенной с противоположной стороны от подвода воздуха к цилиндру, что приводит к неравномерному нагреву цилиндра и, как следствие, к повышенному износу его рабочей поверхности.

Задачей предложения является создание системы воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания с улучшенным теплоотводом от стенки цилиндра, расположенной с противоположной стороны от стенки, на которую подводится воздух для охлаждения цилиндра.

Согласно поставленной задаче целью изобретения является улучшение охлаждения цилиндра.

Для этого в системе воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, содержащей ребра охлаждения, расположенные на головке и на цилиндре перпендикулярно его оси, и кожух с вентилятором и направляющим аппаратом, разделенный на первый контур, охватывающий ребра цилиндра и снабженный выходным устройством, и второй контур, охватывающий ребра головки и снабженный выходным отверстием, с противоположной стороны от направляющего аппарата на цилиндре изготовлены ребра, расположенные параллельно его оси и охватываемые вторым контуром кожуха, при этом выходное устройство первого контура ограничено кожухом и двумя крайними ребрами цилиндра, которые параллельны его оси.

В способе работы системы воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, характеризующимся нагнетанием воздуха вентилятором в направляющий аппарат, подводом воздуха из направляющего аппарата к головке и к цилиндру, прохождением воздуха между ребрами на головке и на стенке цилиндра в направлении, перпендикулярном его оси, и отводом воздуха от ребер цилиндра и головки через выпускное устройство и выпускное отверстие соответственно, после отвода от ребер головки воздух направляют параллельно оси цилиндра и вдоль его стенки, расположенной с противоположной стороны от подвода воздуха к цилиндру.

Такое выполнение системы воздушного охлаждения позволяет исключить застойные зоны на стенке цилиндра и улучшает на нем равномерность распределения температурных полей.

Пример выполнения системы воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания иллюстрируется на чертежах.

На фиг. 1, как вариант, показан одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Как показано на чертежах, двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением содержит цилиндр 1, в котором размещен поршень 2, соединенный с коленчатым валом 3 и совершающий возвратно-поступательное движение. Цилиндр 1 соединен с головкой 4 и укреплен на картере 5. Система воздушного охлаждения для двигателя содержит кожух 6 с вентилятором 7, размещенном на коленчатом валу 3, и направляющим аппаратом 8. Ребра 9 изготовлены на головке 4, а на цилиндре 1 изготовлены ребра 10, которые перпендикулярны его оси 11, и ребра 12, которые параллельны его оси 11 и расположены с противоположной стороны от направляющего аппарата 8. Кожух 6 имеет первый контур, охватывающий ребра 10 цилиндра 1 и снабженный выходным устройством 13, и второй контур, охватывающий ребра 9 головки 4 и ребра 12 цилиндра 1 и снабженный выходным отверстием 14. Выходное устройство 13 первого контура ограничено кожухом 6 и двумя крайними ребрами 12 цилиндра 1, а выходное отверстие 14 второго контура расположено между кожухом 6 и картером 5.

При работе двигателя охлаждающий воздух нагнетается вентилятором 7 в кожух 6 и подводится из направляющего аппарата 8 к первому контуру для охлаждения цилиндра 1 и к второму контуру для охлаждения головки 4. По первому контуру воздух проходит между ребрами 10 в направлении, перпендикулярном оси 11 цилиндра 1, и выходит через выходное устройство 13, дополнительно отводя тепло от двух крайних ребер 12. По второму контуру воздух проходит между ребрами 9 головки 4 в направлении, перпендикулярном оси 11 цилиндра 1, а затем его поток разворачивают и направляют параллельно оси 11 цилиндра 1 и вдоль его стенки и ребер 12, расположенных с противоположной стороны от подвода воздуха к цилиндру 1. Из второго контура охлаждения воздух выходит из выходного отверстия 14.

Такое выполнение системы воздушного охлаждения позволяет равномерно распределить поля температур по стенке цилиндра, уменьшить механические потери и снизить износ рабочей поверхности цилиндра.

Источники информации 1. Патент Германии 820227, кл. 46с4,1, 1968.

2. Патент России 2133839, кл. F 01 P 1/00, 1999.

Формула изобретения

1. Система воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, содержащая ребра охлаждения, расположенные на головке и на цилиндре перпендикулярно его оси, кожух с вентилятором и направляющим аппаратом, разделенный на первый контур, охватывающий ребра цилиндра и снабженный выходным устройством, второй контур, охватывающий ребра головки и снабженный выходным отверстием, отличающаяся тем, что с противоположной стороны от направляющего аппарата на цилиндре изготовлены ребра, расположенные параллельно его оси и охватываемые вторым контуром кожуха.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выходное устройство первого контура ограничено кожухом и двумя крайними ребрами цилиндра, которые параллельны его оси.

3. Способ работы системы воздушного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, характеризующийся нагнетанием воздуха вентилятором в направляющий аппарат, подводом воздуха из направляющего аппарата к головке и цилиндру, прохождением воздуха между ребрами на головке и на стенке цилиндра в направлении, перпендикулярном его оси, и отводом воздуха от ребер цилиндра и головки через выпускное устройство и выпускное отверстие соответственно, отличающийся тем, что после отвода от ребер головки воздух направляют параллельно оси цилиндра и вдоль его стенки, расположенной с противоположной стороны от подвода воздуха к цилиндру.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2