Рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКво 2 4 Ффж-"ижных сферичекаж ый из коИСАНИЕ ИЗОБРЕТ,2(088,8)Г Г 3530723,2, опублик. 19 ЧЕНИЯРЕННЕГ ИЛКОСТНОГО ОХЛА В ЛВИГАТЕЛЯ ВНУ изобретения: в кол охлаждения распо ГОСУД АРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) РУБАИКА жБЛОКА ЦИЛИНЛРОСГОРАНИЯ(57) Сущностьцевой камере 3 Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ЛВС) .,Известна рубашка жидкостного ох" лаждения блока цилиндров ЛВС, содержащая кольцевую камеру охлаждения и внешний кожух вокруг гильзы цилинд ра, 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 интен сифицировать теплоотвод от верхней наиболее теплонапряженной части гиль зы цилиндра, что обеспечивает бо.801740716 А1)501 Р 3/02 2жена засыпка из неподвских турбулизаторов 5 лторых выполнен полым с герметичной внутренней полостью, частично заппл ненной теплоносителем. Оболочка 6 каждого турбулизатора выполнена тонкостенной металлической и снабже на 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 сцет гофра, цто увеличивает поверхность контакта, 3 ил. лее равномерное ее температурноеполе. При этом существенно уменьшается деформация гильзы и связанные сэтим износы деталей цилиндрппоршневой Группы.Однако интенсификация теплообменапри движении охлаждающей жидкости повинтовому каналу относительно невысока, цто сохраняет высокий температур ньй уровень в верхней части гильзы цилиндра, особенно на форсированныхрежимах работы.Известна рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров ЛВС, содержащая кольцевую камеру охлаждения5 и внешний кожух вокруг гильзы цилиндра, причем в верхней части камеры соосно гильзе установлена ци"линдрическая вставка со сквознымиотверстиями в обецайке, оси которыхнаправлены нормально к поверхностистенки гильзы.Струйное охлаждение верхней части:гильзы не обеспечивает равномерностиее температурного поля. Эта неравно",мерность объясняется тем, цто кэффициент теплоотдачи, максимальный вточке удара струи о стенку гильзы(критическая точка), на сравнитель-.но небольшом удалении от критическойточки резко падает. Кроме того, интенсивность струйного охлаждениясущественно снижается вследствиевоздействия сносящего струи потокаохлаждающей жидкости, Все это вцелом снижает эффективность струйного охлаждения стенки гильзы.Наиболее близкой по техническОЙсущности к предлагаемому являетсярубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров ДВС, содержащая кольцевую камеру охлаждения и внешнийкожух вокруг гильзы цилиндра, причем. в камере расположена засыпка иэ неподвижных сферических турбулизаторов.Благодаря наличию сферических турбулизаторов теплоотдаца с поверхности гильзы увелицияается (при не. изменном расходе охладителя) как засчет роста скорости движения охладителя, так и вследствие вихреобразования при омывании сферических элементов и тем самым турбулизации потока у стенок кольцевой камеры.Значительная доля теплоты в насып"ных слоях передается путем теплопроводности, причем эффективная теплопроводность слоя за висит от термическихсопротивлений в .зонах контакта сферических элементов как друг с другом, так и со стенкой гильзы.В известном техническом решениимежду элементами слоя имеет местоточечный контакт, что обуславливаетзначительное тепловое сопротивление,а значит невысокий Фффективный коэфФициент теплопроводности, как след"ствие, низкую интенсивность охлажДениЯ теплонапРЯженной.д повеРхности гильзы,Кроме того, в известном техническом решении величины эффективногокоэффициента теплопроводности , слояи коэффициента теплоотдачи с поверх"ности гильзы практически не зависятот плотности теплового потока цкна ее стенке. Величина цс для ДВС,изменяется не только вследствие пе-гриодичности д его принципа действия,но и при изменении режима работы,изменяется Че и по высоте гильзы,что вызывает переохлаждение гильзыи тем самым снижает эффективностьработы ДВС.Цел изобретения - повышение ин О тенсивности охлаждения теплонапряженной поверхности гильзы.Поставленная цель достигаетсятем, цто в рубашке жидкостного охлаждении блока цилиндроафВС, содериащей кольцевую камеру охлаждения ивнешний кожух вокруг гильзы цилиндра,причем в камере расположена засыпкаиз неподвижных сферических турбули"заторов, каждый турбулизатор выпол" 20 нен полым с герметичной внутреннейполостью, частично заполненной теплоносителем, а его оболоцка выполне"на тонкостенной металлической иснабжена диаметральным, компенсирую щим гофром.Такое выполнение турбулизаторовпозволяет менять величину теплопроводности засыпки в зависимости отизменения теплового потока сср цто(учитывая возросшуа дола теплопроводности в отводе теплоты от гильзы) позволяет в целой регулировать1интенсивность теплоотвода от стенкигильзы цилиндра, Изменение теплопроВодности обеспечивается эа счет из 35 ,менения площад контакта турбулизато"Iра с соседними турбулизаторами и состенкой гильзы. Увеличение тепловогопотока приводит к тому, что увеличивается,температура, а следовательнои давление (особенно заметно это про"является при использовании в качест"ве теплоносителя воды) в турбулизато"ре, он "разбухает" (благодаря тому,что оболочка имеет гофр) и вжимаетсяв соседние турбулизаторы и стенкугильзы (благодаря тому, что оболочкатоностенная), увеличивая площадь кон"такта с ними. Уменьшение тепловогопотока уменьшает температуру и давление внутри турбулизатора, оболочка"сжимается", уменьшается площадьконтакта, а следовательно и теплопроводность засыпки. Таким образом, иэменение интенсивности подводимоготеплового потока, вызванно о такт"ностью работы двигателя (у малооборотных ДВС) или сменой режима работы(переход на Форсаж или долевые на5174 груэки) отслеживается изменением теплопроводности засыпки турбулизаторов, что позволяет регулировать интенсивность. теплоотвода от стенки гильзы.На Фиг. 1 представлена рубашка жидкостного охлаждения, продольный раз" реэ, на фиг. 2 и 3 - узел 1 на фиг,1,Рубашка жидкостного охлаждения содержит гильзу 1 и внешний кожух 2, образующие кольцевую камеру 3 охлаж. дения, в которой расположена засып" ка. 4 из сФерических турбулизаторов 5, выполненных с тонкостенными металлическими оболочками б частично заполненных теплоносителем и имеющихточки контакта 7 с соседними турбулизаторами 5 и стенкой гильзы 1. Оболочки б имеют диаметральный гоФркомпенсатор 8.При работе охлаждающая жидкость поступает в камеру 3, омывает стен- ку гильзы 1 и сФерические турбулизаторы 5, нагревается и отводится в систему охлаждения (не показана).Отвод теплоты от стенки гильзы 1 осуществляется конвекцией эа счет движения вдоль нее охладителя и теплопроводностью через точки контакта 7 с турбулизаторами 5.При умеренном тепловом потоке (фиг.2) осуществляется фточечный" контакт, увеличение тепловой нагрузки приводит к росту давления в тур"716 ббулизаторах 5, вызывая "распухание"их оболочек 6 за счет гофра 8, чтоувеличивает площадь контакта (см.фиг.3), а следовательно и теплопроводность засыпки 4, увеличивая ин- тенсивность теплоотвода. Применение предлагаемой рубашки 1 О жидкостного охлаждения позволяетснизить температурный уровень и увеличить равномерность температурного поля гильзы, что увеличивает ее ре" сурс.15Формула изобретения Рубашка жидкостного охлажденияблока цилиндров двигателя внутрен него сгорания, содержащая кольцевуюкамеру охлаждения и внешний кожухвокруг гильзы цилиндра, причем в камере расположена засыпка иэ неподвижных сФерических турбулиэаторов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения интенсивности охлаждения теплонапряженной поверхностигильзы, каждый турбулизатор выполненполым с герметичной внутренней по- ЗО лостью, частично заполненной теплоносителем,а его оболочка выполненатонкостенной металлической и снабжена диаметральным компенсирующим гоФром.417 Й 0716 ставитель В.Медв ехред И.Моргентал Редактор Н,Киштулине Подписноебретениям и открытиям при ГЕНТ СССРаушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 О Заказ 2302ВНИИПИ Госу Тираж енного комитета по и 13035, Иосква, 3-35,ее орректор С.Шекмар