Спосіб охолодження поршня

Спосіб охолодження поршня, у корпусі якого виконують закриту порожнину циліндричної форми, заповнену холодоагентом - дистильованою водою, висота шару якої у порожнині відповідає тій кількості води, яка забезпечує при її випаровуванні 3 економії палива та збільшення ресурсу двигуна. На фіг.1 показано поршень з конструктивно виконаною порожниною для реалізації способу. На фіг.2 показано фрагмент поршня з виконаною в ньому порожниною, в якій розміщено просторову сітку з теплопровідного матеріалу; об'єм порожнини значно більший об'єму заповненого дистильованою водою чи її розчином. У поршні 1 виконана порожнина циліндричної форми 2, яка розміщена під камерою згоряння 3, порожнина заповнена просторовою сіткою 4 та певною кількістю дистильованої води чи її розчину 5 для охолодження поршня та компресійних кілець 6, які герметизують зазор між циліндром 7 та поршнем 1 з метою запобігання прориву газів (продуктів згоряння) у картер. Спосіб водяного охолодження поршня здійснюють наступним чином. У процесі робочого такту під час руху поршня 1 від верхньої мертвої точки до нижньої мертвої точки охолодження поршня здійснюється в результаті випаровування води 5 з наростанням тиску насиченої пари у порожнині 2, при цьому відповідно змінюється її температура. Теплова енергія поршня передається воді за умови перепаду температур між корпусом поршня і води, яка в свою чергу залежить від співвідношення кількості води до загального об'єму порожнини і, як наслідок, - тиску насиченої пари води. У процесах тактів випуску відпрацьованих газів та подачі свіжого заряду накопичена пароводяною системою теплова енергія передається робочому тілу та супроводжується зниженням температури пароводяної системи і конденсацією водяної пари. Пульсації температури робочого тіла спричинюють відповідні пульсації температури пароводяної системи, поршня 1 і кілець 6 навколо певних середніх їх температур, які залежать від навантаження двигуна, але їх значення значно нижчі порівняно з роботою двигуна без охолодження поршня, і регулюються співвідношенням між кількістю залитої води і загальним об'ємом порожнини 2, що визначає величину тиску насиченої пари води у порожнині. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 60489 4 У процесі зворотно-поступального руху поршня, при запуску двигуна, коли температура поверхні нагріву нижче температури насичення випаровуваної речовини, крапля рідини, потрапляючи на поверхню порожнини чи просторової сітки, розтікається по ній тонким шаром і повільно випаровується. Коли температура поверхні нагріву перевищує температуру насичення, то в рідині, що розтікається, спостерігається бульбашкове кипіння. З подальшим підвищенням температури бульбашкове кипіння стає більш інтенсивним, коефіцієнт тепловіддачі зростає і відповідно час повного випаровування краплі зменшується. У процесі зворотно-поступального руху поршня рідина внаслідок дії сил інерції розтікається по всій поверхні нагріву. При досягненні поверхнею нагріву деякої температури рідина, потрапляючи на поверхню, вже не розтікається а збирається у сферичну краплю, контактуючу з поверхнею на протязі всього періоду випаровування. Таким чином, використання запропонованого способу охолодження поршня двигуна внутрішнього згоряння порівняно з відомими способами охолодження дає можливість: підвищити ефективність охолодження поршня, підтримувати значно нижчою температуру його з метою зменшення відкладень в області компресійних кілець та запобігання їх заляганню і прориву продуктів згоряння у картер із зменшенням потужності двигуна, знизити витрату масла, зменшити силу тертя між поршнем і циліндром і, тим самим, збільшити строк служби циліндро-поршневої групи, економити паливо. Джерела інформації: 1. Орлин А. С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Машгиз, 1962, т.3. - C.102–103 (аналог). 2. Авторське свідоцтво СРСР №724787. "Способ воздушного охлаждения поршня", F01 Р 1/04, Бюл. №12, 30.03.80 (аналог). 3. Пат.46452, UA. Спосіб водяного охолодження поршня / Ріло І.П., Марчук М.М., Дмитрук Ю.С. Заявл. 15.06.2009; опубл.25.12.2009 у Бюл.№24, МПК(2009) F01P 3/00 (прототип). Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601