Головка циліндрів теплонапруженого дизеля

Головка циліндрів теплонапруженого дизеля, яка містить випускний клапан з направляючою втулкою, в нижній частині якої виконана розширювальна порожнина, сполучена з повітропідвідною магістраллю, яка відрізняється тим, що на стержні клапана в зоні, що прилягає до тарілки клапана, виконана кільцева проточка, відокремлена від розширювальної порожнини ділянкою циліндричної поверхні стержня клапана, а при закритому положенні клапана кільцева проточка сполучає розширювальну порожнину з випускним трактом Винахід відноситься до двигунобудування, переважно до головок циліндрів теплонапружених дизелів з обмеженим тепловідведенням від деталей камери згоряння Одним з найбільш напружених елементів такого дизеля є випускний клапан, який працює в умовах високих температур, газової ерозії Внаслідок недостатнього тепловідведення і відсутності надійного змащення, виникають перекоси клапана, його заклинювання в направляючій втулці, що приводить до аварійної зупинки двигуна Для підтримання необхідного температурного режиму і забезпечення надійної роботи пари стержень клапана - направляюча втулка використовують різноманітні пристрої, які перешкоджають вигорянню масляної плівки в цій парі, а також стабілізують умови змащення Відома, наприклад, конструкція головки циліндрів, яка містить ущільнення, виконане з фторопласту у вигляді тонкостінного ковпачка (див заявку №2105403 Великобританії, опубл 29 03 83, кл FOIL 3/08) Тонкостінний ковпачок має конічну ділянку, що щільно охоплює стержень клапана і циліндричну ділянку навколо направляючої втулки На частині внутрішньої поверхні конічної ділянки ковпачка утворені спіральні ребра, поміж якими до стержня підводиться мастило Функціональне призначення ковпачка-обмеження витікання мастила зі спряження стержень клапана - направляюча втулка і зменшення його вигоряння теплонапруженого дизеля, температура яких (650-680°С) перевищує гранично допустиму для фторопласта (300-350°С), хоча й відомий досвід успішного використання пластмасових ущільнень для направляючих втулок впускних клапанів За прототип прийнята головка циліндрів (див патент Великобританії №1490179, кл FOIL 3/08, 1982 р), яка містить направляючу втулку клапана, в нижній частині якої виконані кільцеві канавки, що утворюють розширювальну порожнину зі стержнем Недоліком описаної конструкції є те, що вона не може бути використана для випускних клапанів клапана, і повітропідвідну магістраль в ТІЛІ ГОЛО ВКИ, сполучену з однією з цих канавок Функціональне призначення розглянутої конструкції - прототипу - забезпечити вприскування рідини або ж подачу повітря в впускний (випускний) тракт на ВІДПОВІДНИХ тактах Недоліки прототипу Конструкція-прототип безумовно знижує температуру стержня випускного клапана, особливо в його нижній частині, за рахунок перетікання охолоджувача, але при цьому умови для змащення пари стержень клапана направляюча втулка залишаються важкими, робота вказаної пари тертя супроводжується підвищеними витратами мастила на угар, так як при відкритому положенні випускного клапана випускні гази (особливо в початковій стадії такту "випуск"), які мають більший тиск, чим повітря в системі охолодження, витісняють охолоджувач по відкритій для їх проникнення системі каналів і порожнин При цьому підігрівається стержень клапана і направляюча втулка Це знижує надійність клапанного вузла і головки циліндрів в цілому CO 00 00 сч ю 52883 Задача винаходу- підвищення надійності клапанного вузла головки циліндрів теплонапруженого дизеля шляхом обмеження проникнення випускних газів в спряження стержень клапана направляюча втулка Задача винаходу полягає в створенні головки циліндрів теплонапруженого дизеля, який містить випускний клапан з направляючою втулкою, в нижній частині якої виконана розширювальна порожнина, сполучена з повітропідвідною магістраллю Згідно винаходу, на стержні клапана в зоні, що прилягає до тарілки клапана, виконана кільцева проточка таким чином, що при відкритому положенні клапана кільцева проточка відокремлена від розширювальної порожнини ділянкою циліндричної поверхні стержня, а при закритому положенні клапана кільцева проточка сполучає розширювальну порожнину з випускним трактом Поставлена задача досягається за рахунок слідуючих нових ознак - на стержні клапана в зоні, що прилягає до тарілки клапана виконана кільцева проточка, - при відкритому положенні клапана кільцева проточка відокремлена від розширювальної порожнини ділянкою циліндричної поверхні стержня, - при закритому положенні клапана кільцева проточка сполучає розширювальну порожнину з випускним трактом Функціональне призначення сукупності заявлених ознак - обмеження проникнення випускних газів в спряженні стержень клапана - направляюча втулка, зменшення вигоряння масла і покращення умов змащення в цій парі тертя, а також локальне охолодження стержня клапана На стержні клапана в зоні, що прилягає до тарілки клапана, виконана кільцева проточка таким чином, що при відкритому положенш клапана кільцева проточка відокремлена від розширювальної порожнини ділянкою циліндричної поверхні стержня клапана При такому конструктивному рішенні на такті "випуск" тимчасово обмежується витікання охолоджуючого повітря із розширювальної порожнини в випускний тракт В розширювальній порожнині при цьому створюється наднормальнии тиск повітря, який перешкоджає проникненню випускних газів в зазор між стержнем і направляючою втулкою Наднормальнии тиск перешкоджає також витіканню і вигорянню мастила Стабілізуються умови змащення, покращується тепловідведення від стержня клапана, підвищується надійність клапанного вузла На стержні клапана в зоні, що прилягає до тарілки клапана, виконана кільцева проточка таким чином, що при закритому положенні клапана кільцева проточка сполучає розширювальну порожни ну з випускним трактом Зазначене конструктивне рішення забезпечує циркуляцію стисненого повітря при закритому положенні клапана, тобто в період, коли не можливе проникнення випускних газів у відкриту для витікання повітря порожнину охолодження Як наслідок, покращуються умови тепловідведення від стержня і направляючої втулки, знижується локально температура вузла, підвищується його надійність На фігурі показано загальний вид головки циліндрів теплонапруженого дизеля Головка циліндрів теплонапруженого дизеля містить випускний клапан 1 з направляючою втулкою 2, в нижній частиш якої виконана розширювальна порожнина 3, сполучена з повітропідвідною магістраллю 4 На стержні клапана 1 в зоні, що прилягає до тарілки клапана, виконана кільцева проточка 5 таким чином, що при відкритому положенні клапана 1 кільцева проточка 5 відокремлена від розширювальної порожнини ділянкою циліндричної поверхні стержня клапана, а при закритому положенні клапана 1 кільцева проточка 5 сполучає розширювальну порожнину 3 з випускним трактом 6 Під час роботи двигуна на такті "випуск" випускний клапан 1 знаходиться у відкритому положенні Стиснене повітря, яке надходить по повітропідВІДНІЙ магістралі 4 в розширювальну порожнину З, відокремлену від проточки 5 ділянкою циліндричної поверхні стержня клапана 1, накопичується в порожнині 3, внаслідок обмеженого витікання через зазор між стержнем клапана і направляючою втулкою 2 В порожнині 3 спостерігається наднормальнии тиск, який перешкоджає проникненню випускних газів в зазор між стержнем клапана і направляючою втулкою Тиск в порожнині 3 перешкоджає також витіканню мастила вподовж стержня клапана 1 Зменшується вигорання мастила, стабілізуються умови змащування і тепловідведення При закритому положенні клапан 1 стиснене повітря з повітропідвідної магістралі 4 через розширювальну порожнину 3 і проточку 5 надходить в випускний тракт 6, охолоджуючи стержень клапана 1 і направляючу втулку Локально знижується температура стержня і направляючої втулки Використання заявленої конструкції головки дозволить обмежити проникнення випускних газіва в спряження стержень клапана - направляюча втулка, зменшити вигоряння мастила, підвищити надійність клапанного узла Джерела інформації 1 Патент Російської Федерації № 2005892 Головка цилиндров теплонапряженного дизеля / Шеховцов А Ф Тринев А В и др // опубл Б И 1994, №1 e n ro 0 0 0 0 w