Охолоджуваний клапанний вузол теплонапруженого дизеля

1. Охолоджуваний клапанний вузол теплонапруженого дизеля, який містить випускний клапан з осьовим повітропідвідним каналом, що переходить 3 82477 ночасно захищає тарілку клапана, а також розміщені в ній наскрізні отвори від нагару. Недоліки прототипу. У процесі тривалої експлуатації дизеля тонкостінний кожух зазнає дію високих температур, газової ерозії, витримує значні механічні навантаження, внаслідок чого деформується. При цьому порушується нормальне витікання охолоджуючого повітря. Вказані недоліки знижують надійність конструкції-прототипу. Задача винаходу - підвищення надійності охолоджуваного клапанного вузла теплонапруженого дизеля шляхом захисту порожнини охолодження від забруднення продуктами неповного згоряння палива та усунення ерозіойного зношення наскрізних отворів у тарілці клапана в процесі експлуатації. Задача винаходу вирішується наступним чином. У відомій конструкції випускного клапана теплонапруженого дизеля, який містить осьовий повітропідвідний канал, що переходить в розширювальну порожнину, сполучену за допомогою наскрізних отворів у тілі клапана з випускним трактом, згідно винаходу, випускний клапан споряджений принаймні одним трубчастим елементом, встановленим з можливістю його заміни в парі наскрізних отворів у тілі клапана, виконаних співвісно з розміщенням їхньої спільної осі, паралельно площині тарілки, при цьому тр убчастий елемент містить принаймні один радіальний отвір, що сполучає розширювальну порожнину з випускним трактом, а сам трубчастий елемент встановлений в парі наскрізних отворів з натягом. Функціональне призначення сукупності заявлених ознак - захист порожнини охолодження від забруднення продуктами неповного згоряння палива та усунення ерозійного зношення наскрізних отворів в тілі клапана. Клапан споряджений принаймні одним трубчастим елементом, встановленим з можливістю його заміни в парі наскрізних отворів у тілі клапана. Завдяки такому рішенню трубчастий елемент створює перешкоду для проникнення продуктів згоряння безпосередньо в порожнину охолодження клапана і погіршення тепловідведення з охолоджуючим повітрям. Продукти неповного згоряння при цьому затримуються трубчастим елементом, який сам може бути легко очищений або замінений цілком при значних забрудненнях. Клапан не перегрівається від забруднення, підвищується його надійність. Рекомендується виготовляти тр убчастий елемент з жаростійких сталей з близькими коефіцієнтами термічного розширення. Наскрізні отвори виконують попарно і співвісно з розміщенням їх спільної осі паралельно площині тарілки. При такому конструктивному рішенні спрощується установка трубчастого елемента в тарілку і його демонтаж при заміні. Розміщення кінців трубчастого елемента в двох наскрізних отворах, однаково віддалених від основної теплосприймаючої поверхні тарілки (спільна вісь отворів паралельна площині тарілки), вирівнює температуру елемента по довжині, зменшує термічне напруження, як у самому елементі, так і , частково, у тарілці клапана. Діаметр наскрізних отворів призначається таким чином, щоб сума площ прохід 4 них перетинів у трубчастих елементів, як і в інших аналогічних охолоджуваних проточних порожнинах, наприклад у аналога або ж прототипа, не перевищувала площі осьового повітропідвідного каналу в стержні клапана. - Трубчастий елемент містить принаймні один радіальний отвір, що сполучає розширювальну порожнину з випускним трактом. При радіальному розміщенні отвору розширювальна порожнина сполучається з випускним трактом найкоротшим шляхом, і втрати тиску о холоджуючого повітря в цьому випадку мінімальні, а отже ефективність охолодження клапана зростає. Радіальний отвір також у найменшій мірі зменшує жорсткість трубчастого елемента, що важливо як при його установці, так і під час роботи. - Трубчастий елемент встановлений у парі наскрізних отворів з натягом. При такому конструктивному рішенні забезпечується проста установка, нетрудомісткий демонтаж, а також надійна фіксація елемента в тарілці під час роботи двигуна. Величина натягу залежить від теплофізичних властивостей матеріалу клапана і трубчастого елемента, і натяг у кожному конкретному випадку підбирають. На фіг.1 показано загальний вид охолоджуваного клапанного вузла теплонапруженого дизеля, а на фіг.2 приведено розріз тарілки клапана по наскрізних отворах у тілі клапана без трубчастого елемента, тобто до його установки на клапан. Клапанний вузол містить випускний клапан 1 з осьовим повітропідвідним каналом 2, що переходить у розширювальну порожнину 3, сполучену за допомогою наскрізних отворів 4 (Фіг.2) у тілі клапана з випускним трактом 5. Випускний клапан 1 споряджений трубчастим елементом 6, встановленим з можливістю його заміни в парі наскрізних отворів 4, виконаних для цього співвісно з розміщенням їх спільної осі паралельно площині тарілки. Трубчастий елемент 6 містить радіальний отвір 7, який сполучає розширювальну порожнину 3 з випускним трактом 5. Трубчастий елемент 6 встановлено в парі наскрізних отворів 4 з натягом. Охолоджуваний клапанний вузол працює таким чином. Під час роботи двигуна клапан 1 підігрівається відпрацьованими газами. Охолоджуюче повітря під тиском подається до клапана 1 і по осьовому повітропідвідному каналу 2 попадає в розширювальну порожнину 3 і далі через радіальний отвір 7 надходить до трубчастого елемента 6, встановленого з натягом у наскрізних отворах 4 (Фіг.2), і витікає у випускний тракт 5. При цьому продукти неповного згоряння палива затримуються в порожнині трубчастого елемента 6, обмежується їхнє проникнення в розширювальну порож нину 3 і виключається безпосередній контакт випускних газів із наскрізними отворами 4, який супроводжується ерозією останніх. Кількість відкладень на охолоджуваній поверхні порожнини 3 зменшується, поліпшується тепловідведення від клапана 1. При значних забрудненнях тр убчастий елемент 6 може бути легко очищений або замінений. Поліпшений тепловідвід від клапана підвищує надійність клапанного вузла і дизеля вцілому. 5 82477 Джерела інформації: 1. Заявка ФРН № 3223920, F01 D3/12, F01 L3/18, опубл. 29.12.83. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 2. Авторське свідоцтво № 1469191 СРСР. Выпускной клапан теплонапряженного дизеля / А.В. Тринёв, А.И. Филипковский //. Оп убл. Б.И. 1989. №12. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601