Двигун внутрішнього згоряння

1. Двигун вн утрішнього згоряння, який містить вертикально розташований циліндр, чотириклапанну головку циліндра з впускними та випускними клапанами і різнобічне розташування впускного та випускного колекторів, вертикальну площину, яка проходить через вісь колінчастого вала двигуна, та вісь циліндра, та поршень, що має в своєму тілі систему охолодження, утворену вн утрішньою кільцевою порожниною, вхідним і вихідним каналами та вставкою, оснащеною ребрами, які входять в кільцеву порожнину, який відрізняється тим, що 3 37169 цьому два крайніх ребра утворюють із зовнішньою боковою поверхнею порожнини перший V1 і другий V2 об’єми, перший з яких сполучено з вхідним каналом, а другий - з вихідним каналом, при цьому вісь поршня розташована під кутом a = 0¸60° відносно вертикальної вісі; двигун внутрішнього згоряння з поршнем [2] має ребра з наскрізними прорізами, причому висота ребер h є меншою за висоту порожнини Н, при цьому відстань між верхньою торцевою поверхнею ребер та верхньою поверхнею порожнини лежить в межах 1/6 - 4/6 висоти порожнини Н. Недоліком описаного поршня є зниження його надійності і двигуна вцілому внаслідок виникнення термічних навантажень в тілі поршня, викликаних різною ефективністю тепловідведення від різних його зон. Задача корисної моделі - підвищення надійності двигуна шляхом підвищення ефективності локального теплообміну між поршнем та системою його охолодження. Поставлена задача вирішується наступним чином: у відомому двигуні внутрішнього згоряння, що містить вертикально розташований циліндр, чотириклапанну головку циліндру з впускними та випускними клапанами і різностороннє розміщення впускного та випускного колекторів, вертикальну площину, яка проходить через вісь колінчастого вала двигуна і вісь циліндра, та поршень, що має в своєму тілі систему охолодження, утворену внутрішньою кільцевою порожниною, вхідним і вихідним каналами та вставкою, обладнаною ребрами, які входять в кільцеву порожнину; відповідно до корисної моделі вхідний канал розташовано з боку випускних клапанів таким чином, що вертикальна площина перетинає площину, утворену віссю вхідного каналу та віссю циліндру, під кутом a = 15° ¸ 55°, при цьому, бокова поверхня ребер вставки розташована перпендикулярно до останньої, а відрахування кута a ведуть від вертикальної площини в напрямку випускного клапана, який розташовано з боку розміщення впускного колектора; ребра вставки виконані таким чином, що крайнє ребро, розташоване зі сторони вхідного каналу, найбільшої висоти, а висота кожного наступного ребра вставки менша за висоту попереднього; ребра вставки розміщені кільцевою порожниною поршня таким чином, що кількість їх менша в ділянці впускного клапана, розташованого з боку впускного колектора. Сукупність наведених ознак дозволяє підвищити е фективність локального теплообміну між поршнем та системою його охолодження і, тим самим, підвищити надійність двигуна. На Фіг.1 зображено загальну схему заявленого двигуна внутрішнього згоряння з циліндром, чотириклапанною головкою циліндру з впускними та випускними клапанами та поршнем. На Фіг.2 зображено схему газорозподілу заявленого двигуна з впускним та випускним колекторами. На Фіг.3 зображено переріз поршня з порожниною охолодження та вставкою з ребрами. На Фіг.4 зображено переріз поршня в площині порожнини, перпендикулярно до вісі циліндру. 4 На Фіг.5 зображено переріз вставки, обладнаної ребрами, в площині, яка утворена віссю вхідного каналу та віссю циліндру. Заявлений двигун внутрішнього згоряння містить вертикально розташований циліндр 1, чотириклапанну головку 2 циліндру 1 з впускними 3 та випускними 4 клапанами, різностороннім розміщенням впускного 5 та випускного 6 колекторів, вертикальну площину 7, яка проходить через вісь 8 колінчастого вала 9 двигуна та вісь 10 циліндра 1 та поршень 11, що має в своєму тілі, систему охолодження, утворену внутрішньою кільцевою порожниною 13, вхідним 14 і вихідним 15 каналами та вставкою 16, обладнаною ребрами 17, які входять в кільцеву порожнину 13; вхідний канал 14 розташовано зі сторони випускних клапанів 4 таким чином, що вертикальна площина 7 перетинає площину 12, утворену віссю 18 вхідного каналу 14 та віссю 10 циліндру 1, під кутом a = 15° ¸ 55°, при цьому, бокова поверхня ребер 17 вставки 16 розташована перпендикулярно до площини 12, а відрахування кута a ведуть від вертикальної площини 7 в напрямку випускного клапана 4, який розташовано зі сторони розташування впускного колектора 5; ребра 17 вставки 16 виконані таким чином, що крайнє ребро, розташоване з боку вхідного каналу 14, найбільшої висоти, висота кожного наступного ребра вставки менша за висоту попереднього; ребра 17 вставки 16 розміщенні кільцевою порожниною 13 поршня 11 таким чином, що кількість їх менша в області впускного клапана 3, розташованого зі сторони впускного колектора 5. Двигун внутрішнього згоряння працює наступним чином. Під час роботи двигуна внутрішнього згоряння (Фіг.1) свіжий заряд, який потрапляє до циліндру 1 через впускні клапани 3 чотириклапанної головки 2, охолоджує частину поршня 11, розташовану під ними; відпрацьовані гази, що залишають циліндр 1 через випускні клапани 4, нагрівають частину поршня 11, розташовану під останніми. Переміщення охолоджуючого масла від вхідного каналу 14 до вихідного каналу 15 здійснюється за рахунок поступально-обертового руху поршня 11 (Фіг.4). Бокова поверхня ребер 17 вставки 16 розташована перпендикулярно до площини 12, яка проходить через вісь 18 вхідного каналу 14 і вісь 10 циліндру 1 (Фіг.4), забезпечує рівномірний розподіл охолоджуючого масла в кільцевій порожнині 13 поршня 11 при положенні вхідного канала 14 в діапазоні a = 15° ¸ 55°, причому відрахування кута a ведуть від вертикальної площини 7, утвореної віссю 8 колінчастого вала 9 і віссю 10 циліндру 1, в напрямку випускного клапана 4, який розташовано зі сторони розміщення впускного колектора 5 (Фіг.2). Таке розташування ребер 17 вставки 16 визначає найбільшу можливу кількість окремих об’ємів, утворених цими ребрами, в кільцевій порожнині 13 в зоні найбільш термонавантаженого випускного клапана, який розташовано зі сторони розміщення випускного колектора 6, що дозволяє інтенсифікувати локальне тепловідведення від цієї зони. Ребра 17 вставки 16 виконані таким чином, що 5 37169 крайнє ребро, розташоване зі сторони вхідного каналу 14, найбільшої висоти, висота кожного наступного ребра вставки менша за висоту попереднього (Фіг.3, 5). При русі поршня 11 від нижньої мертвої точки до верхньої мертвої точки уся маса масла під дією сили інерції рухається вздовж вісі 10 циліндру 11 в бік нижньої поверхні кільцевої порожнини 13, заповнюючи об’єми, утворених ребрами 17 вставки 16. При цьому висота ребер 9 визначає незмінний рівень масла в кожному з об’ємів на усіх режимах роботи двигуна, що зменшує температуру поршня 11 на цих режимах та підвищує надійність двигуна. При русі поршня 11 від верхньої мертвої точки до нижньої мертвої точки кожний об’єм масла, утворений ребрами 17 вставки 16, під дією сили інерції здійснює рух вздовж бокової поверхні ребер 17 вставки 16 до верхньої поверхні кільцевої порожнини 13, що дозволяє інтенсифікувати локальне тепловідведення в більшому ступені від частини поршня 11, розташованої під випускними клапанами 4 та підвищити надійність двигуна внаслідок зменшення термічних 6 навантажень в тілі поршня 11, викликаних різною ефективністю теплопідведення до різних його зон. Ребра 17 вставки 16 розміщенні кільцевою порожниною 13 поршня 11 таким чином, що кількість їх менша в області вп ускного клапана 3, розташованого зі сторони впускного колектора 5 (Фіг.4, 5). Отже, вищезгадана частина поршня буде охолоджуватися в меншому ступені за рахунок меншої інтенсивності локального тепловідведення в масло, що призведе до вирівнювання температури різних зон поршня 11 та підвищення надійності двигуна. Використання двигуна, що заявляється, дозволяє підвищити надійність двигуна шляхом підвищення ефективності локального теплообміну між поршнем та системою його охолодження. Джерела інформації 1. Авторське посвідчення СРСР «Поршень для двигателя внутреннего сгорания» №1686207 А1, 1991р. 2. Патент України на корисну модель «Поршень для двигуна внутрішнього згоряння», 2006р. 7 37169 8 9 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 37169 Підписне 10 Тираж 28 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