Спосіб охолодження поршня двигуна внутрішнього згоряння

Реферат: UA 78885 U UA 78885 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі двигунобудування, зокрема до засобів для охолодження поршнів. Поршень є однією з найбільш теплонапружених деталей двигуна. Зниження його надійності пов'язано зі складними умовами роботи. При експлуатації двигуна поршень зазнає не тільки механічних, а й термічних навантажень. При зміні режимів роботи двигуна визначальними для показників надійності поршня є абсолютні значення його температури та амплітуда її зміни. Тому вирішенням задачі підвищення надійності поршня є зменшення амплітуди перепаду температур у поршні при зміні навантаження на двигун. Відомі способи охолодження поршня, згідно з якими масло подають із головної масляної магістралі до форсунки, розташованої у блоці двигуна, або з системи змащення шатунних шийок колінчастого вала до форсунок, розташованих у кривошипній головці шатуна, або через свердлення у стрижні та поршневій головці шатуна і далі - до поршня [1-3]. Недоліками цих способів є: переохолодження поршня на часткових режимах навантаження двигуна через те, що масло до системи охолодження поршня подають постійно; недостатній рівень охолодження масла для охолодження поршня на номінальних режимах через збільшення механічних втрат у парах тертя кривошипно-шатунного механізму; неможливість регулювання температури масла, що подається до поршня. У цілому має місце висока амплітуда зміни температури поршня в процесі експлуатації двигуна, що знижує надійність поршнів при форсуванні двигунів. За прототип прийнято спосіб охолодження поршня, описаний у [4]. Спосіб полягає у тому, що при пуску та прогріву двигуна масло подають тільки до системи змащення двигуна, у тому числі і до пар тертя кривошипно-шатунного механізму. При температурі масла 80-110 °C частину масла за допомогою керованого розподільчого органу перепускають через теплообмінник. Лише при температурі масла понад 110 °C масло в повному об'ємі подають до теплообмінника, з якого воно надходить до системи змащення двигуна та через відкритий запірний орган - до системи охолодження поршня. Даний спосіб передбачає використання окремої магістралі для подачі масла до системи охолодження поршня. При цьому використовується один масляний насос, керований розподільчий орган для перерозподілу потоку масла, а також спільний теплообмінник для охолодження масла, як того, що подають до системи охолодження поршня, так і того, що подають до системи змащення двигуна. Недоліками відомого способу є: недостатній рівень охолодження масла для охолодження поршня на номінальних режимах через збільшення механічних втрат у парах тертя кривошипно-шатунного механізму; неможливість регулювання температури масла, що подається до поршня. має місце висока інерційність прогріву масла. Тобто при температурі масла в діапазоні 80110 °C двигун може працювати на номінальних режимах, хоча масло до поршня не подаватиметься. Це спричинить недостатнє охолодження поршня, високу амплітуду зміни його температури, або навіть його перегрів. У цілому також має місце висока амплітуда зміни температури поршня в процесі експлуатації двигуна, що знижує надійність поршнів при форсуванні двигунів. Задача корисної моделі - підвищення надійності поршня шляхом зменшення амплітуди зміни температури у ньому при зміні навантаження на двигун. Поставлена задача вирішується тим, що на режимах часткових і номінальних навантажень поршень охолоджують маслом, згідно з корисною моделлю, при потужності прогрітого двигуна в діапазоні від 45 % до 70 % від номінальної масло до системи охолодження поршня подають через масляну магістраль, яка не містить теплообмінника, а при потужності понад 70 % від номінальної масло до системи охолодження поршня подають через масляну магістраль, яка містить теплообмінник. Функціональне призначення сукупності заявлених ознак полягає в тому, що: відсутність охолодження поршня при роботі двигуна на режимах з потужністю менше за 45 % від номінальної дозволяє підтримувати досить високу температуру поршня; подача на режимах роботи двигуна з потужністю у діапазоні 45…70 % від номінальної не охолоджуваного масла, тобто через магістраль, що не містить теплообмінника дозволяє забезпечити зменшення амплітуди зміни температури у поршні при зміні навантаження на двигун між режимами менше 45 % від номінальної потужності і режимами у діапазоні 45-70 % від номінальної потужності; подача на режимах роботи двигуна з потужністю понад 70 % від номінальної охолоджуваного масла, тобто через магістраль, що містить теплообмінник, дозволяє забезпечити зменшення амплітуди зміни температури у поршні при зміні навантаження на 1 UA 78885 U 5 10 15 двигун між режимами у діапазоні 45-70 % від номінальної потужності та режимами з потужністю двигуна понад 70 % від номінальної. На кресленні зображено зміну температури поршня при зміні режиму навантаження двигуна. Згідно з корисною моделлю, спосіб працює наступним чином: При пуску двигуна, його прогріві, роботі на холостому ходу, на режимах, близьких до холостого ходу, а також на часткових режимах система не працює (зона А, див. креслення). Цим забезпечується висока температура поршня на цих режимах. При потужності двигуна 45-70 % від номінальної (зона Б) масло із картера двигуна масляним насосом та посередництвом керованого розподільчого органу подається до масляної магістралі, що не містить теплообмінника і далі - до системи охолодження поршня. Цим забезпечується зменшення амплітуди зміни температури у поршні при зміні навантаження на двигун між режимами менше 45 % від номінальної потужності і режимами у діапазоні 45-70 % від номінальної потужності. При потужності двигуна понад 70 % за допомогою керованого розподільчого органу масло спрямовується до магістралі, що містить теплообмінник і далі - до системи охолодження поршня (зона В). Цим також забезпечується зменшення амплітуди зміни температури у поршні при зміні навантаження на двигун між режимами у діапазоні 45-70 % від номінальної потужності та режимами з потужністю двигуна понад 70 % від номінальної. Використання запропонованої корисної моделі дозволить підвищити надійність роботи поршня на 20-25 %. 20 25 30 35 40 Джерела інформації: 1. Никитин Е. А., Ширяев В. М, В. Г. Быков В. Г. и др. Тепловозные дизели типа Д49. Под ред. Е. А. Никитина - М.: Транспорт, 1982.-255 с. 2. Пат. 9208 України, МПК F02F 3/16, F01P 3/00. Пристрій для масляного охолодження двигуна внутрішнього згоряння / Коваль І. А.; Лущицький Ю.В.; Шоломов О. Л.; Еременко Б. С; Кривокобильський В. Ф.; Шемет Г. М.; Черняк І. А.; Кульман І. В. №3285252/SU; Заявл. 19.05.1981; Опубл. 30.09.1996, Бюл. № 3/1996-4с. 3. Пат. 11421 України, МПК F02F 3/16, F01P 3/00. Двигун внутрішнього згорання зі струйним охолодженням поршнів / Прокоф'єв В. М. №4048708/SU; Заявл. 21.06.1986; Опубл. 25.12.1996, Бюл. № 4/1996-8с. 4. Пат. 2174612 РФ, МПК F01M 1/00. Смазочная система двигателя внутреннего сгорания / Ильин Б. В., Кремнев Ю. К. - №2000112819/06; Заявл. 24.05.2000; Опубл. 10.10.2001-4 с. (прототип) ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб охолодження поршня двигуна внутрішнього згоряння, що полягає в тому, що на режимах часткових і номінальних навантажень поршень охолоджують маслом, який відрізняється тим, що при потужності прогрітого двигуна в діапазоні від 45 % до 70 % від номінальної масло до системи охолодження поршня подають через масляну магістраль, яка не містить теплообмінника, а при потужності понад 70 % від номінальної масло до системи охолодження поршня подають через масляну магістраль, яка містить теплообмінник. 2 UA 78885 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3