ГОЛОВКА ЦИЛИНДРА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Настоящая полезная модель относится к дизельным двигателям внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.
Известная головка цилиндра дизельного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением [1] представляет собой деталь, в теле которой
выполнены, по меньшей мере, впускной канал, выпускной канал, воздушный канал охлаждения,
причем в известной головке цилиндра установлен первый впускной клапан, связанный с впускным каналом, выпускной клапан, связанный с выпускным каналом, форсунка, причем форсунка установлена таким образом, что место установки форсунки пересекает воздушный канал охлаждения, принятая за прототип.
Недостатками известной головки цилиндра дизельного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением является применение только одного впускного клапана, что ограничивает наполнение цилиндра, и то, что форсунка не расположена непосредственно в воздушном канале охлаждения, что не способствует увеличению отвода тепла от форсунки, Указанные недостатки известной головки цилиндра дизельного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением поясняются следующей последовательностью выводов.
Из уровня техники известно, что одним из способов достижения наибольшей мощности дизельного двигателя внутреннего сгорания является максимальное наполнение цилиндра, которое зависит от воздушного сопротивления впускного канала и воздушного сопротивления впускного клапана [2].
Недостатком известного двигателя внутреннего сгорания является невысокая величина наполнения цилиндра, связанная с воздушным сопротивлением впускного канала и воздушным сопротивлением впускного клапана.
Из уровня техники известно, что одним из способов снижения воздушного сопротивления является увеличение количества впускных клапанов. Увеличение количества впускных клапанов реализовано в двигателях внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением [3], при этом происходит увеличение мощности.
Недостатком известного двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением является увеличенное тепловыделение, что приводит к повышенному нагреву, по меньшей мере, впускного клапана.
Из уровня техники известно, что увеличение мощности дизельного двигателя внутреннего сгорания приводит к увеличенному тепловыделению, при том, что особенностью дизельных двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением является высокий уровень теплонапряженности головки цилиндра из-за сложности процесса отвода тепла. Наиболее важным является отвод тепла от форсунки, имеющей, по меньшей мере, прецизионную пару «корпус распылителя - игла», известные из уровня техники [2].
Недостатком известного дизельного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением является сложность компоновки головки цилиндра, при которой обеспечен удовлетворительный отвод тепла от форсунки.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание головки цилиндра дизельного двигателя воздушного охлаждения, в которой установлен, по меньшей мере, первый впускной клапан и второй впускной клапан, и при этом обеспечено удовлетворительное тепловое состояние форсунки и межклапанных перемычек, в том числе производится непосредственный обдув форсунки.
Это достигается тем, что
головка цилиндра дизельного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, в теле которой установлен, первый впускной клапан, второй впускной клапан, один выпускной клапан и форсунка,
причем в теле головки цилиндра выполнен воздушный канал охлаждения образованный единой поверхностью и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие,
причем предусмотрено, что поток воздуха направлен от впускного отверстия к выпускному отверстию,
причем воздушный канал охлаждения выполнен таким образом, что форсунка находится в центральной части воздушного канала охлаждения и пересекает воздушный канал охлаждения, а место установки форсунки находится за пределами воздушного канала охлаждения, при этом часть форсунки, расположенная внутри воздушного канала охлаждения, непосредственно контактирует с потоком воздуха, а первый впускной клапан и второй впускной клапан расположены с одной стороны от воздушного канала охлаждения и не пересекают воздушный канал охлаждения, а выпускной клапан расположен с другой стороны от воздушного канала охлаждения и не пересекает воздушный канал охлаждения,
причем в воздушном канале вблизи входного отверстия выполнены, по меньшей мере, три ребра охлаждения, расположенные продольно по направлению потока воздуха, причем первый впускной клапан расположен относительно направления потока воздуха между ребрами охлаждения и форсункой,
причем второй впускной клапан расположен относительно направления потока воздуха между форсункой и выпускным отверстием воздушного канала охлаждения, причем воздушный канал охлаждения выполнен с изменяющимися размерами поперечного сечения, причем между первым впускным клапаном и вторым впускным клапаном, в области установки форсунки, выполнено расширение воздушного канала охлаждения.
Далее полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана головка цилиндра дизельного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.
На фиг. 2 показаны продольное сечение воздушного канала охлаждения с местом установки форсунки и указанием направления движения потока воздуха.
На фиг. 3 дополнительно к фиг. 2 показаны продольное сечение воздушного канала охлаждения с указанием мест первого и второго впускного клапанов и выпускного клапана.
На фиг. 4 показано поперечное сечение воздушного канала охлаждения в месте установки форсунки.
Предлагаемая головка цилиндра 1 (фиг. 1) дизельного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, в теле которой установлен, первый впускной клапан (показано место установки 2 (фиг. 3) первого впускного клапана), второй впускной клапан (показано место установки 3 (фиг. 3) второго впускного клапана), один выпускной клапан (показано место установки 4 (фиг. 3) выпускного клапана) и форсунка 5 (фиг. 4), а на фиг. 2 показано место установки форсунки 6, причем в теле головки цилиндра выполнен воздушный канал охлаждения 7 (фиг. 2, 4) образованный единой поверхностью и имеющий впускное отверстие 8 (фиг. 2) и выпускное отверстие 9 (фиг. 2),
причем предусмотрено, что поток воздуха 10 направлен от впускного отверстия 8 (фиг. 2) к выпускному отверстию 9 (фиг. 2),
причем воздушный канал охлаждения выполнен таким образом, что место установки форсунки 6 (фиг. 2) находится в центральной части воздушного канала охлаждения 7 (фиг. 2) и пересекает воздушный канал охлаждения 7 (фиг. 2, 4), при этом часть форсунки 5 (фиг. 4), расположенная внутри воздушного канала охлаждения 7 (фиг. 4), непосредственно контактирует с потоком воздуха,
а первый впускной клапан, установленный в месте 2 (фиг. 3), и второй впускной клапан, установленный в месте 3 (фиг. 3) расположены с одной стороны от воздушного канала охлаждения 7 (фиг. 2) и не пересекают воздушный канал охлаждения 7 (фиг. 2), за счет межклапанной перемычки 13 (фиг. 2)
а выпускной клапан, установленный в месте 4 (фиг. 3) расположен с другой стороны от воздушного канала охлаждения 7 (фиг. 2) и не пересекает воздушный канал охлаждения 7 (фиг. 2) за счет межклапанной перемычки 14 (фиг. 2),
причем в воздушном канале вблизи входного отверстия 8 (фиг. 2) выполнены, по меньшей мере, три ребра охлаждения 11 (фиг. 2), расположенные продольно по направлению потока воздуха 10 (фиг. 2),
причем первый впускной клапан (показано место установки 2 (фиг. 3) первого впускного клапана) расположен относительно направления потока воздуха 10 (фиг. 2) между ребрами охлаждения 11 (фиг. 2) и форсункой 5 (фиг. 4),
причем второй впускной клапан (показано место установки 3 (фиг. 3) второго впускного клапана) расположен относительно направления потока воздуха 10 (фиг. 2) между форсункой 5 (фиг. 4) и выпускным отверстием 9 (фиг. 2) воздушного канала охлаждения 7 (фиг. 2),
причем воздушный канал охлаждения 7 (фиг. 2) выполнен с изменяющимися размерами поперечного сечения, причем между первым впускным клапаном и вторым впускным клапаном, в области установки форсунки, выполнено расширение воздушного канала охлаждения 12 (фиг. 2).
Принцип работы предлагаемой полезной модели заключается в следующем. Проток воздуха 10 (фиг. 2) проходит между ребрами 11 (фиг. 2), происходит процесс охлаждения ребер 11 (фиг. 2), далее поток воздуха 10 (фиг. 2) поступает в область расширения воздушного канала 12, где происходит изменение направления движения потока воздуха, его турбулизация, создается большое количество завихрений, за счет чего форсунка 5 (фиг. 4) обдувается большим количеством воздуха, то есть процесс отвода тепла от форсунки происходит наиболее интенсивно. Одновременно с процессом отвода тепла от форсунки происходит процесс отвода тепла от межклапанных перемычек 13 и 14 (фиг. 2).
Предлагаемая полезная модель обеспечивает удовлетворительное тепловое состояние форсунки дизельного двигателя воздушного охлаждения, головка цилиндра которого имеет первый впускной клапан и второй впускной клапан, и обеспечивает увеличение мощности дизельного двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.
Источники информации:
1. GB 937200.
2. Колчин А.И. Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для ВУЗов. - 2-е изд. Перераб и доп. - М.: Высш. школа, 1980. - 400 с., ил.
3. http://www.zmz.ru/Produktciya/Dvigateli_ZMZ.