ЦИЛИНДРОВАЯ ВТУЛКА С ТЕРМОИЗОЛЯЦИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно - к производству поршневых двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в конструкции цилиндро-поршневой группы в двигателях с проточной системой охлаждения.
Известна цилиндровая втулка двигателя внутреннего сгорания цельнометаллическая, не имеющая термоизоляционных покрытий. Отсутствие термоизоляционного покрытия увеличивает теплоотдачу, а, следовательно, и потери в охлаждающую среду, особенно в верхней части втулки, где наблюдается наибольший температурный напор, (см. учебное пособие Кавтарадзе Р.З. "Локальный теплообмен в поршневых двигателях". - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001 г., стр.155, 562).
Самым близким по технической сути является цилиндровая втулка с термоизоляционным покрытием, содержащая корпус и термоизоляционное покрытие, выполненное на корпусе с его наружной стороны, отличающаяся тем, что термоизоляционное покрытие выполнено дискретным, с равномерным расположением его равных частей по периметру и высоте втулки, причем каждая часть покрытия размещена в соответствующем углублении, выполненном в корпусе втулки на части дуги по его периметру. (см. патент РФ №2079685, 1997 г).
В известной втулке, покрытия, располагающиеся в средней части, подвергаются большим напряжениям деформации ввиду теплового расширения втулки, что может приводить к разрушению покрытия.
Техническая задача - создание цилиндровой втулки двигателя внутреннего сгорания с термоизоляционным покрытием в местах с интенсивной теплоотдачей и с малыми тепловыми деформациями.
Технический результат - сокращение тепловых потерь, улучшение пусковых характеристик двигателя.
Он достигается тем, что в теле верхнего посадочного бурта по периметру и в части цилиндровой втулки под верхним посадочным буртом выполнены углубления с нанесенным на них термоизоляционным покрытием из оксида циркония. В верхней части втулки термические деформации наименьшие ввиду жесткой посадки втулки в блок цилиндров двигателя, а также в этой части происходит интенсивная теплоотдача в охлаждающую среду. Подобное термоизоляционное покрытие из оксида циркония приводит к сокращению теплоотдачи в верней части втулки, что в свою очередь приводит к повышению температуры внутри цилиндра в конце такта сжатия и улучшению воспламенения смеси. А в последующем такте расширения подобное сокращение теплоотдачи уменьшит время догорания смеси, что увеличит скорость повышения давления внутри цилиндра.
На рисунке 1 изображена цилиндровая втулка 1 (продольный разрез), с сечением А-А в области под посадочным буртом и нанесенным на нее термоизоляционным покрытием 2, на рисунке 2 изображена цилиндровая втулка 1 (продольный разрез), с сечением А-А в области посадочного бурта и нанесенным на него термоизоляционным покрытием 2.
Термоизоляционное покрытие выполнено из оксида циркония и нанесено на предварительно подготовленные углубления в верхнем посадочном бурте по периметру и в части цилиндровой втулки под верхним посадочным буртом. Оксид циркония обладает достаточным коэффициентом термического сопротивления, а так же обладает достаточной прочностью, чтобы его можно было использовать как покрытие на металл, имеющий больший коэффициент термического расширения. Толщина покрытия должна выбираться с учетом прочности втулки, а так же теплового состояния втулки. Большая толщина может привести к перегреву со стороны тепловосприятия. На посадочном бурте термоизоляционное покрытие располагается участками. Это необходимо, чтобы при термическом расширении втулки свободные от покрытия участки упирались в тело блока цилиндров двигателя и жестко фиксировали цилиндровую втулку в блоке.
Предлагаемая цилиндровая втулка с термоизоляционным покрытием позволяет снизить тепловые потери, улучшить пусковые характеристики, повысить экологичность за счет лучшего сгорания топлива.