» » Охлаждение поршней форсированного двигателя

Охлаждение поршней форсированного двигателя

Охлаждение поршней форсированного двигателяЕсли говорить о таком процессе, как форсирование двигателя наддувом, то обычно он сопровождается резким возрастанием температуры днища поршня, а также его термонапряженности. В результате этого наблюдается серьезное понижение прочности поршня, условия смазки становятся хуже в несколько раз, а двигатели с внешним смесеобразованием повышают опасность детонационного сгорания. Чтобы улучшить и обезопасить процесс сгорания, температуру поршня надо повышать, но до определенного уровня, при этом происходит сжигание продуктов неокончательного сгорания топлива, но за счет этого снижается коэффициент наполнения.


Для того чтобы выполнить снижение термонапряжённости поршня, следует применять следующие методы:

  • Нужно отводить тепло от днища поршня, а сделать это можно при помощи дырок в стенках цилиндра.
  • Можно отводить тепло при помощи жидкости, которая подводится к поршню, а точнее к его днищу.
  • Следует применять накладки на днище, выполненные из жароупорного чугуна, а также из стали с крайне низкой оценкой теплопроводности.
  • В некоторых случаях возможно применение комбинаций из методов, которые были указаны выше.

У форсированного двигателя внутреннего сгорания с наддувом применяется первый способ, но только для поршней, выполненных из алюминия, способ начинает свое действие за счет увеличения сечений корпусов. При использовании второго способа, в качестве жидкости, следует использовать масло, намного реже допускается применение воды. Также известно, что многие судовые двухтактные дизельные двигатели имеют специальную систему для охлаждения поршней. Но что касается легких и быстроходных двигателей, то их такой системой обделили. Но напряженность двигателя растет, а из-за турбонаддува появилась реальная необходимость в том, чтобы использовать подобные системы охлаждения. Теперь для того, чтобы понять о чем идет речь, нужно будет рассмотреть принципиальные схемы выполнения подобных систем. Всего может быть около трех схем. Классификация идет следующим образом. Буквой А обозначены те системы, которые используют разбрызгивание в качестве охладителя. Б системы пользуются масляным форсунком, а также есть система В, которая использует масляное охлаждение за счет вращения масла или же путем взбалтывания его в поршнях.

Описание систем

Первая система, А, известна крайне давно, и применялась она еще тогда, когда не было необходимости в смазке при помощи подкачивающего масляного насоса. В данном случае, на шатуне размещается некоторое приспособление, которое напоминает ложку, но размещено оно так, что при вращении шатуна ложка зачерпывает масло из картера, а позже разбрызгивает его по днищу поршня. Подобная система часто применяется в ДВС с высокими оборотами и малыми диаметрами цилиндров, но вот возможности охлаждения подобной системы несколько ограничены.

Именно по этой причине в быстроходных двигателях с наддувом, а также с небольшим диаметром цилиндра используется система Б, в ней используется специализированная масляная форсунка. Именно она установлена под цилиндром или, наоборот, в верхней головке шатуна, но главное преимущество ее заключается в том, что она связана с подачей масла и непрерывно подает струя масла вверх, тем самым заставляю поршень охлаждаться. Для того, чтобы системе смазки не был нанесен вред, данная система связана с каналом подвода масла напрямую, давление в которой будет повышаться лишь после того, как давление в основной системе превысит давление в подшипниках, и случится это только после того, как двигатель начнет свою работу. Стоит сказать о том, что эффективность такой системы зависит лишь от того, насколько точно будет направлен факел, а также от охвата факелом всей поверхности днища, именно этот фактор следует соблюдать при диагностике и монтаже. Но эффективность данного метода все равно несколько мала, так как масло находится в непосредственной близости с поршнем, а случается это лишь на короткое время.

Третья схема заключается в том, что масло будет подводиться к каждому коренному истинному подшипнику, принадлежащему коленчатому валу, и затем будет поступать к шатунным шейкам, а уже после этого происходит сверление в теле шатуна, а затем в подшипник через специальные устройства подается в полости, занимающейся охлаждением головки поршня. При такой схеме может обеспечиваться постоянная циркуляция масла в поршнях либо это производится за счет взбалтывания масла в поршне. Во время того, как силы инерции устремлены вверх, слой масла прилегает к днищу, тем самым забирает у него тепло. Если обратное направление будет соблюдено, то в таком случае часть масла просто вытекает через специализированные каналы, а после часть масла вытеснится в карманы через полости охлаждения. Применение подобного способа позволяеточень сильно снизить температуру поршня практически на семьдесят градусов, если сравнивать с температурой при обычном проточном охлаждении.

Масляная форсунка размещается в нижней части цилиндра, а ее связь с масляным каналом, содержащимся в блоке двигателя обеспечена полностью. На юбке поршня находится специальная выемка, именно туда входит масляная форсунка, во время того, как поршень приближается к мертвой точке. Наличие подобной выемки позволяет приблизить днище подобного поршня к форсунке в положении очень близкому к НМТ. Масло после совершения отвода тепла сбрасывается в кратер двигателя. Но при таком раскладе общий уровень температуры масла будет существенно повышен, а за счет этого будет требоваться охлаждение в масляном холодильнике. Подобное охлаждение за счет взбалтывания постоянно применяется в двигателях с противоположно двигающимися поршнями.

Но стоит сказать о том, что поршень должен иметь большую длину, чтобы скорость масла за счет удара о днище была довольно высокой, именно за счет этого охлаждение будет увеличено в несколько раз.

Преимущества охлаждения

Также стоит знать устройство шатуна с каналами, для того чтобы масло прошло под давлением, в данном шатуне содержаться зоны шатунного подшипника, которые намного меньше нагружены во время начатой работы двигателя, и в них должны содержаться канавки для того, чтобы совершался проход масла. В конечном итоге масло будет практически постоянно подаваться из поршневой головки шатуна в полости головки поршня. Подобная подача может происходить двумя способами.

Первый способ применяется для среднеразмерных двигателей, а вторая схема для двигателей с высокими оборотами. Согласно первой схеме масло будет проходить из сверления в теле шатуна и головку для того, чтобы осуществить смазку поршневого подшипника. После этого масло должно будет поступить в полости охлаждения поршня, которые выполнены в виде спирального канала, а также образованного приливами на днище поршня.

За счет этого можно достигнуть отвода тепла от поршня примерно в двести градусов, а в зоне факелов горящей смеси, которая вытекает из камеры сгорания, будет достигаться разница температур до четырехсот градусов. Но температура головки цилиндра около места посадки выпускного клапана и вовсе может быть до семисот градусов. Такая разница температур достигается и в двигателях с естественным всасыванием, и в двигателях с наддувом температуры.

2-02-2014, 00:47 | Корнев Андрей
 
 
 
Ваше Имя*:
Ваш E-Mail:
  • winkwinkedsmileam
    belayfeelfellowlaughing
    lollovenorecourse
    requestsadtonguewassat
    cryingwhatbullyangry
Защита от спама: