RU2079685C1 - Цилиндровая втулка с теплозащитным покрытием - Google Patents
Цилиндровая втулка с теплозащитным покрытием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079685C1 RU2079685C1 RU94021669A RU94021669A RU2079685C1 RU 2079685 C1 RU2079685 C1 RU 2079685C1 RU 94021669 A RU94021669 A RU 94021669A RU 94021669 A RU94021669 A RU 94021669A RU 2079685 C1 RU2079685 C1 RU 2079685C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- sleeve
- cylinder
- heat
- insulating coating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к области энергетического машиностроения, и может быть использовано в конструкции цилиндро-поршневой группы для двигателей с проточной системой охлаждения. Сущность изобретения: на наружную сторону корпуса цилиндровой втулки нанесено теплозащитное покрытие, которое выполнено в виде равных и дискретных частей, равномерно расположенных по периметру и высоте втулки, причем каждая часть покрытия размещена в соответствующем углублении, выполненном в корпусе на части дуги по его периметру. Дискретные части покрытия могут быть расположены по поверхности водоохлаждения втулки в шахматном порядке. Покрытие может быть нанесено плазменным напылением. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предполагаемое изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к производству поршневых двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в конструкции цилиндро-поршневой группы в двигателях с проточной системой охлаждения.
Известны конструкции цилиндровых втулок с теплозащитным покрытием на внешней поверхности, обеспечивающим уменьшение теплоотвода в охлаждающую среду через цилиндровую втулку [1-4] Однако, данные конструктивные решения неприемлемы для цилиндров малоразмерных дизелей, так как требуют увеличения наружных диаметров втулки, и она при этом не вписывается в габариты блок-картера. При уменьшении наружных диаметров втулки на толщину наносимого покрытия снижается ее жесткость, что также неприемлемо, ибо от жесткости втулки зависит ее кавитационная стойкость и ресурс работы всей цилиндро-поршневой группы.
Имеются технические решения, направленные на повышение жесткости цилиндровой втулки путем продольного ее оребрения. Наличие ребер на наружной поверхности, ориентированных соответствующим образом относительно блока цилиндров, позволяет разместить такую втулку в блок-картере средне- и большеразмерных дизелей. Для малоразмерных дизелей типа Ч 8,5/11 и Ч 9,5/11 данное решение неприемлемо, ввиду превышения размеров по ребрам над размерами втулки по посадочным пояскам.
Известны [4] также конструкции цилиндровых втулок с термоизоляционным покрытием, снижающим теплоотвод в охлаждение, но и они неприемлемы для малоразмерных дизелей по причинам, изложенным выше.
К особенностям работы рассматриваемых двигателей относится специфический характер системы охлаждения и жесткое ограничение температурного режима охлаждающей среды (морской воды). Температура воды на выходе из дизеля не должна превышать 55oC во избежании выпадения солей в полости системы охлаждения и нарушения рабочего цикла. Оптимальным для данного типа дизелей является температурный режим (tcod=70-80oC).
Низкий эффективный КПД ( ηe33%) "холодного" двигателя (tcod=55oC) по сравнению с "горячим" (tcod=76-80oC, ηe36%) связан с повышенными теплопотерями в охлаждение, помимо этого у "холодного" масла и следовательно больших потерь на трение.
Целью предлагаемого изобретения является повышение экономичности и надежности дизель-энергетической установки средств коллективного спасения экипажей морских судов путем частичного повышения термического сопротивления теплоотдачи через стенки рабочего цилиндра, снижение расхода топлива и увеличение за счет этого пути доставки.
Указанная цель достигается тем, что на теплоотводящей поверхности цилиндровой втулки выполняются чередующиеся через равные промежутки пазы, ориентированные по образующей цилиндра, поперечное сечение которых имеет форму кольцевого сектора или сегмента, а длина их короче высоты теплоотдающей поверхности на величину, необходимую для выхода формообразующего инструмента. Глубина пазов не должна превышать величину, исключение которой из значения толщины стенки цилиндра будет угрожать его прочности. Конкретные значения глубины и ширины пазов определяются предельными значениями теплоты, которое должно быть передано охлаждающей воде, и характеристиками теплоизоляционного материала.2 Для обеспечения требуемой жесткости, снижения напряжений, возникающих в покрытии из-за разности коэффициентов линейного расширения основы и покрытия, сохранения цельности покрытий, последние выполняются дискретными по высоте и периметру цилиндра. Равномерность температурного поля внутренней стенки цилиндра обеспечивается тем, что пазы с термоизоляционным покрытием имеют шахматное расположение на теле цилиндра.
Таким образом, отличительными признаками заявляемого объекта от прототипа являются: наличие на поверхности охлаждения исходного диаметра пазов, чередующихся через равные интервалы по образующей цилиндра, заполненных термоизоляционным материалом, например оксидом алюминия или двуокисью циркония; форма поперечного сечения термоизоляционных экранов имеет вид кольцевого сектора или сегмента; экраны дискретны по длине и площади; экраны расположены в шахматном порядке в теле втулки по всей водоохлаждаемой поверхности.
Предлагаемое конструктивное решение поясняется фиг. 1 3. На фиг.1 показаны продольное и поперечное сечение цилиндровой втулки 1 с термоизоляционным экраном в виде кольцевого сектора 2 и сегмента 3.
На фиг. 2 изображено продольное сечение втулки 1 с прерывистыми термоизоляционными экранами 2 по образующей цилиндра на поверхности охлаждения.
На фиг.3 показана цилиндровая втулка 1 с термоизоляционными экранами 2, расположенными в шахматном порядке.
Цилиндровая втулка предлагаемой конструкции была изготовлена для малоразмерного судового дизеля 4Ч 8,5/11 на основе измерения, расчета и анализа температурных полей и тепловых потоков через цилиндровые втулки дизелей в шлюпочном варианте (tcod=50oC) и варианте судового вспомогательного (tcod= 76-80oC). Исследованы также теплобалансовые характеристики указанных дизелей. В качестве термоизоляционного материала рассматривалось плазменное покрытие из оксида алюминия. Размеры пазов их количество и расстояние между ними были определены расчетным путем.
Экспериментальное исследование температурного состояния объектов проводили термометрирование хромель-капелиевыми и хромель-алюмелиевыми термопарами, изготовленными из стандартной проволоки диаметром 0,23.0,50 мм. Измеряли температуру цилиндровой втулки на тепловоспринимающей и водоохлаждаемых поверхностях, а также на посадочных поясках.
Испытания проводили по режимам, имитирующим условия работы вспомогательной энергетической установки (tcod=76oC) и спасательной шлюпки (tcod=55oC).
Это преследовало цели сравнения теплопотерь в охлаждение "холодного" и "горячего" двигателей, разность которых составляет поправочную величину, на которую необходимо ограничить теплоотвод.
По результатам экспериментальных исследований следует: максимум отведенной теплоты для "холодного" и "горячего" двигателей составляет соответственно Q'=13540 и Q''=11852 Ккал/час, тогда
ΔQ=Q′-Q″≈ 2000 Ккал/час
По этому значению ΔQ был проведен расчет критического диаметра теплоизоляции на втулке, который подтверждает, что втулка с критическим диаметром теплоизоляции свободно размещается в блок-картере малоразмерных дизелей.
ΔQ=Q′-Q″≈ 2000 Ккал/час
По этому значению ΔQ был проведен расчет критического диаметра теплоизоляции на втулке, который подтверждает, что втулка с критическим диаметром теплоизоляции свободно размещается в блок-картере малоразмерных дизелей.
Claims (4)
1. Цилиндровая втулка с теплозащитным покрытием, содержащая корпус и теплоизоляционное покрытие, выполненное на корпусе с его наружной стороны, отличающаяся тем, что теплоизоляционное 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.
2. Втулка по п.1, отличающаяся тем, что каждая часть покрытия в поперечном сечении выполнена с переменной глубиной, плавно изменяющейся от периферии к центру.
3. Втулка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что части дискретного покрытия расположены по поверхности втулки в шахматном порядке.
4. Втулка по пп.1 3, отличающаяся тем, что покрытие нанесено плазменным напылением.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94021669A RU2079685C1 (ru) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | Цилиндровая втулка с теплозащитным покрытием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94021669A RU2079685C1 (ru) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | Цилиндровая втулка с теплозащитным покрытием |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94021669A RU94021669A (ru) | 1996-03-27 |
RU2079685C1 true RU2079685C1 (ru) | 1997-05-20 |
Family
ID=20156989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94021669A RU2079685C1 (ru) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | Цилиндровая втулка с теплозащитным покрытием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2079685C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7681594B2 (en) | 2004-09-07 | 2010-03-23 | Fisher Controls Int | Control valve having “C” seal |
RU2485378C2 (ru) * | 2010-01-14 | 2013-06-20 | Е. Хавле Арматуренверке ГмбХ | Запорный элемент |
US11933204B2 (en) | 2022-06-23 | 2024-03-19 | Caterpillar Inc. | Systems and methods for thermal barrier coatings to modify engine component thermal characteristics |
-
1994
- 1994-06-08 RU RU94021669A patent/RU2079685C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. - М.: Энергия, 2-е изд. 1969. 2. Ванштейн В.А. Конструирование и расчеты прочности судовых дизелей. - Л.: Судостроение, 1969, с. 629. 3. Дизели./ Справочник. 3-е изд. Под общ. ред. Ванштейна. - Л.: Машиностроение, 1977, с. 440. 4. Заявка Франции N 2520809, кл. F 02 F 1/16, 1983. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7681594B2 (en) | 2004-09-07 | 2010-03-23 | Fisher Controls Int | Control valve having “C” seal |
US8011386B2 (en) | 2004-09-07 | 2011-09-06 | Fisher Controls International Llc | Control valve having “C” seal |
RU2485378C2 (ru) * | 2010-01-14 | 2013-06-20 | Е. Хавле Арматуренверке ГмбХ | Запорный элемент |
US11933204B2 (en) | 2022-06-23 | 2024-03-19 | Caterpillar Inc. | Systems and methods for thermal barrier coatings to modify engine component thermal characteristics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI102559B (fi) | Polttomoottorin mäntäyksikkö | |
US8596239B2 (en) | Cylinder head of an internal combustion engine comprising a cooling circuit | |
JP2006275057A (ja) | 交換可能なシリンダライナ | |
RU2079685C1 (ru) | Цилиндровая втулка с теплозащитным покрытием | |
KR100319179B1 (ko) | 실린더라이너분권유동냉각장치를가진내연엔진블록과그의냉각방법 | |
FI64703B (fi) | Vaetskekylt foer en fyrtakts-dieselmotor avsett cylinderlock | |
US6289855B1 (en) | Engine block for internal combustion engine | |
US20230220813A1 (en) | Cooling structure of internal combustion engine | |
US3313277A (en) | Liquid cooled valve for internal combustion engines | |
JP2516800B2 (ja) | 多気筒エンジンの冷却装置 | |
Zhukov et al. | Ensuring the permissible temperature state of parts of the cylinder-piston group of forced diesels | |
JP2014047784A (ja) | 往復ピストン燃焼エンジンのシリンダライナ | |
US2417448A (en) | Cooling an internal-combustion engine | |
WO2015194143A1 (ja) | エンジン冷却システム | |
JPS6217347A (ja) | 内燃機関のピストン | |
Bryzik et al. | High temperature engine component exploratory design development | |
JPS61265343A (ja) | 内燃機関の冷却装置 | |
US10544751B2 (en) | Liquid-cooled internal combustion engine | |
US11536220B1 (en) | Passive igniter cooling in cylinder head assembly | |
EP0094982A1 (en) | Cylinder cover for water-cooled internal combustion engine | |
EP0210601A2 (en) | Cylinder head for internal combustion engines | |
RU2031215C1 (ru) | Комбинированная система охлаждения мотоциклетного двигателя внутреннего сгорания | |
JPS6185557A (ja) | 多気筒内燃機関のシリンダライナ構造 | |
SU996737A1 (ru) | Рубашка жидкостного охлаждени блока цилиндров, выпускных клапанов и гильз двигател внутреннего сгорани | |
JP2597220B2 (ja) | 水冷多気筒エンジンのサイアミズ形シリンダの冷却装置 |