2.2.2.3. Регулирование охлаждения

При проектировании двигателей с воздушным охлаждением необходимо выполнить основных два условия: минимальное аэродинамическое сопротивление и максимальная теплоотдача при возможно меньшем расходе воздуха. При свободном обдуве (саморегулировании) расход воздуха на охлаждение увеличивается примерно в два раза по сравнению с охлаждением вентилятором. Однако на привод вентилятора затрачивается часть полезной мощности.

Кроме того, изменение режима и внешних условий работы двигателя происходит в достаточно широких пределах. Поэтому степень самопроизвольного саморегулирования недостаточна для поддержания необходимого теплового состояния двигателя. Для устранения

У каждогоСэтого способа имеются достоинства и недостатки, более

подробное рассмотрение которых можно найти в источниках [12, 13]. Дросселирование и отвод части воздушного потока осуществ-

ляются капотом и дефлекторами. С помощью дефлекторов выравнивают температуру между отдельными цилиндрами и уменьшают неравномерность нагрева цилиндра. Это происходит за счёт прижатия воздушного потока к рёбрам, в результате чего увеличивается скорость обдува.

На рис. 2.22 показаны формы дефлекторов, которые оценивают : − по равномерности температур на разной высоте цилиндра;

46

− величине гидравлических сопротивлений воздушного тракта. При дефлектировании воздушного потока по схеме, изображён-

ной на рис. 2.22, а, последний прижимается к цилиндру на большей части окружности. Рёбра со стороны входа потока интенсивно охлаждаются. Однако такая схема отличается высоким подогревом воздуха и большими гидравлическими потерями. Температурный перепад в стенках цилиндра при такой схеме составляет около 51 ºС.

рис. 2.22,б. При таком дефлектировании перепад температур в метал-

При подводе воздушного потока через узкую щель (рис. 2.22,в) воздух равномерно подходит у рёбрам цилиндра, завихривается от удара о стенки цилиндра и в результате происходит интенсивный отвод тепла от рёбер. При этом по сравнению со схемой рис. 2.22,а

снижается потребляемое кол чество воздуха (на ≈ 40 %), уменьшает-

47

Для разделения воздушного потока на два самостоятельных для головки цилиндра (рис. 2.23,а) и цилиндра (рис. 2.23, б; рис. 2.23,в) применяют дефлекторы 1 и рёбра 2.

2.2.2.4. Конструкции корпусных деталей двигателей

Цилиндры двигателей с воздушным охлаждением выполняют либо свободными от растягивающих газовых сил, либо с цилиндром, подверженным растягивающему воздействию газовых сил.

В первом случае несущими являются длинные шпильки 1 (рис. 2.24), сжимающие между головкой и картером цилиндр, чем обеспечивается плотность газового стыка, во втором – головка резьбой соединяется с цилиндром (рис. 2.25,б) или притягивается к нему

48

49

в настоящее время не выпускаются. На внутреннюю поверхность цилиндров из алюминиевых сплавов наносится слой пористого хрома.

Вбиметаллических цилиндрах собственно цилиндр изготавливается из чугуна или стали. Далее цилиндр либо запрессовывается в рёбра из алюминиевого сплава (рис. 2.27), либо последние заливаются, либо закатываются в цилиндр (рис.2.28; 2.29).

Всоответствии с требованием максимальной теплоотдачи размеры рёбер и их количество должны быть наибольшими, а требование минимального аэродинамического сопротивления выполнимо при меньшей толщине и количестве рёбер.

Наилучшая форма сечения ребра – параболы с вогнутыми сторонами. Однако изготавливать такое ребро технологически сложно, но и

дра, эффективность охлаждения двигателя, температурный перепад между верхней и нижней частями цилиндра, жёсткость кривошипношатунного механизма, полезная мощность, затрачиваемая на охлаждение, и т.д.

На долю головок цилиндров приходится 60…75 % поверхности двигателя с рёбрами охлаждения, так как этот элемент неподвижных деталей КШМ воспринимает высокие тепловые и механические нагрузки и является наиболее нагретой частью цилиндра. Высота, форма и расположение рёбер должны обеспечивать равномерное температурное

50