Дизельный двигатель, деталь дизельного двигателя обеспечивающая заранее установленный предел прочности и способ предотвращения повреждения дизельного двигателя
Иллюстрации
Показать всеИзобретение может быть использовано в дизельных двигателях. Деталь запрограммированного разрушения (7) предназначена для закрывания канала аварийной продувки (6), проходящего через наружную стенку (3) камеры сгорания (1) дизельного двигателя. Камера сгорания (1) окружена цилиндром и верхней стороной поршня (3), двигающегося в цилиндре, которые образуют наружную стенку (3) камеры сгорания (1). Канал аварийной продувки (6) выполнен в наружной стенке (3). Деталь запрограммированного разрушения (7) предназначена, для того чтобы защищать двухтактные крейцкопфные дизельные двигатели большой мощности с прямоточной продувкой от всевозможных повреждений, которые могут возникнуть из-за нежелательно высокого избыточного давления газов (py) в камере сгорания (1), вызванного неправильной работой дизельного двигателя. У детали запрограммированного разрушения (7) есть предусмотренное в наружной стенке (3) место запрограммированного разрушения, которое ломается при достижении давления (ps), необходимого для разрушения места запрограммированного разрушения. Давление (ps) ниже избыточного давления (py), начиная с которого в двигателе возникают повреждения, и выше максимально допустимого нормального давления (pn) в камере сгорания в нормальных условиях эксплуатации двигателя. Давление (ps), необходимое для разрушения места запрограммированного разрушения при любой температуре (T) в одном из встречающихся в камере сгорания (1) диапазонов температур (T0-T1), выше порогового давления (pu) и ниже разрушительного давления (po). Пороговое давление (pu) выше максимально допустимого при нормальных условиях эксплуатации давления (pn) в камере сгорания. Разрушительное давление (ро) ниже самого низкого избыточного давления (py), начиная с которого в двигателе возникают повреждения. Пороговое давление (pu) как минимум на значение давления (Δpu) срабатывания выше максимально допустимого при нормальных условиях эксплуатации двигателя давления (pn) в камере сгорания, и/или разрушительное давление (po) как минимум на значение безопасного давления (Δpo) ниже самого низкого избыточного давления (py), начиная с которого в двигателе возникают повреждения. Пороговое давление (pu) в возникающем в камере сгорания (1) диапазоне температур всегда на 10% выше максимального давления (pn) в камере сгорания при нормальных условиях эксплуатации двигателя, и особенно предпочтительно, чтобы оно было выше 180 бар, а разрушительное давление (po) в это же время было ниже 270 бар. Место запрограммированного разрушения выполнено в форме кольца вокруг края участка пластины для запрограммированного разрушения, который в отличие от окружающей его наружной стенки имеет более тонкие стенки и изогнут по отношению к камере сгорания. Деталь запрограммированного разрушения (7) изготовлена как одно целое вместе с участком пластины запрограммированного разрушения. Раскрыт дизельный двигатель, деталь двухтактного крейцкопфного дизельного двигателя и способ, позволяющий избежать возможных повреждений дизельного двигателя. Технический результат заключается в снижении опасности разрушения дизельного двигателя. 4 н. и 33 з.п. ф-лы, 7 ил.
Реферат
Настоящее изобретение касается дизельного двигателя, в особенности двухтактного крейцкопфного дизельного двигателя большой мощности, а также детали для его вынужденной остановки. Кроме того, настоящее изобретение касается способа, позволяющего избежать повреждения дизельного двигателя.
Использование дизельных двигателей, в особенности это касается двухтактных дизелей большой мощности, применяемых в качестве судовых двигателей или на генераторных станциях, в прошлом было связано с серьезными повреждениями и причинением вреда обслуживающему персоналу в тех случаях, когда, например, головка цилиндра из-за повышения давления поднимается в камеру сгорания. При этом растягиваются или даже рвутся цилиндрические болты, при помощи которых головка цилиндра привинчивается к цилиндру, что происходит из-за чрезмерного возрастания давления объема газа между головкой цилиндра, внутренними стенками цилиндра и двигающегося в цилиндре вверх-вниз поршня, это происходит из-за того, что цилиндрические болты не рассчитаны на такое избыточное давление.
Отведение головки цилиндра приводит к выходу газа, как при взрыве, между головкой цилиндра и цилиндром, при котором с очень громким хлопком до 170 дБ бесконтрольно выходит горячий газ, часто в форме пламени, что приводит к травмам у обслуживающего персонала, кроме того, повреждаются обращенные друг к другу уплотнительные поверхности на головке цилиндра или на самом цилиндре или находящийся между ними уплотнитель, вследствие этого требуется дорогостоящий ремонт головки цилиндра, для того чтобы заменить уплотнитель или исправить уплотнительные поверхности. Даже для цилиндров, не являющихся съемными (так называемый, двигатель Bugatti), вышеописанное опасное возрастание давления может привести к возникновению повреждений или деформации внутренних деталей двигателя, например поршневого шатуна, или даже необходимости замены соединений коренного вала, что влечет за собой долгий простой двигателя и большие затраты на его починку. Крупные компании, занимающиеся страхованием судов, уже сегодня предписывают необходимость наличия предохранительного клапана у судового двигателя, защищающего от подобных повреждений. Предохранительные клапаны, обычно применяемые в дизельных двигателях большой мощности, не могут полностью защитить от вышеуказанных повреждений, чаще всего они служат только индикатором или свистком, предупреждающим о скором поднятии головки цилиндра или повреждении цилиндра, и не могут их предотвратить. Дело в том, что традиционные предохранительные клапаны работают для этого слишком медленно и, для того чтобы это стало возможно, должны иметь такие большие размеры, что их применение будет просто невыгодно. Подобные свистящие предохранительные клапаны были разработаны еще и для того, чтобы сигнализировать об усугубляющейся со временем ненормальной работе двигателя, но они не приспособлены, для того чтобы предупреждать избыточное давление, возникающее, например, вследствие спонтанного и непредвиденного отказа двигателя или ошибки электроники при управлении двигателем.
Устройства для снижения давления, такие как плавкие вставки, места запрограммированного разрушения или предохранительные мембраны, как известно, применяются на участках с низким давлением. Например, в японском патенте JP S 45-037498B описана деталь запрограммированного разрушения, защищающая упавшую в воду сельскохозяйственную машину от блокировки двигателя, причиной чего служит поступающая в камеру сгорания вода, которая по причине своей несжимаемости препятствует дальнейшей работе поршня.
Исходя из этого задачей настоящего изобретения является создать дизельный двигатель, а особенно двухтактный крейцкопфный дизельный двигатель большой мощности с прямоточной продувкой, который бы при своем использовании имел низкий потенциал опасности и не требовал больших затрат на техническое обслуживание, создать для него деталь запрограммированного разрушения, а также разработать способ, позволяющий избегать повреждений дизельного двигателя.
Эта задача решается тем, что предложена деталь запрограммированного разрушения, предназначенная для того, чтобы защищать двухтактные крейцкопфные дизельные двигатели большой мощности с прямоточной продувкой от всевозможных повреждений, которые могут возникнуть из-за нежелательно высокого избыточного давления газов (py) в камере сгорания, вызванного неправильной работой дизельного двигателя. У детали запрограммированного разрушения есть предусмотренное в наружной стенке место запрограммированного разрушения, которое ломается при достижении давления, необходимого для разрушения места запрограммированного разрушения (ps). Это давление ниже избыточного давления (py), начиная с которого в двигателе возникают повреждения, и выше максимально допустимого нормального давления в камере сгорания (pn) в нормальных условиях эксплуатации двигателя, особенно при давлении, необходимом для разрушения места запрограммированного разрушения (ps), которое при любой температуре (T) в одном из встречающихся в камере сгорания (1) диапазонов температур (T0-T1) выше порогового давления (pu) и ниже разрушительного давления (po), причем пороговое давление (pu) выше максимально допустимого при нормальных условиях эксплуатации давления в камере сгорания (pn), а разрушительное давление (po) ниже самого низкого избыточного давления (py), начиная с которого в двигателе возникают повреждения, причем пороговое давление (pu) как минимум на значение давления срабатывания (Δpu) выше максимально допустимого при нормальных условиях эксплуатации двигателя давления в камере сгорания (pn), и/или разрушительное давление (po) как минимум на значение безопасного давления (Δpo) ниже самого низкого избыточного давления (py), начиная с которого в двигателе возникают повреждения, и где пороговое давление (pu) в возникающем в камере сгорания (1) диапазоне температур всегда на 10% выше максимального давления в камере сгорания (pn) при нормальных условиях эксплуатации двигателя, и особенно предпочтительно, чтобы оно было выше 180 бар, а разрушительное давление (po) в это же время было ниже 270 бар.
Место запрограммированного разрушения выполнено в форме кольца вокруг края участка пластины для запрограммированного разрушения, который в отличие от окружающей его наружной стенки имеет более тонкие стенки и изогнут по отношению к камере сгорания, а деталь запрограммированного разрушения изготовлена как одно целое вместе с участком пластины запрограммированного разрушения.
Деталь запрограммированного разрушения может быть снабжена устройством для ее правильного позиционирования в канале аварийной продувки.
Деталь запрограммированного разрушения для канала аварийной продувки выполнена для установки вместе с уплотнителем в канал аварийной продувки с внутренней стороны камеры сгорания после того, как она введена в камеру сгорания снаружи, причем предпочтительно, чтобы деталь запрограммированного разрушения имела форму, которая позволяла бы ее установку через подобный канал с параметрами, соответствующими параметрам канала аварийной продувки, который она закрывает.
Деталь запрограммированного разрушения выполнена таким образом, чтобы было возможно ее установить ее снаружи вместе с уплотнителем в канал аварийной продувки к двигателю.
Деталь запрограммированного разрушения для закупоривания канала аварийной продувки может быть выполнена в виде гильзы или содержать отрезок гильзы, чей контур поперечного сечения соответствует контуру поперечного сечения канала аварийной продувки, и при этом желательно, чтобы он имел цилиндрическую форму и, что особенно важно, имел осесимметричное уплотнение, которое в собранном состоянии находится в обращенной к камере сгорания части детали запрограммированного разрушения и закрывает деталь запрограммированного разрушения по направлению к камере сгорания.
Деталь запрограммированного разрушения может быть выполнена в форме заслонки или включать в себя участок в виде заслонки, которым снаружи закрывается канал аварийной продувки.
Деталь запрограммированного разрушения имеет плечо конической формы на прилегающем к ней участке, предусмотренном для теплоизоляции от наружной стенки камеры сгорания.
Как минимум, участок детали запрограммированного разрушения у места запрограммированного разрушения изготовлен из смеси материалов, состоящих из отдельных субстанций, причем определенный спектр отдельных субстанций данной смеси служит идентификатором места запрограммированного разрушения.
В собранном состоянии на деталь запрограммированного разрушения (107) нанесена маркировка (22), заметная снаружи, которая позволяла бы классифицировать детали запрограммированного разрушения (107) в соответствии с такими параметрами, как, например: диапазон колебаний давления, необходимого для разрушения места запрограммированного разрушения, дата установки и/или установленный срок ее службы, причем маркировка может быть нанесена преимущественно на электронный носитель информации, которую возможно считывать, не двигая деталь, таким носителем может служить RFID-чип (Radio Frequency IDentification, радиочастотная метка).
Предложен также дизельный двигатель, с как минимум одной камерой сгорания, где камера сгорания с нескольких сторон окружена цилиндром, и как минимум одной верхней стороной как минимум одной двигающейся в цилиндре в направлении верх-вниз поршня, которые образуют наружную стенку камеры сгорания, в котором согласно решению, в наружной стенке камеры сгорания предусмотрен канал аварийной продувки, ведущий наружу, закрытый автономной деталью запрограммированного разрушения, причем деталь запрограммированного разрушения имеет место запрограммированного разрушения, и оно приспособлено, для того чтобы защищать дизельный двигатель от повреждений разного рода, которые могут возникнуть из-за нежелательно высокого избыточного давления газов (py) в камере сгорания, вызванного неправильной работой дизельного двигателя, при этом у детали запрограммированного разрушения есть предусмотренное в наружной стенке место запрограммированного разрушения, которое ломается при достижении давления, необходимого для разрушения места запрограммированного разрушения (ps), это давление ниже избыточного давления (py), начиная с которого в двигателе возникают повреждения, и выше максимально допустимого нормального давления в камере сгорания (pn) в нормальных условиях эксплуатации двигателя, особенно при давлении, необходимом для разрушения места запрограммированного разрушения при любой температуре (Т) в одном из встречающихся в камере сгорания диапазонов температур (Т0-Т1), которое выше порогового давления (pu) и ниже разрушительного давления (po), причем пороговое давление (pu) выше максимально допустимого при нормальных условиях эксплуатации давления в камере сгорания (pn), а разрушительное давление (po) ниже самого низкого избыточного давления (рy), начиная с которого в двигателе возникают повреждения, причем пороговое давление (pu) как минимум на значение давления срабатывания (Δpu) выше максимально допустимого при нормальных условиях эксплуатации двигателя давления в камере сгорания (pn) и/или разрушительное давление (po) как минимум на значение безопасного давления (Δpo) ниже самого низкого избыточного давления (py), начиная с которого в двигателе возникают повреждения, и где пороговое давление (pu) в возникающем в камере сгорания диапазоне температур всегда на 10% выше максимального давления в камере сгорания (pn) при нормальных условиях эксплуатации двигателя и особенно предпочтительно, чтобы оно было выше 180 бар, а разрушительное давление (po) в это же время было ниже 270 бар.
Канал аварийной продувки на противоположной камере сгорания стороне места запрограммированного разрушения, окружен надежным местом захватывания образующихся при разрушении места запрограммированного разрушения осколков и, в лучшем случае, также выходящих горячих газов. В дизельном двигателе имеется устройство для закрепления как минимум одной детали запрограммированного разрушения на наружной стенке камеры сгорания, желательно на самой верхней точке поршня, монтируемого на втулке цилиндра головке или крышке цилиндра. На внутренней поверхности наружной стенки камеры сгорания располагается канал аварийной продувки.
Канал аварийной продувки на участке между камерой сгорания и деталью запрограммированного разрушения имеет ломаную или изогнутую форму. В дизельном двигателе между камерой сгорания и местом запрограммированного разрушения проложен пропускающий давление теплостойкий материал, в особенности пористое твердое вещество, такое как, например, металлическая пена или металлическая сетка, и/или деталь запрограммированного разрушения в смонтированном состоянии, у которой передняя сторона, обращенная к камере сгорания, покрыта теплостойким и/или антикоррозийным защитным экраном, причем теплостойкий защитный экран имеет особенное покрытие из теплостойкого сплава, которое входит в его состав, например это может быть сплав никеля и/или твердое пористое вещество, например металлическая пена или металлическая сетка.
Камера сгорания дизельного двигателя с нескольких сторон окружена головкой цилиндра и свинченной с головкой цилиндра втулкой цилиндра, а деталь запрограммированного разрушения предусмотрена на головке цилиндра, в лучшем случае эксцентрично на крышке головки цилиндра.
Имеющийся в камере сгорания предохранительный клапан заменяется деталью запрограммированного разрушения, предназначенной для закрывания ведущего через наружную стенку камеры сгорания дизельного двигателя канала аварийной продувки, эта деталь предназначена для того, чтобы защищать двигатель от всевозможных повреждений, которые могут возникнуть из-за нежелательно высокого давления (py) газов в камере сгорания, вызванного неправильной работой дизельного двигателя, причем деталь запрограммированного разрушения имеет предназначенное для нее место запрограммированного разрушения на наружной стенке, причем давление, необходимое для разрушения места запрограммированного разрушения (ps), ниже избыточного давления (py), начиная с которого двигателю наносятся повреждения и выше максимально допустимого при нормальных условиях эксплуатации двигателя давления в камере сгорания (pn).
Изначально служащий в качестве встроенного канал для предохранительного клапана преобразовывается в ведущий из камеры сгорания канал аварийной продувки и закрывается деталью запрограммированного разрушения.
Деталь запрограммированного разрушения по достижении установленного ограничения срока службы заменяется, причем ограничение срока службы, например, может быть указано на маркировке детали запрограммированного разрушения. Во время проведения монтажа замены детали запрограммированного разрушения в одном из цилиндров дизельного двигателя остальные цилиндры продолжают функционировать. Исходный материал для детали запрограммированного разрушения верифицируется на соответствие спектра профиля компонентов материала более позднему спектру профиля компонентов материала. Дизельный двигатель имеет хотя бы одну камеру сгорания, со всех сторон окруженную цилиндром, равно как минимум одну верхнюю поверхность как минимум одного поршня вверх-вниз, образующие наружную стенку камеры сгорания, причем на наружной стенке камеры сгорания расположено место запрограммированного разрушения. Это может быть также дизель с двумя движущимися друг против друга поршнями.
Согласно данному изобретению у дизельного двигателя есть место запрограммированного разрушения, предназначенное для того, чтобы уберечь двигатель от повреждений, вызванных нежелательным высоким избыточным давлением газов в камере сгорания, причиной чего служит неправильная работа дизельного двигателя, причем на месте запрограммированного разрушения давление, необходимое для запрограммированного разрушения, ниже избыточного давления, начиная с которого возникают разрушения, и выше максимально предусмотренного давления внутри камеры сгорания в нормальных условиях эксплуатации двигателя. При этом, что рассматривается как преимущество, место запрограммированного разрушения может быть расположено на детали запрограммированного разрушения, предусмотренной для закрытия канала аварийной продувки в наружной стенке камеры сгорания дизельного двигателя. Для этого на наружной стенке камеры сгорания должен иметься канал аварийной продувки, закрытый деталью запрограммированного разрушения.
При помощи подобного дизельного двигателя или соответствующей детали запрограммированного разрушения в дальнейшем может применяться способ, согласно данному изобретению, позволяющий избегать повреждений дизельного двигателя. Он характеризуется тем, что для того чтобы избежать повреждений, возникающих вследствие нежелательно высокого избыточного давления газов в камере сгорания, причиной чего служит неправильная работа дизельного двигателя, предусмотрено применение как минимум одной детали запрограммированного разрушения в наружной стенке как минимум одной камеры сгорания и/или использование дизельного двигателя с соответствующей настоящему изобретению конструкцией.
Наиболее выгодной является ситуация, когда надежно предотвращены описанные вначале повреждения, возникающие из-за выхода газа между цилиндром и головкой цилиндра, а также отсутствует деформация всевозможных внутренних деталей вследствие избыточного давления сгорания в камере сгорания, таких как деформация поршневого штока, деталей крейцкопфа или шатуна, а также частично наступающего перекоса прессового соединения коренного вала и др. Это происходит, потому что прежде чем успеет возникнуть избыточное давление разрушительной силы, лопнет деталь запрограммированного разрушения, что как минимум будет значительным препятствием для дальнейшего нарастания давления в камере сгорания из-за дальнейшего сгорания впрыскиваемого топлива и возможной дальнейшей компрессии за счет падения давления в лопнувшем месте запрограммированного разрушения. Ранее описанное разрушение в месте запрограммированного разрушения позволяет предотвратить появление ожидаемых более тяжелых повреждений, потому что в конечном итоге речь идет о гораздо более дешевом и простом ремонте заранее предусмотренной поломки.
При этом места запрограммированного разрушения изготовлены с расчетом на давление запрограммированного разрушения, обозначенного очень строгими рамками. При этом удается во всем возможном температурном диапазоне в камере сгорания, то есть как при горячем, так и при холодном моторе поддерживать давление запрограммированного разрушения на уровне выше порогового давления и ниже разрушительного давления, причем пороговое давление выше максимально возможного в нормальных условиях эксплуатации двигателя давления внутри камеры сгорания, создаваемого при компрессии и сгорании топлива, а разрушительное давление ниже самого низкого избыточного давления, при котором двигателю наносятся повреждения. Вместе с тем предохранительное приспособление настоящего изобретения работает вне зависимости от состояния, в котором находится двигатель, работает он с полной или частичной нагрузкой.
Для того чтобы предотвратить усталостное разрушение места запрограммированного разрушения в дальнейшем, должен быть указан или установлен срок службы места запрограммированного разрушения, в течение которого давление запрограммированного разрушения абсолютно точно выше порогового давления и ниже разрушительного давления.
Предпочтителен вариант, когда место запрограммированного разрушения выполнено в виде кольцевидного оборотного края вокруг участка пластины, предназначенного для запрограммированного разрушения, причем этот край по сравнению с окружающей его наружной стенкой имеет более тонкие стенки и имеет выпуклую форму по отношению к камере сгорания.
Место запрограммированного разрушения или канал аварийной продувки с деталью запрограммированного разрушения - на обращенной к камере сгорания поверхности поршня. Кроме того, для этого подходит любое место на цилиндре. Для двигателей и цилиндров с запирающейся при помощи головки цилиндра цилиндровой втулкой предпочтительно, когда место запрограммированного разрушения и в лучшем случае ведущий из камеры сгорания закрытый деталью запрограммированного разрушения канал аварийной продувки располагаются на головке цилиндра. У цилиндров, соответствующих классу дизельных двигателей большой мощности, тарелка и привод дренажного клапана, как правило, входят в состав легко заменяемой компактной специальной сборочной единицы. Аварийный сбросной клапан обычно не входит в состав специальной сборочной единицы. Предпочтительно, чтобы деталь запрограммированного разрушения была легко доступна и по истечении срока эксплуатации вне зависимости от того, лопнула она или нет, могла быть легко заменена. Ремонт дизельного двигателя в случаях поломки детали запрограммированного разрушения, расположенной на головке цилиндра, должен проходить очень легко, чтобы двигатель был выведен из эксплуатации на очень короткий срок или при наличии отдельных отсоединяемых цилиндров мог бы продолжать работать на других цилиндрах. Теоретически возможно также существование цельного места запрограммированного разрушения в наружной стенке камеры сгорания.
При этом дополнительным плюсом является, если деталь запрограммированного разрушения закреплена на двигателе с внешней стороны и закупоривает канал аварийной продувки. При этом деталь запрограммированного разрушения может представлять собой своеобразную пробку для закупоривания канала аварийной продувки или заслонку, привинчиваемую снаружи поверх канала аварийной продувки. Можно предположить также и такой вариант, когда предохранитель представляет собой самостоятельную защищающую саму себя деталь, которую можно вставить с внутренней стороны камеры сгорания в канал аварийной продувки. Подобная деталь запрограммированного разрушения может быть вставлена через место примыкания продувочного канала у основания цилиндра, если поршень находится в положении, близком к нижней точке возврата, или через специально просверленное для этого отверстие, например им может быть сам канал аварийной продувки, если он имеет подходящую, например овальную, форму, и деталь запрограммированного разрушения в закрученном виде через канал аварийной продувки может быть установлена в месте своего непосредственного применения.
Еще один предпочтительный вариант исполнения предохранительного устройства, когда отдельная деталь запрограммированного разрушения в виде отрезка гильзы цилиндрической формы закупоривает камеру сгорания со стороны наружной стенки или же она может быть выполнена в виде отрезка заслонки наподобие головки болта, которая прилегает к уплотнительной поверхности своей нижней уплотняющей частью, обращенной к наружной стенке.
Деталь запрограммированного разрушения при этом может состоять из зажатой между двумя уплотнительными фланцами пластины для запрограммированного разрушения или несущего участка вокруг места запрограммированного разрушения, представляющего из себя одну деталь с участком пластины для запрограммированного разрушения. В качестве альтернативы деталь запрограммированного разрушения может включать в себя также натяжное устройство, при помощи которого уплотнительный фланец натягивается перпендикулярно предусмотренной в двигателе плоскости зажима.
Если деталь запрограммированного разрушения выполнена в виде заслонки или один из ее участков представляет собой заслонку с кольцевидным гребневым фланцем вокруг канала аварийной продувки, имеющую плоскую обращенную к камере сгорания уплотнительную поверхность, то при помощи болтов на двигателе, проходящих через гребневый фланец, она может быть закреплена на заслонке головки цилиндра, причем между уплотнительной поверхностью на головке цилиндра и уплотнительной поверхностью на фланце заслонки может быть вложена дополнительная уплотняющая прокладка в случае, если это необходимо. Гребневый фланец заслонки может также служить и уплотнительным фланцем для натяжения пластины для запрограммированного разрушения перпендикулярно уплотнительной поверхности на двигателе, которая опять же может служить уплотнительным кольцом.
Если же деталь запрограммированного разрушения изготовлена в виде гильзы, закупоривающей канал аварийной продувки, или же отрезка гильзы в качестве альтернативы или дополнения к заслонке или отрезку заслонки, то на гильзу или отрезок гильзы с внешней стороны по всей поверхности, а на канал аварийной продувки по всей поверхности соответственно с внутренней стороны может быть нанесена резьба, для того чтобы закрепить деталь запрограммированного разрушения в канале аварийной продувки.
При этом внутренняя поверхность детали запрограммированного разрушения или ее передняя стенка, обращенная к камере сгорания, имеет такую форму, что передняя стенка детали запрограммированного разрушения и примыкающая к ней внутренняя поверхность внешней стенки камеры сгорания расположены на одном уровне, когда деталь запрограммированного разрушения находится непосредственно на своем месте. Это позволяет избежать расплавления или обгорания бортов головки цилиндра, окружающих канал аварийной продувки с внешней стороны наружной стенки, вследствие локального повышения температуры. Дальнейшим преимуществом в этом плане может быть, если головка цилиндра с внутренней стороны наружной стенки камеры сгорания вокруг канала аварийной продувки скошена или закруглена таким образом, чтобы деталь запрограммированного разрушения не приходилось бы вводить в канал аварийной продувки очень близко с внутренней стороне наружной стенки, но в то же время находилась на одном уровне с внутренней стороной наружной стенки камеры сгорания.
Особенно большим плюсом является то, если детали запрограммированного разрушения, установленные на место их использования, находятся на одном уровне с внутренней стороной наружной стенки передней части камеры сгорания, причем предусмотрены устройства, предназначенные, для того чтобы ввинтить деталь запрограммированного разрушения, выполненную в виде пробки, в строго предназначенную для нее позицию. Так, в других случаях цилиндрическая пробка может быть оснащена специальным носиком на передней стороне, для того чтобы, соединяясь на одном уровне с внутренней стороной наружной стенки камеры сгорания, герметично (например, если канал аварийной продувки скошен по отношению к внутренней поверхности наружной стенки камеры сгорания) устанавливать ее в строго определенное место. Для того чтобы избежать случаев, когда кончик подобного носика свободно вдается внутрь камеры сгорания и в этой неправильной позиции ввинчивания может расплавиться сам или же из-за отсутствия носика на своем месте могут расплавиться соответствующие области на внутренней стороне наружной стенки камеры сгорания, например, может быть предусмотрен специальный асимметричный шаблон отверстий для ввинчивания соответствующих болтов. Другой вариант - это очень точно выверенная внутренняя резьба с внутренней стороны канала аварийной продувки или длина отрезка наружной резьбы на отрезке гильзы детали запрограммированного разрушения, напоминающей пробку, на внутренней стороне которой есть ранее описанный носик для соединения с внутренней стороной наружной стенки камеры сгорания на одном уровне и маркирующие линии на удаленном от камеры сгорания конце детали запрограммированного разрушения или вокруг головки болта и на прилегающей области на наружной стороне наружной стенки камеры сгорания. Также существует возможность задать глубину ввинчивания детали запрограммированного разрушения при помощи того, что деталь запрограммированного разрушения снабжена фланцем наподобие головки болта, при помощи которого она крепится на соответствующую поверхность прилегания на головке цилиндра или вставленный уплотнитель, если образующий внутреннюю часть передней стенки детали запрограммированного разрушения носик прилегает к внутренней стороне наружной стенки камеры сгорания.
Особенно у такого рода выполненных в виде пробок деталей запрограммированного разрушения на поверхности детали запрограммированного разрушения, противоположной камере сгорания, может располагаться отверстие для специального профилированного инструмента для завинчивания пробки в строго отведенном для нее месте канала аварийной продувки и/или ее правильного удаления. При этом отверстие для специального инструмента может быть предусмотрено на участке детали запрограммированного разрушения, который ломается, если деталь установлена правильно, что гарантирует тот факт, что деталь запрограммированного разрушения может быть установлена только один раз. При этом деталь запрограммированного разрушения может быть изготовлена, например, таким образом, что после удаления инструмента из сломанного участка с предусмотренным для него отверстием остается клиновидная, обращенная наружу структура, обеспечивающая передачу скручивающего момента в направлении отверстия детали запрограммированного разрушения.
Ранее перечисленные признаки для обеспечения корректной позиции ввинчивания или установки, кроме того, могут быть использованы еще и для того, чтобы различать разные детали запрограммированного разрушения у различных конструктивно идентичных конструктивных рядов двигателей с разным механическим исполнением и/или условиями сгорания топлива при помощи приспособленного привинченного заранее средства блокировки, которое предотвращает или как минимум сообщает о том, что была ввинчена слишком длинная пробка.
В качестве альтернативы к варианту исполнения детали запрограммированного разрушения в виде пробки с передней частью, находящейся на одном уровне с наружной стенкой, может быть использована передняя поверхность, обращенная внутрь, находящаяся на разном уровне с внутренней стороной наружной стенки камеры сгорания, в позиции, когда она немного вдается в стенку. Благодаря окружающей ее наружной стенке деталь запрограммированного разрушения несколько защищена экраном от лучистого тепла, возникающего в камере сгорания вследствие процесса горения.
В данном случае преимуществом является, если деталь запрограммированного разрушения покрыта специальным слоем для теплозащиты и/или слоем защиты от коррозии, который защищает ее поверхность, обращенную к камере сгорания, от лучистого тепла, а также против процессов химического разложения коррозионно-активных отработанных газов в камере сгорания. Подобный слой может представлять собой кольцеобразное покрытие передней стенки гильзы, или это может быть расположенная внутри гильзы пластина запрограммированного разрушения из термоустойчивого сплава, причем сплавы из никеля наиболее устойчивы против процессов химического разложения, протекающих вследствие процессов сгорания в двигателе. Нанесение керамического изолирующего слоя также возможно. Также возможно выполнение детали запрограммированного разрушения из теплостойкого материала, обладающего необходимыми для детали запрограммированного разрушения качествами, например, из керамики, в особенности, если эта деталь в качестве уплотнителя защищает экраном наружную часть двигателя от жара в камере сгорания.
Еще один вариант - это положить между камерой сгорания и деталью запрограммированного разрушения материал для теплозащиты в качестве защищающего от тепла слоя, пропускающего давление. Этот материал будет располагаться в канале аварийной продувки со стороны выхода из камеры сгорания, и канал аварийной продувки может быть полностью заполнен этим материалом, при условии что это не помешает выполнению основной функции детали запрограммированного разрушения - ломаться при повышении давления. Подобный материал для теплозащиты или слой для теплозащиты может быть приклеен либо по-другому соединен с деталью запрограммированного разрушения либо выполнен в виде отдельной детали. Так, например, материал для теплозащиты может представлять собой твердое пористое вещество, например металлическую пену, изолирующее место запрограммированного разрушения от лучистого тепла в камере сгорания, или плетеную металлическую сетку или металлическую шерсть, абсорбирующую исходящее из камеры сгорания тепло и передающую его окружающей канал аварийной продувки наружной стенке камеры сгорания. В качестве материала для теплозащиты может также использоваться керамика или комбинация металла и керамики. Если деталь запрограммированного разрушения ломается или трескается, такой материал для теплозащиты обычно выбрасывают из канала аварийной продувки вместе с остатками детали запрограммированного разрушения.
Кроме того, может быть также предусмотрено активное охлаждение детали или места запрограммированного разрушения при помощи подведения туда охлаждающего вещества. Для этого может служить промывное устройство для промывки места запрограммированного разрушения с противоположной стороны от камеры сгорания или отрезок диска для запрограммированного разрушения с охлаждающим веществом, в особенности с охлаждающей водой или газом.
Активная система охлаждения в особенности при использовании неядовитого газа как, например, подводимого к цилиндру нагнетаемого воздуха может быть выполнена как открытая система и иметь соответствующую подводящую охладитель линию плюс насос и устройство для промывки.
В качестве охлаждающего вещества может быть также использован выходящий из цилиндра отработанный газ. В качестве охлаждающего вещества может также использоваться охлаждающая вода. В обоих случаях система охлаждения может быть выполнена как закрытая система, причем наряду с линией, подводящей охлаждающее вещество, предусмотрена также линия, отводящая охлаждающее вещество, ведущая к баку для воды, расположенная в безопасном месте рядом или в определенном месте самого газоотвода (например, недалеко от впуска компрессора). Дополнительный насос в данном случае может быть предусмотрен как отсасывающий насос на стороне отвода.
При этом в собранном состоянии на пластине запрограммированного разрушения на противоположной стороне от камеры сгорания в канале аварийной продувки предусмотрена дополнительная заглушка, которая вместе с пластиной запрограммированного разрушения отграничивает герметичную охладительную камеру напротив стенки канала аварийной продувки перпендикулярно выходу охладителя. Для того чтобы при этом обеспечить сохранность функции детали запрограммированного разрушения, разрушительное давление в дополнительной заглушке по сравнению с разрушительным давлением детали запрограммированного разрушения должно быть значительно ниже и составлять несколько бар. Преимуществом в данном случае является то, что дополнительно предусмотрено также наличие дроссельного устройства, при помощи которого возможно было бы дросселировать подачу охладителя в ответ на разрушение места запрограммированного разрушения или достижение определенного давления в камере сгорания (например, порогового давления) таким образом, чтобы после этого подача охладителя ограничивалась на определенном уровне, который был бы безопасен для деталей камеры сгорания, доступных через канал аварийной продувки. Особенно это касается случаев, когда в качестве охладителя применяется жидкость,
Еще одна возможность защитить деталь запрограммированного разрушения экраном от лучистого тепла в камере сгорания состоит в том, чтобы изогнуть канал аварийной продувки со стороны камеры сгорания, чтобы установить деталь запрограммированного разрушения за этим изгибом. Кроме того можно сделать диаметр канала аварийной продувки на