УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОКОМПРЕССОРОМ, ИМЕЮЩИМ ГАЗОВЫХЛОПНОЙ ПАТРУБОК Российский патент 1995 года по МПК F01P7/14 

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры жидкости в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания и может быть использовано транспортными средствами.

Известен терморегулятор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий сильфон с легкокипящей жидкостью (этиловым спиртом, этиловым эфиром, ацетоном и др.) [1]. При повышении температуры охлаждающей жидкости рабочая жидкость испаряется, и давление ее паров воздействует на подвижную тарелку регулирующей пружины клапана, закрепленного на мембране.

Такой терморегулятор имеет недостаточную чувствительность, поэтому не обеспечивают требуемого регулирования. Кроме того, он имеет небольшой срок службы.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для регулирования системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик температуры жидкости, систему труб для перераспределения жидкости, трехходовой кран, снабженный электрическим исполнительным механизмом, соединенным электрически с датчиком температуры, причем корпус трехходового крана выполнены с отверстиями [2] . Регулируемый орган - трехходовой кран может устанавливаться в три положения: два крайних и одно промежуточное.

Недостатком данного устройства является следующее. Электрические исполнительные механизмы с большим линейным диапазоном регулирования скорости имеют относительно сложное устройство. В связи с этим в данном устройстве в качестве исполнительного механизма применяется электродвигатель с постоянной скоростью. Статическая характеристика исполнительного механизма постоянной скорости является существенно нелинейной. Ее нельзя линеаризовать при различных диапазонах изменения входного сигнала от датчика температуры, что отрицательно сказывается на регулирование температуры охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания, особенно на долевых нагрузках. Кроме того, данное устройство потребляет электроэнергию.

Целью изобретения является повышение эффективности регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания.

Цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры охлаждающей жидкости, содержащее систему труб для перераспределения жидкости, трехходовой кран, снабженный электрическим исполнительным механизмом, соединенным через релейный блок с датчиком температуры, снабжено сумматором, корректирующей обратной связью и термоэлектрогенератором, размещенным на выхлопном трубопроводе.

Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием сумматора, корректирующей обратной связи и термоэлектрогенератора. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что регуляторы с использованием сумматоров и корректирующих обратных связей широко известны. Также широко известны термоэлектрогенераторы. Однако при их введении в указанной связи в заявляемое устройство для регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания они проявляют новые свойства, что приводит к повышению эффективности регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена схема устройства для регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема корректирующей обратной связи.

Устройство для регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания (фиг.1) содержит трехходовой кран 1, электрический исполнительный механизм 2, систему труб 3 для подвода охлаждающей жидкости из выходного коллектора рубашки охлаждения двигателя, 4 для перепуска, 5 для выпуска охлаждающей жидкости на холодильник, датчик 6 температуры, сумматор 7, электронный усилитель 8, релейный блок 9, корректирующую обратную связь 10, источник 11 питания, выхлопной трубопровод 12, термоэлектрогенератор 13. Корректирующая обратная связь (фиг.2) включает конденсатор 14 и резисторы 15, 16.

Устройство работает следующим образом.

При неработающем двигателе напряжение на входах всех функциональных блоков отсутствует, конденсатор обратной связи разряжен, электродвигатель исполнительного механизма 2 неподвижен, термоэлектрогенератор не работает.

После запуска двигателя система охлаждения двигателя начинает работать. При появлении отклонения регулируемой температуры от оптимального значения в датчике температуры на входе усилителя 8 возникает некоторое напряжение е, что приводит к срабатыванию электронного реле 9, появлению напряжения релейного блока е_р,б и включению электродвигателя исполнительного механизма 2, который начинает перемещение трехходового крана в сторону, необходимую для ликвидации возникшего отклонения регулируемой температуры охлаждающей жидкости от оптимального значения, т.е. в зависимости от температуры происходит перераспределение охлаждающей жидкости на перепуск или на холодильник. Одновременно напряжение е_р.б подается на вход обратной связи е_о.с. Это напряжение е_о.с направлено встречно напряжению входного сигнала, е_д.т, в результате чего результирующее напряжение после сумматора 7 е=е_д.т-е_о.с, поступающее на вход усилителя 8, начинает уменьшаться. В нормальном импульсном (пульсирующем) режиме работы устройства скорость изменения напряжения обратной связи е_о.с намного превышает возможную скорость изменения напряжения е_д.т датчика 6 температуры, так что, спустя короткое время, напряжение е_о.с догоняет е_д.т. Когда напряжение на входе усилителя 8 становится достаточно малым, реле отключается, напряжение е_р.б на выходе релейного блока 9 исчезает и электродвигатель исполнительного механизма 2 останавливается. Немедленно начинается разряд конденсатора 14, и (если сигнал от датчика 6 температуры еще не исчез) происходит повторное включение исполнительного механизма 2. Возникающий подзаряд конденсатора 14 вновь отключает реле. Таким образом происходит посылка импульсов на электродвигатель исполнительного механизма 2 (распределение потоков жидкости) до тех пор, пока регулируемая температура охлаждаемой жидкости двигателя не достигнет заданного оптимального значения.

В процессе работы устройства напряжение е на входе усилителя 8 практически мало отличается от нуля, что соответствует близкому совпадению напряжений е_д.т и е_о.с.

Во время работы двигателя термоэлектрогенератор 13 вырабатывает электроэнергию, которая поступает в блок источника питания.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет поддерживать оптимальную температуру охлаждающей жидкости на всех режимах работы двигателя, а термоэлектрогенератор позволяет, утилизируя тепло отработанных газов, питать устройство электроэнергией.

Сущность изобретения заключается в том, что после запуска двигателя происходит изменение температуры охлаждающей жидкости в системе и в датчике 6 температуры возникает некоторое напряжение e_д.т. что приводит к срабатыванию электронного реле 9 и включению исполнительного механизма 2. Происходит перемещение трехходового крана 1 в сторону, необходимую для ликвидации возникшего отклонения регулируемой температуры охлаждающей жидкости двигателя. Одновременно напряжение e_р.б. подается на вход обратной связи. В сумматоре 7 происходит получение результирующего напряжения e = e_д.т.- e_o.c., которое начинает уменьшаться. Когда напряжение e на входе усилителя 8 становится достаточно малым, реле отключается и останавливается исполнительный механизм. Немедленно начинается разряд конденсатора 14 и происходит повторное включение исполнительного механизма 2. Посылка импульсов на исполнительный механизм 2 происходит до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости двигателя не достигнет оптимального значения. Во время работы двигателя термоэлектрогенератор 13 вырабатывает электроэнергию и используется для работы исполнительного механизма 2 данного устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОКОМПРЕССОРОМ, ИМЕЮЩИМ ГАЗОВЫХЛОПНОЙ ПАТРУБОК, содержащее систему трубопроводов для перераспределения жидкости, трехходовой кран, датчик температуры, электрический исполнительный механизм постоянной скорости, снабженный сумматором и корректирующей обратной связью, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности, оно снабжено релейно-импульсной системой, установленной между сумматором и исполнительным механизмом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в газовыхлопном патрубке турбокомпрессора установлен термоэлектрический генератор, электрически связанный с исполнительным механизмом.