РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F01P11/06 

Описание патента на изобретение RU2031217C1

Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к двигателям внутреннего сгорания с жидкостной системой охлаждения.

Известно, что в большинстве ДВС применяются открытые системы жидкостного охлаждения. Насыщение воды воздухом в таких системах способствует росту кавитационно-коррозионных разрушений, снижению кавитационного запаса насосов, повышению потерь тепла в охлаждающую жидкость при ее поверхностном кипении.

Для уменьшения насыщения воды воздухом используют гидрозатворы. Для повышения давления производят подъем расширительных цистерн на высоту 10-12 м, применяют водоструйные устройства [1].

Подъем расширительной цистерны не возможен на тепловозах, в автотранспортных двигателях, на скоростных судах. Водоструйные насосы и гидрозатворы усложняют конструкцию системы охлаждения.

Известен расширительный бак системы жидкостного охлаждения ДВС, принятый в качестве прототипа [2].

Этот бак обладает следующими недостатками:
сложность конструкции, т. к. в его состав входит дополнительно гидрозатвор;
газопроницаемая пленка (мембрана) и жидкий изолятор не исключают полностью проникновения в систему охлаждения воздуха;
система охлаждения с таким расширительным баком не обеспечивает необходимого статического давления, что способствует кавитации циркуляционного насоса и кипению воды в зарубашечном пространстве.

Целью изобретения является повышение эффективности системы охлаждения путем увеличения статического давления охлаждающей жидкости за счет использования источника повышенного давления воздуха, а также герметизации бака, препятствующий насыщению воды воздухом.

Поставленная цель достигается тем, что в расширительном баке системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, разделенном перегородкой на первую и вторую полости, соединенном с системой охлаждения трубопроводами и содержащем парогазовую трубу, согласно изобретению разделяющая перегородка выполнена в виде гибкой мембраны из водогазонепроницаемого материала, первая полость расположена над мембраной и связана с источником сжатого газа посредством воздушного патрубка, а вторая полость размещена под мембраной.

Воздушный патрубок снабжен обратным клапаном, а обе полости расширительного бака - предохранительными клапанами, что исключает превышение давления в нем выше допустимого.

Для увеличения площади и возможностей прогиба мембрана выполнена гофрированной, например, из армированной резины.

Для ограничения прогиба над и под мембраной установлены решетки, изогнутые во внутренние полости обеих частей бака. Причем верхней решеткой может служить внутренняя поверхность верхней части бака. Парогазовая трубка (трубки) соединена с нижней частью его объема.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный расширительный бак отличается от прототипа рядом дополнительных конструктивных элементов, обеспечивающих повышенное статическое давление в системе жидкостного охлаждения ДВС, а также герметизацию бака. Таким образом, заявленный расширительный бак соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие данное техническое решение от прототипа, что дает основание сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 и 2 представлены расширительные баки системы жидкостного охлаждения ДВС (варианты).

Расширительный бак 1 состоит из верхней 2 и нижней 3 полостей, соединенных между собой фланцами 4 и 5, между которыми установлена мембрана 6 с решетками 7 и 8.

Пространство над мембраной 6 соединено трубопроводом 9 через обратный клапан 10 с источником повышенного давления (компрессором агрегата наддува или пусковыми воздушными баллонами - не показаны) и имеет предохранительный клапан 11, установленный на трубопроводе 12. В полости 3 расширительного бака 1 на трубопроводе 13 установлен предохранительный клапан 14.

Для спуска воздуха при наполнении системы охлаждения используют кран 15 с трубопроводом 16. Вода в систему охлаждения поступает через трубопровод 17 и кран 18. Расширительный бак 1 связан с системой охлаждения пароотводящей трубкой 19 и трубопроводом 20, например, со всасывающей полостью циркуляционного насоса.

Двигатель внутреннего сгорания с указанным расширительным баком работает следующим образом. При заполнении системы охлаждения вода в нижнюю полость 3 расширительного бака 1 поступает по трубопроводу 17 при открытом кране 18, а воздух вытесняется при открытом кране 15 по трубопроводу 16.

При запуске двигателя воздух от компрессора агрегата наддува или пусковых баллонов после редуцирования по трубопроводу 9 и чеpез обратный клапан 10 поступает в верхнюю полость 2 расширительного бака 1. Воздух проходит через отверстия в решетке 7 и воздействует на гибкую гофрированную мембрану 6, повышая статическое давление в системе охлаждения, вытесняя воду через отверстия в решетке 8. Максимальный прогиб мембраны 6 ограничен решеткой 8.

При увеличении температуры охлаждающей воды и ее тепловом расширении мембрана 6 выгибается вверх, ее прогиб ограничен решеткой 7.

Для предотвращения увеличения давления в системе охлаждения выше допустимого значения использованы предохранительные клапаны 11 и 14, причем клапан 11 сбрасывает избыточный воздух по трубопроводу 12 за пределы машинного отделения, например, через звуковую сирену (свисток - не показан), а клапан 14 сбрасывает избыток воды по трубопроводу 13, например, за борт.

После окончания работы двигателя и падения давления воздуха в системе наддува для предотвращения вскипания воды в зарубашечном пространстве обратный клапан 10 предотвращает утечку воздуха из верхней полости 2 расширительного бака 1.

На фиг.2 показан расширительный бак 1, в котором функции решетки 7 выполняет внутренняя поверхность верхней части 2 бака 1. Принцип действия системы охлаждения при этом остается неизменным.

Таким образом, герметизация системы охлаждения и повышение статического давления в ней за счет наддува пространства над мембраной обеспечивают снижение кавитационно-коррозионных разрушений и интенсивности кипения жидкости, что благоприятно влияет на ресурс и экономичность ДВС.

Похожие патенты RU2031217C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 1993
  • Безюков Олег Константинович
  • Пугачев Борис Петрович
  • Тузов Леонид Васильевич
  • Шляхтов Виктор Александрович
  • Яшин Евгений Павлович
RU2061884C1
Турбопоршневой двигатель 1991
  • Безюков Олег Константинович
  • Тузов Леонид Васильевич
  • Вунгис Виктор Аркадьевич
  • Свистунов Николай Николаевич
  • Хотченков Виктор Сергеевич
SU1789740A1
СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2011
  • Безюков Олег Константинович
  • Жуков Владимир Анатольевич
RU2459093C1
СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1992
  • Бурячко В.Р.
  • Десяев Г.С.
RU2013582C1
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА 1989
  • Меньшиков Станислав Степанович
RU2029880C1
СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ДВОЙНЫМ НАДДУВОМ НА СЖИЖЕННОМ ПРИРОДНОМ ГАЗЕ 2020
  • Вдовичев Антон Андреевич
  • Смелик Анатолий Анатолиевич
  • Артюхов Сергей Александрович
  • Вакуненков Вячеслав Александрович
  • Саркисов Сергей Владимирович
  • Ржавитин Вячеслав Леонидович
RU2769914C2
СИСТЕМА ЛОКАЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ОБЪЕМОМ 2020
  • Вдовичев Антон Андреевич
  • Шорохов Алексей Дмитриевич
  • Смелик Анатолий Анатолиевич
  • Артюхов Сергей Александрович
  • Ивановский Владимир Сергеевич
  • Саркисов Сергей Владимирович
  • Ржавитин Вячеслав Леонидович
RU2777177C2
Система жидкостного охлаждения поршневого двигателя с замкнутым контуром циркуляции 2022
  • Дурандин Артур Юрьевич
  • Костюченков Александр Николаевич
RU2789952C1
ДВИГАТЕЛЬ, ВЕРТОЛЕТ, МЕЛКОВОДНОЕ СУДНО 1999
  • Поляков В.И.
RU2153088C1
Система жидкостного охлаждения 2017
  • Дискин Марк Евгеньевич
RU2640661C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 031 217 C1

Реферат патента 1995 года РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Сущность изобретения: расширительный бак разделен на две части гибкой мембраной, причем верхняя часть бака соединена с источником повышенного давления. Воздушный трубопровод снабжен обратным клапаном, а обе части бака - предохранительными клапанами. Мембрана выполнена гофрированной, ее прогибы ограничены решетками, установленными над и под мембраной. Верхняя решетка может быть заменена внутренней поверхностью верхней части бака. Парогазовая турбина соединена с нижней частью бака. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 031 217 C1

1. РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, разделенный перегородкой на первую и вторую полости, соединенный с системой охлаждения трубопроводами и содержащий парогазовую трубу, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен воздушным патрубком и источником сжатого газа, перегородка выполнена в виде гибкой мембраны из водогазонепроницаемого материала, первая полость расположена над мембраной и связана с источником сжатого газа посредством воздушного патрубка, а вторая полость размещена под мембраной. 2. Бак по п.1, отличающийся тем, что воздушный патрубок снабжен обратным клапаном, а обе полости расширительного бака - предохранительными клапанами. 3. Бак по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что мембрана выполнена гофрированной. 4. Бак по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что он снабжен предохранительной решеткой, установленной над мембраной. 5. Бак по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что он снабжен двумя предохранительными решетками, установленными с обеих сторон мембраны. 6. Бак по п.1, отличающийся тем, что парогазовая труба соединена с второй полостью.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2031217C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Расширительный бак системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания 1986
  • Викторов Виктор Петрович
  • Полипанов Игорь Сергеевич
  • Осадин Владимир Алексеевич
SU1390399A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 031 217 C1

Авторы

Безюков О.К.

Вунгис В.А.

Тузов Л.В.

Свистунов Н.Н.

Даты

1995-03-20Публикация

1991-05-05Подача