СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F01P3/20 

Изобретение относится к машиностроению.

Известна система охлаждения, например, двигателя автомобиля, содержащая крыльчатку, обдувающую ребра воздушного охлаждения блока цилиндров двигателя, с втулкой с лопатками, сидящей на оси в подшипниках, и со шкивами на этой оси и оси двигателя, соединенные клиноременной передачей [1]
Известна также система водяного охлаждения двигателя с крыльчаткой, обдувающей радиатор, связанный с водяной рубашкой охлаждения блока цилиндров, с датчиком температуры воды, с термостатом и жалюзи на радиаторе, связанными с системой управления [2]
Температура блока цилиндров, ее стабильность и связанные с ними технико-экономические и экологические показатели двигателя во многом зависят от режима работы двигателя, окружающей температуры и в конечном счете, от эффективности работы системы охлаждения. Частые перегрев то охлаждение двигателя снижают долговечность, ресурс двигателя, ведут к выходу из строя, требуют ремонта, замены частей, нет плавной регулировки температуры на всех режимах и температурах.

Цель изобретения устранить указанные недостатки.

Цель достигается тем, что лопатки крыльчатки выполнены поворотными, а угол их установки меняется в зависимости от температуры конструкции двигателя посредством механизма изменения угла установки лопаток, связанного с системой управления: ручной и автоматической. Поворотные лопатки посажены во втулке крыльчатки на подшипниках комлевой частью цилиндрической формы с конической шестерней, на конце каждой из них, связанной с центральной, такой же конической шестерней, сидящей на валу управления, помещенном внутри пустотелой оси крыльчатки. Вал управления и ось крыльчатки работают синхронно, как одно целое, сохраняя постоянство угла установки лопаток крыльчатки.

При изменении температуры в ту или иную сторону автоматически или вручную (по термометру) изменяется угол установки лопаток и тем самым увеличивается или сбавляется интенсивность обдува радиатора потоком воздуха. Управление углом установки лопаток крыльчатки, т.е. валом управления на ходу, при вращающейся крыльчатке осуществляется специальным планетарным редуктором, корпус которого неподвижен, когда лопатки работают при постоянном угле установки, а каждый поворот корпуса ведет к изменению угла установки лопаток, связанных валом управления с конической шестерней, зацепленной с двумя такими же шестернями, выполненными в корпусе, зацепленными с шестерней, сидящей на оси крыльчатки. Планетарный редуктор связан с двигателем постоянного тока системы автоматического управления, а также с барабанами на валу и на приборной панели в кабине боуденовским тросом со шкалой, градуированной по термометру.

На фиг.1 схематически изображена система охлаждения двигателя; на фиг.2 показан вид А на фиг.1.

В корпусе 1 в подшипниках размещен полый вал 2 с втулкой 3 на конце, с поворотными лопатками 4, посаженными в эту втулку цилиндрическими комлевыми частями 5 в подшипники. Вал крыльчатки связан с мотором 6 главного привода посредством клиноременной передачи шкивами 7 и 8, связанного с радиатором 9 трубопроводом 10. Механизм положения угла α лопаток предусмотрен ручного и автоматического управления с пружиной 12, шпонкой 13 и контактами 14 электросистемы, выполнен со шкалой датчика 15 температуры на приборной панели 16 в кабине и связан с барабаном 17 боуденовского троса 18, продетого в гибкую рубашку 19 с оплеткой, предотвращающей деформации по длине рубашки, связанным с барабаном 20 с тормозной муфтой 21 на валу 22 с корпусом 23 редуктора с противовесом 24 и с коническими шестернями 25 и 26, свбоно сидящими в подшипниках, зацепленными с шестернями 27 на валу 28 управления и 29 на оси 2 крыльчатки. На валу управления выполнена центральная шестерня 30, зацепленная с шестернями 31, сидящим на комлях поворотных лопаток. Автоматическая система плавного регулирования температуры радиатора содержит высокомоментный микродвигатель 32 постоянного тока, связанный с ручкой 11.

Система охлаждения работает следующим образом.

После пуска главного двигателя температура воды (в ребрах воздушного охлаждения) повышается. Вода перетекает по трубопроводу 10 в радиатор 9, где охлаждается, и возвращается в рубашку цилиндров и охлаждает двигатель. Одновременно с двигателем шкивам 7 и 8 посредством клиноременной передачи приводится во вращение полый вал 2, сидящий в корпусе 1 синхронно с валом 28 управления на подшипнике, с втулкой с поворотными лопатками 4 с постоянным углом α так как шестерни 30 и 31 зафиксированы тормозом 21, обеспечивающими циркуляцию воздуха сквозь радиатор. При изменении режима двигателя или температурных условий температура охлаждающей жидкости меняется в сторону увеличения или снижения: двигатель или перегревается, или переохлаждается, о чем можно судить по шкале панели 16, связанной с датчиком 15.

С целью стабилизации температуры двигателя поворачивают лопатки ручкой 11, меняя угол α путем ручного и автоматического управления. Ручное управление лопатками осуществляется тросом 18, заделанным концами в барабанах 17 и 20. Для поворота лопаток надо нажать ручку 11, сжимая пружину 12, валик ручки перемещается по шпонке 13 и включается контакт 14 тормоза 21, сидящий на валу 22. При повороте ручки поворачивается корпус 23 с противовесом 24 и с шестернями 25 и 26, зацепленными с шестернями 29 и 27. Так как шестерня 29 сидит на жестком валу 2, то вращение коpпуса 23 приводит во вращение шестерню 27 и вал 28 управления, шестерни 30, 31 на комле 5 и лопатки 4, угол α которых по обратной связи определяется температурой радиатора. Автоматическое управление лопатки осуществляется двигателем 32.

Технико-экономическая эффективность от применения системы охлаждения определяется повышением ресурса двигателя, снижением частоты ремонта, заменой изношенных частей и улучшением экологии выхлопа.

Сущность изобретения заключается в том, что система охлаждения имеет радиатор 9, трубопровод 10 или ребра охлаждения, а регулирование потока охлаждающего воздуха достигается тем, что лопасть (Л) 4 помещена во втулке 3 посредством подшипника в комлевой части 5 Л и с конической шестерней (Ш) 31, на конце зацепленной с такой же Ш 30, сидящей на валу 28 управления в корпусе 1, на другом конце которого выполнена другая Ш 27, сидящая в корпусе 23 с противовесом 24, зацепленная с Ш 25 и 26 и с Ш 29 на полом валу 2. Изменение угла установки Л осуществляется двигателем 32 постоянного тока через тормоз 21, связанный с термодатчиком 15 и с системой автоматического управления или с ручкой 11 панели 16 управления, связанной с валом 22 посредством боуденовского троса 18 через барабаны 17 и 20, включением через пружину 12 контаков 14 электросхемы. 2 ил.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащая радиатор, крыльчатку вентилятора, установленную на валу, с механизмом поворота лопастей, посаженных посредством подшипников во втулке с возможностью поворота вокруг продольной оси, и датчик температуры охлаждающей жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, она снабжена валом управления с первой и второй коническими шестернями, расположенными на противоположных концах последнего, установленного коаксиально с валом крыльчатки вентилятора, приводом автоматического регулирования, планетарным редуктором с корпусом, тормозом и приводом управления, выполненным в виде первого барабана с тросом и второго барабана с ручкой управления, соединенного с первым барабаном посредством троса и расположенного на приборной панели транспортного средства, причем механизм поворота выполнен в виде третьей конической шестерни, установленной в комлевой части лопастей и находящейся в зацеплении с второй конической шестерней, вал управления связан с планетарным редуктором и лопастями вентилятора посредством соответственно первой и второй конических шестерен, а ручка управления подсоединена к датчику температуры охлаждающей жидкости и приводу автоматического регулирования, подключенному к корпусу редуктора.