СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F01P11/10 

Изобретение относится к автомобильной, автотракторной и другой технике и может быть использовано в других отраслях науки и техники для повышения надежности эксплуатации техники в холодное время года.

Актуальность разработки данного устройства обусловлена следующими основными факторами:
резкими колебаниями температур, вызывающими необходимость контроля за фазовым состоянием охлаждающей жидкости, находящейся в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания;
частым выходом техники из строя вследствие образования трещин в картере и радиаторе при резком понижении температуры окружающего воздуха с залитой охлаждающей жидкостью;
необходимостью разработки автоматизированных устройств для контроля фазового состояния охлаждающей жидкости и ее слива без участия личного состава, занимающегося эксплуатацией техники.

Известно устройство системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащее радиатор, насос, термостат [1]
Однако данное устройство имеет низкую степень надежности вследствие отсутствия автоматизированных систем для контроля за фазовым состоянием охлаждаемой жидкости и принятия решения для быстрого удаления ее из системы охлаждения, нет защиты от ошибочных действий личного состава при принятии решения на слив охлаждаемой жидкости вследствие резкого понижения температуры окружающего воздуха.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство жидкостного охлаждения двигателя, содержащее радиатор, жидкостный насос, рубашку охлаждения двигателя, термостат, вентилятор [2]
Однако данное устройство имеет низкую степень надежности (практически отсутствует информация за фазовым состоянием охлаждаемой жидкости и тем самым не могут быть приняты меры по сливу жидкости в случае понижения температуры ниже температуры, допускаемой работу системы на данном виде охлаждаемой жидкости); нет возможности автоматического слива жидкости и тем самым предотвращения размораживания головки блока цилиндров.

Целью изобретения является повышение надежности и расширения возможностей.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок измерения температуры, датчик состава охлаждающей жидкости, электроклапаны, компаратор, исполнительный механизм, при этом датчики температуры установлены в радиаторе и блоке цилиндров двигателя и соединены с блоком измерения температуры, а датчик состава жидкости размещен в радиаторе и соединен с компаратором, который в свою очередь своим входом соединен с блоком измерения температуры, а выходом с электроклапанами через исполнительный механизм.

Таким образом повышение надежности достигается за счет введения в устройство блока измерения температуры; датчика состава охлаждающей жидкости, электроклапанов, компаратора и исполнительного механизма.

Введение данных элементов позволяет контролировать состав охлаждающей жидкости и тем самым знать температуру ее застывания для того, чтобы не допустить размораживания блока головки цилиндров. Состав жидкости легко определяется по плотности.

Наличие указанных элементов позволяет произвести слив охлаждающей жидкости и не допустить выхода из строя блока головки цилиндров двигателя.

Расширение возможностей устройства достигается за счет введения датчика состава охлаждающей жидкости; компаратора; исполнительного механизма.

Указанные элементы позволяют иметь информацию о составе охлаждающей жидкости и принимать своевременные меры по предотвращению выхода техники из строя.

На фиг. 1 и 2 приведена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из радиатора 1, двигателя 2, датчика и измерителя температуры 3, анализатора жидкости 4, генератора 5, измерителя характеристик датчика 6, компаратора 7, исполнительного механизма 8, электроклапанов 9.

Датчик состава охлаждающей жидкости устанавливается в радиаторе и соединяется с генератором и через него с компаратором. Датчик температуры размещен в радиаторе и блоке головки цилиндров и соединен с измерителем. Выход компаратора соединен с исполнительным механизмом, а тот в свою очередь с электроклапанами. Датчик состава охлаждающей жидкости представляет собой кварцевый резонатор.

Устройство работает следующим образом.

При помощи датчика состава охлаждающей жидкости определяется (предполагаемая) температура застывания. Это достигается путем предварительной калибровки установления уровня сигнала датчика, находящегося в охлаждающей жидкости и записи данного уровня в компаратор. Уровень сигнала датчика является функцией от состава охлаждающей жидкости и является экспериментально установленной зависимостью (фиг. 2). Данная информация заносится в компаратор и также заносится уровень сигнала датчика при температуре, выше на 2-3^оС температуры застывания залитой охлаждающей жидкости.

В дальнейшем устройство работает следующим образом.

При достижении температуры на 2-3^оС выше указанной температуры охлаждающей жидкости сигнал от измерителя температуры поступает на компаратор, который выдает сигнал на исполнительный механизм, открывающий электроклапаны. Жидкость через клапаны выливается из системы охлаждения, чем предотвращается размораживание блока головки цилиндра.

П р и м е р. Устройство было проверено на макете в лабораторных условиях. Для проверки брали в качестве датчика состава охлаждающей жидкости кварцевый резонатор с частотой собственных колебаний 51 кГц. Включали в схему вынужденных колебаний и калибровали. Для этого брали первоначально воду (как охлаждающую жидкость), затем марки 40 и 60. Производили измерение амплитуды колебаний резонатора и строили графическую зависимость (фиг. 2). В дальнейшем данный уровень сигналов, полученный при работе именно этого резонатора, был внесен в компаратор. Также уровень сигнала при температурах соответствующих температурам застывания указанных жидкостей был занесен в компаратор. В дальнейшем при соответствии уровня сигнала датчика состава жидкости и сигнала с датчика температуры происходило срабатывание компаратора и он выдавал сигнал на исполнительный механизм.

Изобретение позволяет быстро и достоверно без участия личного состава предотвратить размораживание системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Сущность изобретения: устройство содержит блок измерения температуры 3, датчик состава охлаждающий жидкости 4, электроклапаны 9, компаратор 7, исполнительный механизм 8, при этом датчики температуры 3 установлены в радиаторе 1 и блоке цилиндров двигателя 2 и соединены с блоком измерения температуры, а датчик состава жидкости 4 размещен в радиаторе 1 и соединен с компаратором 7, который в свою очередь входом соединен с блоком измерения температуры, а выходом с электроклапанами 9 через исполнительный механизм 8. 2 ил.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая последовательно соединенные рубашку охлаждения с подводящим и отводящим трубопроводами, термостат, радиатор и циркуляционный насос, два датчика температуры охлаждающей жидкости и два электроклапана, размещенные соответственно в радиаторе и блоке цилиндров, и исполнительный механизм, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена блоком измерения температуры охлаждающей жидкости, датчиком состава охлаждающей жидкости и компаратором с входом и выходом, причем датчик состава охлаждающей жидкости соединен с компаратором, связанным входом с блоком измерения температуры, а выходом через испытательный механизм с электроклапанами.