СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F01P11/10 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и, в частности, к конструкции системы воздушного охлаждения.

Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания (см. а.с. СССР N 1537846, кл. F 01 P 5/02, опубл. 1990, бюл. N 3), содержащая радиатор, размещенный в кожухе, и вентилятор, установленный в цилиндрической части корпуса, имеющего боковые окна. Этой системе охлаждения присущи следующие недостатки. Воздух, поступающий на охлаждение цилиндров через окна, изменяет направление движения на 180^o. Воздух охлаждает либо радиатор, либо какие-то другие элементы двигателя. Распределение его скоростей по ширине радиатора очень неравномерное. Отсутствует четкое разделение потоков воздуха перед радиатором, движущихся в разных направлениях. Все эти недостатки снижают эффективность работы системы охлаждения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является двигатель внутреннего сгорания с воздушной системой охлаждения (см. а. с. СССР N 1052690, кл. F 01 P 11/10, опубл. 1983), содержащий радиатор, вентилятор, расположенный в цилиндрическом корпусе, и канал для подачи воздуха к радиатору. Этот двигатель обладает следующими недостатками. Основная часть воздуха, охлаждающая радиатор, за вентилятором изменяет направление движения на противоположное, что приводит к уменьшению его полного напора. Воздух, охлаждающий радиатор, не участвует в охлаждении других элементов двигателя. Высокая неравномерность распределения скоростей воздуха по ширине радиатора. При возрастании аэродинамического сопротивления трассы перед вентилятором уменьшается расход воздуха через радиатор. Все эти недостатки приводят к снижению эффективности охлаждения радиатора и двигателя.

Задачей данного изобретения является улучшение работы системы воздушного охлаждения двигателя.

Техническим результатом является повышение эффективности работы системы охлаждения за счет возрастания расхода воздуха через радиатор, улучшение охлаждения различных элементов двигателя, повышение равномерности распределения скоростей воздуха, проходящего через радиатор.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащей радиатор, вентилятор, размещенный в цилиндрической части корпуса, канал для подачи воздуха к радиатору и дефлекторы, канал выполнен в виде отверстий в корпусе, расположенных между радиатором и вентилятором со стороны полости всасывания.

При этом дефлектор, расположенный со стороны цилиндров, может быть размещен в любом месте по ширине радиатора.

Выполнение канала в виде отверстий в корпусе, расположенных между радиатором и вентилятором со стороны полости всасывания, обеспечивает возрастание расхода воздуха через радиатор. Это связано, во-первых, с тем, что в предлагаемой конструкции при движении воздуха не происходит изменение направления его движения на противоположное, т.е. нет существенной потери его напора. Во-вторых, в прототипе низкий расход воздуха через радиатор связан со сложностью согласования его расходной характеристики, с одной стороны, и расходных характеристик головки, цилиндра, и т.п. с другой. В случае применения предлагаемого решения не требуется проведения согласования указанных характеристик. В третьих, дополнительное увеличение расхода воздуха через радиатор может быть достигнуто за счет размещения дефлектора, расположенного со стороны цилиндров, в любом месте по ширине радиатора. В этом случае часть радиатора, находящаяся между дефлекторами, будет охлаждаться более интенсивно по сравнению с другой частью радиатора. В четвертых, при установке перед вентилятором дополнительного аэродинамического сопротивления, например, радиаторов охлаждения трансмиссии, расход воздуха через радиатор не только уменьшится, а даже возрастет, что связано с возрастанием перепада между атмосферным давлением и разрежением между вентилятором и радиатором.

Улучшение охлаждения различных элементов двигателя достигается за счет того, что воздух, прошедший через радиатор, не покидает двигатель, а направляется на охлаждение головки, цилиндра и т.п.

Повышение равномерности распределения скоростей воздуха, проходящего через радиатор, достигается за счет равномерного распределения по камере, ограниченное радиатором, дефлекторами и корпусом, разрежения, создаваемого перед вентилятором.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг. 1, 2 показаны система охлаждения двигателя, продольный разрез; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит радиатор 1, расположенный сбоку от цилиндрической части 2 корпуса 3, вентилятора 4. В корпусе 3 выполнены отверстия 5, образующие каналы, соединяющие камеру, ограниченную радиатором 1, дефлекторами 6, 7 и корпусом 3, с пространством перед вентилятором 4, ограниченным его корпусом 3. Дефлектор 7 находится со стороны цилиндров 8. В пространстве корпуса 3, расположенном перед вентилятором 4, может находиться, в частности, спрямляющая решетка 9. Расстояние между радиатором 1 и осью вентилятора 4 может составлять не менее 0, 55 диаметра вентилятора 4. Отверстия 5 могут быть выполнены, например, круглыми или прямоугольной формы. В последнем случае они располагаются вдоль образующей корпуса 3, или под углом к ней, а ширина перемычек может составлять 0,1 1,0 ширины отверстия. Дефлектор 7 может располагаться в любом месте по ширине радиатора 1. На двигателе аналогичным образом могут быть установлены два или более радиатора 1. Двигатель может иметь рядное, V-образное или иное расположение цилиндров 8.

Система работает следующим образом. При вращении вентилятора 4 перед ним в корпусе 3 создается разрежение. Через отверстия 5 оно распространяется в камеру, ограниченную радиатором 1, дефлекторами 6, 7 и корпусом 3. Под действием разности атмосферного давления и разрежения в камере создается поток воздуха, охлаждающего радиатор 1. Если дефлектор 7 располагается не в крайнем со стороны цилиндров 8 положении по ширине радиатора 1, то часть радиатора будет охлаждаться потоком воздуха, поступающего после вентилятора 4. Та часть воздуха, которая охлаждает радиатор, проходя между дифлекторами 6 и 7, дополнительно будет охлаждать и другие элементы двигателя, например, цилиндры 8. Другая же часть воздуха, охлаждающая часть радиатора, расположенного между дефлектором 7 и цилиндром 8, в охлаждении других элементов двигателя не участвует. При возрастании аэродинамического сопротивления трассы со стороны полости всасывания, например, вследствие установки перед корпусом 3 радиаторов охлаждения трансмиссии, перед вентилятором 4 возрастает разрежение. Это приводит к увеличению потока воздуха и, соответственно, возрастанию эффективности охлаждения, части радиатора, расположенной между дефлекторами 6 и 7, т.к. возрастает перепад между атмосферным давлением и разрежением в корпусе 3 перед вентилятором 4.

Таким образом, выше изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в двигателестроении, для повышения эффективности работы системы охлаждения;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств и методов;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованиям "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Использование: в машиностроении, в частности в системах воздушного охлаждения. Сущность изобретения: система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит вентилятор, размещенный в цилиндрической части корпуса, канал для подачи воздуха к радиатору, дефлекторы, канал выполнен в виде отверстий в корпусе, расположенных между радиатором и вентилятором со стороны полости всасывания. Изобретение обеспечивает: повышение эффективности работы системы охлаждения, повышение равномерности распределения скоростей воздуха. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая радиатор, вентилятор, размещенный в цилиндрической части корпуса, канал для подачи воздуха к радиатору, дефлекторы, отличающаяся тем, что канал выполнен в виде отверстий в корпусе, расположенных между радиатором и вентилятором со стороны полости всасывания. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дефлектор, расположенный со стороны цилиндров, размещен в любом месте по ширине радиатора.