СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ И БЫСТРОГО ПРОГРЕВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СРЕДСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ЖИДКОСТИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2002 года по МПК F01P3/20 F02N17/04 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам охлаждения и подогрева двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известна система поддержания оптимального теплового режима двигателя внутреннего сгорания (RU 2134804, F 01 Р 3/20, 1999 г.). Известная система поддержания оптимального теплового режима двигателя внутреннего сгорания содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий рубашку охлаждения двигателя, циркуляционный насос с приводом, радиатор, датчик температуры охлаждающей жидкости, вентилятор обдува радиатора, теплоаккумулирующее вещество и каналы для прохода охлаждающей жидкости, масла и отработавших газов, термоклапаны, расположенные в системе охлаждения и системе смазки, и насосы для прокачки жидкости и масла. Известная система позволяет снизить затраты энергии и улучшить эксплуатационные характеристики.

Недостатками указанной системы являются ее сложность из-за использования большого числа клапанов, теплоаккумулятора и каналов связи их с другими элементами системы, что приводит к увеличению количества соединений и снижению надежности работы всей системы охлаждения ДВС.

Наиболее близким техническим решением настоящего изобретения является система жидкостного охлаждения и быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания (RU 2117780, F 01 Р 3/00, 1998). Известная система жидкостного охлаждения и подогрева двигателя внутреннего сгорания содержит рубашку охлаждения двигателя, горячий и холодный контура для циркуляции жидкости, радиатор с наливным и сливным бачками, средство управления потоками жидкости, насос, канал подвода газа от выхлопного коллектора двигателя к устройству подогрева, газораспределительное устройство со средством перекрытия газового канала и электроприводом, корпус отопителя, внутри которого размещен радиатор отопителя и вентилятор. Известная система позволяет уменьшить затраты вспомогательного времени на один эксплуатационный цикл, снизить потери тепла выхлопных газов.

Недостатками известной системы жидкостного охлаждения и быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания являются сложность соединения рабочих узлов системы охлаждения ДВС, наличие двух насосов для циркуляции жидкости по контурам, теплоаккумулятора, размещение которого в подкапотном пространстве автомобиля трудоемко.

Известен термостат, который используют в системах поддержания постоянства температуры при охлаждении или нагреве объектов (RU 214567, F 01 Р 7/16, 1998). Известный термостат содержит в качестве исполнительного механизма пружину из материала, обладающего эффектом памяти формы, мартенситные реакции которого протекают в узком интервале температур, что повышает чувствительность термостата и его надежность.

Недостатками известного термостата являются настройка его на заданную (фиксированную) температуру, что ограничивает его применение для разных типов двигателей, т.е. для каждого типа двигателя (ДВС) требуется определенный термостат с заданной рабочей температурой. Кроме того, данная конструкция термостата при установке его в разрыв каналов системы охлаждения ДВС увеличивает число соединений, тем самым снижая ее надежность в целом.

Известно средство управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя, принятое в качестве наиболее близкого аналога изобретения (патент DE 2751201, F 01 Р 7/16, 1986).

Известное средство управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя содержит корпус с входными и двумя выходными отверстиями, гидрораспределительную заслонку с электроприводом для ее поворота и возвратной пружиной.

Недостатком указанного средства управления потоками жидкости для регулировки температуры двигателя является размещение электропривода внутри корпуса средства, что, в случае его замены, требует демонтаж значительной части системы охлаждения ДВС с предварительным удалением оттуда охлаждающей жидкости, которую в большинстве случаев не рекомендуют повторно использовать. Другим недостатком известного средства управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя является обеспечение подачи жидкости только в холодный контур при выходе электропривода из строя, что может привести к перегреву двигателя и, как следствие, к его поломке.

Техническим результатом изобретения является уменьшение времени прогрева двигателя до его рабочей температуры, поддержание рабочей температуры двигателя независимо от температуры окружающей среды и возможность выбора рабочей температуры двигателя в зависимости от нагрузки на него в данный момент, повышение надежности системы охлаждения и упрощение выполнения работ по ее ремонту.

Технический результат достигается тем, что в системе жидкостного охлаждения и быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания, содержащей рубашку охлаждения двигателя, горячий и холодный контура для циркуляции жидкости, радиатор со сливным и наливным бачками, обводной канал холодного контура, средство управления потоками жидкости, насос, канал подвода газа от выхлопного коллектора двигателя к устройству подогрева, газораспределительное устройство со средством перекрытия газового канала и электроприводом, корпус отопителя салона с расположенными внутри него радиатором отопителя и вентилятором, система дополнительно снабжена электронным блоком управления температурой, датчиком температуры окружающей среды, связанным с электронным блоком управления температуры, воздушной заслонкой для принудительного направления воздуха в атмосферу, размещенной в корпусе отопителя, при этом устройство подогрева выполнено в виде теплообменника, расположенного в сливном бачке радиатора, обводной канал холодного контура выполнен в виде трубы с термоизоляцией, смонтированной в радиаторе между наливным и сливным бачками, а средство управления потоками жидкости установлено на наливном бачке радиатора и связано с трубой, причем воздушная заслонка расположена за радиатором отопителя и выполнена в виде шарнирно установленного поворотного экрана с возвратной пружиной и сервоприводом, связанным с электронным блоком управления температурой.

Кроме того, в системе теплообменник может быть выполнен в виде электронагревательного элемента.

Кроме того, согласно изобретению средство перекрытия газового канала выполнено в виде П-образной качающейся заслонки с электроприводом, связанным с электронным блоком управления температурой.

Технический результат достигается тем, что в средстве управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя, содержащем корпус с входным и двумя выходными отверстиями, гидрораспределительную заслонку с электроприводом для ее поворота и возвратной пружиной, корпус выполнен в виде двух частей, причем входное отверстие расположено в верхней части корпуса, а выходные отверстия расположены в нижней ее части, гидрораспределительная заслонка установлена у входного отверстия с возможностью ее поворота вокруг продольной оси средства, при этом заслонка выполнена в виде цилиндра, имеющего в нижней части углубление с глухим отверстием, расположенным в центре, а цилиндр имеет сквозное отверстие, выполненное под углом к продольной его оси, электропривод выполнен в виде электродвигателя с потенциометром, смонтированным на его валу с одной стороны и с приводной шестерней, расположенной на другом его конце, с зубчатым сектором, с двумя ограничителями, ведущей вал-шестерней, ведомой вал-шестерней, причем один конец возвратной пружины связан с одним из ограничителей, другой ее конец закреплен на ведущей вал-шестерне, а приводная шестерня связана с зубчатым сектором, установленным на ведущей вал-шестерне, взаимодействующей с ведомой вал-шестерней, смонтированной в глухом отверстии гидрораспределительной заслонки.

Кроме того, в качестве электродвигателя может быть использован шаговый двигатель.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема системы охлаждения двигателя.

На фиг. 2 изображена принципиальная электропневмогидравлическая схема системы жидкостного охлаждения и быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания (первый вариант выполнения).

На фиг. 3 изображена принципиальная электропневмогидравлическая схема системы жидкостного охлаждения и быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания (второй вариант выполнения).

На фиг. 4 изображено средство управления потоками жидкости для регулировки температуры двигателя, в разрезе.

На фиг. 5 изображена нижняя часть корпуса средства управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя, вид сверху.

На фиг. 6 изображено средство управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя, сечение А-А фиг.4.

На фиг. 7 изображено средство управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя с приводом, разрез по оси привода.

На фиг. 8 изображен радиатор вертикальной компоновки с установленными в нем трубой малого контура и теплообменником.

На фиг.9 изображен радиатор горизонтальной компоновки с установленными в нем трубой малого контура и электрическим нагревательным элементом.

На фиг.10 изображен двухходовый радиатор горизонтальной компоновки с установленными в нем трубой малого контура и теплообменником.

На фиг. 11 изображено газораспределительное устройство, в разрезе, вид сверху.

На фиг. 12 изображено газораспределительное устройство, в разрезе, вид сбоку.

Сущность изобретения.

Система жидкостного охлаждения и быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания содержит рубашку охлаждения двигателя 1 внутреннего сгорания (ДВС), верхний наливной бачок 2, сливной бачок 3, радиатор 4, циркуляционный насос 5, средство управления потоками жидкости 6, обводной канал 7, выполненный в виде трубы с термоизоляцией, размещенный внутри радиатора 4 между наливным 2 и сливным 3 бачками, и связан со средством 6 (фиг.1 и 2). На фиг.8, 9 и 10 представлены различные радиаторы с вариантами установки обводного канала. Средство управления потоками жидкости 6 снабжено электроприводом 8, расположенным снаружи. В сливном бачке 3 размещено устройство подогрева 9. При этом следует отметить, что устройство 9 (преимущественный вариант) выполнено в виде теплообменника (см. фиг.8 и 10). Однако устройство подогрева 9 может быть выполнено и в виде электронагревательного элемента 49 (см фиг.3 и 9). Система жидкостного охлаждения и быстрого прогрева ДВС содержит также газораспределительное устройство 10 с электроприводом 11, вентилятор 12 принудительного обдува радиатора с приводом 13, датчик температуры охлаждающей жидкости 14, датчик оборотов двигателя 15. датчик температуры окружающей среды 16, электронный блок управления температурой 17 (ЭБУТ), кран отопителя 18, вентилятор отопителя 19 с приводом 20, радиатор отопителя 21 в корпусе 22, имеющем одно выходное отверстие 23 в салон автомобиля, а другое отверстие 24 в атмосферу, воздушную заслонку 25 с пружиной 26, шарнирно установленную в корпусе 22 отопителя и связанную с сервоприводом 27. Причем вентилятор отопителя может управляться как из салона автомобиля, так и ЭБУТ 17. Кроме того, кран отопителя 18 также может управляться как ЭБУТ, так и с панели управления климатической установки (на чертеже не показана). Газораспределительное устройство 10 снабжено каналом 28 подвода отработанных газов к теплообменнику 9, отводящим каналом 29 выхлопных газов и основным каналом 30 выпуска отработанных газов, связанным с глушителем 31. На фиг.3 представлен пример соединения рабочих узлов системы жидкостного охлаждения и быстрого прогрева ДВС в случае выполнения устройства подогрева 9 в виде электронагревательного элемента 49. Указанный пример выполнения устройства 9 позволяет упростить общую электропневмогидравлическую схему, представленную на фиг. 2, исключив из нее позиции 10, 11, 28, 29. Это позволяет при определенной внешней технической подготовке прогревать двигатель до его рабочей температуры еще перед запуском. При отсутствии внешней технической подготовки для предварительного прогрева двигателя с помощью электронагревательного элемента 49 его можно использовать и автономно, запитав от бортовой сети автомобиля. Так как, во-первых, потребляя электроэнергию он преобразует ее в тепло, которое обеспечивает подогрев охлаждающей жидкости, во-вторых, электрическая нагрузка на генератор, которую можно пересчитать в механическую нагрузку на двигатель, поможет последнему быстрее набрать рабочую температуру (работа ДВС под нагрузкой).

ЭБУТ используют в данной системе для управления и контроля за электроприводом 8 средства управления потоками жидкости 6, электроприводом 11 газораспределительного устройства 10, приводом 13 вентилятора 12 принудительного обдува радиатора 4, краном отопителя 18, приводом 20 обдува радиатора отопителя 21, сервоприводом 27 управления воздушной заслонкой 25, при этом ЭБУТ связан с датчиком 14 температуры охлаждающей жидкости, датчиком 15 оборотов коленчатого вала двигателя и датчиком 16 температуры окружающей среды. ЭБУТ содержит несколько алгоритмов работы данной системы охлаждения, учитывающих температуру окружающей среды, например, алгоритмы "зима" или "лето", каждый из которых имеет свое максимальное значение нагрева охлаждающей жидкости в режиме подогрева, например температура равна 95^oС или 80^oС соответственно. Это необходимо для того, чтобы с одной стороны максимально использовать возможности системы, а с другой стороны исключить перегрев двигателя или резкие скачки температуры. Электронный блок управления температурой 17 в данной системе отвечает не только за поддержание рабочей температуры двигателя, но и за ее определение, исходя из нагрузки на двигатель, получая данные с датчика 15.

Средство управления потоками жидкости 6 (см. фиг.4, 5, 6) расположено на наливном бачке 2 и выполнено в виде корпуса, состоящего из двух частей: верхней части 32 со входным отверстием 35 и нижней части 33 с выходными отверстиями 36 и 37, гидрораспределительной заслонки 34, имеющей форму цилиндра со сквозным отверстием 55, наклонно расположенным относительно продольной ее оси, с глухим отверстием 56, расположенным по центру. При этом гидрораспределительная заслонка 34 расположена у входного отверстия 35 с возможностью ее поворота вокруг продольной оси средства. В глухом отверстии 56 размещена ведомая вал-шестерня 38, которая связана с ведущей вал-шестерней 39, расположенной под углом 90 градусов к ведомой вал-шестерне 38. Снаружи средство управления потоками жидкости 6 имеет привод 8, расположенный с внешней его стороны и выполненный в виде электродвигателя 44 с установленным на нем неподвижным контактом 46 и подвижным контактом 45, закрепленным на одном конце вала 57. При этом на неподвижном контакте 46 потенциометра расположены два вывода "О" и "мах". Неподвижный контакт 46 смонтирован на электродвигателе 44 с возможностью перемещения. Это необходимо для осуществления регулировки потенциометра после замены или установки нового привода 8. На другом конце вала 57 электродвигателя 44 установлена приводная шестерня 47, которая входит в зацепление с зубчатым сектором 40, установленным в свою очередь на ведущей вал-шестерне 39 и закрепленным гайкой 41, двумя ограничителями 43. возвратной пружиной 42, один конец которой связан с одним из ограничителей, а другой ее конец закреплен на ведущей вал-шестерне 39. Электродвигатель 44 установлен на средстве 6 с возможностью его съема. На фиг. 8, 10 представлены варианты размещения обводного канала 7 холодного контура в радиаторе 4, при этом устройство подогрева 9 выполнено в виде теплообменника, расположенного в сливном бачке 3. На фиг.9 представлен вариант выполнения устройства подогрева 9 в виде электронагревательного элемента 49. Газораспределительное устройство 10 (см. фиг.11 и 12) размещено между выпускным коллектором двигателя 53 и каналом выпуска 30 отработанных газов, при этом оно состоит из корпуса 50 с установленным внутри него средством перекрытия газового канала 51, выполненным в виде П-образной качающейся заслонки, с электроприводом (на чертеже не показан). Внутри корпуса 50 смонтированы упоры 52 заслонки 51, установленной на валу 54, связанным с электроприводом. Наличие упоров 52 в газораспределительном устройстве 10 обусловлено необходимостью обеспечить подачу части отработанных газов в выхлопную систему, минуя средство подогрева 9, для нормальной работы катализатора (на чертеже не показан).

Система жидкостного охлаждения и быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

Система жидкостного охлаждения и быстрого прогрева ДВС включает режим подогрева двигателя, режим охлаждения и поддержания рабочей температуры двигателя, режим максимального охлаждения двигателя и режим сохранения тепла двигателя (после его остановки).

Режим подогрева двигателя. При запуске двигателя заслонка 34 средства 6 посредством пружины 42 находится в положении, при котором открыт канал 37 горячего контура. За счет работы циркуляционного насоса 5 происходит движение охлаждающей жидкости по каналу горячего контура. Одновременно с запуском двигателя происходит включение в работу ЭБУТ 17, который получает сигнал с датчика 14, определяет тепловое состояние двигателя 1. В случае, если двигатель холодный ЭБУТ посылает команды на привод 8 средства 6 и привод 11 устройства 10, после чего в средстве 6 с помощью привода 8 заслонка 34 занимает положение, при котором открывается канал холодного контура 36, канал 37 закрывается.

Охлаждающая жидкость, проходя через средство 6, поступает в трубу 7, из нее в сливной бачок 3 радиатора 4 (см. фиг.8). В свою очередь привод 11 устройства 10 отклоняет заслонку 51 в сторону до взаимодействия с ограничителями 52. В этом положении отработанные газы поступают в канал подвода 28, в устройство подогрева 9, выполненное в виде теплообменника для передачи тепла от них к охлаждающей жидкости, а затем в отводящий канал 29, основной канал системы выпуска 30 и глушитель 31. Такое состояние системы охлаждения сохраняется до тех пор, пока датчик 14 не зафиксирует максимально допустимое значение охлаждающей жидкости для данного режима. В свою очередь максимальное значение температуры охлаждающей жидкости определяет ЭБУТ 17 исходя их показаний датчика 16, который задает алгоритм работы ЭБУТ. При достижении системой охлаждения своей максимальной температуры для режима подогрева ЭБУТ 17 по сигналу с датчика 14 выдает команду на электропривод 11 газораспределительного устройства 10. Заслонка 51 занимает свое прежнее положение, при котором она перекрывает проход отработанным газам в подводящий канал 28, а затем в теплообменник 9. По достижении данной позиции режим подогрева считается завершенным, а дальнейший прогрев двигателя происходит как и в обычных системах охлаждения за счет тепла, образующегося при работе двигателя до момента его выхода на рабочую температуру, после чего ЭБУТ 17 переключается в другой режим работы.

Режим охлаждения и поддержания рабочей температуры двигателя. В данной системе регулирование температуры охлаждающей жидкости осуществляют изменением массового расхода охлаждающих агентов, циркулирующих в горячем и холодном контурах радиатора с помощью средства 6, управляемого через привод 8 ЭБУТ 17. После окончания режима прогрева ЭБУТ 17 начинает воспринимать данные с датчика 15, которые необходимы ему для определения рабочей температуры двигателя в данный момент исходя из нагрузки на него. Таким образом, предложенная система поддерживает рабочую температуру в зависимости от нагрузки на двигатель, например 95^oС при частичных нагрузках, а при максимальных нагрузках на двигатель рабочую температуру можно снизить, например, до 80^oС. Тогда как обычный механический термостат с термочувствительным элементом настроен на одну фиксированную величину, например, 92^oС, что является рабочей температурой данного двигателя, и эта величина одинакова для всех режимов работы двигателя. После определения рабочей температуры с помощью датчика 15 и ее замера с помощью датчика 14 ЭБУТ 17 выдает команды на привод 8 средства 6 или/и на привод 13 вентилятора 12. Если температура оказывается высокой, то привод 8 начинает поворачивать заслонку 34 так, чтобы канал холодного контура 36 закрывался, а канал 37 горячего контура открывался. Охлаждающая жидкость поступает в наливной бачок 2, затем, проходя сквозь радиатор 4 и остывая, попадает в сливной бачок 3. При достижении оптимального соотношения между контурами, что соответствует рабочей температуре двигателя, заслонка останавливается. В случае, если даже при полностью открытом канале 37 температура двигателя растет, то по команде ЭБУТ 17 происходит включение привода 13 вентилятора 12 принудительного обдува радиатора, который работает до тех пор, пока температура двигателя не снизится до рабочей величины.

Режим максимального охлаждения. Необходимость в этом режиме может возникнуть при эксплуатации автомобиля в очень жарких климатических условиях, когда для снижения температуры двигателя мощности штатного радиатора и вентилятора не хватает, тогда как подключение радиатора отопителя 21 в общий контур с радиатором 4 в пиковых режимах работы системы охлаждения позволяет увеличить площадь рассеивания тепла. Например, ЭБУТ 17 регистрирует сильный рост температуры двигателя 1, при этом вентилятор 12 работает с максимальной производительностью, но температура двигателя не падает или падает очень медленно. В этом случае, датчик 14 посылает сигнал на ЭБУТ 17, который в свою очередь выдаст команды на открытие крана 18 подачи охлаждающей жидкости в отопитель салона 21 и на привод 27 воздушной заслонки 25, которая открывает канал 24 выхода воздуха в атмосферу из корпуса отопителя 22, предотвращая проход теплого воздуха по каналу 23 в салон автомобиля. После этого ЭБУТ 17 включает привод 20 вентилятора 19 отопителя. Охлаждающая жидкость получает дополнительное охлаждение. Работа системы охлаждения в таком режиме продолжается до тех пор, пока датчик 14 не зафиксирует рабочую температуру двигателя 1, после чего происходит отключение всех механизмов и возврат их в исходное положение.

Режим сохранения тепла (после остановки двигателя). Для более длительного поддержания температуры двигателя с целью облегчения его последующего запуска и более быстрого роста температуры внутри салона (преимущественно в зимний период), а также исключение интенсивного охлаждения двигателя из-за возможности образования в системе охлаждения термосифонной циркуляции через рубашку охлаждения двигателя 1 и радиатор 4 согласно изобретению ЭБУТ 17 после остановки двигателя переключается в режим сохранения тепла. При этом в начальный момент работы ЭБУТ в режиме сохранения тепла происходит охлаждение двигателя, которое продолжается до тех пор, пока его температура не снизится до определенной величины, например, на 3-5 градусов ниже рабочей температуры двигателя. ЭБУТ 17 в данной ситуации функционирует как в режиме охлаждения, т. е. контролирует температуру двигателя с помощью датчика 14 и, в случае ее повышения, может задействовать привод 13 вентилятора 12 принудительного обдува радиатора 4. Это необходимо потому, что непосредственно после остановки двигателя температура внутри него начинает расти из-за того, что прекращается циркуляция охлаждающей жидкости по системе охлаждения с помощью циркуляционного насоса 5. После снижения температуры двигателя до заданной величины ЭБУТ по сигналу с датчика 14 выдает команду на привод 8, который переводит заслонку 34 в крайнее положение, при котором канал 37 средства 6 полностью закрыт, а канал 36 полностью открыт. В этом случае охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения двигателя 1 не может попасть в радиатор 4, что исключает возможность ее интенсивного охлаждения. Однако, в связи с тем, что для удержания заслонки 34 в таком положении (открыт холодный контур) приводу 8 требуется электроэнергия, то для предотвращения разряда аккумуляторной батареи такое состояние системы охлаждения сохраняется до тех пор, пока датчик 14 не зафиксирует падение температуры в двигателе, например, до 40-50^oС. После чего ЭБУТ 17 обесточит привод 8 и заслонка 34 под действием возвратной пружины 42 занимает крайнее положение, при котором открыт канал 37 горячего контура.

Средство управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя в системе охлаждения работает следующим образом.

При подготовке к работе средства 6 осуществляют предустановку заслонки 34 относительно ограничителей 43. Для этого сектор 40, установленный на ведущей вал-шестерне 39, прижимают к одному из ограничителей 43, а заслонку 34 устанавливают таким образом, чтобы был полностью открыт один из каналов 36 или 37. После чего сектор 40 жестко фиксируют гайкой 41.

При неработающем двигателе 1 заслонка 34 средства 6 находится в крайнем положении, при котором открыт канал горячего контура 37. Фиксация заслонки в крайнем положении обеспечивается наличием возвратной пружины 42 в приводе 8. Регулирование температуры охлаждающей жидкости с помощью средства 6 осуществляется путем подачи управляющего сигнала с ЭБУТ 17 на привод 8, который выполнен в виде шагового электродвигателя 44 и кинематически связан с заслонкой 34, обеспечивающей распределение жидкости внутри средства 6 между каналами 36 и 37. После подбора оптимального положения заслонки 34 в средстве 6 она фиксируется при помощи электродвигателя 44. Для согласованной работы ЭБУТ 17 и электродвигателя 44 осуществляют регулировку потенциометра следующим образом. При установке двигателя 44 на корпусе средства 6 контакт 45 занимает определенное положение. Затем устанавливают контакт 46 в положении, при котором его контакт "О" совпадает с подвижным контактом 45, после чего его фиксируют, при этом положение заслонки 34 соответствует "О" потенциометра, который выдает данные на ЭБУТ 17.

Система жидкостного охлаждения и быстрого прогрева ДВС согласно настоящему изобретению может применяться на двигателях внутреннего сгорания автомобилей, эксплуатирующихся в зонах с резкими перепадами температуры и с высокими средними показателями температур зимой и летом относительно нуля градусов, т.к. эта система позволяет поддерживать рабочую температуру двигателя как при низких, так и при высоких температурах окружающей среды, а также позволяет сократить время выхода двигателя на нормальный тепловой режим, что является определяющим фактором для уменьшения износа холодного двигателя, а значит его долговечности и сохранности его выходных характеристик.

А средство управления потоками жидкости согласно изобретению позволяет осуществить дифференцированную установку рабочей температуры двигателя, надежно и долговечно при эксплуатации, а также предотвращает возможность перегрева двигателя, т.к. привод гидрораспределительной заслонки выполнен таким образом, что при его выходе из строя заслонка всегда оставляет открытым только горячий контур системы охлаждения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах охлаждения и подогрева двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является уменьшение времени прогрева двигателя до его рабочей температуры, поддержание ее независимо от температуры окружающей среды и возможность выбора температуры в зависимости от нагрузки. Сущность изобретения заключается в том, что система содержит рубашку охлаждения двигателя, горячий и холодный контуры для циркуляции жидкости, радиатор, канал подвода газа от выхлопного коллектора двигателя к устройству подогрева, отопитель салона с расположенными внутри него радиатором отопителя, воздушной заслонкой и вентилятором. Система снабжена также электронным блоком управления температурой с датчиком. Устройство подогрева выполнено в виде теплообменника, расположенного в сливном бачке радиатора, а средство управления потоками жидкости установлено на наливном бачке радиатора, причем воздушная заслонка расположена за радиатором отопителя и выполнена в виде шарнирно установленного поворотного экрана с возвратной пружиной и сервоприводом, связанным с электронным блоком управления температурой. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Система жидкостного охлаждения и быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания, содержащая рубашку охлаждения двигателя, горячий и холодный контуры для циркуляции жидкости, радиатор со сливным и наливным бачками, обводной канал холодного контура, средство управления потоками жидкости, насос, канал подвода газа от выхлопного коллектора двигателя к устройству подогрева, газораспределительное устройство со средством перекрытия газового канала и электроприводом, корпус отопителя салона с расположенными внутри него радиатором отопителя и вентилятором, отличающаяся тем, что система снабжена электронным блоком управления температурой, датчиком температуры окружающей среды, связанным с электронным блоком управления температурой, воздушной заслонкой для принудительного направления воздуха в атмосферу, размещенной в корпусе отопителя, при этом устройство подогрева выполнено в виде теплообменника, расположенного в сливном бачке радиатора, обводной канал холодного контура выполнен в виде трубы с термоизоляцией, смонтированной в радиаторе между наливным и сливным бачками, а средство управления потоками жидкости установлено на наливном бачке радиатора и связано с трубой, причем воздушная заслонка расположена за радиатором отопителя и выполнена в виде шарнирно установленного поворотного экрана с возвратной пружиной и сервоприводом, связанным с электронным блоком управления температурой. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен в виде электронагревательного элемента. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что средство перекрытия газового канала выполнено в виде П-образной качающейся заслонки с электроприводом, связанным с электронным блоком управления температурой. 4. Средство управления потоками жидкости для регулирования температуры двигателя, содержащее корпус с входным и двумя выходными отверстиями, гидрораспределительную заслонку с электроприводом для ее поворота и возвратной пружиной, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде двух частей, причем входное отверстие расположено в верхней части корпуса, а выходные отверстия расположены в нижней его части, гидрораспределительная заслонка установлена у входного отверстия с возможностью ее поворота вокруг продольной оси средства, при этом заслонка выполнена в виде цилиндра, имеющего в нижней части углубление с глухим отверстием, расположенным в центре, а цилиндр имеет сквозное отверстие, выполненное под углом к продольной его оси, электропривод выполнен в виде электродвигателя с потенциометром, смонтированным на его валу с одной стороны, и с приводной шестерней, расположенной на другом его конце, с зубчатым сектором, с двумя ограничителями, ведущей вал-шестерней, ведомой вал-шестерней, причем один конец возвратной пружины связан с одним из ограничителей, другой ее конец закреплен на ведущей вал-шестерне, а приводная шестерня связана с зубчатым сектором, установленным на ведущей вал-шестерне, взаимодействующей с ведомой вал-шестерней, смонтированной в глухом отверстии гидрораспределительной заслонки. 5. Средство по п. 4, отличающееся тем, что в качестве электродвигателя может быть использован шаговый двигатель.