СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2004 года по МПК F01P7/14 

Устройство относится к системам, обеспечивающим функционирование силовых установок автомобилей, и может быть установлено на двигателях внутреннего сгорания легковых автомобилей, имеющих двухконтурную систему охлаждения.

Известны многоконтурные системы охлаждения двигателей легковых автомобилей, установленные на АЗЛК-2141...АЗЛК-21412 (Автомобили АЗЛК 2141-01 и 21412-01. - Москва: Машиностроение, 1993, - С.446) и обеспечивающие поддержание эксплуатационного температурного режима двигателя машины. Такие системы обеспечивают нормальную работу двигателя при движении по шоссе.

Однако они обладают принципиальным недостатком, заключающимся в том, что при движении в интенсивном городском режиме подключение второго контура происходит с запаздыванием, обусловленным инертностью системы и неудачным расположением датчика, вырабатывающего управляющий сигнал на вентилятор.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является система охлаждения двигателя автомобиля АЗЛК 2141-01 (Автомобили АЗЛК 2141-01 и 21412-01. - Москва: Машиностроение, 1993, - С.446), взятая за прототип.

Данная система охлаждения двигателя включает в себя рубашку охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, центробежный насос, вентилятор, соединительные патрубки и шланги, датчики и указатель температуры охлаждающей жидкости, термостат.

Принцип действия такой системы поясняется фиг.1. На фиг.1 обозначены:
Д1 - датчик температуры ТМ 100-А;
Д2 - датчик температуры ТМ 108;
УТ - указатель температуры;
РО - рубашка охлаждения блока и головки цилиндров;
Рад - радиатор;
Вент - вентилятор;
ВН - центробежный насос;
Тер - термостат.

Электрические связи обозначены одинарной линией, а потоки охлаждающей жидкости - двойной. Для упрощения на фиг.1 воздушные потоки не показаны. На фиг. 1 электрическими и гидравлическими связями последовательно соединены: Тер, ВН, РО, Рад, Д2, Вент, причем, выход Тер связан со входом ВН, выход которого - со входом РО; первый выход РО связан с первым входом Тер, а второй выход РО - со входом Рад, первый и второй выходы которого соединены со вторым входом Тер и входом Д2 соответственно; выход Д2 связан со входом Вент. Третий выход РО соединен гидравлической связью с Д1, выход которого - электрической связью с УТ.

Работа системы охлаждения происходит следующим образом.

При температуре охлаждающей жидкости менее 80^oС центробежный насос (ВН) обеспечивает циркуляцию жидкости по малому кругу: с первого выхода РО охлаждающая жидкость попадает на первый вход Тер, а с его выхода - на вход ВН, поток жидкости с выхода ВН нагнетается на вход РО; третий выход РО связан со входом Д1, который вырабатывает электрический аналоговый сигнал, пропорциональный температуре охлаждающей жидкости, поступающий на вход УТ;
при температуре охлаждающей жидкости более 80^oС циркуляция жидкости происходит как по малому кругу, так и по большому кругу: с выхода Тер поток охлаждающей жидкости поступает на вход ВН, с выхода которого нагнетается на вход РО; с первого и второго выхода РО охлаждающая жидкость попадает на первый вход Тер и вход Рад соответственно, а Тер при данной температуре обеспечивает забор охлаждающей жидкости с первого и частично со второго входов, тем самым обеспечивая циркуляцию одновременно по двум контурам;
при нагревании охлаждающей жидкости более 94^oС термостат (Тер) закрывает проход жидкости через перепускной патрубок (первый вход) и полностью открывает забор жидкости из радиатора (Рад) - теперь циркуляция осуществляется по большому кругу: с первого выхода Рад охлаждающая жидкость попадает на второй вход Тер, а с его выхода - на вход ВН; поток жидкости с выхода ВН нагнетается на вход РО, а с его второго выхода на вход Рад; второй выход Рад связан с входом Д2, который вырабатывает электрический аналоговый сигнал, поступающий на вход Вент и управляющий его работой.

Однако при эксплуатации системы контакты датчика ТМ-108 (Д2), коммутирующие цепь обмотки реле вентилятора, подвергаются значительной искровой эрозии, что приводит к быстрому выходу их из строя. Кроме того, этот датчик, установленный в нижней части радиатора, выдает управляющий сигнал на вентилятор при достижении порогового значения температуры в радиаторе, при этом температура в рубашке охлаждения блока и головки цилиндров значительно выше. Резкие изменения нагрузки на двигатель в городском режиме движения приводят к периодическому повышению температуры охлаждающей жидкости. Время, затрачиваемое на подключение второго контура и включение вентилятора, сопоставимо с периодом возрастания температуры, что зачастую приводит к эксплуатации двигателя с повышенным температурным режимом, а иногда и к перегреву двигателя.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности системы охлаждения двигателя путем сокращения времени реакции системы на повышение температуры.

Для решения данной задачи система охлаждения двигателя легкового автомобиля включает рубашку охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, центробежный насос, вентилятор, соединительные патрубки и шланги, датчики и указатель температуры охлаждающей жидкости, снабжена гидравлическим коммутирующим устройством с электромагнитным клапаном и электронным блоком, причем первый и второй входы электронного блока связаны со вторым и третьим выходами датчика температуры соответственно, а первый и второй выходы электронного блока - соответственно с входами гидравлического коммутирующего устройства и вентилятора.

Кроме того, электронный блок содержит блок опорных напряжений, устройство сравнения напряжений для первого уровня температуры, устройство сравнения напряжений для второго уровня температуры, первый и второй усилители тока, причем первый вход блока опорных напряжений связан с электрической системой, а второй вход - с массой автомобиля, первый и второй выходы блока опорных напряжений связаны со вторыми входами устройств сравнения напряжений для первого и второго уровней температуры соответственно, выходы устройств сравнения напряжений для первого и второго уровней температуры связаны со входами первого и второго усилителей тока соответственно.

Изобретение поясняется фиг.2 и 3.

Фиг.2. Система охлаждения двигателя легкового автомобиля.

Фиг.3. Система охлаждения двигателя легкового автомобиля.

Электронный блок.

На фиг.2 дополнительно введенные элементы обозначены:
ГКУ - гидравлическое коммутирующее устройство;
ЭБ - электронный блок;
На фиг.3 обозначены:
БОН - блок опорных напряжений;
УСН1 - устройство сравнения напряжений для первого уровня температуры (80^oС);
УСН2 - устройство сравнений напряжений для второго уровня температуры (94^oС);
1-й УсТ - первый усилитель тока;
2-й УсТ - второй усилитель тока.

Гидравлическое коммутирующее устройство представляет собой гидравлический узел с одним входом и двумя выходами. Гидравлическая связь входа с соответствующим выходом осуществляется при помощи электромагнитного клапана. Управляющий сигнал на электромагнитный клапан поступает с выхода электронного блока.

Электронный блок представляет собой два компаратора, сравнивающих сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости с двумя пороговыми напряжениями, которые вырабатывает встроенный блок опорных напряжений. При превышении первого порогового напряжения управляющий сигнал поступает на электромагнитный клапан гидравлического коммутирующего устройства, а при превышении второго - на реле вентилятора.

Работа системы охлаждения двигателя легкового автомобиля с электронным устройством поддержания эксплуатационного температурного режима происходит следующим образом:
при температуре охлаждающей жидкости менее 80^oС работа предлагаемой системы охлаждения аналогична работе прототипа, за исключением того, что с первого выхода РО охлаждающая жидкость попадает на первый вход ГКУ, а с его выхода - на вход ВН; Д1 вырабатывает электрический аналоговый сигнал, пропорциональный температуре охлаждающей жидкости, который с первого выхода Д1 поступает на вход УТ, а со второго и третьего выходов Д1 - на первый и второй вход ЭБ соответственно; данный сигнал в ЭБ поступает на УСН1 и УСН2, но так как сигнал ниже пороговых значений, вырабатываемых БОН, то на выходах ЭБ сигнал отсутствует;
при нагревании охлаждающей жидкости более 80^oС сигнал со второго выхода Д1, поступивший на первый вход УСН1, сравнивается с пороговым сигналом, поступившим с первого выхода БОН на второй вход УСН1; при превышении сигнала с первого входа на выходе УСН1 вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на вход 1-го УсТ, с выхода которого усиленный управляющий сигнал поступает на третий вход ГКУ, в результате чего срабатывает электромагнитный клапан ГКУ, закрывая первый вход и открывая второй вход ГКУ для охлаждающей жидкости, поступающей с выхода Рад: теперь циркуляция осуществляется по большому кругу;
при нагревании охлаждающей жидкости более 94^oС сигнал с третьего выхода Д1, поступивший на первый вход УСН2, сравнивается с пороговым сигналом, поступившим со второго выхода БОН на второй вход УСН2; при превышении сигнала с первого входа на выходе УСН2 вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на вход 2-го УсТ, с выхода которого усиленный управляющий сигнал поступает на вход Вент, включая его для охлаждения жидкости в радиаторе.

Данное устройство позволит повысить эффективность системы охлаждения при движении в городском режиме и увеличить ее надежность в процессе эксплуатации автомобиля.

Изобретение относится к системам, обеспечивающим функционирование силовых установок автомобилей, и может быть установлено на двигателях внутреннего сгорания легковых автомобилей, имеющих двухконтурную систему охлаждения. Система охлаждения двигателя легкового автомобиля включает рубашку охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, центробежный насос, вентилятор, соединительные патрубки и шланги, датчики и указатель температуры охлаждающей жидкости, она снабжена гидравлическим коммутирующим устройством с электромагнитным клапаном и электронным блоком, причем первый и второй входы электронного блока связаны со вторым и третьим выходами датчика температуры соответственно, а первый и второй выходы электронного блока - соответственно с входами гидравлического коммутирующего устройства и вентилятора. Изобретение обеспечивает повышение эффективности системы охлаждения при движении в городском режиме и увеличение ее надежности в процессе эксплуатации автомобиля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система охлаждения двигателя легкового автомобиля, включающая рубашку охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, центробежный насос, вентилятор, соединенные патрубки и шланги, датчики и указатель температуры охлаждающей жидкости, отличающаяся тем, что снабжена гидравлическим коммутирующим устройством с электромагнитным клапаном и электронным блоком, причем первый и второй входы электронного блока связаны со вторым и третьим выходами датчика температуры соответственно, а первый и второй выходы электронного блока - соответственно с входами гидравлического коммутирующего устройства и вентилятора.2. Система охлаждения двигателя легкового автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что электронный блок содержит блок опорных напряжений, устройство сравнения напряжений для первого уровня температуры, устройство сравнения напряжений для второго уровня температуры, первый и второй усилители тока, причем первый вход блока опорных напряжений связан с электрической системой, а второй вход - с массой автомобиля, первый и второй выходы блока опорных напряжений связаны со вторыми входами устройств сравнения напряжений для первого и второго уровней температуры соответственно, выходы устройств сравнения напряжений для первого и второго уровней температуры связаны со входами первого и второго усилителей тока соответственно.