СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТЕПЛОВОЗА Российский патент 2004 года по МПК F01P3/20 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза.

Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза, содержащая горячий и холодный контуры и состоящая из двигателя, водомасляного теплообменника, воздухоохладителя, охлаждающих секций с верхними и нижними коллекторами, расширительных баков, паровоздушных клапанов, трубопроводов для отвода паровоздушной смеси, стояков, перепускных трубопроводов, верхних трехходовых клапанов, нормально открытых и нормально закрытых клапанов, датчиков уровня воды. При длительном отстое тепловоза в холодное время года система охлаждения обеспечивает возможность слива воды из охлаждающих секций обоих контуров в расширительный бак. Слив воды производится за счет применения сжатого воздуха из пневмосистемы тепловоза (см. отчет ВНИТИ, И-115-85, госрегистрационный №81014464 “Экспериментальные исследования на стенде теплового состояния дизеля и опытной тепловозной системы автоматического регулирования охлаждения его теплоносителей”).

Данная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания имеет следующие недостатки:

необходимо дополнительное устройство, понижающее давление, т.к. для слива воды из охлаждающих секций используется сжатый воздух под давлением 0,3 МПа, которое отличается от давления в пневмосистеме тепловоза, а также устройства для подачи сжатого воздуха к секциям;

в связи с утечкой воздуха из пневмосистемы при длительном отстое тепловоза с остановленным двигателем возможно самопроизвольное заполнение охлаждающих секций водой, что может привести к их размораживанию и выходу из строя.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения надежности системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания при отстое тепловоза в холодное время года.

Технический результат достигается тем, что система охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза, содержащая горячий и холодный контуры и состоящая из двигателя, воздухоохладителя, водомасляного теплообменника, насосов, охлаждающих секций с верхними и нижними коллекторами, расширительного бака с паровоздушным клапаном, напорных и всасывающих трубопроводов, стояков, трубопроводов для отвода паровоздушной смеси, перепускных трубопроводов, верхних трехходовых клапанов, верхних и нижних датчиков уровня воды, трубопровода для заполнения водой системы охлаждения и ее слива, при этом оба контура снабжены нижними трехходовыми клапанами, установленными в месте соединения всасывающего и перепускного трубопроводов; электромагнитными клапанами, установленными в верхних коллекторах охлаждающих секций, а также в расширительном баке. Кроме того, один или оба контура снабжены эжектором, установленным в верхней части дополнительного трубопровода, соединяющего выход из насоса с верхней частью расширительного бака; трубопроводом для инжектирования воды из охлаждающих секций, один конец которого подсоединен к эжектору сверху, а второй - ко всасывающему трубопроводу на участке между нижним трехходовым клапаном и нижним коллектором охлаждающих секций; заправочным трубопроводом, соединяющим напорный трубопровод со всасывающим.

Такое выполнение системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания позволяет производить надежный слив воды из охлаждающих секций во время отстоя тепловоза, а также их заполнение водой.

На чертеже представлена схема системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза.

Система содержит горячий и холодный контуры циркуляции охлаждающей жидкости. Горячий контур включает в себя двигатель 1, водяной насос 2, трубопровод 3 для отвода паровоздушной смеси, расширительный бак 4, паровоздушный клапан 5, стояк 6, верхний трехходовой клапан 7, перепускной трубопровод 8, напорный 9 и всасывающий 10 трубопроводы, охлаждающие секции 11 с верхним 12 и нижним 13 коллекторами, верхний 14 и нижний 15 датчики уровня воды, нижний трехходовой клапан 16, установленный в месте соединения перепускного трубопровода 8 и всасывающего трубопровода 10, эжектор 17, установленный в верхней части дополнительного трубопровода 18, соединяющего напорный трубопровод 19 насоса 2 с верхней частью расширительного бака 4, трубопровод 20 с запорным органом для инжектирования воды из охлаждающих секций, один конец которого подсоединен к эжектору 17 сверху, а второй конец - ко всасывающему трубопроводу 10 на участке между нижним трехходовым клапаном 16 и нижним коллектором 13 охлаждающих секций 11, заправочный трубопровод 21, соединяющий напорный 9 и всасывающий 10 трубопроводы, электромагнитный клапан 22, установленный на верхнем коллекторе 12, и электромагнитный клапан 23, установленный на расширительном баке 4.

Холодный контур включает в себя насос 24, воздухоохладитель 25, водомасляный теплообменник 26, трубопровод 27 для отвода паровоздушной смеси, расширительный бак 4 с паровоздушным клапаном 5, стояк 28, верхний трехходовой клапан 29, перепускной трубопровод 30, напорный 31 и всасывающий 32 трубопроводы, охлаждающие секции 33 с верхним 34 и нижним 35 коллекторами, верхний 36 и нижний 37 датчики уровня воды, нижний трехходовой клапан 38, установленный в месте соединения перепускного трубопровода 30 и всасывающего трубопровода 32, эжектор 39, установленный в верхней части дополнительного трубопровода 40, соединяющего напорный трубопровод 41 насоса 24 с верхней частью расширительного бака 4, трубопровод 42 с запорным органом для инжектирования воды из охлаждающих секций 33, один конец которого подсоединен к эжектору 39, а второй конец - ко всасывающему трубопроводу 32 на участке между нижним трехходовым клапаном 38 и нижним коллектором 35 охлаждающих секций 33, заправочный трубопровод 43, соединяющий напорный 31 и всасывающий 32 трубопроводы, электромагнитный клапан 44, установленный на верхнем коллекторе 34.

Нижние коллекторы 13 и 35 охлаждающих секций горячего и холодного контуров соединены трубопроводом 45 для заполнения системы охлаждения водой и ее слива.

Благодаря наличию заправочного трубопровода 45 с помощью эжектора 17 или 39 можно одновременно вести слив воды из охлаждающих секций обоих контуров, а с помощью трубопровода 21 или 43 осуществлять заполнение секций обоих контуров. Эжектор 39 и трубопровод 43 в холодном контуре устанавливаются при необходимости для ускорения процесса слива воды из охлаждающих секций и их заполнения.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза при сливе воды из охлаждающих секций обоих контуров с помощью эжектора, установленного, например, в горячем контуре, работает следующим образом.

С помощью верхнего 7 и нижнего 16 трехходовых клапанов перекрывается подача воды к охлаждающим секциям 11, открываются запорные органы для подачи воды через трубопровод 18 на эжектор 17 и в трубопроводе 20 для инжектирования воды из охлаждающих секций 11. Одновременно открываются электромагнитные клапаны 22 и 23, за счет чего верхний коллектор 12 и расширительный бак 4 сообщаются с атмосферой, при этом вода в горячем контуре движется по короткому кругу циркуляции через насос 2, двигатель 1, напорный 9, перепускной 8 и всасывающий 10 трубопроводы. Рабочая вода эжектора 17, поступающая по трубопроводу 18, создает в эжекторе разрежение, за счет которого инжектируемая вода из охлаждающих секций 11 по трубопроводу 20 поступает в эжектор 17 и направляется в расширительный бак 4. Одновременно за счет работы эжектора 17 через трубопровод 45 может производиться слив воды из охлаждающих секций 33 холодного контура. Для этого в холодном контуре открывается электромагнитный клапан 44, соединяющий верхний коллектор 34 с атмосферой, а с помощью трехходовых клапанов 29 и 38 прекращается движение воды через секции 33. Вода в холодном контуре движется по короткому кругу циркуляции через насос 24, трубопровод 41, воздухоохладитель 25, водомасляный теплообменник 26, напорный 31, перепускной 30 и всасывающий 32 трубопроводы.

Для ускорения процесса слива из охлаждающих секций горячего и холодного контуров в холодном контуре устанавливается эжектор 39, трубопроводы 40 и 42. В этом случае слив воды из секций обоих контуров происходит одновременно с помощью двух эжекторов 17 и 39.

После слива воды из охлаждающих секций 11 и 33 срабатывают нижние датчики уровня воды 15 и 37. По команде этих датчиков закрываются запорные органы в трубопроводах 18 и 40 для подачи рабочей воды на эжекторы 17 и 39, а также в трубопроводах 20 и 42 для инжектирования воды из секций 11 и 33 и в трубопроводе 45.

Заполнение охлаждающих секций горячего контура происходит через заправочный трубопровод 21 с открытыми электромагнитными клапанами 22 и 23. Одновременно благодаря трубопроводу 45 заполняются охлаждающие секции 33 холодного контура. Для этого открывается электромагнитный клапан 44. Ускорение заполнения охлаждающих секций 33 холодного контура происходит через трубопровод 43. С помощью трубопровода 43 через трубопровод 45 могут заполняться также охлаждающие секции 11 горячего контура.

Во время заполнения секций, как и во время слива воды из секций, вода в каждом контуре движется по короткому кругу циркуляции.

При срабатывании верхних датчиков уровня воды 14 и 36 закрываются запорные органы трубопроводов 21, 43, 45 и заполнение охлаждающих секций 11, 33 прекращается.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза, содержащая горячий и холодный контуры и состоящая из двигателя, воздухоохладителя, водомасляного теплообменника, насосов, охлаждающих секций с верхними и нижними коллекторами, расширительного бака с паровоздушным клапаном, напорных и всасывающих трубопроводов, стояков, трубопроводов для отвода паровоздушной смеси, перепускных трубопроводов, верхних трехходовых клапанов, верхних и нижних датчиков уровня воды, трубопровода для заполнения водой системы охлаждения и ее слива, при этом оба контура снабжены нижними трехходовыми клапанами, установленными в месте соединения всасывающего и перепускного трубопроводов; электромагнитными клапанами, установленными в верхних коллекторах охлаждающих секций, а также в расширительном баке, кроме того, один или оба контура снабжены эжектором, установленным в верхней части дополнительного трубопровода, соединяющего выход из насоса с верхней частью расширительного бака; трубопроводом для инжектирования воды из охлаждающих секций, один конец которого подсоединен к эжектору сверху, а второй - к всасывающему трубопроводу на участке между нижним трехходовым клапаном и нижним коллектором охлаждающих секций; заправочным трубопроводом, соединяющим напорный трубопровод со всасывающим. Изобретение обеспечивает надежный слив воды из охлаждающих секций во время отстоя тепловоза, а также их заполнение водой. 1 ил.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза, содержащая горячий и холодный контуры и состоящая из двигателя, воздухоохладителя, водомасляного теплообменника, насосов, охлаждающих секций с верхними и нижними коллекторами, расширительного бака с паровоздушным клапаном, напорных и всасывающих трубопроводов, стояков, трубопроводов для отвода паровоздушной смеси, перепускных трубопроводов, верхних трехходовых клапанов, верхних и нижних датчиков уровня воды, трубопровода для заполнения водой системы охлаждения и ее слива, отличающаяся тем, что оба контура снабжены нижними трехходовыми клапанами, установленными в месте соединения всасывающего и перепускного трубопроводов; электромагнитными клапанами, установленными в верхних коллекторах охлаждающих секций, а также в расширительном баке, кроме того, один или оба контура снабжены эжектором, установленным в верхней части дополнительного трубопровода, соединяющего выход из насоса с верхней частью расширительного бака; трубопроводом для инжектирования воды из охлаждающих секций, один конец которого подсоединен к эжектору сверху, а второй - к всасывающему трубопроводу на участке между нижним трехходовым клапаном и нижним коллектором охлаждающих секций, заправочным трубопроводом, соединяющим напорный трубопровод со всасывающим.