ОБЪЕДИНЕННАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ГИДРООБЪЕМНОЙ ТРАНСМИССИИ Российский патент 2010 года по МПК F01P7/00 

Описание патента на изобретение RU2394994C1

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к системам охлаждения двигателя внутреннего сгорания и гидрообъемной трансмиссии транспортных средств.

Известно, что двигатель внутреннего сгорания имеет небольшой диапазон изменения оптимальной температуры охлаждающей жидкости от 85°С (номинальный режим) до 100°С (частичные нагрузки) [Двигатели внутреннего сгорания. Кн.2. Динамика и конструирование. / Под ред. В.Н.Луканина и М.Г.Шатрова. - 2-е изд. - М.: Высш. шк., 2005, с.301].

Известно также, что диапазон оптимальной температуры масел, используемых в гидрообъемной трансмиссии, находится в пределах от 40 до 60°С [Кузнецов А.В. Топливо и смазочные материалы. - М.: КолосС, 2004, с.162-165].

Известен радиаторный блок многоконтурной системы охлаждения транспортной силовой установки, содержащий радиаторы независимых контуров охлаждения (см. авт. св. 1379772, опубликовано 07.03.1998 г., бюл. №9).

Недостатком известной системы является нерациональное использование теплоты, отводимой от двигателя внутреннего сгорания, так как контуры систем выполнены автономно.

Известна система регулирования температурного режима работы двигателя и трансмиссии, выбранная в качестве прототипа, содержащая двигатель внутреннего сгорания, трансмиссию, датчики системы регулирования, микропроцессорный блок управления, блок коммутации, электропривод шторы радиатора, гидромуфту вентилятора, шторы радиатора, вентилятор [Пат. 2272160 РФ, F01P 5/00, F01P 7/00. Опубл. 20.03.2006, прототип].

Недостатками известной системы являются:

- сложность получения информации о параметрах, характеризующих процесс регулирования температуры охлаждающей жидкости и масла;

- диапазоны оптимальных температур контуров охлаждения должны совпадать.

Технический результат изобретения - повышение эффективности системы охлаждения транспортного средства имеющего различные оптимальные температуры контуров охлаждения за счет сокращения продолжительности прогрева рабочей жидкости контура гидрообъемной трансмиссии от начальной до рабочей температуры и поддержания ее в оптимальном диапазоне.

Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от прототипа объединенная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания и гидрообъемной трансмиссии содержит двигатель внутреннего сгорания и трансмиссию, притом она снабжена жидкостно-масляным и жидкостно-жидкостным рекуперативными теплообменниками, двухсекционным радиатором и двумя устройствами, распределяющими поток охлаждающей жидкости в зависимости от температуры масла гидрообъемной трансмиссии, первое устройство подключено к напорной гидролинии двигателя внутреннего сгорания, а его выходы соединены гидролиниями с жидкостно-масляным и жидкостно-жидкостным рекуперативными теплообменниками, второе устройство подключено через первую секцию радиатора к жидкостно-жидкостному рекуперативному теплообменнику, а выходы соединены с двигателем внутреннего сгорания и через вторую секцию радиатора с жидкостно-масляным рекуперативным теплообменником, выход жидкостно-масляного рекуперативного теплообменника через жидкостно-жидкостный рекуперативный теплообменник соединен с двигателем внутреннего сгорания.

На чертеже представлена объединенная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания и гидрообъемной трансмиссии.

Система охлаждения транспортной силовой установки содержит два изолированных друг от друга контура охлаждения теплоносителей, охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания 3 и масла гидрообъемной трансмиссии 1, которые снабжены жидкостно-масляным 2 и жидкостно-жидкостным рекуперативными теплообменниками 8, двухсекционным радиатором (первая секция 10, вторая секция 9) и двумя устройствами (первое 5, второе 11), распределяющими поток охлаждающей жидкости в зависимости от температуры масла гидрообъемной трансмиссии. Первое устройство 5 подключено к напорной гидролинии 4 двигателя внутреннего сгорания 3, а его выходы соединены гидролинией 6 с жидкостно-масляным 2 и гидролинией 7 с жидкостно-жидкостным 8 рекуперативными теплообменниками. Второе устройство 11 подключено через первую секцию радиатора 10 к жидкостно-жидкостному рекуперативному теплообменнику 8, а выходы соединены с двигателем внутреннего сгорания 3 и через вторую секцию радиатора 9 с жидкостно-масляным рекуперативным теплообменником 2. Выход жидкостно-масляного рекуперативного теплообменника, с помощью которого поддерживается оптимальная температура масла гидрообъемной трансмиссии 1, через жидкостно-жидкостный рекуперативный теплообменник 8 соединен с двигателем внутреннего сгорания 3.

Система работает следующим образом.

Для работающего транспортного средства характерны следующие режимы.

Во время прогрева двигателя внутреннего сгорания 3 до оптимальной температуры 85°С охлаждающая жидкость циркулирует в его внутренних каналах (по малому кругу циркуляции).

После окончания прогрева двигателя внутреннего сгорания охлаждающая жидкость поступает в первое устройство 5, распределяющее поток охлаждающей жидкости в зависимости от температуры рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии. Если температура рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии меньше оптимальной tГCT <40°С, то охлаждающая жидкость по каналу 6 поступает в жидкостно-масляный рекуперативный теплообменник 2, подогревая рабочую жидкость гидрообъемной трансмиссии, и через рекуперативный теплообменник 8, в котором на данном режиме не происходит теплопередачи, возвращается в двигатель. Если температура рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии находится в оптимальном диапазоне 40°С<tГСT<60°С, то охлаждающая жидкость по каналу 7 поступает через жидкостно-жидкостный рекуперативный теплообменник 8, в котором на данном режиме также не происходит теплопередача, в первую секцию радиатора 10, где отводится часть теплоты в окружающую среду, затем поступает во второе устройство 11, распределяющее поток охлаждающей жидкости в зависимости от температуры рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии, и поскольку tГСТ <60°С по каналу возвращается в двигатель.

В случае повышения температуры рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии выше оптимальной tГСТ>60°С охлаждающая жидкость после второго устройства 11, распределяющего поток охлаждающей жидкости в зависимости от температуры рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии, попадает во вторую секцию радиатора 9, где дополнительно отводится часть теплоты в окружающую среду (температура на выходе должна быть не выше 60°С), затем поступает в жидкостно-масляный рекуперативный теплообменник 2, отводит теплоту от рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии и через жидкостно-жидкостный рекуперативный теплообменник 8, в котором происходит теплообмен с охлаждающей жидкостью, поступившей из двигателя, подогреваясь, возвращается в двигатель.

Таким образом, на наиболее теплонапряженном режиме работы транспортного средства охлаждающая жидкость после выхода из двигателя сначала охлаждается в устройствах 8, 10, 9, затем нагревается в устройствах 2, 8 и возвращается в двигатель.

Предложенные технические решения обеспечивают поддержание оптимальных диапазонов температуры контуров охлаждения независимо от режимов работы транспортного средства, а также снижают массогабаритные показатели и повышают работоспособность контура охлаждения гидрообъемной трансмиссии за счет использования рекуперативного теплообменника.

Вследствие этого сокращается продолжительность прогрева жидкости в контуре гидрообъемной трансмиссии до рабочей температуры, которая поддерживается в оптимальном диапазоне за счет подогрева от наиболее теплонапряженного контура двигателя, т.е. повышается эффективность работы системы охлаждения.

Система служит для поддержания оптимальных температур контуров рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии и охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания и может быть легко реализована в тракторостроении и транспортном машиностроении.

Похожие патенты RU2394994C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ПОДДЕРЖАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2012
  • Кузнецов Александр Вадимович
  • Селиванов Николай Иванович
  • Зыков Сергей Александрович
  • Шестов Алексей Михайлович
RU2488015C1
СИСТЕМА ПРОГРЕВА И ПОДДЕРЖАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ И МАСЕЛ В АГРЕГАТАХ САМОХОДНЫХ МАШИН 2014
  • Крохта Геннадий Михайлович
  • Иванников Алексей Борисович
RU2577916C1
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОДДЕРЖАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ И МАСЕЛ В АГРЕГАТАХ И УЗЛАХ САМОХОДНЫХ МАШИН 2012
  • Крохта Геннадий Михайлович
  • Иванников Алексей Борисович
RU2500899C1
ПРЕДПУСКОВАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2013
  • Жаров Александр Викторович
  • Павлов Александр Анатольевич
  • Лебедев Антон Евгеньевич
  • Фавстов Владимир Сергеевич
  • Горшков Роман Владимирович
RU2554687C2
СИСТЕМА ПОДДЕРЖАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2014
  • Кузнецов Александр Вадимович
  • Селиванов Николай Иванович
  • Зыков Сергей Александрович
  • Шестов Алексей Михайлович
RU2573435C2
КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1996
  • Поликер Б.Е.
  • Аникин С.А.
  • Ильинский В.А.
  • Михальский Л.Л.
  • Морозов В.П.
  • Канищев В.С.
  • Светиков В.Н.
  • Воробьев А.Л.
  • Фомин В.К.
  • Поцелуев А.Н.
  • Косяков Н.И.
  • Емельянов И.А.
  • Сутормин В.С.
  • Леонов И.В.
RU2109148C1
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МАШИНЫ С ГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ 2013
  • Коровин Владимир Андреевич
  • Коровин Константин Владимирович
RU2529111C1
ЖИДКОСТНЫЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2013
  • Жаров Александр Викторович
  • Павлов Александр Анатольевич
  • Лебедев Антон Евгеньевич
  • Фавстов Владимир Сергеевич
  • Горшков Роман Владимирович
RU2535291C1
СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДДУВОМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 1991
  • Липатов В.Е.
  • Деревенцев С.Г.
  • Мещеряков В.А.
  • Рабинков Б.И.
  • Дурманов А.С.
  • Собченко Б.С.
  • Лесовицкий И.В.
  • Русаков А.И.
RU2027871C1
СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА 2004
  • Селиванов Николай Иванович
  • Кузнецов Александр Вадимович
RU2270950C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 394 994 C1

Реферат патента 2010 года ОБЪЕДИНЕННАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ГИДРООБЪЕМНОЙ ТРАНСМИССИИ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к системам охлаждения двигателя внутреннего сгорания и гидрообъемной трансмиссии транспортных средств. Объединенная система охлаждения содержит двигатель внутреннего сгорания и трансмиссию, при этом она снабжена жидкостно-масляным и жидкостно-жидкостным рекуперативными теплообменниками, двухсекционным радиатором и двумя устройствами, распределяющими поток охлаждающей жидкости в зависимости от температуры масла гидрообъемной трансмиссии, первое устройство подключено к напорной гидролинии двигателя внутреннего сгорания, а его выходы соединены гидролиниями с жидкостно-масляным и жидкостно-жидкостным рекуперативными теплообменниками, второе устройство подключено через первую секцию радиатора к жидкостно-жидкостному рекуперативному теплообменнику, а выходы соединены с двигателем внутреннего сгорания и через вторую секцию радиатора с жидкостно-масляным рекуперативным теплообменником, притом выход жидкостно-масляного рекуперативного теплообменника через жидкостно-жидкостный рекуперативный теплообменник соединен с двигателем внутреннего сгорания. Изобретение обеспечивает повышение эффективности системы охлаждения транспортного средства с различными оптимальными температурами контуров охлаждения за счет сокращения периода прогрева рабочей жидкости контура гидрообъемной трансмиссии от начальной температуры до эксплуатационной и поддержания ее в оптимальном диапазоне. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 394 994 C1

Объединенная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания и гидрообъемной трансмиссии, содержащая двигатель внутреннего сгорания и трансмиссию, отличающаяся тем, что она снабжена жидкостно-масляным и жидкостно-жидкостным рекуперативными теплообменниками, двухсекционным радиатором и двумя устройствами, распределяющими поток охлаждающей жидкости в зависимости от температуры масла гидрообъемной трансмиссии, первое устройство подключено к напорной гидролинии двигателя внутреннего сгорания, а его выходы соединены гидролиниями с жидкостно-масляным и жидкостно-жидкостным рекуперативными теплообменниками, второе устройство подключено через первую секцию радиатора к жидкостно-жидкостному рекуперативному теплообменнику, а выходы соединены с двигателем внутреннего сгорания и через вторую секцию радиатора с жидкостно-масляным рекуперативным теплообменником, притом выход жидкостно-масляного рекуперативного теплообменника через жидкостно-жидкостный рекуперативный теплообменник соединен с двигателем внутреннего сгорания.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2394994C1

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ И ТРАНСМИССИИ 2004
  • Ягубов Вячеслав Фазилович
  • Манкевич Александр Валерьевич
  • Борковский Валерий Алексеевич
  • Тороп Виктор Петрович
RU2272160C1
Машина для рубки или ломки ирисовых пластин или плиток, предварительно надрезанных на квадратные призмочки соответствующих размеров 1929
  • Филяков И.И.
SU18089A1
DE 1947802 B2, 12.08.1976
FR 2051953 A1, 09.04.1971.

RU 2 394 994 C1

Авторы

Кузнецов Александр Вадимович

Селиванов Николай Иванович

Кузьмин Николай Владимирович

Даты

2010-07-20Публикация

2009-04-06Подача