Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания Российский патент 2019 года по МПК F01P5/06 

Изобретение относится к системам охлаждения двигателя внутреннего сгорания, преимущественно большегрузных автомобилей.

Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая охладитель жидкого теплоносителя, кожух с обечайкой, в котором размещена крыльчатка, установленная на приводном валу [1].

В данной конструкции ступица крыльчатки выполнена в виде усеченного конуса, что позволяет ей сформировать направленный воздушный поток, препятствующий образованию обратного течения воздуха из моторного отсека в полость кожуха охладителя вблизи большего диаметра конуса, но при этом ступица имеет большую площадь поверхности, создающую дополнительное сопротивление основному потоку воздуха, проходящему через охладитель.

Наиболее близким аналогом является система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержащая охладитель жидкого теплоносителя с кожухом, снабженным обечайкой, в которой размещена установленная на приводном валу крыльчатка, за которой без контакта с приводным валом и ступицей крыльчатки установлена неподвижная шайба [2]. Установка неподвижной шайбы частично предотвращает возвратное движение горячего воздуха из моторного отсека к охладителю вблизи ступицы крыльчатки. Но при этом наружный диаметр неподвижной шайбы превышает наружный диаметр ступицы крыльчатки и уменьшает площадь проходного сечения обечайки кожуха охладителя, что соответственно, создает дополнительное сопротивление воздушному потоку, сформированному нижней частью лопастей крыльчатки и снижает эффективность работы системы охлаждения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная задача решается тем, что система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит охладитель жидкого теплоносителя с кожухом снабженным обечайкой, в которой размещена крыльчатка, установленная на приводном валу, за которой без контакта с приводным валом и ступицей крыльчатки установлена неподвижная шайба, выполненная полой с возможностью принудительного нагнетания в ее полость воздуха через тангенциально соединенные с ней патрубки и выхода струи воздуха через кольцевую щель, выполненную на наружной цилиндрической поверхности неподвижной шайбы, при этом внешний диаметр неподвижной шайбы равен диаметру ступицы крыльчатки.

Выполнение шайбы полой с возможностью принудительного нагнетания в ее полость воздуха через тангенциально соединенные с ней патрубки и выхода струи воздуха через кольцевую щель, выполненную на наружной цилиндрической поверхности неподвижной шайбы, позволяет сформировать второй направленный воздушный поток. Его взаимодействие с основным воздушным потоком, сформированным крыльчаткой, увеличивает степень разряжения в полости кожуха охладителя, а также способствует обтеканию отработавшим в охладителе воздухом двигателя внутреннего сгорания, что уменьшает сопротивление его движению в моторном отсеке транспортного средства.

Выполнение шайбы с внешним диаметром равным диаметру ступицы крыльчатки не препятствует формированию воздушного потока всей поверхностью ее лопаток.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит охладитель 1, на котором размещен кожух 2 с обечайкой 3. В обечайке размещена крыльчатка 4, установленная на приводном валу 5. За крыльчаткой 4 без контакта с приводным валом 5 и ступицей 6 крыльчатки установлена неподвижная шайба 7, имеющая внутреннюю кольцевую полость 8. На внешнем диаметре шайбы 7 выполнена кольцевая щель 9 и размещены тангенциальные патрубки 10.

Работа предлагаемой системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания осуществляется следующим образом. При вращении крыльчатки 4 в обечайке 3 в полости кожуха 2 создается разряжение, формирующее течение воздушного потока через охладитель 1. По тангенциальным патрубкам 10 в полость 8 шайбы 7 нагнетательным устройством, например компрессором, под давлением подается воздух. Подачу воздуха в полость 8 шайбы 7 под давлением можно также осуществить путем отбора высокоскоростной части воздуха из отработавшего в охладителе 1 воздушного потока, сформированного периферийной частью лопастей крыльчатки 4. Подача воздуха в полость 8 шайбы 7 по тангенциальным патрубкам 10 обеспечивает закручивание нагнетаемой воздушной массы по направлению, совпадающему с направлением вращения крыльчатки 4. Через кольцевую щель 9 происходит истечение в радиальном направлении вращающегося с крыльчаткой 4 потока воздуха из полости 8 шайбы 7. За крыльчаткой 4 в моторном отсеке происходит объединение двух воздушных потоков, создаваемого работой ее лопастей и формируемого кольцевой щелью 9, силовое взаимодействие которых повышает как объем зоны разряжения в полости кожуха 4 охладителя 1, так степень разряжения в ней.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в системах охлаждения, когда необходимо повысить производительность уже установленной в этой системе крыльчатки, при этом сама крыльчатка конструктивно и технологически остается без изменений.

Предлагаемое техническое решение позволяет, не уменьшая объема воздуха, проходящего через фрамугу охладителя системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, например, новой модели существующего большегрузного автомобиля, уменьшить диаметр ранее установленной в ней крыльчатки, следовательно, уменьшить поперечные размеры моторного отсека и таким образом снизить центр тяжести этой модели автомобиля, увеличив срок службы его несущих конструкций.

Источники информации.

1. US 3727593, 17.04.1973.

2. ЕР 0185948 А2, 02.07.1986.

Изобретение относится к системам охлаждения двигателя внутреннего сгорания, преимущественно большегрузных автомобилей. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит охладитель 1 жидкого теплоносителя с кожухом 2, снабженный обечайкой 3. В обечайке размещена крыльчатка 4, установленная на приводном валу 5. За крыльчаткой 4 без контакта с приводным валом 5 и ступицей 6 крыльчатки 4 установлена неподвижная шайба 7. Выполнение шайбы 7 полой с возможностью принудительного нагнетания в ее полость 8 воздуха через тангенциально соединенные с ней патрубки 10 и выхода струи воздуха через кольцевую щель 9, выполненную на наружной цилиндрической поверхности неподвижной шайбы, позволяет сформировать второй направленный воздушный поток. Его взаимодействие с основным воздушным потоком, сформированным крыльчаткой 4, увеличивает степень разряжения в полости кожуха 2 охладителя 1, а также способствует обтеканию отработавшим в охладителе воздухом двигателя внутреннего сгорания, что уменьшает сопротивление его движению в моторном отсеке транспортного средства. Выполнение шайбы 7 с внешним диаметром, равным диаметру ступицы 6 крыльчатки 4, не препятствует формированию воздушного потока всей поверхностью ее лопаток. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. 1 ил.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая охладитель жидкого теплоносителя с кожухом, снабженным обечайкой, в которой размещена крыльчатка, установленная на приводном валу, за которой без контакта с приводным валом и ступицей крыльчатки установлена неподвижная шайба, отличающаяся тем, что неподвижная шайба выполнена полой с возможностью принудительного нагнетания в ее полость воздуха через тангенциально соединенные с ней патрубки и выхода струи воздуха через кольцевую щель, выполненную на наружной цилиндрической поверхности неподвижной шайбы, при этом внешний диаметр неподвижной шайбы равен диаметру ступицы крыльчатки.