Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания с наддувом Советский патент 1987 года по МПК F01P3/20 F02B29/04 

Изобретение относится к машинО Строе- нию, а именно к двигателестроению, и в частности к системам ох;1аждения двигателей внутреннего сгорания с наддувом.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения.

На фиг. 1 представлена схема системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания с наддувом, на фиг. 2 - схема устройства для регулирования расхода теплоносителя с турбовентиляторной установкой; на фиг. 3 - вариант конструкции теплообменника термостабилизатора.

Система охлаждения содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости через рубашку охлаждения двигателя 1, радиатор 2 и жидкостной насос 3, вентилятор 4 обдува радиатора 2, воздухоохладитель 5, выполненный с каналами для прохода наддувочного воздуха, охлаждающей жидкости и охлаждающего воздуха, и термостабилизатор 6, установленный в магистрали 7 подачи наддувочного воздуха между воздухоохладителем 5 и компрессором 8 агрегата наддува, снабженный устройством 9 для регулирования расхода теплоносителя и подключенный к выпускной магистрали 10 двигателя 1 после турбины 11 агрегата наддува.

Воздухоохладитель 5 каналами для прохода охлаждающей жидкости подключен при помощи трубопроводов 12 и 13 подвода и отвода жидкости соответственно к напорному и всасывающему патрубкам 14 и 15 жидкостного насоса 3. Система охлаждения снабжена по меньшей мере двумя датчиками 16 и 17 температуры охлаждающей жидкости. Воздухоохладитель 5 установлен перед радиатором 2, а термостабилизатор 6 выполнен в виде теплообменника 18, снабженного каналами для прохода охлаждающей жидкости, наддувочного воздуха и теплоносителя, и магистралью 19 подачи теплоносителя, сообщенной при помощи окон 20 и 21 соответственно с атмосферой и выпускной магистралью 10 двигателя 1 и снабженной заслонкой 22 с приводом 23, поочередно перекрывающей окна 20 и 21.

Теплообменник 18 подключен каналами для прохода охлаждающей жидкости при помощи трубопроводов 24 и 25 подвода и отвода жидкости соответственно к напорному и всасывающему патрубкам 14 и 15 жидкостного насоса 3. Трубопровод 13 отвода жидкости из воздухоохладителя 5 выполнен с органом 26 перекрытия, снабженным приводом 27, а датчики 16 и 17 температуры охлаждающей жидкости установлены в трубопроводах 25 и 13 отвода охлаждающей жидкости из теплообменника 18 и воздухоохладителя 5 и электрически подключены к приводам 23 и 27 заслонки 22 и органа 26 перекрытия трубопровода 13. . Радиатор-2 выполнен с перепускным трубопроводом, в месте подключения которого к контуру установлен термостат.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Теплообменник 18 (фиг. 3) термостабилизатора 6 может быть выполнен в виде пакета пластин 28, установленных с зазором 29 между собой, а каналы для прохода охлаждающей жидкости образованы рядом отверстий 30, выполненных в каждой пластине 28.

Устройство 9 для регулирования расхода теплоносителя может быть выполнено в виде эжектора 31, активное сопло 32 которого подключено при помощи патрубка 33 к выпускной магистрали 10 двигателя 1, а пассивное сопло 34 подключено к магистрали 19 подачи теплоносителя. Патрубок 33 снабжен органом 35 перекрытия с приводом 36, который электрически подключен к датчикам 16 и 17 температуры охлаждающей жидкости.

Устройство 9 (фиг. 2) для регулирования расхода теплоносителя может быть выполнено в виде турбовентиляторной установки, турбина 37 которой подключена посредством патрубка 38 подвода воздуха к магистрали 7 подачи поддувочного воздуха между компрессором 8 и теплообменником 18, а вентилятор 39 установлен перед окном 20, сообщающим магистраль 19 подачи теплоносителя. Патрубок 38 подвода воздуха к турбине 37 снабжен регулятором 40 проходного сечения с приводом 41, выпускная магистраль 10 двигателя 1 выполнена с органом 42 перекрытия, снабженным приводом 43 и установленным после термостабилизатора 6, причем приводы 41 и 43 регулятора 40 и органа 42 перекрытия электрически связаны с датчиками 16 и 17 температуры охлаждающей жидкости.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания с наддувом работает следующим образом.

При низкой температуре атмосферного воздуха на холостом ходу и режимах малых нагрузок воздух, нагнетаемый коллектором 8, пройдя теплообменник 18 термостабилизатора 6, где нагревается теплом охлаждающей жидкости и теплом отработавших газов (заслонка 22 перекрывает окно 20), и воздухоохладитель 5, подается в двигатель. При этом орган 26 перекрытия трубопровода 13 закрыт и вентилятор 4 отключен.

При увеличении нагрузки повышаются температура и расхо.а наддувочного воздуха и отработавших газов, что приводит к увеличению температуры жидкости на выходе из теплообменника 18. По сигналу датчика 16 температуры охлаждающей жидкости орган 35 перекрытия патрубка открывается, а заслонка 22 открывает окно 20 и закрывает окно 21, что приводит к просасы- ванию воздуха из атмосферы через теплообменник 18 за счет разряжения, создаваемого эжектором. Однако вследствие взаимного теплообмена мелсду жидкостью и наддувочным воздухом в теплообменнике 18 температура наддувочного воздуха на выходе

из него, а следовательно и в магистрали 7 подачи наддувочного воздуха, оказывается выше температуры атмосферного воздуха что способствует улучшению испаряемости топлива и снижению содержания вредных веществ в газе, за счет более эффективного сгорания.

При дальнеЙ1пем увели.чении нагрузки двигателя поверхности теплообмена в теплообменнике 18 и расхода атмосферного воздуха, создаваемого эжектором 31, оказывается недостаточно для охлаждения жидкости и наддувочного воздуха, что приводит к увеличению температуры охлаждающей жидкости. При достижении определенной величины температуры охлаждающей жидкости термостат открывает проход жидкости к радиатору 2 и происходит включение вентилятора 4. По сигналу датчика 16 температуры охлаждаюндей жидкости открывается орган 26 перекрытия трубопровода 13 и через воздухоохладитель 5 циркулирует охлаждающая жидкость. В результате взаимного теплообмена в воздухоохладителе но- догрср.х наддувочного воздуха охлаждающей жидкости препятствует его нереох- ла/кдение, а ох.чгждение его потоком воздуха препятствует перегреву.

Таки. образом, предложенная система охлаждения позволяет поддерживать температуру охлаждающей жидкости и наддувочного воздуха в оптимальных пределах.

Для двигателей с высоким давлением наддува и для двигателей с ограничением теплоотдачи в окружающую среду (адиабатные дизели) охлаждение наддувочного воздуха и жидкости, например моторного масла, осуществляется потоком атмосферного воздуха, создаваемого вентилятором 39 турбовентиляторной установ ки. При увеличении температуры жидкости в трубопроводе 25 электрический сигнал от датчика 16 подается на приводы регулятора 40 и органа 42 перекрытия. При этом часть наддувочного воздуха отводится на привод турбины 37 турбовентиляторной установки, а отра- ботавщие газы выпускаются в атмосферу.

Использование подогрева наддувочного воздуха в теплообменнике теплом отработав- Н1ИХ газов и отключение вентилятора при работе двигателя на малых нагрузках способствует снижению затрат мощности на охлаждение и повьипению экономичности двигателя за счет улучшения процессов смесеобразования и сгорания.

Формула изобретения

1. Система охлаждения двигателя внут- ренного сгорания с наддувом, содержащая контур циркуляции охлаждающей жидкости через рубап1ку охлаждения двигателя, радиатор и жидкостной насос, вентилятор обдува радиатора, воздухоохладитель, выпол- нен1п 1Й с каналами для прохода наддувоч0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ного воздуха, охлаждающей жидкости и охлаждающего воздуха,и термостабилизатор, установленный в магистрали подачи наддувочного воздуха между воздухоохладителем ii компрессором агрегата наддува, снабженный устройством для регулирования расхо да тенлоносителя и подключенный к выпускной магистрали двигателя после турбины агрегата наддува, причем воздухоохладитель каналами для прохода о.хлаждаю- щей жидкости подключен при помощи трубопроводов подвода и отвода жидкости соответственно к напорн ому и всасывающему патрубкам жидкостного насоса, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, она снабжена по меньшей мере двумя датчиками температуры охлаждаюшей жидкости, воздухоохладитель установлен перед радиатором, термостабилизатор выполнен в виде теплообменника, снабженного каналами для прохода охлаждающей жидкости, наддувочного воздуха и теплоносителя, и магистралью подачи теплоносителя, сообщенной при помощи окон с атмосферой и выпускной магистралью двигателя и снабженной заслонкой с приводом, поочередно перекрывающей эти окна, теплообменник подключен каналами для прохода охлаждающей жидкости при помощи трубопроводов подвода и отвода жидкости соответственно к напорному и всасывающему патрубкам жидкостного насоса, трубопровод отвода жидкости из воздухоохладителя выполнен с органом перекрытия, снабженным приводом, а датчики температуры охлаждающей жидкости установлены в трубопроводах отвода жидкости из теплообменника и воздухоохладителя и электрически подключены к приводам заслонки и органа перекрытия.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен в виде пластин, установленных с зазором между собой, причем каналы для прохода охлаждающей жидкости образованы рядом отверстий, выполненных в каждой пластине.

3.Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что устройство для регулирования расхода теплоносителя выполнено в виде эжектора активное сопло которого подключено при помощи патрубка к выпускной магистрали двигателя, а пассивное сопло подключено к магистрали подачи теплоносителя, причем патрубок снабжен органом перекрытия с приводом, который электрически подключен к датчикам температуры охлаждающей жидкости.

4.Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что устройство для регулирования расхода теплоносителя выполнено в виде турбовентиляторной установки, турбина которой подключена посредством патрубка подвода воздуха к магистрали подачи наддувочного воздуха между компрессором и теплообменником, а вентилятор установлен пеi (M i ;;n(jN:, сообщающим магистраль подачи теплоиосителя с атмосферой, патрубок иод- рола Еюздуха к турбине снабжен регулятором проходиого сечения с приводом, а выпускная магистраль двигателя выполнена

Т

9

11

10

Фи2.2

с органом перекрытия, снабженным приводом и установленным после термостабили- загора, причем приводы органа перекрытия и регулятора проходного сечения электрически связаны с датчиками температуры.

5 18

Фи2. 5,

Изобретение относится к двигателестро- ению и позволяет повысить эффективность охлаждения. Теплообменник 18 снабжен каналами для прохода охлаждающей жидкости (ОЖ) наддувочного воздуха и теплоносителя. При увеличении нагрузки по сигналу от датчика 16 т-ры ОЖ открывает орган 35 перекрытия патрубка. В результате этого окно 20 открывается, а окно 21 закрывается, что приводит к просасыванию воздуха из атмосферы через теплообменник 18 за счет разрежения, создаваемого эжектором 31.-При дальнейшем увеличении нагрузки термостат открывает проход жидкости к радиатору 2 и включается вентилятор 4. По сигналу датчика 16 открывается трубопровод 13 и ОЖ начинает циркулировать через воздухоохладитель 5. Такое выполнение позволяет поддерживать т-ру ОЖ и наддувочного воздуха в оптимальных пределах. Для двигателей с высоким давлением наддува и для двигателей с ограничением теплоотдачи в окружающую среду устр-во 9 для регулирования расхода теплоносителя м.б. выполнено в виде турбовентиляторной установки, турбина которой подключена к магистрали подачи наддувочного воздуха, а вентилятор установлен перед окном 20, снабжающим магистраль 19 подачи теплоносителя. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. ел со Ю 00 С5 Фиг1