Способ жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК F01P3/20 F01P9/02 

ггх

Zt 12 ;J7/ S 31

(Л

5J

со сд

4

С5

оо

28

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к системам жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания с испарением жидкости.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и сокрашение расхода жидкости внешнего контура.

На чертеже представлена схема устройства для осуш,ествления способа жидкостповерхность накапливаемой жидкости от контакта с потоком воздуха. Внутренний контур 1 снабжен термостатом (не показан). и каналом (не показан) перепуска жидкости мимо радиатора 3.

Способ осуш,ествляют следуюш.им образом.

При работе прогретого двигателя 2 охлаждающая жидкость внутреннего контура 1 под действием циркуляционного насоса 4

ного охлаждения двигателя внутреннего его- 10 прокачивается через рубашку охлаждения

двигателя 2, отбирая тепло от нагретых деталей двигателя, и радиатор 3, где охлаждается. Насос 7 подает жидкость внешнего контура 5 из накопительной емкости 6

рания.

Устройство содержит внутренний контур 1 циркуляции охлаждаюш,ей жидкости, включающий рубашку охлаждения двигатедвигателя 2, отбирая тепло от нагретых деталей двигателя, и радиатор 3, где охлаждается. Насос 7 подает жидкость внешнего контура 5 из накопительной емкости 6

ля 2, радиатор 3 и циркуляционный насос с к подающим соплам 8, которые направля .vг-V -J

4, и внешний контур 5, включающий последовательно установленные накопительную емкость 6, насос 7, подающие сопла 8, расположенные вблизи наружных поверхностей охлаждающих элементов 9 радиатора 3, сборник 10 жидкости, откачивающий насос 20 11 с всасывающим 12 и напорным 13 патрубками и камеру 14 охлаждения жидкости, снабженную вентилятором 15, распыли- вающими форсунками 16 и перфорированной вставкой 17. Сборник 10 жидкости выполнен в виде герметичного кожуха, в стенке 18 которого установлено смотровое окно 19, и снабжен датчиком 20 уровня жидкости, сливным краном 21 и заливной горловиной 22 с крышкой 23, а радиатор 3 размещен в этом кожухе. Камера 14 ох- зо лаждения выполнена в виде корпуса, снабженного боковыми входными отверстиями 24 и центральным нижним выходным отверстием 25 и разделенного перфорированной вставкой 17 на центральную 26 и перифе25

ют жидкость сплощным потоком вдоль наружных поверхностей охлаждающих элементов 9 радиатора 3, при этом происходит интенсивное охлаждение жидкости внутреннего контура 1. Пройдя вдоль охлаждающих элементов 9 радиатора 3, жидкость внешнего контура 5 скапливается в сборнике 10 жидкости, откуда она откачивающим насосом 11 подается к распыливающим форсункам 16. Последние распыливают жидкость в воздух, прокачиваемый вентилятором 15, жидкость при этом интенсивно охлаждается и конденсируется. Вращающийся поток воздуха создаваемый вентилятором 15 в центральной полости 26 камеры охлаждения, способствует отделению капель жидкости от воздуха и осаждению их на поверхности перфорированной вставки 17, по которой жидкость стекает вниз и накапливается в нижней части периферийной полости 27. Таким образом, охлаждающая жидкость внешнего контура 5 возвращается для повторно40

45

рийную 27 полости. Центральная полость 26 35 - использования. Подача жидкости сплошным потоком вдоль наружных поверхностей охлаждающих элементов 9 радиатора 3 способствует интенсификации теплообмена в радиаторе 3 благодаря более высокой эффективности отвода тепла.

После запуска двигателя 2 и работы его на пониженном температурном режиме (ниже 60-70°С) жидкость из рубашки охлаждения двигателя 2 при закрытом клапане термостата, минуя радиатор 3, поступает к циркуляционному насосу 4, после него - в рубашку. В этот период вентилятор 15 в камере 14 охлаждения и насосы 7 и 11 из работы выключены, что способствует быстрому прогреву двигателя 2 до нормального теплового состояния.

В зимний период работы заданный тепловой режим двигателя 2 обеспечивают снижением скорости вращения насосов 7 и 11 и вентилятора 15. При работе двигателя 2 частичные потери охлаждающей воды из-за испарения и уноса атмосферным воздухом из камеры 14 охлаждения восполняются периодически при техническом обслуживании путем доливки мягкой воды в емкость по- уровню на смотровом окне 19.

в верхней части выполнена цилиндрической и в ней размещен вентилятор 15, а распыливающие форсунки 16 установлены в периферийной полости 27 камеры 14 охлаждения. Всасывающий патрубок 12 откачивающего насоса 11 подсоединен к нижней части сборника 10 жидкости, а напорный 13 - к распыливающим форсункам 16. Накопительная емкость 6 выполнена в виде нижней части периферийной полости 27 камеры 14 охлаждения и снабжена сливным краном 28.

Радиатор 3 снабжен распределительным лотком 29 с отверстиями, охлаждающие элементы 9 радиатора 3 размещены с зазором в отверстиях лотка 29, а подающие сопла 8 образованы зазорами между эле- 50 ментами 9 и лотком 29. Насос 7 внешнего контура 5 и откачивающий насос 11 снабжены независимыми приводами 30 и 31, выполненными в виде электромоторов. В ру- бащке охлаждения двигателя 2 установлен датчик 32 температуры, подключенный к показывающему прибору 33. Перфорированная вставка 17 установлена в камере 14 охлаждения таким образом, чтобы защитить

55

поверхность накапливаемой жидкости от контакта с потоком воздуха. Внутренний контур 1 снабжен термостатом (не показан). и каналом (не показан) перепуска жидкости мимо радиатора 3.

Способ осуш,ествляют следуюш.им образом.

При работе прогретого двигателя 2 охлаждающая жидкость внутреннего контура 1 под действием циркуляционного насоса 4

прокачивается через рубашку охлаждения

прокачивается через рубашку охлаждения

двигателя 2, отбирая тепло от нагретых деталей двигателя, и радиатор 3, где охлаждается. Насос 7 подает жидкость внешнего контура 5 из накопительной емкости 6

J

0 о

5

ют жидкость сплощным потоком вдоль наружных поверхностей охлаждающих элементов 9 радиатора 3, при этом происходит интенсивное охлаждение жидкости внутреннего контура 1. Пройдя вдоль охлаждающих элементов 9 радиатора 3, жидкость внешнего контура 5 скапливается в сборнике 10 жидкости, откуда она откачивающим насосом 11 подается к распыливающим форсункам 16. Последние распыливают жидкость в воздух, прокачиваемый вентилятором 15, жидкость при этом интенсивно охлаждается и конденсируется. Вращающийся поток воздуха создаваемый вентилятором 15 в центральной полости 26 камеры охлаждения, способствует отделению капель жидкости от воздуха и осаждению их на поверхности перфорированной вставки 17, по которой жидкость стекает вниз и накапливается в нижней части периферийной полости 27. Таким образом, охлаждающая жидкость внешнего контура 5 возвращается для повторно5 - использования. Подача жидкости сплошным потоком вдоль наружных поверхностей охлаждающих элементов 9 радиатора 3 способствует интенсификации теплообмена в радиаторе 3 благодаря более высокой эффективности отвода тепла.

40

35

45

50

55

Формула изобретения

1. Способ жидкостного охлаждения двн- гателя внутреннего сгорания путем циркуляции охлаждающей жидкости по внутреннему контуру через рубашку охлаждения двигателя и радиатор и подачи охлаждающей жидкости внещнего контура из накопительной емкости на наружные поверхности элементов радиатора, отличающийся тем, что

щения расхода жидкости внешнего контура, оно снабжено сборником жидкости, откачивающим насосом с всасывающим и HarHeta- тельным патрубками и камерой охлаждения с вентилятором, распыливающими форсунками и перфорированной вставкой, причем сборник жидкости выполнен в виде герметичного кожуха, охватывающего радиатор, камера охлаждения выполнена в виде корпуса, снабженного боковыми входными и с целью повышения эффективности охлаж- 10 центральным нижним выходным отверстиями дения и сокращения расхода жидкости внеш- и разделенного перфорированной вставкой него контура, жидкость внещнего контурана центральную и периферийную полости,

подают сплощным потоком вдоль наружныхцентральная полость в верхней части выполповерхностей охлаждающих элементов радиа- иена цилиндрической, в которой размещен тора, собирают в сборнике, подают откачи- ,, вентилятор, распыливающие форсунки ус- вающим насосом к распыливающим фор- тановлены в периферийной полости камеры

охлаждения, всасывающий патрубок откачивающего насоса подсоединен к нижней части сборника жидкости, напорный - к распыливающим форсункам, а накопительная емкость выполнена в виде нижней части периферийной полости камеры охлаждения. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что радиатор снабжен распределительным лотком с отверстиями, охлаждающие элементы радиатора размещены с зазором в отверстиях лотка, а подающие сопла образованы зазорами между охлаждающими

сункам камеры охлаждения, охлаждают ее в потоке воздуха, создаваемом вентилятором, отделяют капли жидкости от воздуха в камере охлаждения и собирают ее в накопительной емкости.

2. Устройство для жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащее внутренний контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий рубашку охлаждения двигателя, радиатор и циркуляционный насос, и внешний контур, включающий последовательно установленные на20

25

20

25

Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения и сократить расход жидкости внешнего контура. Охлаждение двигателя 2 осуществляется путем циркуляции охлаждающей жидкости по внутреннему контуру циркуляции через рубашку охлаждения и радиатор 3 и подачи охлаждающей жидкости внешнего контура из накопительной емкости 6 через подающие сопла 8, установленные вблизи радиатора 3 на наружные поверхности элементов радиатора 3 сплошным потоком. Жидкость внешнего контура собирают в сборнике 10, который выполнен в виде герметичного кожуха, подают ее откачивающим насосом 11 к распыливающим форсункам 16 камеры 14 охлаждения и распыливают ее в потоке воздуха, создаваемом вентилятором 15. Капли жидкости в камере 14 охлаждения отделяют путем создания интенсивного вращения паровоздушной смеси и подают жидкость в накопительную емкость 6. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

копительную емкость, насос и подающиеэлементами радиатора и отверстиями лотка, сопла, расположенные вблизи наружных по-4. Устройство по пп. 2 и 3, отличаюверхностей охлаждающих элементов радиато-щееся тем, что насос внещнего контура и

ра, отличающееся тем, что, с целью по- зооткачивающий насос снабжены независимывыщения эффективности охлаждения и сокра-ми приводами.