Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01P3/20 

от дополнительного электродвигателя 8. Подразумевается включение кольцевого теплообменника 14 первым в каждом из жидкостных контуров двигателя. Наряду со штатным режимом работы основного охлаждающего устройства (ОУ) (радиаторные секции 2 и основные лопасти 9) используется работа кольцевого теплообменника 14 в режиме нагнетательного омывания сильно турбулизированным потоком воздуха с лопаток 10 с дополнительной турбулизацией потока на криволинейном оребрении полукольцевых трубок 15 плоского сечения.что позволяет использовать часть динамического напора лопаточной решетки дополнительной ступени. Расходные свойства тракта дополнительного теплообменника 14 улучшаются эффектом зжекции основным потоком ОУ, выходящим через единый отводной отсек 20. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для повышения эф-8 20 ^фективности охлаждающих устройств мощных двигателей, имеющих шахту холодильной камеры. Положительный эффект достигается размещением кольцевого теплообменника 14 в отдельной нагнетательной камере 17, на которую работает лопаточная решетка из вспомогательных лопаток 10. При этом отводящий кольцевой коллектор 19 теплообменника 14 подключен к отводному отсеку 20, а присоединяемые к нагнетательной камере 17 подводящие коллекторы 18 снабжены регулирующими заслонками 21 с возможностью открывания внутрь шахты 1. При этом предусмотрено жесткое соединение вспомогательных лопаток 10с основными лопастями 9 через кольцевую разделительную обечайку 11 и единый привод вентиляторного колеса 1 от основного электродвигателя 6. Лопаточная решетка из лопаток 10 отделена совместно с обечайкой 11 от лопастей 9 и приводитсяА>&>& |||||Ы11\11П11|П1СО'' I Л_ ^13•S^ЛЧ17О•XI ОслfOJ (Воздух] &U2. 1

Изобретение относится к холодильной теплоэнергетической и транспортной отраслям машиностроения, в частности к локомотивным устройствам охлаждения жидкости транспортных (преимущественно тепловозных) двигателей большой агрегатной мощности, и может быть использовано при практическом исчерпании резервов расположения классического охлаждающего устройства шахтного типа в кузове тепловоза.

Известны системы охлаждения мощных магистральных тепловозов, в которых соединено основное охлаждающее устройство (ОУ) тепловоза с блоком охлаждения наддувочного воздуха (ОНВ) для реализации эффекта подогрева наддувочного воздуха (НВ) с помощью перепуска воздуха из основного ОУ.

Однако применяемая аэродинамическая схема нерациональна.

Общим для данных систем недостатком можно считать сильное разнесение поверхностей основного ОУ и блока ОНВ, ухудшающее общую компактность охлаждающих устройств, и большие аэродинамические потери в блоке ОНВ, обусловленные его работой в нагнетательном режиме на неудобную для вращающегося нагнетательного потока воздуха камеру, не являющуюся осесимметричным телом вращения.

Известна холодильная камера, содержащая верхние и боковые жалюзи, сообщенные воздуховодом, разделенными установленными внутри него радиаторными секциями и вентилятором с приводом и лопастной решеткой на заборную часть, между боковыми жалюзи и радиаторными секциями, среднюю часть, между радиаторными секциями и вентилятором, и выпускную часть - между вентилятором и верхними жалюзи и сообщенную-посредством перекрь1ваемого окна с машинным отделением, причем заборная часть

воздуховода также соединена с машинным отделением (дизельным помещением тепловоза).

Недостаток известной системы - низкая

эффективность ввиду больших размерои системы охлаждения.

Цель изобретения - повышение эффективности системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая шахту с установленными в ней радиаторными секциями, основные боковые и верхние жалюзи, вентилятор

с приводом, отводящим отсеком и лопастной решеткой дополнительно содержит подводящие коллекторь, снабженные открываемыми в шахту заслонками и входными жалюзи, отводящий кольцевой

коллектор, сообщаемый с отводящим отсеком вентилятора, нагнетательную камеру, расположенную между подводящими и отводящими коллекторами, и кольцевой теплообменник с криволинейными пластинами

группового оребрения, установленный в нагнетательной камере, а вентилятор выполнен со вспомогательной лопастной решеткой, расположенной в нагнетательной камере, причем вспомогательная лопаточная решетка размещена перед кольцевым теплообменником, выполнена заодно с лопастной решеткой и отделена от нее кольцевой обечайкой.

Кроме того, предлагаемая система охлаждения может быть снабжена собственным индивидуальным приводом вспомогательной лопастной решетки.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой

системы; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Система охлаждения (GO) смонтирована в габаритах шахты 1 с серийными радиаторными секциями 2 и имеет основные боковые жалюзи 3, верхние жалюзи 4, а также дополнительные входные (боковые) жалюзи 5.

Система снабжена электродвигателем основного вентилятора 7 и может быть доукомплектована электродвигателем 8 дополнительного индивидуального привода. Основной вентилятор выполнен из лог1 1стной решетки основных лопастей 9 и вспомогательной лопаточной решетки с лопатками 10, которые установлены на кольцевой обечайке 11, жестко соединенной с основными лопастями 9. Обечайка 11 может быть отделена от лопастей 9 и через соединительные стяжки 12 приводится от электродвигателя 8 дополнительного привода. Основной вентилятор имеет обычную кольцевую выходную обечайку 13., вокруг которой располагается кольцевой теплообменник (ТО) 14, выполненный из полусегментных секций, набираемых из полукольцевых трубок 15 плоского сечения и охватываемых групповым оребрением из криволинейных пластин 16. Кольцевой ТО 14 с помощью нагнетательной камеры 17 омывается охлаждающим потоком воздуха, поступающим из подводящих коллекторов 18 и отводимым отводящим кольцевым коллектором 19 в отводящий цилиндрический отсек 20 основного вентилятора, к которому этот коллектор подсоединен..

Кольцевые ТО постоянно включены первыми по ходу жидкости в охлаждающем контуре или контурах двигателя.

Воздушные регулирующие заслонки 21 показаны в закрытом положении и могут открываться внутрь шахты 1 основного ОУ СО до уровня, показанного штриховой линией.

Таким образом, кольцевой ТО 14 установлен в нагнетательной камере 17 сразу за вcпoмoгateльнoй лопаточной решеткой из лопаток 10, выполняемой с возможностью привода от основного электродвигателя б совместно с лопастями 9, либо с возможностью индивидуального привода от дополнительно устанавливаемого электродвигателя 8. Сообщение отводящего коллектора 19 с отводящим отсеком 20 основного вентилятора способствует использованию эффекта эжекции при работе кольцевого ТО 14.

Система работает следующим образом.

Охлажденная жидкость каждого из коН туров подается сначала на кольцевой ТО 14, в котором движется по кольцу по плоским изогнутым трубкам 15, предварительно охлаждается и уходит к основным радиаторнъ1м с.екциям 2, со штатной схемой подключения оставшихся частей Жидкостных контуров охлаждения ДВС.

В режиме максимального охлаждения открыты все жалюзи ОУ.

Основные лопасти 9 и лопатки 10 вспомогательной лопаточной решетки соединены воедино через кольцевую обечайку 11 и приводятся во вращение от одного и единственного электродвигателя 7.

Через основную часть ОУ воздух прокачивается лопастями 9 и проходит последовательно боковые жалюзи 3, секции 2, лопасти 9, кольцевую выходную обечайку, собирается в отводящем отсеке 20 и выбрасывается через верхние жалюэи 4, обеспечивая охлаждение воды в секциях 2.

С помощью вспомогательной лопаточной решетки из лопаток 10 воздух поступает через боковые жалюзи 5 в подводящие коллекторы 18, проходит решетку вспомогательных лопаток 10 в нагнетательную кольцевую камеру 17-и под острым углом выхода с лопаток попадает на криволинейные пластины 16 группового бребрения кольцевого ТО 14. Охлаждая жидкость, текущую по трубкам 15, воздух нагревается и практически осевым потоком поступает в отводящий коллектор 19. Воздушный поток основного ОУ, текущий в кольцевой обечайке 13, смешивается за счет ее соединения с дополнительным воздушным потоком из коллектора 19, чем способствует эжекции дополнительного потока. Применение кольцевого нагнетательного ТО с криволинейным оребрением позволяет дополнительно интенсифицировать теплообмен и улучшить компактность ОУ в целом.

При постепенном снижении температуры происходит закрытие жалюзи 3, затем жалюзи 4 и при самых низких температурах также и входных жалюзи 5, работа системы охлаждения поддерживается открытием заслонки и за счет вращающегося вихря возле кольцевого ТО 14.

При аналогичном понижении температуры, если вспомогательная лопастная решетка снабжена индивидуальным приводом, система обладает еще более широким диапазоном регулирования. Сначала снижают скорость вращения основного колеса с лопастями 9 при сохранении скорости вращения вспомогательных лопаток 10, затем открывают заслонки 21 в шахту 1 основного ОУ, закрывают входные жалюзи 5, забирая воздух для дополнительного ТО 14 из основной шахты 1. В дальнейшем можно закрыть жалюзи 3 и работать на захватываемом через жалюзи 4 возвратном потоке подогретого и наружного воздуха. Наконец, в условиях очень низких температур можно закрыть жалюзи 4 и работать на рециркулирующем через задвижки 21 воздухе, изме