Система испарительного охлаждения крышки цилиндра двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01P3/22 F01P3/02 F02F1/26 

сл

С

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к системам охлаждения крышек цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

Известна система испарительного охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая последовательно соединенные внутреннюю полость крышки цилиндра, частично заполненную охлаждающей жидкостью, ресивер пара, адиабатный компрессор, конденсатор пара с системой отвода теплоты, зарубашечное пространство втулки цилиндра, соединенное с внутренней полостью крышки цилиндра.

Недостатки описанной испарительной системы охлаждения заключаются в большой металлоемкости из-за наличия ресивера пара, адиабатного компрессора с приводом, корпуса конденсатора, парового и водяного трубопроводов, а также в низкой надежности, обусловленной сложностью системы конденсации пара и возврата конденсата.

Известна также система испарительного охлаждения ДВС, содержащая последовательно соединенные внутреннюю полость крышки цилиндра, частично заполненную охлаждающей жидкостью, конденсатор пара с системой отвода теплоты, выносной резервуар для охлаждающей жидкости, водяной насос с приводом, рубашка охлаждения блока цилиндров, соединенная с внутренней полостью крышки цилиндра, датчики уровня, температуры охлаждающей жидкости и давления пара в крышке цилиндра.

Недостатки этой испарительной системы охлаждения заключаются также в большой металлоемкости из-за наличия корпуса конденсатора, обслуживаемого вентилятором с электрическим приводом, парового и водяного трубопроводов, а также в низкой надежности, обусловленной сложностью системы конденсации пара и возврата конденсата.

Наиболее близким к изобретению является испарительная система охлаждения V- образного ДВС, содержащая внутреннюю полость крышки цилиндра, частично заполненную охлаждающей жидкостью, конденсатор пара с системой отвода тепла, компенсационный бачок, соединенный трубопроводами с внутренней полостью крышки цилиндра, датчики уровня охлаждающей жидкости в крышке цилиндра, водяной насос с приводом для перекачки конденсата или пополнения из компенсационного бачка, регулируемые запорные клапаны, установленные на трубопроводах подачи конденсата или охлаждающей жидкости из ком- пенсационного бачка в зарубашечное пространство втулки цилиндра, автоматический орган управления, связанный с датчиками, клапанами и приводом насоса.

Однако и для данной системы характерны большая металлоемкость из-за наличия корпуса конденсатора, водяного насоса с приводом, парового и водяного трубопроводов, а также низкая надежность, обусловленная сложностью системы конденсации пара и возврата конденсата.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в системе испарительного охлаждения крышки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащей внутреннюю полость крышки цилиндра, частично заполненную охлаждающей жидкостью, конденсатор пара с системой отвода тепла, компенсационный бачок, соединенный трубопроводами с внутренней полостью крышки, датчики уровня охлаждающей жидкости и давления пара во внутренней полости крышки, регулируемый запорный клапан, через который полость соединена с компенсационным бачком, и автоматический орган

управления, связанный с датчиками и клапаном, конденсатор пара установлен во внутренней полости крышки и расположен над охлаждающей жидкостью.

На чертеже представлена схема предложенной системы испарительного охлаждения крышки цилиндра.

Система содержит внутреннюю полость 1 крышки 2, конденсатор пара 3 с системой отвода тепла (не показана), компенсационный бачок 4, датчики уровня охлаждающей жидкости 5 и давления пара 6, регулируемый запорный клапан 7 и автоматический орган 8 управления.

Внутренняя полость 1 частично заполнена охлаждающей жидкостью, уровень которой контролируется датчиком 5.

Компенсационный бачок 4 соединен с внутренней полостью 1 крышки 2 трубопроводом 9 сброса пара и трубопроводом 10 подачи охлаждающей жидкости. На трубопроводах 9 и 10 соответственно установлены датчик 6 давления пара во внутренней полости и регулируемый запорный клапан 7,

Конденсатор пара 3 установлен во внутренней полости 1 крышки 2, расположен над охлаждающей жидкостью и подключен трубопроводом 11 через регулируемый запорный клапан 12 и трубопроводом 13 к системе отвода тепла.

Датчики 5 и 6 и регулируемые запорные клапаны 7 и 12 подключены к автоматическому органу 8 управления.

Система испарительного охлаждения крышки цилиндра работает следующим об- разом.

При запуске двигателя давление пара охлаждающей жидкости во внутренней полости 1 крышки 2 отсутствует и по сигналу датчика 6 автоматический орган 8 управле- ния перекрывает регулируемый запорный клапан 12 на трубопроводе 11 системы отвода тепла, что обеспечивает быстрый прогрев днища крышки 2 цилиндра и охлаждающей жидкости во внутренней по- лости 1 крышки 2.

С появлением кипящего слоя на границе между охлаждающей жидкостью и днищем крышки 2 начинается интенсивное образование пара и его давление во внут- ренней полости 1 повышается. При достижении расчетного давления датчик 6 давления пара подает сигнал на автоматический орган 8 управления, который открывает регулируемый запорный клапан 12 на трубопроводе 11, и конденсатор 3 пара подключается к системе отвода тепла.

Под действием охлаждающей жидкости, поступающей в конденсатор 3 пара, происходит конденсация пара во внутрен- ней полости 1 крышки 2. В процессе парообразования уровень охлаждающей жидкости во внутренней полости 1 уменьшается, что контролируется датчиком 5, по сигналу которого автоматический орган 8 управления открывает регулируемый запорный клапан 7 и охлаждающая жидкость из компенсационного бачка 4 по трубопроводу 10 поступает во внутреннюю полость 1.

. При достижении заданного уровня по сигналу датчика 5 автоматический орган управления 8 закрывает регулируемый запорный клапан 7, и поступление охлаждающей жидкости из компенсационного бачка 4 во внутреннюю полость 1 прекращается.

При работе двигателя на установившемся режиме процессы, протекающие в

системе испарительного охлаждения крышки цилиндра, стабилизируются.

При снижении нагрузки двигателя тепловой поток в днище крышки 2 снижается.

В результате уменьшается интенсивность образования пара во внутренней полости 1 крышки 2. а следовательно, и давление пара. По сигналу датчика 6 давления автоматический орган 8 управления перекрывает частично или полностью регулируемый запорный клапан 12 на трубопроводе 11 системы отвода тепла, что обеспечивает снижение интенсивности конденсации пара во внутренней полости 1 крышки 2 и повышение давления пара.

Установка конденсатора пара во внутреннюю полость крышки цилиндра обеспечивает повышение надежности крышки в связи со значительным конструктивным упрощением системы конденсации пара и возврата конденсата, которые осуществляются во внутренней полости крышки цилиндра, а также снижение металлоемкости вследствие исключения водяного насоса с приводом для возврата конденсата, парового и водяного трубопроводов.

Формула изобретения Система испарительного охлаждения крышки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащая внутреннюю полость крышки цилиндра, частично заполненную охлаждающей жидкостью, конденсатор пара с системой отвода тепла, компенсационный бачок, соединенный трубопроводами с внутренней полостью крышки, датчики уровня охлаждающей жидкости и давления пара во внутренней полости крышки, регулируемый запорный клапан, через который полость соединена с компенсационным бачком, и автоматический орган управления, связанный с датчиками и клапаном, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и снижения металлоемкости, конденсатор пара установлен во внутренней полости крышки и расположен над охлаждающей жидкостью.

Изобретение относится к двигателест- роению, повышает надежность и снижает металлоемкость системы. Система содержит внутреннюю полость (ВП) 1 крышки 2, частично заполненную охлаждающей жидкостью (ОЖ). Уровень ОЖ контролируется датчиком 5. ВП 1 соединена с компенсационным бачком 4 через датчик 6 давления пара во ВП 1 и регулируемый запорный клапан (РЗК) 7. Во ВП 1 над ОЖ установлен конденсатор 3 пара, который через РЗК 12 подключен к системе отвода тепла. Датчики 5 и 6 и РЗК 7 и 12 подключены к автоматическому органу 8 управления. 1 ил.