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

1

(21)4736235/06 (22) 11.09.89 (46)07.12.92. Бюл. №45

(71)Производственное объединение Коломенский завод

(72)Е.С. Богомольный, Е.А.Шутков и Е.Б.Черток

(56)Авторское свидетельство СССР № 1563298.кл. F 01 Р 3/20.1988

(54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57)Сущность изобретения заключается в следующем: выход терморегулятора и установленного на выходе жидкости из полостей 10 охлаждения двигателя, посредством обводной магистрали 13 сообщен со сливной емкостью 1 радиаторов 12 и 17. приводы вентиляторов 6 и 7 радиаторов 12 и 17 соединены с датчиками 26 и 27 температуры, установленными соответственно на выходах жидкости из двигателя и из охладителя 16 наддувочного воздуха. На входе масла е охладитель 15 установлен терморегулятор, вход которого сообщен с системой смазки двигателя, а выходы - с входом охладите 1 15 и перепускным патрубком масла, соед ненный с возвратной магистралью мзслз из охладителя в двигатель. 1 ил.

616 И 12 13 27 /7J

Л

7 4 W % .

/S 16

23

г t 30 88225

X

СЯ v

Изобретение относится к двигателест- роению, в частности к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая горя- чий контур с полостями охлаждения двигателя, терморегулятором, первым радиатором и жидкостным насосом, холодный контуре циркуляционным насосом, охладителями масла и наддувочного воздуха, вто- рым радиатором и терморегулятором, два межконтуриых перепуска, соединяющие каждый выход терморегулятора одного контура с входом насоса другого контура, емкость для слива жидкости, расположенную ниже радиаторов и разделенную перегородкой с каналами на две части, каждая из которых соединена с радиатором и через обратный клапан с насосом одного из контуров 1.

Недостатком этой системы является то, что, обеспечивая оптимальную температуру охлаждающей жидкости и масла двигателя, не удается при этом обеспечить оптимальную температуру наддувочного воздуха, ох- лаждаемого той же жидкостью, что и масло. Это приводит к некоторому перегреву наддувочного воздуха, что ухудшает экономичность и приемистость двигателя при зимней эксплуатации.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в известной системе охлаждения двигателя, содержащей горячий контур циркуляции ох- лаждающей жидкости, включающий соединенные трубопроводом полости охлаждения двигателя,первый радиатор с входным и выходным коллекторами, жидкостный насос и терморегулятор в виде трех- ходового клапана с одним входом и двумя выходами, холодный контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий соединенные при помощи трубопроводов второй радиатор с входным и выходным патрубка- ми, охладитель масла с входом и выходом масла, охладитель наддувочного воздуха, циркуляционный насос, две сливные магистрали с обратными клапанами, два пароот- водящихканала,магистраль

мех контурного перепуска, датчик температуры охлаждающей жидкости, емкость для слива охлаждающей жидкости с паровоздушным клапаном, установленную ниже уровня радиаторов, имеющую внутреннюю перегородку с каналами в верхней части, разделяющую емкость на две полости, одна из которых подсоединена к выходному коллектору первого радиатора и при помощи одной из сливных магистралей к всасывающему патрубку жидкостного насоса, другая полость емкости сообщена с выходным патрубком второго радиатора и при помощи другой сливной магистрали подсоединена к всасывающему патрубку циркуляционного насоса, причем датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в горячем контуре циркуляции на выходе из полостей охлаждения двигателя, трубопроводы обоих контуров выполнены с изгибами, имеющими верхние точки контуров, к последним подсоединены пароотводящие каналы, вторые концы которых подключены к емкости, терморегулятор подсоединен своим входом к выходу охлаждающей жидкости из двигателя и одним выходом к входному коллектору первого радиатора, система охлаждения дополнительно снабжена вторым датчиком температуры охлаждающей жидкости, обводной магистралью, перепускным патрубком, двумя вентиляторами с приводами соответственно от первого и второго датчиков температуры охлаждающей жидкости и регулятором температуры масла, причем вход и выход охладителя масла связаны между собой посредством перепускного патрубка, второй датчик температуры охлаждающей жидкости установлен во входном патрубке второго радиатора, первый вентилятор расположен вблизи первого радиатора, второй вентилятор - вблизи второго радиатора, регулятор температуры масла подключен с одной стороны к входу охладителя масла, а с другой к перепускному патрубку, а обводная магистраль подсоединена входом к второму выходу терморегулятора и выходом к емкости для слива охлаждающей жидкости, а магистраль межконтурного перепуска подсоединена своим входом к обводной магистрали и выходом к всасывающему патрубку циркуляционного насоса.

Кроме того, привод вентилятора второго радиатора (холодного контура) может быть соединен с датчиком температуры, установленным на выходе воздуха из охладителя наддувочного воздуха.

На схеме показана система охлаждения двигателя.

Система содержит горячий 1 и холодный 2 контуры циркуляции охлаждающей жидкости, магистраль 3 межконтурного перепуска, емкость 4 с паровоздушным клапаном 5, вентиляторы б и 7, регулятор 8 температуры масла в системе смазки.

Горячий контур 1 включает в себя последовательно соединенные жидкостный насос 9, полости 10 охлаждения двигателя, терморегулятор в виде трехходового клапана 11, первый радиатор 12 и обводную магистраль 13.

Холодный контур 2 включает в себя последовательно соединенные трубопроводом циркуляционный насос 14, охладители 15 и 16 масла и наддувочного воздуха, второй радиатор 17. Насосы 9 и 14 расположены не выше радиаторов 12 и 17,

Емкость 4 разделена перегородкой 18 с каналом 19 на две полости: с одной из них трубопроводом соединены первый радиатор 12 и через обратный клапан 20 вход жидкостного насоса 9 этого контура, с другой полостью емкости соединены второй радиатор 17 и через обратный клапан 21 вход циркуляционного насоса 14.

Горячий 1 и холодной 2 контуры содержат изгибы 22 и 23 трубопровода, являющиеся верхними точками контуров и соединенные с емкостью 4 паро- и воздухо- отводящими каналами 24 и 25.

Привод вентилятора б первого радиатора 12 управляется от датчика 26 температуры, установленного на выходе охлаждающей жидкости из полостей 10 двигателя. Привод вентилятора 7 второго радиатора 17 управляется от датчика 27 температуры охлаждающей жидкости на выходе ее из охладителя 16 наддувочного воздуха или как вариант от датчика температуры, установленного в наддувочном воздухе на выходе из охладителя 16 (на схеме не показано).

Регулятор 8 температуры масла установлен во входном патрубке 28 охладителя масла и соединяется перепускным патрубком 29 с выходной трубой 30 охладителя 15 масла.

Система охлаждения работает следующим образом.

При температуре охлаждающей жидкости на выходе из двигателя ниже настройки терморегулятор 11, перекрывая первый выход охлаждающей жидкости, отключает первый радиатор 12 и направляет большую часть жидкости по обводной магистрали 13 в соединенную с горячим контуром полость емкости 4 и меньшую часть жидкости по магистрали 3 межконтурного перепуска во всасывающий патрубок циркуляционного насоса 14 холодного контура 2. Смешиваясь с охлаждающей жидкостью холодного контура 2 после радиатора 17 и емкости 4, подогретая жидкость проходит охладители 15 и 16 масла и наддувочного воздуха, осуществляя в последнем подогрев воздуха. Возврат жидкости из холодного контура в горячий осуществляется через канал 19 в емкости 4,

Таким образом жидкость, поступающая по магистрали 3 из горячего контура в холодный, осуществляет подогрев жидкости в

последнем до Ю...ЗО°С и соответствующий подогрев наддувочного воздуха, обеспечивая тем самым повышение экономичности двигателя.

5Требуемая температура масла в двигателе обеспечивается регулятором 8 температуры путем изменения расхода его через охладитель 15 и по перепускному патрубку 29 мимо охладителя.

0 При нагреве охлаждающей жидкости после двигателя выше начальной температуры настройки терморегулятор 11 автоматически включает радиатор 12 и частично или полностью перекрывает обводную ма5 гистраль 13 и магистраль 3 межконтурного перепуска.

При температуре жидкости, равной верхнему значению диапазона регулирования терморегулятора 11, последний направит

0 всю жидкость через радиатор 12. одновременно перекрыв полностью обводную магистраль 13 и магистраль 3 межконтурного перепуска.

Под воздействием датчика 26 темпера5 туры при дальнейшем росте температуры жидкости вентилятор 6, обдувая радиатор 12, обеспечит поддержание температуры жидкости, соответствующей настройке этого датчика.

0При этом температура жидкости холодного контура и соответственно наддувочного воздуха будет поддерживаться на уровне настройки датчика 27 температуры, а температура масла - на уровне настройки регуля5 тора 8 температуры масла. Привод вентилятора 7 холодного контура как вариант может регулироваться по температуре наддувочного воздуха в ресивере двигателя. Таким образом предложенная система

0 охлаждения обеспечивает оптимальные температуры всех теплоносителей двигателя (воды, масла и наддувочного воздуха) на всех режимах его работы.

При остановке двигателя благодаря об5 ратным клапанам 20 и 21 на входе насосов 9 и 14 охлаждающая жидкость продолжает заполнять оба насоса, двигатель, охладители 15 и 16 масла и наддувочного воздуха с прилегающими от них до изгибов 22 и 23

0 трубопроводами. В емкость 4 сливается жидкость из радиаторов 12 и 17с прилегающими до изгибов 22 и 23 трубопроводами. Слив жидкости из радиаторов 12 и 17 в теплоизолированную емкость 4 снижает тепло5 вые потери радиаторов при неработающем двигателе и аккумулирует тепло в емкости 4, увеличивая тем самым время безопасного отстоя силовой установки с отключенным двигателем и снижая затраты энергии на прогрев.

Предложенная схема регулирования вентиляторов датчиками температур и примене- ние терморегуляторов позволяют оптимизировать температуры всех теплоносителей в системе охлаждения с осушаемы- ми радиаторами без применения низкозамерзающей жидкости.

Формула изобретения Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая горячий кон- тур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий соединенные при помощи трубопроводов полости охлаждения двигателя, первый радиатор с входным и выходным коллекторами, жидкостный насос и термо- регулятор, выполненный в виде трехходового клапана с одним входом и двумя выходами, холодный контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий соединенные при помощи трубопроводов второй радиатор с входным и выходным патрубками, охладитель масла с входом и выходом масла, охладитель наддувочного воздуха, циркуляционный насос, две сливные магистрали, два пароотводящих канала, магист- раль межконтурного перепуска, датчик температуры охлаждающей жидкости, емкость для слива охлаждающей жидкости с паровоздушным клапаном, установленную ниже уровня радиаторов, имеющую внут- реннюю перегородку с каналами в верхней части, разделяющую емкость на две полости, одна из которых подсоединена к выходному коллектору первого радиатора и при помощи одной из сливных магистралей - к всасывающему патрубку жидкостного насоса, другая полость емкости сообщена с выходным патрубком второго радиатора и при помощи другой сливной магистрали подсоединена к всасывающему патрубку циркуля-

ционного насоса, причем датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в горячем контуре циркуляции на выходе из полостей охлаждения, двигателя, трубопроводы обоих контуров выполнены с изгибами, имеющими верхние точки контуров, к последним подсоединены пароотводящие каналы, вторые концы которых подключены к емкости, терморегулятор подсоединен своим входом к выходу охлаждающей жидкости из двигателя и одним выходом - к входному коллектору первого радиатора, а сливные магистрали выполнены с обратными клапанами,отличающаяся тем,что, с целью повышения эффективности, она снабжена вторым датчиком температуры охлаждающей жидкости, обводной магистралью, перепускным патрубком, двумя вентиляторами с приводами соответственно от первого и второго датчиков температуры охлаждающей жидкости и регулятором температуры масла, причем вход и выход охладителя масла связаны между собой посредством перепускного патрубка, второй датчик температуры охлаждающей жидкости уставновлен во входном патрубке второго радиатора, первый вентилятор расположен вблизи первого радиатора, а второй вентилятор - вблизи второго радиатора, регулятор температуры масла подключен с одной стороны к входу охладителя масла, а с другой - к перепускному патрубку, обводная магистраль подсоединена входом к второму выходу терморегулятора и выходом - к емкости для слива охлаждающей жидкости, а магистраль межконтурного перепуска подсоединена своим входом к обводной магистрали и выходом - к всасывающему патрубку циркуляционного насоса.