Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F01P11/02 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно предназначено для дренирования воздуха из жидкого охладителя в двигателях внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением. Известны системы охлаждения двигате лей внутреннего сгорания, содержащие контур циркуляции охлаждающей жидкости с водяной рубашкой блока цилиндров двигателя и радиатором, снабженным циркуляционным насосом, расширительный бак, подключенный к всасьтающему патрубку насоса . Однако при пуске холодного двигателя ши в процессе эксплуатации в условиях низких температур окружающей среды жидкость по вентиляционным каналам 1шр кулирует через расширительный бак и радиатор, что приводит к снижению темпера туры охлаждающей жидкости и увеличьнию времени прогрева двигателя. Известны также системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания, содержащие контур циркуляции охлаждающей ЖИДКОСТИ с водяной рубашкой блока шшиндров двигателя и радиатором, снабженным циркуляционным насосом, расширительный бак, подключенный к всасывающему патрубку насоса и связанный через вентиляционные каналы с верхним бачком радиатора и с водяной рубашкой блока цилиндров двигателя, причем один из вентиляционных каналов подключен к заливной горловине, закрытой пробкой s. Эта система предусматривает только частичное отключение расширительного блока с помощью специальной пробки, закрывающей заливную горловину и одновременно перекрывающей вентиляционный канал. Во время пуска холодного двигателя полностью не исключается циркуляция жидкости через радиатор и расширительный бак, что также увеличивает время прогрева двигателя, приводя к перерасходу топлива и повышенному износу деталей. При эксплуатации при низких температурах окружающей среды возможно переохлаждении двигателя, так как жидкость

постоянно 1щркулирует через радиатор по вентиляционному каналу.

Известна также система охлаждения двигателя, содержащая контур дирйулядйи охлаасдающей жидкости с водяной рубашкой блока цилиндров двигателя и радиаторсял, снабженным циркуляционным насосом, расширительн1з1й бак, подключенный к всасывающегАу патрубку насоса, и по меньшей мере один вентиляционный канал, соединяющий верхние точки системы с расширительным баком и снабженны органом перекрытия рз.

Данная система предусматривает орключение вентиляционных каналов от рас ширительного бака после заправки систе мы охлаждающей жидкостью.

Однако эта система не обеспечивает деаэрацию жидкости при нормальной работе двигателя, так как при требуемом .уровне жидкости в системе поплавковый клапан закрывает вентиляционные каналь% и жидкость не поступает в расширительный бак, что приводит к образованию паровык зон в радиаторе и водяной рубашке блока цилиндров двигателя, увеличению температурных градиентов в деталях и выходу их из строя.

Эта система не обеспечивает также эффективную деаэрацию жидкости при расположении радиатора и радиатораг-отопителя выше дв -1гателя, поскольку воздушные (паровые) пробки при этом не смогут быть удалены из них. Это приведет к снижению тепловой Э()фективности радиаторов, ухудшению теплового режима двигателя и комфортных условий в салоне, что отрицательно влияет на надежность работы двигателя.

Целью изобретения является повышенке надежности работы даигателя путем оптимизации теплового ренсима. Поставленная цель достигается тем, что в системе охлаждения двигателя внут реннего сгорания, содержащей контур 1шр куляции охлаждающей жидкости с водяной рубашкой блока цилиндров двигателя и радиатором, снабженным циркуляционным насосом, расширительный бак, подключенный -к всасывающему патрубку насоса, и по меньшей мере один вентиляционный канал, соединяющий верхние точки сист&мы с расширительным баком и снабженный органом перекрытия, в водяной рубашке установлен датчик температуры. а орган перекрытия вентиляционного канала выполнен двухпоанционным и снабжен приводом от датчика температуры.

На фиг. 1 изображена система о слаждения двигателя, на фиг. 2 - двухпоз гшонный орган перекрытия; на фиг. 3 схема блока управления двухпоэиционными органами перекрытия.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит циркуляционный насос 1, радиатор 2, расширител ный бак 3 и терморегулирующее устройство 4. Расширительный бак 3 связан через компенсационный трубопровод 5 с всасывающим патрубком 6 насоса 1. Через вштиляционГ1ый канал 7 расширительный бак связан с верхним бачком радиатора 2, через вентиляционный канал 8 с водяной рубашкой 9 блока цилиндров двигателя 10, а через вентиляционный канал 11 - с радиатором-отопителем 12 салона При этом на входе в расширительный бак 3 вентиляционные каналы 7 и 11 объединены в один трубопровод 13. В ве тиляшюнных каналах 8 и 13 установлены двухпозиционные органы перекрытия 14 и 15, управляемые с помощью блока 16

по сигналам датчика 17 температуры двигателя. В терморегулирующем устройстве 4 расположен термостат с основным клапаном 18 и перепускным клапаном 19, соединяющими водяную рубашку 9 двигателя 10 соответственно через трубопровод 20с радиатором 2 и через перепускной трубопровод 21 со всасывающим пат рубком 6 насоса 1, Радиатор-отопитель 12 трубопроводом 22 через кран 23 соеД1таен также с водяной рубафкой 9 двигателя 10, а трубопроводом 24 через кран 25-со всасьгоающим. патрубком 6 циркуляционного насоса 1. Двухпозиционные органы перекрытия 14 и 15 (фиг.

2) содержат электромагнит 26 с сердечником 27, на котором размещена тарел-ка. 28, которая соединяет входной патруок 29с выходным патрубком 30. Блок 16 управления (фиг. 3) содержит мост, в одном из плеч которого находится датчик 17 температуры двигателя 10, усилитель 31, реле Р и переключатель 32. Посредством контактов 1Р , реле Р, электромагнит 26 двухпозиционного органа перекрытия подключается к источнику питания 33. Кроме того, электромагнит 26 может подключаться к источнику питания 33 с помощью контактов 34 переключателя 32. Работа системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания осуществляется следующим образом. 57 При пуске холодного двигатепя 10 (фиг. 1) жидкость из водяной рубашки 9 через перепускной кпапан 19 термостата по трубопроводу 21 поступает во всасываюший патрубок 6 циркупяционного насоса 1 и далее опять подается в водяную рубашку 9, Кроме того, при открытых кранах 23 и 25 отопитепей жидкост параллельно по трубопроводу 22 поступает в радиатор-отопитель 12 и далее по трубопроводу 24 во всасьюакзщий пат рубок 6 насоса 1. Циркуляция жидкости через расширительный бак 3 и радиатор 2 при этом полностью отсутствует, так как тарелка 28 двухпозиционных органов перекрытия 14 и 15 перекрывает выходной патрубок ЗО. При дэстшкении заданной температуры сигнал от датчика 17 температуры (фиг. 3) достигает такой величины, что напряжение рассогласования моста становится положительным и открывает усилитель 31. Усиленное напряжение поступает на обмотки реле Р , его нормально разомкнутые контакты IP, замыкаются, и напряжение от источника питания 33 поступает на ебмотки электромагнита 26 (фиг. 2) органов перекры тия 14 и 15, магнитное поле которого втягивает сердечник 27. Таким образом, тарелка 28 открьшает нормально закрытый выходной патрубок 30, соединяя его со входным патрубком 29. С этого г.момента жидкость начинает поступать в расширительный бак 3 из верхнего бачка радиатора 2, водяной рубашки 9 и радиаторов-отопителей 12 соответственно по вентиляционным каналам 7, 8 и И. В расширительном баке 3 происходит выделение (сепарация) пузырьков воздуха или пара из жидкости, которая далее по компенсационному трубопроводу 5 поступает во всасьтающий патрубок 6 циркуляционного насоса 1, тем самым поддерживается необходимое избыточное давление на входе в насос, обеспечивающее его бескавиташгонную работу. Если двигатель работает с малой нагрузкой при низких температурах окружающего воздуха, с целью поддержания нор мального температурного режима даигателя датчик температуры 17 при необхо димости будет отключать циркуляцию жидкости по вентиляционным каналам 7, 8 и 11. При достижении определенной температуры открывается основной клапан 18 термостата и жидкость из водяной рубаш- 2 ки 9 поступает в радиатор 2, а затем во всасывающий 6 насоса 1. При заправке системы охлаждения жидкостью для удаления воздуха из нее необкодимо, чтобы органы перекрытия 14 и 15, перекрываняцие циркуляцию по вентиляционным каналам, были открыты. С этой Целью в блоке 16 управления предусмотрена возможность подачи напряжен; л на электромагнит 26 органов перекгыткя 14 и 15 от источника питания с помощью контакте 34 переключателя 32, минуя нормально разомкнутые контакты 1Р реле Р . Такик{ o6pa3ONi, описанная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить надежность работы двигателя и обеспечивает экономию топлива при прогреве холодного двигателя благодаря сокращению времени его прогрева, начиная от пуска и до момента двигателем полной нагрузки. Система улучшает также тепловой режим двигателя и комфортабельность салона при работе в условиях низких температур окружающего воздуха за счет полного исключения циркуляшш жидкости через радиатор и расширительный бак. Формула изобретения С1 стема охпаждешга двигателя внутреннего сгорания, содержеццая контур циркуляции охлаждающей жидкости с водяной рубашкой,блока цилиндров двигатвч ля и радиатором, снабженньгм циркуляционным насосом, расширительный бак, подключенный к всасывающему патрубку насоса, и по меньшей мере один вентиляционный канал, соединяющий верхние точки системы с расширительньш баком и снабженный органом перекрытия, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы двигателя путем оптимизации теплового режима, в водяной рубашке установлен датчик гемпературы, а орган перекрытия вентил дионного канала выполнен двухпозиционным и снабжен приводом от датчика т&лпературы. Источники информашш, принятые во внимание йри экспертизе 1.Заявка Франции № 2230793, кл. Р О1 Р 3/20, опублик. 1974. 2.Патент Великобритании № 1488512, л. Р 4 XJ , опублик. 1977. 3.Патент СССР по заявке ФРГ N9 2007757/О6, кл. РО1 Р 11/О2, 1974 (прототип).

/7

/

/7 3 3

/5 7

t

if/ / I I

/5

(pue.l

«

/V

t9

i

X

30

фиг.З