Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить надежность системы охлаждения двигателя и снизить затраты энергии на охлаждение . Расширительный бак 4 расположен выше радиатора (Р) 2 и сообщен питающим трубопроводом (ТП)7 с всасывающим патрубком (ВП) насоса 3, паровоздушным ТП 8 - с верхним коллектором и паровым ТП 9 - с наивысшими точками рубашки охлаждения двигателя 1, Запорные органы 10 - 12 установлены соответственно в патрубке 6 отвода жидкости от рубашки и ТП 7 и 8. Трехходовый клапан 5, установленный на патрубке 6 после запорного органа 10 и соединенный байпасным ТП 20 с ВП, и запорные органы 10-12 связаны с блоком 14 управления. Датчики 15-17 температуры жидкости в двигателе, температуры жидкости в Р, температуры наружного воздуха и датчики 18 и 19 наличия охлаждающей жидкости подключены к блоку 14, Устройство 13 для отвода жидкости из Р при остановленном двигателе связано с блоком 14, снабженным двумя промежуточными реле с цепями их включения. Обратный клапан установлен в ВП насоса после места подключения к нему ВП насоса с автономным приводом устройства для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе. Система содержит также тумблеры управления системой при выключенном двигателе, ручного включения слива жидкости, ручного включения наполнения Р. Такое выполнение позволяет осуществить автоматическое управление сливом и наполнением радиатора жидкостью -в зависимости от температуры жидкости в Р, температуры наружного воздуха и температуры жидкости в двигателе как при работающем, так и при остановленном двигателе, предотвратить размораживание Р при незапланированной остановке двигателя и уменьшить частоты сливов , снижая тем самым коррозию. Двигатель может работать в режиме прогрева с незаполненным Р, что снижает время прогрева. 6 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л 4 оо о О1 Од QD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 F 01 Р 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4161138/25-06 (22) 15.12.86 (46) 15.10.88. Вюл. N- 38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) Н.Д.1.",егловитов, Ю.В.Ольховский, А.И.Гибалов, И.П.Кондратюк, Н.Д.Орлов, А.Г.Огарков, P..И.Щербина, М.Г,Романенко и А.Ю.Почтарь (53) 621.43-713(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1236125, кл. F 01 P 3/20, 1984. (54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить надежность системы охлаждения двигателя и снизить затраты энергии на охлаждение. Расширительный бак 4 расположен выше радиатора (Р) 2 и сообщен питающим трубопроводом (ТП)7 с всасывающим патрубком (ВП) насоса 3, паровоздушным ТП 8 — с верхним коллектором и паровым ТП 9 — с наивысшими точками рубашки охлаждения двигателя

1. Запорные органы 10 — 12 установлены соответственно в патрубке 6 отвода жидкости от рубашки и ТП 7 и 8. Трехходовый клапан 5, установленный на патрубке 6 после запорного органа 10 и соединенный байпасным ТП 20 с ВП, и залорные органы 10-12 связаны с

„, Я0„„1430569 А1 блоком 14 управления. Датчики 15 — 17 температуры жидкости в двигателе, температуры жидкости в Р, температуры наружного воздуха и датчики 18 и 19 наличия охлаждающей жидкости подключены к блоку 14, Устройство 13 для отвода жидкости из P при остановленном двигателе связано с блоком 14, снабженным двумя промежуточными реле с цепями их включения. Обратный клапан установлен в ВП насоса после места подключения к нему ВП насоса с автономным приводом устройства для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе ° Система содержит также тумблеры управления системой при выключенном двигателе, ручного щ включения слива жидкости, ручного включения наполнения P. Такое выполнение позволяет осуществить автомати-. С ческое управление сливом и наполнением радиатора жидкостью в зависимос-ти от температуры жидкости в P температуры наружного воздуха и темпе- ® ратуры жидкости в двигателе как при 4h работающем, так и при остановленном ф4 двигателе, предотвратить разморажива- { 1 ние Р при незапланированной останов- ©Д ке двигателя и уменьшить частоты сли- а вов, снижая тем самым коррозию. Дви- а гатель может работать в режиме прогрева с незаполненным P что снижает время прогрева. 6 з.п. ф-лы, 4 ил. 1430569

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к системам жидкостного охлаждения двигателей внутреннего cr o5 рания.

Цель изобретения — повышение надежности системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и снижение затрат энергии на охлаждение. 10

На фиг.1 представлена схема систе мы охлаждения с управляемыми сливом жидкости из радиатора в бак и заполнением радиатора жидкостью из бака; на фиг.2 — схема системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания с устройством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе, выполненном в виде насоса с автономным приводом; на фиг.3 " схема систе- 20 мы охлаждения с устройством для отвода жидкости при остановленном двигателе, выполненном в виде трехходового крана; на фиг.4 — блок управления. 25

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит рубашку охлаждения двигателя 1, радиатор 2, циркуляционный насос 3, расширительный бак 4, трехходовой клапан 5, ус- 30 тановленный в патрубке 6 отвода жидкости из рубашки, Расширительный бак

4 расположен выше радиатора 2 и сообщен питающим трубопроводом 7 с всасы,вающим патрубком насоса 3, паровоздушным трубопроводом 8 с верхним коллектором радиатора 2 и паровым трубопроводом 9 с наивысшими точками рубашки охлаждения двигателя 1.

В патрубке 6 и трубопроводах 7 и 8 40 установлены соответственно управляемые запорные органы 10-12. Трехходовой клапан 5 и запорные органы 10-12 связаны с блоком управления. Устройство 13 для отвода жидкости из ради- 45 атора при остановленном двигателе также связано с блоком 14 управления.

В последний поступают сигналы датчика 15 температуры жидкости в двигателе, датчика 16 температуры жидкости в радиаторе, датчика 17 темпеоатуры

50 наружного воздуха, датчика 18 наличия охлаждающей жидкости, установленного на выходе из нижнего коллектора ра диатора 2, и дополнительного датчика

19 наличия охлаждающей жидкости, установленного в верхнем коллекторе радиатора 2. К трехходовому клапану 5 подключен байпасный трубопровод 20.

Устройство 13 для отвода жидкости иэ радиатора при остановленном двигателе 1 может быть выполнено в виде насоса с автономным приводом 21 (фиг.2), установленного параллельно насосу 3 с приводом от дизеля, во всасывающем патрубке которого установлен обратный клапан 22.

Устройство 13 для отвода жидкости иэ радиатора при остановленном двигателе может быть выполнено также в виде трехходового крана (фиг ° 3) установленного в паровоздушном трубопроводе 8 и одним из патрубков подключенного к источнику (не показан) сжатого воздуха.

Блок управления может быть выполнен по следующей схеме (фиг.4). Датчики 15-19 — электрические релейного типа. Контакты 23 и 24 датчиков 16 и 17 температуры жидкости в радиаторе и температуры наружного воздуха включены последовательно в цепь первого промежуточного реле 25. Контакты тумблера 26 ручного включения слива жидкости из радиатора 2 размещены параллельно в цепи того же реле 25.

Контакты 27 датчика 18 наличия охлаждающей жидкости включены в цепь вто" рого промежуточного реле 28. Контакты

29 реле 28 последовательно с контактами 30 датчика 15 температуры жидкости в двигателе 1 и размыкающими контактами тумблера 31 ручного включения наполнения радиатора 2 включены в цепь

32 управления запорным органом 12, Контакты 33 реле 25 и размыкающие контакты 34 реле 28 включены последовательно в цепи 35-37 управления запорными органами 10 и 11 и устройством 13 отвода жидкости из радиатора

2 при остановленном двигателе, причем в цепь 37 включены контакты тумблера

38 управления системой при остановленном двигателе. Контакты 39 дополнительного датчика 19 наличия охлаждающей жидкости и контакты 40 реле

25 включены параллельно в цепь 41 управления трехходового клапана 5.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При отрицательной температуре наружного воздуха после запуска двигатель 1 работает в режиме прогрева.

Трехходовой клапан 5 перепускает охлаждающую жидкость по байпасному трубопроводу 20 мимо радиатора 2, что

1430569

25

55 ускоряет прогрев двигателя и снижает мощность, потребляемую насосом. Жидкостные полости радиатора 2 заполнены воздухом, вытеснению которого препятствует закрытый запорный орган 12.

Запорные органы 11 и 10 открыты.

Заполнение радиатора 2 жидкостью происходит при повышении температуры жидкости в двигателе 1 выше определенного значения ° По сигналу датчика

15 температуры жидкости в двигателе зайорный орган 12 открывается и сообщает радиатор 2 с расширительным баком 4. Жидкость из бака 4 по питающему трубопроводу 7 через нижний коллектор заполняет радиатор 2, вытесняя воздух иэ последнего в бак 4 черезпаровоздушный трубопровод 8. Пока уровень жидкости в радиаторе 2 не достигнет положения дополнительного; датчика 19 наличия охлаждающей жидкости, трехходовой клапан 6 направляет весь поток жидкости по байпасному трубопроводу 20 мимо радиатора 2. При достижении уровнем жидкости положения датчика 19 по его сигналу трехходовой клапан 5 начинает пропускать жидкость в радиатор 2.

Перед длительной остановкой двигателя 1 отвод жидкости из радиатора 2 производится,с помощью циркуляционно. го насоса 3, приводимого двигателем.

По сигналу тумблера 26 ручного включения слива жидкости трехходовой клапан 5 полностью перекрывает подачу жидкости в радиатор 2. Запорный орган

11 закрывается и разобщает бак 4 и всасывающий патрубок 3. Запорный орган 10 дросселирует поток жидкости по байпасному трубопроводу 20. Насос 3

1 начинает выкачивать из радиатора 2 жидкость, которая отводится в бак 4 по первому трубопроводу 9 двигателя.

Уровень жидкости в радиаторе опускается до положения датчика 18 наличия охлаждающей жидкости, после чего по его сигналу закрывается запорный орган 12, а запорные органы 10 и 11 открываются. Отвод жидкости из радиатора 2 в бак 4 прекращается. Жидкостные полости радиатора 2 заполнены воздухом, вытеснению, которого препятствует закрытый запорный орган 12.

Отвод жидкости из радиатора 2 пос.— ле остановки двигателя 1 может быть ,произведен с помощью устройства 13. Отвод производится по сигналу тумблера

26 ручного управления или автоматически. Во втором случае команду на слив жидкости из радиатора 2 формируют датчики 16 и 17 температуры жидкости в резервуаре 2 и температуры наружного воздуха с целью предупреждения размораживания радиатора 2 при отрицательной температуре наружного воздуха °

Если устройство 13 для отвода жидкости иэ радиатора в виде насоса с автономным приводом 21 (фиг.2), отвод жидкости из радиатора 2 в бак производится этим насосом, который останавливается по сигналу датчика 18 наличия охлаждающей жидкости.

Однако, запас энергии транспортной установки может оказаться недостаточным для привода автономного насоса.

Поэтому предусмотрен отвод жидкости из радиатора 2 с помощью сжатого воздуха. С этой целью устройство 13 для отвода жидкости выполнено в виде трехходового крана (фиг.3).

По сигналу тумблера 26 ручного включения слива или датчиков )6 и 17 трехходовой клапан 5 йерекрывает патрубок 6 отвода жидкости из рубашки, соединяющий двигатель 1 с радиатором

2. Трехходовой кран 13 перекрывает трубопровод 8, соединяющий бак 4 с радиаторгм 2, и сообщает верхний коллектор радиатора 2 с источником сжатого воздуха. Последний вытесняет жидкость из радиатора 2 до положения датчика 18 наличия жидкости, по сигналу которого трехходовой кран 13 перекрывает поступление сжатого воздуха в радиатор 2. Жидкостная полость радиатора 2 заполнена воздухом, вытеснению которого препятствует запорный орган 12, закрывающий выход в бак 4.

Таким образом, предлагаемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания осуществляет автоматическое управление сливом и наполнением радиатора жидкостью в зависимости от температуры жидкости в радиаторе, наружного воздуха и жидкости в двигателе, позволяет предотвратить размораживание радиатора при незапланированной остановке двигателя, уменьшает частоту сливов, снижая тем самым коррозию, т.е. повышает надежность и долговечность радиатора. Система позволяет двигателю работать в режиме прогрева с незаполненным жидкостью радиатором, что снижает время прогрева, повышает

1430569 экономичность транспортного средства.

Датчик верхнего уровня жидкости в радиаторе предохраняет систему охлаждения двигателя от завоздушивания при заполнении радиатора жидкостью. Связь датчиков с клапанами через блок управления позволяет автоматизировать слив и наполнение радиатора как при работающем, так и при остановленном двигателе.

Формула изобретения

1. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая рубашку охлаждения двигателя, радиатор, верхний коллектор которого сообщен с патрубком отвода жидкости из рубашки охлаждения двигателя, циркуляционный насос, всасывающий патрубок которого подключен к нижнему коллектору радиатора и питающему трубопроводу, а напорный — к рубашке охлаждения двигателя, расширительный бак, сообщенный при помощи парового трубопровода с рубашкой охлаждения двигателя и питающим трубопроводом, датчик наличия жидкости, установленный на выходе из нижнего коллектора радиатора, паровоздушный трубопровод подключенный к верхнему коллектору радиатора, и по меньшей мере три запорных органа, первый иэ которых установлен в пат- рубке отвода жидкости из рубашки ох лаждения, второй — в питающем трубопроводе, а третий — в паровоэдушном трубопроводе, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, она. снабжена датчиками температуры жидкости в двигателе и радиаторе, датчиком температуры наружного воздуха, дополнительным датчиком на-: личия жидкости, блоком управления, управляемым трехходовым клапаном, байпасным трубопроводом и устройством для отвода жидкости иэ радиатора при остановленном двигателе, запорные органы выполнены управляемыми, причем дополнительный датчик наличия жидкости установлен в верхнем коллекторе радиатора, трехходовой клапан установлен на патрубке отвода жидкости из рубашки охлаждения двигателя после запорного органа и соединен при помощи байпасного трубопровода с всасыващик патрубком насоса, паровоздушный трубопровод дополнительно подключен к расширительному баку, датчик нали-, чия жидкости связан через блок управления с каждым запорным органом и с устройством для отвода жидкости из

5 радиатора при остановленном двигателе, дополнительный датчик наличия жидкости связан через блок управления с трехходовым клапаном, датчик температуры жидкости в двигателе подключен

1ð через блок управления к запорному органу паровоэдушного трубопровода, а датчики температуры жидкости в радиаторе и наружного воздуха связаны через блок управления с запорными органами, установленным в патрубке отвода жидкости из рубашки охлаждения двигателя и в питающем трубопроводе, и с устройством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигате2() JIe °

2. Система по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена обратным клапаном, а устройство для отвода жидкости из радиато25 ра при остановленном двигателе выполнено в виде насоса с автономным при— водом, причем насос подключен всасывающим патрубком к всасывающему патрубку циркуляционного насоса, а нащ порным — к рубашке охлаждения двигателя, обратный клапан установлен в всасывающем патрубке циркуляционного насоса после места подключения к нему всасывающего патрубка насоса.

3. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она дополнительно снабжена источником сжатого воздуха, а устройство для отвода жидкости из резервуара при остановившемся двигателе выполнено в виде трехходового крана, установленного в паровоэдушном трубопроводе между верхним кол-. лектором радиатора и запорным органом и подключенного к источнику сжатого а5 оздуха

4. Система по пп..1-3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что блок управления выполнен в виде цепей управления запорными органами и устройством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе и снабжен двумя промежуточными реле с цепями их включения, а датчики выполнены электрическими релейного типа, причем в цепь включения первого промежуточного реле последовательно включены контакты датчиков температур жидкости в радиаторе и наружного воздуха, в цепь включения второго реле последовательно включены

7 1433 контакты датчика наличия жидкости, в цепях управления эапорными органами патрубка отвода жидкости из рубашки охлаждения двигателя и питающего трубопровода и в цепи управления устрой5 ством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе последовательно установлены контакты. обоих промежуточных реле, в цепи управления lp запорным органом паровоздушного трубопровода последовательно установлены контакты второго реле и датчика температуры жидкости в двигателе, а в цепь управления трехходовым клапаном параллельно включены контакты первого реле и дополнительного датчика наличия жидкости, 5. Система попп.l-4, о т л и ч а-ю щ а я с я тем, что она дополни- зб тельно снабжена тумблером управления системой при выключенном двигателе, 569 включенным в цепь управления устройством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе.

6. Система по пп..1-5, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена тумблером ручного включения слива жидкости, установленным в цепи включения первого промежуточного реле параллельно контактам датчиков температур жидкости в радиаторе и наружного воздуха.

7. Система по пп.l-б, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она дополни-. тельно снабжена тумблером ручного . включения наполнения радиатора, установленным в цепи управления запорным органом паровоздушного трубопровода последовательно с контактами второго промежуточного реле и датчика темпе" ратуры жидкости в двигателе.

1430569 рие. 3

Составитель Л.Черный

Редактор И.Касарда Техред I1.Ñeðäþêoâà Корректор М.Шароши

Заказ 5314/31 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 1!роектная, 4