Система охлаждения наддувочного воздуха двигателя тепловоза

 

Изобретение относится к холодильной, теплоэнергетической и транспортной отраслям машиностроения, в частности к локомо - тивным устройствам охлаждения наддувочного воздуха. Цель изобретения - повышение компактности. Устройство содержит вентилятор в виде кольца 21с лопатками 20 и лопастями 19. Посредством заслонки 17 регулируется температура воздушного потока. Вторичный теплообменник 10, разделенный перегородкой 13 на отсеки 11 и 12, обеспечивает теплообмен между воздушными потоками. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ff

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

_#_

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Ф (21) 4757528/11 (22) 09.11.89 (46) 23,06.92. Бюл. М 23 (71) Луганский машиностроительный институт (72) В.А. Рыбальченко, В.И. Могила, А,Н. Коняев и О.П. Вихляев (53) 621.432-714(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М

1409496, кл. В 61 С 15/02, 1986, (54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА

О

Я, 1742118 А1 (я)з В 61 С.5/02, F 01 Р 11/06 (57) Изобретение относится к холодильной, теплознергетической и транспортной отраслям машиностроения, в частности к локомотивным устройствам охлаждения наддувочного воздуха. Цель изобретения— повышение компактности. Устройство содержит вентилятор в виде кольца 21 с лопатками 20 и лопастями 19. Посредством заслонки 17 регулируется температура воздушного потока. Вторичный теплообменник

10, разделенный перегородкой 13 на отсеки

1.1 и 12, обеспечивает теплообмен между воздушными потоками. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1742118

25

35

55

Изобретение относится к холодильной, теплоэнергетической и транспортной отраслям машиностроения, в частности к локомотивным устройствам охлаждения. жидкости транспортных (преимущественно тепловозных) двигателей большой секционной мощности, и может быть преимущественно использовано в случае практического исчерпания резервов расположения охлаждающего устройства (OY) в кузове тепловоза.

Для эффективного управления экономичностью тепловозного двигателя регулированием температуры жидкости в отдельном контуре охладителя наддувочного воздуха (ОН В) необходима мощность рассеивания порядка 150 — 450 кВт.

Выполнение этого контура по схеме обычного OY шахтного типа требует существенного увеличения занимаемого в кузове тепловоза объема, что практически неприемлемо из-за исчерпания доступных габаритов ОУ, Наиболее близкой к заявляемому является система охлаждения наддувочного возду ха для тепловозного двигателя, содержащая установленный в крышевом отсеке кузова. тепловоза осевой вентилятор и размещенные с его нагнетательной стороны секции воздухо-воздушного охладителя, а также заборные жалюзи, смонтированные в отсеке центрального воздухоснабжения электрических машин тепловозов, а отсек осевого вентилятора посредством патрубка с поворотной заслонкой соединен с камерой выпуска охлаждаемого тягового генератора тепловоза.

Цельизобретения — повышение компактности.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в системе охлаждения наддувочного воздуха мощного тепловозного двигателя теплообменник выполнен в виде разделенных кольцевой перегородкой внутреннего и наружного кольцевых отсеков, соОбщенных соответственно с нагнетательной частью централизованного

- ваэдухоснабжения и со смесительной камерой, в которой размещены приводныелопасти и смесительная регулирующая заслонка, соединенная с каналами всасывающей камеры ЦВС и дизельного помещением, и выполненная с возможностями как смешивания потоков иэ обоих каналов, так и полного перекрытия любого из них.

Кроме того, лопасти соединены между собой посредством кольца, жестко связанного с лопатками вентилятора ЦВС, На чертеже изображена шахта ЦВС, установленная в кузове тепловоза, поперечный разрез.

Система охлаждения (СО) устанавливается в дизельном помещении 1 кузова 2 тепловоза, имеющего систему ЦВС, состоящую из крышевых жалюзи 3, панелей фильтров 4 очистки воздуха, входного воздухозаборника 5 и шахты 6, подкл1оченной через полые несущие коробы 7 рамы тепловоза и присоединительные патрубки 8 к ТЗД, Воздухозабор осуществляется в районе крыши 9. СО снабжена вторичным теплообменником (T0) 10 охладителя наддувочного воздуха (ОНВ), который состоит из внутреннего отсека 11 и наружного отсека 12 кольцевой формы, разделенных кольцевой перегородкой 13. Предлагаемый теплообменник используется для создания третьего независимого контура жидкости для регулирования температуры НВ при помощи штатного ОН В ДВС или для использования в двухконтурных. системах охлаждения тепловоза при различных вариантах его включения в холодном контуре

Система имеет также выходной кольцевой канал 14, соединенный с общей всасывающей камерой 15 системы ЦВС, и жалюзилные каналы 16, ггодсаединенные к дизельному помещению. Оба этих канала объединены при помощи смесительной регулирующей заслонки 17, выполненной с возможностями как смешивания потоков из обоих каналов, так и полного перекрытия любого из них. Смесительная камера 18, кроме смесительной заслонки 17, снабжена приводными лопастями 19 вспомогательной лопаточной решетки и присоединена к наружному отсеку 12 теплообменника 10, Лопатки 20 вентилятора ЦВС посредством силовОго кольца 21 жестко связаны с лопастями 19, при этом кольцо 21 имеет форму. кольцевой оболочки, разделяющей смесительную камеру 18 и всасывающую камеру

45 15 вентилятора ЦВС. При помощи привод. ных расчалок 22 и подшипникового узла 23 решетки из лопастей 19 и лопаток 20 через несущие расчалки 24 прикреплены к входному воздухозаборнику 5. Таким образом, Обв вентиляторных решетки при помощи несущей ступицы 25 приводятся во вращение От одного вала.26 приводного электродвигателя 27. Кольцевая воздухоотводная камера 28 подключена к отводящим каналам 29, обеспечивающим отвод воздуха от теплообменника 10 в атмосферу. Внутренний кольцевой отсек 11 размещен в нагиетательной части 36 шахты 6 ЦВС и имеет меньшую, чем наружный отсек 12, теплообменную площадь.

"l 742118

Формула изобретения

1, Система охлаждения наддувочного воздуха двигателя тепловоза, содержащая теплаобменник, сообщенный с каналом подачи наддуначнога воздуха и со смесительной камерой с заслонкой, сообщенной с машинным отделением и с всасывающей частью системы централизованного воздухоснабжения,отличающаяся тем,что, с целью повышения компактности, теплообменник выполнен в виде, разделенных кольцевой перегородкой внутреннего и наружнага кольцевых отсеков, сообщенных соответственно с нагнетательной частью системы централизованного воздухоснабжения и со смесительной камерой, в которой размещены приводные лопасти.

2. Система па и, 1, отличающаяся тем, что лопасти соединены между собой посредством кольца, жестка связанного с лопатками вентилятора системы централизованнога наэдухоснабжения, при этом диаметр кольца равен диаметру кольцевой перегородки теплообменника.

Система работает следующим образом.

Лопатки 20 основной ступени вентиля- тора ЦВС и лопасти 19 вспомогательной ступени, жестко связанные посредством кольца 21, образуют единый вентилятор 5

ЦВС, приводимый электродвигателем 27 при обычном алгоритме производительности ЦБС от позиций контроллера машиниста, Поэтому охлаждающий воздух забирается иэ всасывающей камеры 15 и 10 прокачивается основной ступенью (лопатками 20) н нагнетательную часть 30 шахты 8

ЦВС, При помощи смесительнай регулирующей заслонки 17, выполненной с воэможностями смещения потоков воздуха из 15 входного канала 14, подсоединенного к вса- сывающей камере 5 ЦВС, и из.жалюзийного канала 16, подключенного к дизельному помещению 1, в смесительную камеру 18 могут поступать аба потока сразу либо лю- 20 бой из них при полном перекрытии другого, .т.е. лопасти 19 могут нагнетать в нижнюю часть смесительнай камеры 18 холодный, теплый или сравнительно горячий воздушный поток. Вторичный теплообменник 10 25 кольцевой формы, разделенный кольцевой перегородкой 13 на внутренний отсек 11, подключенный к нагнетательнай части 30 шахть. 6 ЦВС, и на наружный отсек 12, присоединенный к смесительной камере 18, 30 обеспечивает высакоинтенсинный теплообмен поданаемога на оба отсека воздуха с потокам жидкости, подаваемым в дальнейшем в штатный охладитель НВ двигателя тепловоза, 35

Внутренний отсек 11 имеет меньшую, чем наружный отсек 12, теплаобменную площадь и однозначно служит для охлаждения жидкости штатного HB ДБС, тогда как наружный отсек 12 может обеспечивать до- 40 полнительное охлаждение жидкости, стабилизацию ее температуры, или общий подогрев жидкости, обеспечивая подогрев

Н В ДВ С, необходимый на режимах холостого хода и частичных нагрузок. На режимах 45 полной мощности, и близких к ней, теплообменник . работает на холодном воздухе, обеспечивае значительное снижение .температуры жидкости и, соответственно, при помощи штатного ОНВ ДВС значительное 50 снижение температуры НВ ДВС. Обеспечивается повышение надежности и топливной экономичности ДВС на всех режимах эксплуатации, достигаемое при помощи данного конструктивного выполнения 55 теплообменника 10 и смесительной регулирующей (двухпаточной) заслонки 17, профилируемой под конкретный двигатель и условия его работы.

После теплообменника 10 воздух поступает в кольцевую воздухоотводную камеру

28 и по отводящим каналам 29 выбрасывается н падкузовное пространство, в атмосферу.

По сравнению с прототипом данное техническое решение обладает следующими преимуществами, улучшение компактности собственно дополнительнога теплообменника на 15—

20/ за счет использования динамической составляющей напора вентилятора и работы при повышенных скоростях потока и его плотности и давления, так как появляется возможность уменьшить шаг оребряющих пластин и увеличить глубину ТО поверхности; улучшение компактности ОУ ОНВ на

15-25 g, по сравнению с наиболее современными ОУ ОНВ; улучшение среднеэксплуатационной экономичности двигателя тепловоза на всех режимах эксплуатации за счет поддержания оптимальных температур НВ; улучшение условий работы локомотивной бригады с сопутствующим улучшением условий борьбы со снегом и капельной влагой в системе ЦВС ТЭД тепловоза.

Основной народнохозяйственный эффект достигается за счет снижения затрат при прострайке и эксплуатации иэ-эа-повышения экономичности двигателя и реализа-. ции ега дополнительной мощности в условиях повышенных температур.