Устройство для предпускового разогрева и регулирования температуры двс

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах смазки и охлаждения ДВС. Устройство содержит питающий патрубок, клапан, водяной радиатор, отводящие и подводящие патрубки, водяной бачок, входящий в систему охлаждения двигателя, заливной и сливной краны, водяной насос, рубашку охлаждения, масляный картер, при этом оно снабжено силовой турбиной с редуктором, выпускным коллектором, электромагнитным клапаном, подсоединенным к питающему патрубку, теплообменником для подогрева масла, соединенным с водяным бачком, имеющим заливной кран, вентилятором с приводом от силовой турбины, приводимой в работу отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания, управление которой осуществляется электромагнитным клапаном, соединенным с датчиком температуры. Изобретение обеспечивает облегчение пуска двигателя, регулирование температуры масла в системе смазки и повышение надежности. 1 ил.

Известны: устройство (А. С. 1346053, СССР, МКИ⁴ F 01 М 5/02, F 02 М 31/12, 31/14), содержащее теплообменник, работающий на охлаждающей жидкости двигателя или на отработавших газах, или от автономного электронагревателя, подключенный к ответвлению подающего трубопровода двигателя через циркулирующий насос, который включается при температуре масла ниже оптимальной; и устройство (А.С. 1229388, СССР, МКИ⁴ F 01 М 5/00), содержащее теплообменник, одна из секций которого размещена во внутреннем объеме топливного бака, а другая выполнена в виде каналов в стенках бака, причем секции подключены к напорному трубопроводу, снабженному перепускным клапаном, последний управляется термодатчиком через автоматический регулятор.

Недостатком первого устройства является то, что имеется возможность только подогрева моторного масла, а второго - только его охлаждения.

Известна система смазки ДВС (Патент РФ 2125166, F 01 М 5/00, 1999), содержащая маслозаборник из картера двигателя, масляный фильтр тонкой очистки, соединенный с масляным насосом через обратный клапан и гидромуфту, а также содержит клапан давления, гидроаккумулятор, необходимый для подачи, нагрева и охлаждения моторного масла, представляющий собой теплообменный аппарат, оребренная поверхность которого омывается отработавшими газами или воздухом, поступающим через исполнительный механизм, управляемый блоком сопротивлений в зависимости от частоты вращения коленчатого вала ДВС.

Недостатком системы является то, что для регулирования температуры моторного масла в системе смазки ДВС используется поверхностный теплообменный аппарат типа "труба в трубе", который имеет определенную инерционность и при подогреве или охлаждении требуемая температура достигается не мгновенно, а с некоторым запаздыванием.

Прототипом является авторское свидетельство СССР 1184962, F 01 Р 7/14, 1985, из которого известно устройство, содержащее питающие патрубки, клапан, водяной радиатор, отводящие патрубки, подводящий патрубок, водяной бачок, водяной насос, датчик температуры, рубашку охлаждения, масляный картер.

Недостатком прототипа является значительная продолжительность времени предпускового разогрева и невозможность использования данной конструкции для регулирования теплового режима в системе смазки ДВС.

Целью изобретения является облегчение пуска двигателя и регулирование температуры масла в системе смазки и повышения надежности работы агрегатов систем смазки и двигателя в целом.

Устройство содержит (см. чертеж) питающий патрубок 1, который подсоединен к электромагнитному клапану (ЭК) 2, водяной радиатор 3, отводящие патрубки 4 и 5, вентилятор 6, подводящий патрубок 7, водяной бачок 8, входящий в систему охлаждения ДВС, заливной кран 9, теплообменник 10, сливной кран 11, водяной насос 12, силовую турбину с редуктором 13, выпускной коллектор 14, датчик температуры 15, ЭК 16, рубашку охлаждения 17 и масляный картер 18.

Устройство работает следующим образом. Перед запуском ДВС открывают заливной кран 9 и сливной кран 11. К заливному крану 9 подключают водовод с горячей водой, которая заполняет водяной бачок 8, входящий в систему охлаждения ДВС, а из него - водяной радиатор 3 через патрубок 4, теплообменник 10, обеспечивающий нагрев моторного масла в масляном картере 18 и рубашку охлаждения 17 через патрубки 5 и 7, обеспечивая тем самым подогрев ДВС. Охлажденная в ходе подогрева ДВС вода сливается через кран 11 обратно в систему подвода нагретой воды, обеспечивая тем самым необходимую циркуляцию горячей воды через ДВС при его разогреве.

Перед пуском ДВС закрывают вначале сливной кран 11, а затем заливной кран 9. От заливного крана 9 отключают водовод с горячей водой, тем самым заканчивают процесс предпускового подогрева двигателя.

В момент пуска ДВС ЭК 2 закрывает канал подачи воды к водяному радиатору 3 и открывает канал подачи воды к отводящему патрубку 5 за счет малого напряжения на обмотке ЭК 2, подаваемого от датчика температуры 15, который при температуре охлаждающей жидкости меньше 80^oС вырабатывает термо-ЭДС меньше чем требуется для открытия ЭК 2. При этом в момент пуска ДВС система охлаждения и смазки имеет малый контур циркуляции жидкости, что обеспечивает быстрый разогрев двигателя после его пуска.

При работе ДВС в условиях эксплуатации устройство автоматически осуществляет регулирование температуры моторного масла и охлаждающей жидкости, обеспечивая их равные по величине значения.

Регулирование температуры происходит следующим образом. Если охлаждающая жидкость имеет температуру выше рабочей (80^oС), она подается водяным насосом 12 из рубашки охлаждения 17 через патрубок 1 к ЭК 2, который под действием напряжения, подаваемого от датчика температуры 15, открывается и обеспечивает подачу охлаждающей жидкости к водяному радиатору 3, а также через отводящий патрубок 4 - к теплообменнику 10. При этом ЭК 2 закрывает канал подвода охлаждающей жидкости к патрубку 5, увеличивая тем самым контур циркуляции жидкости, что обеспечивает охлаждение жидкости в радиаторе 3 и масла в масляном картере 18, а следовательно, и двигателя в целом. Как только температура воды в рубашке охлаждения 17 становиться ниже рабочей температуры (80^oС), датчик температуры W 15 подает напряжение, недостаточное для открытия ЭК 2. При этом ЭК 2 закрывает канал подачи воды к водяному радиатору 3 и открывает канал подачи воды к отводящему патрубку 5, обеспечивая движение охлаждающей жидкости по малому контуру циркуляции жидкости, а именно через теплообменник 10, бачок 8, патрубок 7 в рубашку охлаждения 17.

Привод водяного насоса осуществляется от коленчатого вала ДВС посредством ременной передачи, а вентилятора - от силовой турбины с редуктором 13. Привод силовой турбины с редуктором 13 осуществляется отработавшими газами, поступающими из ДВС из выпускного коллектора 14 через ЭК 16. Включение в работу ЭК 16, а также и вентилятора 6, происходит только в том случае, если температура охлаждающей жидкости имеет значение выше рабочей температуры, что позволяет интенсифицировать процесс охлаждения жидкости в водяном радиаторе 3, а также снизить затраты энергии на привод вентилятора.

После остановки ДВС слив охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя осуществляется путем открытия кранов 9 и 11.

Формула изобретения

Устройство для предпускового разогрева и регулирования температуры ДВС, содержащей питающий патрубок, клапан, водяной радиатор, отводящие патрубки, подводящие патрубки, водяной бачок, входящий в систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания, заливной кран, сливной кран, водяной насос, рубашку охлаждения, масляный картер, отличающееся тем, что оно снабжено силовой турбиной с редуктором, выпускным коллектором, электромагнитным клапаном, подсоединенным к питающему патрубку, теплообменником для подогрева масла, соединенным с водяным бачком, имеющим заливной кран, вентилятором с приводом от силовой турбины, приводимой в работу отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания, управление которой осуществляется электромагнитным клапаном, соединенным с датчиком температуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1