Масляный радиатор с изменяемой площадью охлаждающей поверхности

Изобретение предназначено для теплообмена и может быть использовано в двигателестроении. Масляный радиатор содержит патрубки, термоклапаны, неподвижный и подвижный бачок, телескопические трубки и уплотнительные устройства. Термоклапаны установлены в телескопических трубках и открываются последовательно друг за другом при достижении моторным маслом температуры соответственно 70-75, 75-80, 80-85, 85-90°С. Изменение площади охлаждаемой поверхности радиатора происходит под воздействием работы пружин и вакуумного регулятора через систему тяг, рычагов и неподвижную опору в зависимости от разрежения во впускном трубопроводе системы питания ДВС. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции радиатора, быстрое регулирование процесса теплообмена и повышение его эффективности. 1 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в двигателестроении, а в частности в смазочных системах ДВС.

Известен теплообменник (а.с. №60223, кл. F 28 D 7/00, опубл. 07.06.85 г.), содержащий камеры для теплоотдающей и тепловоспринимающей сред, разделенные составной трубной решеткой, в которой закреплены пакеты тепловых труб; пучок стержней, установленных в межтрубном пространстве с возможностью перемещения при помощи привода. При этом камера для тепловоспринимающей среды снабжена установленными на входе последней электроконтактным манометром, соединенным через регулятор с приводом перемещения пучка стержней.

Недостатком этого теплообменника являются сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления и невозможность его использования в автотракторных ДВС.

Известен теплообменник (а.с. №1101661, кл. F 28 D 15/00, опубл. 07.07.84 г.), содержащий камеры для теплоотдающей и тепловоспринимающей сред, разделенные составной трубной решеткой с направляющими, в которых закреплен пакет тепловых труб с возможностью осевого перемещения при помощи привода, камера для теплоотдающей среды на выходе снабжена электроконтактным термометром, соединенным через регулятор с приводом перемещения пакета тепловых труб.

Недостатком этого теплообменника является большая трудоемкость изготовления конструкции и необходимость применения промежуточного высоколетучего теплоносителя в тепловых трубках, а также невозможность его использования в ДВС.

Известен теплообменник (а.с. №932183, кл. F 28 D 7/08, опубл. 30.05.82 г.), содержащий теплообменную поверхность, выполненную в виде змеевика с прикрепленным к нему экраном; теплообменная поверхность разделена на секции и снабжена коллекторными трубами, секции соединены между собой посредством гибких стяжек, а экран выполнен с продольными гофрами.

Недостатками данного теплообменника являются большие габаритные размеры и металлоемкость конструкции, а также невозможность его использования в ДВС.

Наиболее близким прототипом изобретения является масляный радиатор (патент РФ №2149268, F 01 M 5/00, 2000) с регулируемой площадью поверхности теплообмена, в масляном контуре которого помещен механизм, состоящий из пружины, телескопического штока и поршня, образующий камеру, соединенную с выпускным коллектором двигателя через электромагнитный клапан, управляемый термореле от датчика температуры масла. В жидкостном контуре теплообменника (параллельно включенному в систему охлаждения двигателя посредством электромагнитных клапанов, управляемых термореле от датчика температуры охлаждающей жидкости) помещены трубки газового контура, сообщенные воздухозаборником через обратный клапан, а с впускным и выпускным коллектором - через электромагнитные клапаны, управляемые от датчика температуры масла.

Недостатком прототипа является сложность конструкции теплообменника с изменяемой площадью поверхности. Большое количество электромагнитных клапанов, управляющих работой системы смазки, а также других элементов, снижающих надежность работы системы. Кроме того, недостатком является то, что в качестве теплообменника с регулируемой площадью поверхности используется теплообменник типа «труба в трубе», имеющий ограниченную суммарную площадь поверхности теплообмена.

Цель изобретения - разработка более простого в конструктивном исполнении масляного радиатора с изменяемой площадью поверхности, применение которого возможно в ДВС и обеспечивает быстрое регулирование процесса теплообмена и повышение его эффективности в зависимости от нагрузочных и скоростных режимов работы двигателя.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Масляный радиатор с изменяемой площадью охлаждающей поверхности теплообмена содержит патрубки, термоклапаны, неподвижный и подвижный бачки, телескопические трубки и уплотнительные устройства. Термоклапаны установлены в телескопических трубках и открываются последовательно друг за другом при достижении моторным маслом температуры соответственно 70-75, 75-80, 80-85, 85-90°С. Изменение площади охлаждаемой поверхности радиатора происходит под воздействием работы пружин и вакуумного регулятора через систему тяг, рычагов и неподвижную опору в зависимости от разрежения во впускном трубопроводе системы питания ДВС.

Масляный радиатор представляет собой теплообменный аппарат с изменяемой площадью охлаждающей поверхности (см. чертеж), включающий в себя: патрубок 1 подвода масла к термоклапану 2, патрубок 3 отвода масла от термоклапана 2, патрубок 4 подвода масла от термоклапана 2 к неподвижному бачку 5 масляного радиатора, подвижный бачок 6, перепускные телескопические трубки 7, уплотнительные устройства 8, термоклапаны 9, пружины 10 одинаковой упругости для обеспечения возвратно-поступательного движения подвижной части радиатора относительно неподвижной; привод, состоящий из системы тяг и рычагов 11 с возможностью регулирования их длины при помощи гаек 12, неподвижную опору 13, вакуумный регулятор 14, соединенный с впускным трубопроводом системы питания ДВС 15 под дроссельной заслонкой 16 через патрубок 17, датчик температуры 18, установленный в нижней перепускной телескопической трубке 7, термореле 19, электромагнитный клапан 20, установленный в патрубке 17.

Масляный радиатор работает следующим образом.

При работе непрогретого двигателя моторное масло (ММ) по патрубку 1 поступает к термоклапану 2, который открывается при достижении ММ температуры 70-75°С. Если ММ не достигло данного предела, то оно по патрубку 3 поступает напрямую в главную масляную магистраль (ГММ) двигателя, минуя радиатор. При превышении ММ установленной температуры оно через термоклапан 2 поступает по патрубку 4 в неподвижный бачок 5. MM, охлаждаясь, перетекает по верхней телескопической трубке 7 и попадает в подвижный бачок 6. При дальнейшем увеличении температуры ММ последовательно открываются термоклапаны 9, находящиеся в телескопических трубках 7, которые рассчитаны соответственно на температуры ММ, лежащие в интервалах 75-80, 80-85, 85-90°С, соответственно, что позволяет эффективно охлаждать ММ, ступенчато изменяя площадь охлаждающей поверхности.

Рост нагрузки на ДВС интенсифицирует процесс тепловыделения в ММ. При этом такого ступенчатого перепуска ММ по телескопическим трубкам 7 для поддержания его оптимальной температуры может оказаться недостаточным. Поэтому возникает потребность в увеличении площади теплообменника для отвода дополнительного тепла от ММ. При перетекании ММ по нижней телескопической трубке 7 оно воздействует на датчик температуры 18, посылающий термоЭДС на термореле 19, включающее в работу электромагнитный клапан 20, который открывает патрубок 17. При росте нагрузки на ДВС открывается дроссельная заслонка 16. Вследствие этого увеличивается разрежение в корпусе вакуумного регулятора 14, который через систему тяг и рычагов 11 и неподвижную опору 13 пропорционально создаваемому разряжению, а следовательно, и росту нагрузки, увеличивает площадь теплообмена масляного радиатора путем раздвижения телескопических трубок 7. При дальнейшем росте нагрузки площадь теплообменника возрастает до своего наибольшего значения.

При снижении нагрузки на ДВС дроссельная заслонка 16 прикрывается, вследствие этого разрежение в корпусе вакуумного регулятора 14 уменьшается и под действием пружин 10 теплообменник уменьшает свою площадь путем изменения длины телескопических трубок 7. При дальнейшем снижении нагрузки площадь теплообменника уменьшается до своего наименьшего значения.

Масляный радиатор с изменяемой площадью охлаждающей поверхности теплообмена, содержащий патрубки, термоклапаны, отличающийся тем, что он содержит неподвижный и подвижный бачок, телескопические трубки и уплотнительные устройства, термоклапаны установлены в телескопических трубках и открываются последовательно друг за другом при достижении моторным маслом температуры соответственно 70-75, 75-80, 80-85, 85-90°С, а также тем, что изменение площади охлаждаемой поверхности радиатора происходит под воздействием работы пружин и вакуумного регулятора через систему тяг, рычагов и неподвижную опору в зависимости от разрежения во впускном трубопроводе системы питания ДВС.