Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить качество регулирования температуры теплоносителей. Система охлаждения содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости через маслоохладитель 1 и охладитель 2 наддувочного воздуха, циркуляционный насос 3 и радиатор 4, которые связаны при помощи трубопровода, вентилятор 5 обдува радиатора 4, привод 6 вентилятора 5 и каналы 7, 8, 9 перепуска охлаждающей жидкостимимо радиатора 4, маслоохладителя 1 и охладителя 2 наддувочного воздуха, датчики 10, 11 ,12 температуры охлаждающей жидкости, наддувочного воздуха и масла , дополнительный датчик 13 температуры охлаждающей жидкости, первый 14, второй 15 и третий 16 клапаны перепуска с регуляторами 17, 18 температуры наддувочного воздуха и масла, программный задатчик 19 температурного режима, регулирующее устройство 20, сигнализатор 21 разности температур охлаждающей жидкости и наддувочного воздуха, реле 23, преобразователь 24 и обратный клапан 25. Подключение клапанов перепуска и наличие клапанов перепуска управляемых в зависимости от температуры теплоносителей позволяет снизить температуру наддувочного воздуха на режимах работы двигателя, отличных от номинального , а при пониженных температурах окружающей среды даже на номинальном режиме, при этом снижается расход топлива, дымность и теплонапряженность двигателя . 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

7 (21) 4475318/25-06 (22) 11.08.88 (46) 23.07.90. Бюл. № 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) Н. Д. Щегловитов, Ю. В. Ольховский, А. И. Гибалов, И. Н. Волобоев, И. П. Кондратюк, В. М. Ширяев, Ю. В. Соин, В. М. Бутыльский, P. И. Щербина, Н. Д. Орлов, Н. В. Прохоров и Л. Ф. Камышан (53) 621.43.7 (088.8) (56) Описание и инструкция по обслуживанию судовых дизель-генераторов типа Д100.— М.: Транспорт, 1969, с. 75 — 76, !99—

200. (54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить качество регулирования температуры теплоносителей. Система охлаждения содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости через маслоохладитель 1 и охладитель 2 наддувочного воздуха, циркуляционный насос 3 и радиатор 4, которые связаны при помощи трубопроводов, вентилятор 5 обдува (51) 5 F 01 P 3/20, F 02 В 29/04

2 радиатора 4, привод 6 вентилятора 5 и каналы 7, 8, 9 перепуска охлаждающеи жидкости мимо радиатора 4, маслоохладителя 1 и охладителя 2 наддувочного воздуха, датчики 10, 11, 12 температуры охлаждающей жидкости, наддувочного воздуха и масла, дополнительный датчик 13 температуры ovлаждающей жидкости, первый !4, второй 15 и третий 16 клапаны перепуска с регуляторами 17, 18 температуры наддувочного воздуха и масла, программный "-адатчик 19 температурного режима, регулирующее устройство

20, сигнализа,op 21 разности температур охлаждающей жидкости и наддувочного воздуха, реле 23, преобразов" òåëü 24 и обратный клапан 25. Подключение каналов перепуска и наличие клапанов перепуска управляемых в зависимости от температуры теплоносителей позволяет снизить температуру наддувочного воздуха на режимах работы двигателя, отличных от номинального, а при пониженных температурах окружающей среды даже на номинальном режиме, при этом снижается расход топлива, дымность и теплона пряжен ность дви гател я. 3 ил.

1580042

1О

Изобретение относится к ма ши ностроению, а именно к двигателестроению, в частности к системам охлаждения двигателей.

Цель изобретения — повышение качества регулирования температуры теплоносителей.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы охлаждения; на фиг. 2 схема связи клапанов перепуска с регуляторами; на фиг. 3 — схема связи регулятора с датчиком температуры.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости через маслоохладитель 1 и охладитель 2 наддувочного воздуха, циркуляционный насос 3 и радиатор 4, которые связаны при помощи трубопроводов, вентилятор 5 обдува радиатора 4, привод 6 вентилятора 5 и каналы 7 — 9 перепуска охлаждающей жидкости мимо радиатора 4, маслоохладителя 1 и охладителя 2 наддувочного воздуха, датчики 10 — 12 температуры охлаждающей жидкости, наддувочного воздуха и масла, второй датчик 13 температуры охлаждающей жидкости, первый 14, второй 15 и третий 16 клапаны перепуска с регуляторами IT и 18 температуры наддувочного воздуха и масла, программный задатчик 19 температурного режима, регулирующее устройство 20, сигнализатор 21 разности температур охлаждающей жидкости и наддувочного воздуха с контактами 22, реле 23, преобразователь 24 и обратный клапан 25. Первый клапан 14 перепуска установлен в стыке перепускного канала 7 радиатора с трубопроводом, соединяющим радиатор 4 с маслоохладителем 1, и в том же трубопроводе установлен обратный клапан 25.

Первый клапан!4 перепуска выполнен в виде трехходового клапана с регулируемыми проходными сечениями. Второй клапан 15 перепуска установлен в перепускном канале 8 маслоохладителя 1. Третий клапан 16 перепуска установлен в трубопроводе, соединяющем маслоохладитель 1 с охладителем 2 наддувочного воздуха между перепускными каналами 8 и 9. Датчик 10 температуры охлаждающей жидкости установлен в трубопроводе перед циркуляционным насосом и совместно с датчиком 11 температуры наддувочного воздуха подключены к сигнализатору 21 разности температур. Последний связан с преобразователем 24. Второй датчик 13 температуры охлаждающей жидкости установлен в водяной полости охладителя 2 наддувочного воздуха и сообщен с преобразователем 24. Преобразователь 24 связан с регулятором 17 температуры наддувочного воздуха и программным задатчиком 19 температурного режима. Датчик 12 температуры масла связан с регулятором 18 температуры масла, последний сообщен с регулирующим устройством 20, связанным с реле 23, к которому подключен регулятор

17 температуры наддувочного воздуха, второй 15 и третий 16 клапаны перепуска. Ре20

55 гулятор 18 температуры масла связан с трехходовым клапаном 14 и приводом 6 вентилятора 5.

Система охлаждения работает следующим образом.

На режимах высоких нагрузок и при высоких температурах окружающей среды весь поток охлаждающей жидкости пропускается через радиатор 4 и маслоохладитель 1. Трехходовой клапан 14 перекрывает канал 7 перепуска. Второй клапан 15 перепуска полностью закрыт, а третий клапан 16 перепуска полностью открыт. Теплоотвод в радиаторе 4 и маслоохладителе 1 максимальный.

На режимах средних нагрузок и при пониженных, по сравнению с заданной, температурах окружающей среды трехходовой клапан 14 частично перепускает охлаждающую жидкость мимо радиатора 4 по каналу 7 перепуска. Расход жидкости через радиатор 4 снижается, ее температура на выходе из радиатора 4 уменьшается. Второй клапан

15 перепуска полностью открыт, а третий клапан 16 перепуска полностью закрыт. Охлаждающая жидкость пониженной температуры непосредственно из радиатора 4 направляется в охладитель 2 наддувочного воздуха. Температура наддувочного воздуха при этом также снижается.

На режимах малых нагрузок, когда температура наддувочного воздуха ниже температуры охлаждающей жидкости, выключается подогрев наддувочното воздуха в охладителе 2 наддувочного воздуха. Второй клапан 15 перепуска перепускает через охладитель 2 наддувочного воздуха минимальный расход охлаждающей жидкости во избежание размораживания охладителя 2 наддувочного воздуха на режимах под нагрузкой и оптимальный по расходу топлива расход охлаждающей жидкости на холостом ходу.

Клапаны 14 — 16 перепуска управляются автоматически с помощью регуляторов 7 и 18. Регулятор 18 температуры масла, например пневматический обратного действия, имеет диапазон давления управления (Π— 1).

Когда температура масла превышает заданное значение, давление управления регулятора 18 температуры масла снижается. При значениях давления управления регулятора 18 (Π— 0,2) вентилятор 5 имеет максимальную производительность (например, за счет установки его лопастей на максимальный угол атаки), трехходовой клапан 14 полностью перекрывает канал 7 перепуска, пропуская весь поток охлаждающей жидкости через радиатор 4. Давление управления регулятора 18 температуры масла преобразуется в регулирующем устройстве 20 в сигнал управления постоянной величины, равной нулю при давлении управления регулятора (Π— 0,3) или единице при давлении управления регулятора (0,3 — 1). Этот сиг1580042

10

25

Формула изобретения

50 нал поступает на реле 23, которое в зависимости от того, равен ли сигнал управления 0 или 1, соединяет регулятор 17 температуры наддувочного воздуха соответственно с клапаном 16 или 15 перепуска. В то же время, когда один из этих клапанов открыт частично или полностью, второй закрыт. При повы-. шенных температурах масла клапан 15 перепуска закрыт, весь поток охлаждающей жидкости из радиатора 4 пропускается через маслоохладитель 1, теплоотвод в котором максимальный.

Регулятор 17 температуры наддувочного воздуха имеет пневматический сигнал управления, прямой и обратный в зависимости от знака разности температур наддувочного воздуха и охлаждающей жидкости на режимах высоких нагрузок. Когда температура наддувочного воздуха выше температуры охлаждающей жидкости, сигнал управления прямой. Давление управления регулятора 17 температуры наддувочного воздуха повышается, достигая максимальной величины, равной 1, поскольку величина температуры охлаждающей жидкости в этом случае выше заданной. Заданная температура выбирается исходя из условия недопустимости размораживания охладителя 2 наддувочного воздуха (5 С). Таким образом, при повышенных температурах масла на клапан 16 поступает сигнал регулятора 17 температуры наддувочного воздуха на полное открытие. Полный поток охлаждающей жидкости за маслоохладителем 1 разделяется на два равных потока, один из которых проходит через охладитель 2 наддувочного воздуха, а второй — по каналу 9 перепуска.

Поскольку величина расхода охлаждающей жидкости в системе выбирается исходя из требований к охлаждению масла, то снижение полного расхода через охладитель 2 наддувачного воздуха вдвое незначительно сказывается на степени охлаждения наддувочного воздуха. При снижении температуры масла в результате снижения температуры окружающей среды или нагрузки повышается давление управления регулятора 18 температуры масла (свыше, например, 0,2) .

При этом трехходовой клапан 14 перепускает часть потока охлаждающей жидкости мимо радиатора 4. Сигнал управления регулирующим устройством 20 становится равным 1.

Реле 23, управляемое этим сигналом, соединяет с регулятором 17 температуры наддувочного воздуха клапан 15. Клапан 16 полностью закрыт. Охлаждающая жидкость из радиатора 4 по каналу 8 перепуска через клапан 15 поступает в охладитель 2 наддувочного воздуха. При этом температура охлаждающей жидкости на входе в охлади- . тель 2 наддувочного воздуха ниже температуры охлаждающей жидкости на выходе из маслоохладителя 1. Регулятор 17 температуры наддувочного воздуха отрабатывает на полное открытие клапана 15, поскольку на данных режимах температура наддувочного воздуха выше температуры охлаждающей жидкости.

На малых нагрузках температура наддувочного воздуха становится ниже температуры охлаждающей жидкости. Сигнализатор 21 разности температур замыкает контакты 22 электропневматического преобразователя 24. При этом входы в регулятор 7 сигналов второго датчика 13 температуры охлаждающей жидкости и программного задатчика 19 температурного режима меняются местами, а сигнал регулятора 17 меняется на обратный. Давление управления регулятора 17 уменьшается, клапан 15 закрывается. Расход жидкости через охладитель 2 наддувочного воздуха уменьшается или совсем прекращается. Температура охлаждающей жидкости в охладителе 2 наддувочного воздуха при этом не ниже, например, 5 С на режимах работы под нагрузкой, а на холостом ходу равна, например, 40 Г.

Два уровня задания температур обеспечиваются программным задатчиком 19 регулятора 17.

Таким образом, система охла жде ни я двигателя внутреннего сгорания позволяет снизить температуру наддувочного воздуха на режимах, отличных от номинального. а при пониженных температурах окружающей среды даже на номинальном режиме снижаются расход топлива двигателем, ег<, дымность и теплонапряженность.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая контур циркуляции охлаждающей жидкости через маслоохладитель и охладитель наддувочного воздуха и связывающие их трубопроводы, циркуляционный насос и теплообменник, включенные в этот контур, каналы перепуска охлаждающей жидкости мимо теплообменника и маслоохладителя, первый и второй датчики температуры охлаждающей жидкости и датчик температуры масла, первый и второй клапаны перепуска с регуляторами, причем первый клапан перепуска выполнен в виде трехходового клапана, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества регулирования температуры теплоносителей, система снабжена вентилятором, приводом вентилятора, каналом перепуска охлаждающей жидкости мимо охладителя наддувочного воздуха, третьим клапаном перепуска, датчиком температуры наддувочного воздуха, программным задатчиком температурного режима, регулирующим устройством, реле, сигнализатором разности температур, преобразователем и обратным клапаном, причем теплообменник выполнен в виде радиатора, маслоохладитель установлен между радиатором и охладителем

1580042

Составитель Н. Лапушкин

Редактор О. Головач Техред А. Кравчук Корректор М Самборская

Заказ 1997 Тираж 441 Подписное

BHhHTIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г Ужгород, ул. Гагарина, 1О! наддувочного воздуха, первый датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в трубопроводе на входе в циркуляционный насос, первый клапан перепуска установлен в стыке перепускного канала радиатора с трубопроводом, соединяющим радиатор с маслоохладителем, в том же трубопроводе установлен обратный клапан, и первый клапан перепуска выполнен с регулируемыми проходными сечениями, второй клапан перепуска установлен в перепускном канале маслоохладителя, третий клапан перепуска установлен в трубопроводе, соединяющим маслоохладитель с охладителем наддувочного воздуха, между перепускными каналами, датчик температуры охлаждающей жидкости и датчик температуры наддувочного воздуха подключены к сигнализатору разности температур, последний связан с преобразователем, второй датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в водяной полости охладителя наддувочного воздуха и сообщен с преобразователем, преобразователь связан с регулятором температуры наддувочного воздуха и програмным задатчиком температурного режима, датчик температуры масла связан с регулятором температуры масла, последний сообщен с регулирующим устройством, связанным с реле, к которому подключен регулятор температуры наддувочного воздуха, второй и третий клапаны перепуска, а регулятор температуры масла, связан с трехходовым клапаном и приводом вентилятора.