Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит последовательно соединенные рубашку охлаждения 1, радиатор 9 и нзсос 6, подключенный напорным патрубком к входу рубашки охлаждения 1 и всасывающим к нижнему бачку радиатора 9, верхний бачок которого соединен с выходом рубашки охлаждения 1 посредством основной магистрали 7 с установленным в ней управляемым клапаном 4, байпасной магистрали 8, подсоединенной одним концом к основной магистрали между управляемым клапаном 4 и выходом рубашки охлаждения 1, а другим концом к всасывающему патрубку насоса 6, и блок управления 3, связанный выходом с управляемым клапаном 4, а входом с датчиком температуры охлаждающей жидкости 2 и режимных параметров двигателя , в байпасной магистрали 8 размещен дополнительный управляемый запорный орган 5, связанный с выходом блока управления 3, выполненный с возможностью изменения проходного сечения независимо от управляемого клапана 4 в основной магистрали 7, 2 ил. ч

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 01 P 3/20!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4713?61/06 (22) 18.04,89 (46) 30.10.92, Бюл. М 4С (71) Ярославский политехнический институт (72) M.E.Äèñêèí, А.Л.Нове":ников и О,Г,Несиоловский (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 478951, кл. F 01 0 7/14, 1975.

2. Заявка Франции М 2388994, кл. F 01 Р 3/10, опублик. 1978, (54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Сущность изобретения: система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содер>кит. последовательно соединенные рубашку охлаждения 1. радиатор 9 и насос

6, подключенный напорным патрубком к входу рубашки охлаждения 1 и всасывающим к нижнему бачку радиатора 9, верхний. Ж 1772366 А1 бачок которого соединен с выходом рубашки охлаждения 1 посредством основной магистрали 7 с установленным в ней управляемым клапаном 4, байпасной магистрали 8, подсоединенной одним концом к основной магистрали между управляемым клапаном 4 и выходом рубашки охлаждения

1, а другим концом к всасывающему патрубку насоса 6, и блок управления 3, связанный выходом с управляемым клапаном 4, а входом с датчиком температуры охлаждающей жидкости 2 и режимных параметров двигателя, в байпасной магистрали 8 размещен дополнительный управляемый запорный орган 5, связанный с выходом блока управления 3, выполненный с возможностью изменения проходного сечения независимо от управляемого клапана 4 в основной магистрали 7, 2 ил.

1772366

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в системах охлаждения двигателей.

Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, регулирующая тепловое состояние двигателя путем изменения циркуляции охлаждающей жидкости через рубашку охлаждения двигателя и радиатор, что осуществляется изменением проходного сечения клапанов, установленных в основной магистрали, соединяющей рубашку охлаждения <; радиатором и жидкостным насосом, и в байпасной магистрали, соединяющей рубашку охлаждения двигателя сжидкостным насосом,,минуя радиатор (11. Причем при увеличении проходного сечения одного клапана уменьшают проходное сечение другого. Управление клапанами осуществляется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.

Основными недостатками этого способа регулирования является относительно узкий диапазон изменения циркуляции через рубашку охлаждения и постоянство величины потребляемой .мощности на перекачивание жидкости в зависимости от величины проходного сечения клапанов. что сказывается на КПД двигателя.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной является система ох- лаждения, осуществляющая регулирование .теплового состояния двигателя посредством автоматического дистанционного управления клапаном, установленным в магистрали, соединяющей полости двигателя с радиатором (2f.

Недостатком этой системы охлаждения является то, что изменение циркуляции через полости двигателя связано с изменением циркуляции через радиатор. Это затрудняет обеспечение оптимального режима циркуляции в системах охлаждения с воздушно-жидкостными радиаторами.

Целью изобретения является расширение диапазона циркуляции .охлаждающей жидкости для улучшения характеристик двигателя по надежности и расходу топли-, ва.

Эта цель достигается тем, что s основной магистрали, соединяющей рубашку охлаждения двигателя с радиатором и жидкостным насосом, устанавливается клапан с автоматически изменяемым проходным сечением в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, измеряемой датчиком. и параметров, характеризующих режим работы двигателя, а также размещением в байпасной магистрали, соединяющей рубашку охлаждения с жидкостным насосом, минуя радиатор, запорного органа с переменным проходным сечением, управляемым тем же блоком управления, что и клапан в основной магистрали, но не5 зависимо от этого клапана, На фиг.1 показана схема предлагаемой системы охлаждения; на фиг. 2 —. характеристика жидкостного насоса с наложенными на ее кривыми гидравлического сопротивле10 ния магистралей системы охлаждения при различных положениях клапана и запорного органа.

Система охлаждения включает в себя рубашку охлаждения двигателя 1, на входе

15 в которую установлен датчик температуры

2, связанный с блоком управления 3, последний формирует сигнал для управления клапаном 4 и запорным органом 5, от сочетания проходных сечений которых зависит

20 расходная характеристика насоса 6, соединяемого с помощью магистралей 7 и 8 с радиатором 9.

Пример конкретного выполнения, При работе двигателя внутреннего сго25 рания 1 измеряют температуру охлаждающей жидкости датчиком температуры 2, частоту вращения коленчатого вала (на схеме не показан), нагрузку двигателя путем определения положения органа топливопо30 дачи (на схеме не показан), подают результаты измерений в.виде электрических сигналов нв блок управления 3, в котором формируют значение требуемой температуры в зависимости от частоты вращения и

35 нагрузки двигателя, сравнивают полученное значение с измеренным и формируют убавляющий сигнал. 8 зависимости от управляющего сиЬала m блока управления 3 изменяат проходные сечения клапана 4 и

40 запорного органа 5 (в данном примере клапан, аналогичный клапану 4) независимо друг от друга. Напор жидкостного насоса 5 в зависимости от величины циркуляции охлаждающей жидкости изменяется по êðð45 вой Ю. а потребляемая им мощность — по кривой 11. Ари малой нагрузке двигателя и низкой частоте вращения коленчатого вала двигателя в блоке управления 3 формируют значение требуемой температуры на уровне

50 116-12ФС, сравнивая это значение с измеренным значением температуры охлаждающей жйдкости, например 60 С, в блоке управления 3 формируют сигнал на закрытие клапанов 4, 5, При поступлении сигнала

55 на закрытие обоих клапанов 4, 5 для обеспечения устойчивой работы системы осуществляют циркуляцию через магистраль, в которой установлен датчик температуры 2, для чего оставляют в клапане 5 открытым небольшое проходное сечение для обеспе1772366 чения безаварийной работы. Сопротивление циркуляции жидкости при этом соответствует кривой 12, величина циркуляции соответствует точке 13 (10 расхода при полностью открытых клапанах), потребляе- 5 мая насосом мощность — точке 14 (11 наибольшей потребляемой мощности), По мере увеличения нагрузки двигателя и частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличиваются потребности двигателя в тепло- 10 отводе, в блоке управления 3 формируют значение требуемой температуры на уровне

90 — 100 С, сравнивая это значение с измеренным значением температуры охлаждающей жидкости, например 80 С, в блоке t5 управления 3 формируют сигнал на открытие клапана 5. Сопротивление циркуляции жидкости при полном открытии клапана 5 соответствует кривой 15, величина циркуляции соответствует точке,6 (56 расхода 20 при полностью открь тых клапанах), потребляемая насосом мощность — точке 17 (34% наибольшей потребляемой мощности). При дальнейшем увеличении потребности дви. гателя в теплоотводе в блоке управления 3 25 формируют значение требуемой температуры на уровне 85 — 90 С, сравнивая зто значение с измеренным значением температуры охлаждающей жидкости, например 80 С, в блоке управления формируют сигнал на от- 30 крытие клапана 4 и закрытие клапана 5.

Сопротивление циркуляции жидкости при полном открытии клапана 4 и закрытом клапане 5 соответствует кривой 18, величина циркуляции соответствует точке 19 (63Я 35 расхода при полностью открытых клапанах), потребляемая насосом мощность — точке 20 (40%О наибольшей потребляемой мощности). При необходимости дальнейшей интенсификации теплоотвода от двигателя, 40 когда значение измеренной температуры равно -значению требуемой температуры, при открытом клапане 4 открывают клапан

5. Сопротивление циркуляции жидкости при полном открытии клапанов 4 и 5 соответствует кривой 21, величина циркуляции соответствует точке 22 (100ф, расхода при полностью открытых клапанах), потребляемая насосом мощность — точке 23 (100% наибольшей потребляемой мощности).

Использование предлагаемой системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания обеспечивает соответствие интенсивности теплоотвода режиму работы двигателя и сокращение затрат мощности .на циркуляцию охлаждающей жидкости на режимах, не требующих интенсивного теплоотвода.

Формула изобретения

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая последовательно соединенные рубашку охлаждения, радиатор и насос, подключенный напорным патрубком к входу рубашки охлаждения, а всасывающим — к нижнему бачку радиатора, верхний бачок которого соединен с выходом рубашки охлаждения посредством основной магистрали с установленным в ней управляемым клапаном, байпасной магистралью, подсоединенной одним концом к основной магистрали между управляемым клапаном и выходом рубашки охлаждения, а другим концом — к всасывающему патрубку насоса, и блок управления, связанный выходом с управляемым клапаном, а выходом — с датчиком температуры охлаждающей жидкости и режимных параметров двигателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, в байпасной магистрали размещен дополнительный управляемый запорный орган, связанный с выходом блока управления, выполненный с возможностью изменения проходного сечения независимо от управляемого клапана s Основной магистрали, 1772366

Составитель M. Дискин

Техред М.Моргентал Корректор О. Юрковецкая

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3825 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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