Охлаждающее устройство для двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: транспортное машиностроение. Сущность изобретения: устройство содержит центростремительный вентилятор с приводом, установленным на платформе, спрямляющий аппарат, теплообменные элементы, установленные по окружности и соединенные между собой верхним и нижним коллекторами, и лопатки. Лопатки расположены с внешней стороны теплообменных элементов и закреплены вместе с ними на подвижной части платформы. Коллекторы связаны с входным и выходным патрубками посредством дополнительных коллекторов. На стыках последних с подвижной и неподвижной частями платформы установлено уплотнение. Для охлаждения атмосферным воздухом жидкости, циркулирующей в теплообменных элементах, включают привод вентилятора, приводящий во вращение вентилятор, теплообменные элементы и лопатки. Лопатки направляют воздух на движущиеся рядом теплообменные элементы и охлаждают циркулирующую в них жидкость. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкциям охлаждающих устройств локомотивов.

Известны охлаждающие устройства тепловозов, содержащие осевые вентиляторы, расположенные на крыше и панели радиаторов, установленные вдоль боковых стенок кузова, соединенные воздуховодами с упомянутыми вентиляторами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является охлаждающее устройство для дви гателя внутреннего сгорания, содержащее центростремительный вентилятор с приводом, установленным на платформе, спрямляющий аппарат с поворотными лопатками, теплообменные элементы, установленные по окружности и соединенные между собой верхними и нижними кольцевыми коллекторами, нижний из которых закреплен на платформе.

Недостатком прототипа является то, что его теплообменные элементы расположены перед вентилятором. Охлаждающий воздух, прежде чем попасть на лопатки вентилятора, должен пройти по многочисленным щелевым каналам миллиметрового размера теплообменного элемента, что увеличивает аэродинамическое сопротивление на участке всасывания. Известно, что характеристики центробежных вентиляторов особенно чувствительны к повышению сопротивления во всасывающей части и при его возрастании переходят в неустойчивый режим работы, но устойчиво работают при возрастании сопротивления в напорном участке сети. Отмеченный недостаток прототипа в определенных условиях может существенно снизить эффективность охлаждающего устройства.

Задача изобретения интенсификация охлаждения и повышение его эффективности.

Технический результат от использования изобретения заключается в увеличении общего потока воздуха, пропускаемого через теплообменные элементы без увеличения мощности привода вентилятора и в уменьшении аэродинамических потерь с одновременным улучшением условий обдува теплообменных элементов.

Поставленная задача достигается тем, что в охлаждаемом устройстве для двигателя внутреннего сгорания, содержащем центростремительный вентилятор с приводом, установленным на платформе, спрямляющий аппарат с поворотными лопатками, теплообменные элементы, установленные по окружности и соединенные между собой верхним и нижним кольцевыми коллекторами, нижний из которых закреплен на платформе, платформа состоит из подвижной и неподвижной частей, лопатки центростремительного вентилятора расположены с внешней стороны теплообменных элементов и вместе с ними закреплены на подвижной части платформы, верхний и нижний кольцевые коллекторы связаны с входным и выходным патрубками посредством дополнительных коллекторов, один из которых соединен с верхним кольцевым коллектором, а другой выполнен в виде установленной на неподвижной части платформы емкости с открытой верхней частью, соединенной установленными внутри подвижной части платформы трубами, и связан с нижним кольцевым коллектором, причем на стыках дополнительных коллекторов с подвижной и неподвижной частями платформы установлено уплотнение. Новым является и то, что подвижная часть платформы снабжена опорами, установленными на элементах качения, а в зоне выхода воздуха из внутренней полости устройства установлены лопатки осевого бесприводного вентилятора. Лопатки центростремительного вентилятора установлены с возможностью поворота приводом относительно его колеса.

На фиг. 1 изображено предлагаемое охлаждающее устройство, фронтальная проекция; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Охлаждающее устройство для двигателя внутреннего сгорания содержит центростремительный вентилятор 1 с приводом 2, установленном на платформе 3, спрямляющий аппарат 4 с поворотными лопатками 5, теплообменные элементы 6, установленные по окружности и соединенные между собой верхним 7 и нижним 8 кольцевыми коллекторами, нижний из которых закреплен на платформе 3.

Платформа 3 состоит из подвижной 9 и неподвижной 10 частей, а лопатки 11 вентилятора 1 расположены с внешней стороны теплообменных элементов 6, вместе с ними закреплены на подвижной 9 части платформы 3, а верхний 7 и нижний 8 кольцевые коллекторы связаны с входным 12 и выходным 13 патрубками посредством дополнительных коллекторов 14 и 15, из которых коллектор 14 соединен с верхним коллектором 7 и установлен в подвижной части платформы 9, а коллектор 15 выполнен в виде установленной на неподвижной части 10 платформы емкости с открытой верхней частью, соединенной установленными внутри подвижной части 9 платформы, трубками 16, и связан с нижним кольцевым коллектором 8, причем на стыках коллекторов 14 и 15 с подвижной 9 и неподвижной 10 частями платформы 3 установлено уплотнение 17. Подвижная часть 9 платформы снабжена опорами 18, установленными на элементах 19 качения.

В зоне выхода воздуха из внутренней полости устройства установлены лопатки осевого бесприводного вентилятора 20. Лопатки 11 вентилятора 1 установлены с возможностью поворота приводом 21 относительно его колеса. В верхней подвижной части 9 платформы 3 расположен кольцевой коллектор 7, к которому подсоединены теплообменные элементы 6, а также трубы 22, связанные с дополнительным коллектором 14.

Каждая поворотная лопатка 11 вентилятора 1 закреплена на неподвижной кольцевой раме 23 своей концевой осью 24 с рычагом 25 для поворота, который входит в зацепление с подвижным по кругу относительно неподвижной рамы 23 кольцом 26: Перемещение кольца 26 относительно рамы 23 осуществляется приводом 21, выполненным в виде пневмоцилиндра 27 с поршнем 28 и рычагом 29, установленным с возможностью поворота относительно оси 30.

Охлаждающее устройство работает следующим образом.

С момента запуска силовой установки во всей проточной системе охлаждающего устройства производят прокачку охлаждаемой жидкости. Охлаждаемая жидкость из системы дизеля поступает через входной патрубок 12 в дополнительный неподвижный коллектор 15 с открытой верхней частью, граничащей с нижней стенкой подвижной части 9 платформы 3. Из коллектора 15 по трубам 16 вода поступает посредством нижнего кольцевого коллектора 8 в теплообменные элементы 6, где, охлаждаясь, достигает верхнего кольцевого коллектора 7, откуда по трубам 22 поток воды совершает возвратный ход вниз к дополнительному коллектору 14, расположенному в нижней подвижной части 9 платформы 3, контактирующей с неподвижной кольцевой системой выходного патрубка 13 посредством уплотнений 17, благодаря которым поток воды из подвижной системы без потерь переходит к неподвижной и через патрубок 13 возвращается в дизель.

Для охлаждения атмосферным воздухом жидкости, циркулирующей в теплообменных элементах 6, включается в работу привод 2 вентилятора 1, подсоединенный к фланцу 31, который приводит во вращение и вентилятор 1, и теплообменные элементы 6, и все остальное сооружение охлаждающего устройства, смонтированное на подвижной части 9 платформы 3. В результате вращения лопатки 11 вентилятора 1, врезаясь в окружающий воздух, захватывают и направляют его непосредственно в воздушные каналы движущихся рядом теплообменных элементов 6. Жидкость, циркулируя во внутренних полостях теплообменных элементов 6, охлаждается. Одновременно лопатки осевого бесприводного вентилятора 20 во время работы совершают вращательное движение синхронно со всей надстройкой подвижной части 9 платформы 3. При этом скорость движения лопаток вентилятора 20 больше скорости потока воздуха в этой выходной зоне и тем самым упомянутый вентилятор своим движением увлекает воздух, придавая ему дополнительный импульс энергии, который компенсирует затраты на поворот потока, способствуя повышению эффективности охлаждающего устройства. По окончании рабочего процесса и остановки вентилятора 1 его поворотные лопатки 11 из открытого положения могут быть переведены в закрытое, как это показано на одной части проекции на фиг. 2.

Поворот лопаток 11 осуществляется следующим образом. Воздух из пневмосистемы поступает во внутреннюю полость пневмоцилиндра 27, поршень 28 перемещается, увлекая за собой рычаг 29, который поворачивается вокруг оси 30 и передвигает кольцо 26 по кругу относительно неподвижной рамы 23, увлекая находящиеся в зацеплении рычаги поворота 25 осей 24, которые поворачивают лопатки 11 в закрытое положение. В последнем случае лопатки 11 центростремительного вентилятора 1 будут исполнять дополнительную функцию функцию боковых жалюзи, которые обычно используются как отдельный узел и устанавливают перед теплообменными элементами 6 на известных охлаждающих устройствах тепловозов.

Формула изобретения

1. ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее центростремительный вентилятор с приводом, установленным на платформе, спрямляющий аппарат с поворотными лопатками, теплообменные элементы, установленные по окружности и соединенные между собой верхним и нижним кольцевыми коллекторами, нижний из которых закреплен на платформе, отличающееся тем, что платформа состоит из подвижной и неподвижной частей, лопатки центростремительного вентилятора расположены с внешней стороны теплообменных элементов и вместе с ними закреплены на подвижной части платформы, верхний и нижний кольцевые коллекторы связаны с входным и выходным патрубками посредством дополнительных коллекторов, один из которых, соединенный с верхним кольцевым коллектором, установлен в подвижной части платформы, а другой выполнен в виде установленной на неподвижной части платформы емкости с открытой верхней частью, соединенной установленными внутри подвижной части платформы трубами, и связан с нижним кольцевым коллектором, причем на стыках дополнительных коллекторов с подвижной и неподвижной частями платформы установлено уплотнение.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижная часть платформы снабжена опорами, установленными на элементах качения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в зоне выхода воздуха из внутренней полости устройства установлены лопатки осевого бесприводного вентилятора.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопатки центростремительного вентилятора установлены с возможностью поворота приводом относительно его колеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2