Регулятор температуры теплоносителей тепловой машины


 


Владельцы патента RU 2439344:

Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") (RU)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для автоматического поддержания на заданном уровне температуры теплоносителей тепловой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания. Регулятор температуры теплоносителей тепловой машины, содержащий преобразователи температуры воды и масла, электропневматические вентили, управляющие подачей воздуха в пневмоцилиндры открытия жалюзи контуров охлаждения масла и воды, автоматический привод гидромуфты переменного наполнения привода вентилятора, вентилятор холодильной камеры, жалюзи контуров охлаждения воды и масла, снабжен микропроцессорным контроллером, подключенным своими входами к выходам преобразователей температуры воды и масла, первый и второй выходы микропроцессорного контроллера подключены к входам электропневматических вентилей, а третий выход микропроцессорного контроллера подключен к входу исполнительного механизма управления автоматическим приводом гидромуфты переменного наполнения привода вентилятора, причем микропроцессорный контроллер содержит блоки вычисления скорости изменения температуры, охлаждающего масла и охлаждающей воды, два сумматора, два пороговых устройства, два блока сравнения, четыре нормирующих блока и блок выделения максимума. Изобретение обеспечивает повышение экономичности и надежности работы тепловой машины за счет повышения точности и снижения величины колебаний температур охлаждающего масла и воды. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для автоматического поддержания на заданном уровне температуры теплоносителей тепловой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания.

Известен регулятор температуры охлаждающей среды тепловой машины, содержащий датчик температуры охлаждающей среды и датчик мощности, снабженные каждый усилителем, связанные между собой при помощи соединительного канала; основной и дополнительный сумматоры, каждый из которых снабжен тремя входными и одним выходным патрубками, вентилятор с приводом, подключенным к выходному патрубку основного сумматора, реле, включенное в электрическую цепь управления жалюзи холодильника и подсоединенное к выходному патрубку основного сумматора, причем основной сумматор подключен при помощи своих входных патрубков к источнику сжатого рабочего тела, усилителю датчика температуры охлаждающей среды и к выходному патрубку дополнительного сумматора, дополнительный сумматор подключен к источнику сжатого рабочего тела и датчику мощности, входные патрубки усилителей датчиков подключены к источнику сжатого рабочего тела (SU, авторское свидетельство №1321864, кл. F01P 7/00, опубл. 1987 г.).

Недостатком известного регулятора является недостаточная точность поддержания температуры охлаждающей среды тепловой машины.

Известен регулятор температуры охлаждающей среды тепловой машины, содержащий датчик температуры охлаждающей среды и датчик мощности, связанные через основной сумматор на два входа пневматическим сигналом с исполнительным механизмом привода вентилятора системы охлаждения тепловой машины и с реле давления, включенным в электрическую цепь управления жалюзи холодильника, а также содержащий датчик температуры наружного воздуха и дополнительный сумматор пневматических сигналов на два входа с переменным коэффициентом передачи, причем последний выполнен в виде пропорционального звена, состоящего из рычага с двумя опорами, одна из которых подвижна относительно этого рычага и связана с датчиком температуры наружного воздуха, а другая опора в виде мембраны соединена с датчиком мощности машины, и усилителя, вход которого соединен с пропорциональным звеном, а выход - с входом основного сумматора (SU, авторское свидетельство №1094974, кл. F01P 7/00, опубл. 1984 г.).

Недостатком известного регулятора также является недостаточная точность поддержания температуры охлаждающей среды тепловой машины, наличие колебательных процессов, что уменьшает надежность работы тепловой машины и снижает ее экономичность.

Известен регулятор температуры теплоносителей тепловой машины, принятый за прототип, содержащий преобразователи температуры воды и масла, электропневматические вентили, управляющие подачей воздуха в пневмоцилиндры, автоматический привод с управлением от преобразователей температуры воды и масла, воздействующий на гидромуфту переменного наполнения привода вентилятора, вентилятор холодильной камеры, жалюзи контуров охлаждения воды и масла, а также управляющие работой жалюзи датчики-реле температуры воды и масла (Тепловоз 2М62: экипажная часть, электрическое и вспомогательное оборудование. С.П.Филонов, А.Е.Зиборов, В.В.Разумейчик и др. - М.: Транспорт, 1987. - Стр.37-45, рис.23.).

Недостатками известного регулятора являются недостаточная точность и значительные колебания температур охлаждающего масла и охлаждающей воды из-за релейного принципа работы, что снижает экономичность и надежность тепловой машины и ее охлаждающего устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение экономичности и надежности работы тепловой машины за счет введения корректирующих сигналов по скорости изменения температур теплоносителей, что обеспечивает повышение точности и снижение величин колебаний температур охлаждающего масла и охлаждающей воды.

Указанный технический результат достигается тем, что регулятор температуры теплоносителей тепловой машины, содержащий преобразователи температуры воды и масла, электропневматические вентили, управляющие подачей воздуха в пневмоцилиндры открытия жалюзи контуров охлаждения масла и воды, автоматический привод гидромуфты переменного наполнения привода вентилятора, вентилятор холодильной камеры, жалюзи контуров охлаждения воды и масла, снабжен микропроцессорным контроллером, подключенным своими входами к выходам преобразователей температуры воды и масла, первый и второй выходы микропроцессорного контроллера подключены к входам электропневматических вентилей, а третий выход микропроцессорного контроллера подключен к входу исполнительного механизма управления автоматическим приводом гидромуфты переменного наполнения привода вентилятора, причем микропроцессорный контроллер содержит блоки вычисления скорости изменения температуры охлаждающего масла и охлаждающей воды, два сумматора, два пороговых устройства, два блока сравнения, четыре нормирующих блока и блок выделения максимума.

На чертеже представлена схема регулятора температуры теплоносителей тепловой машины.

Регулятор температуры теплоносителей тепловой машины содержит преобразователи температуры охлаждающего масла 1 и воды 2, электропневматические вентили 3 и 4, управляющие подачей воздуха в пневмоцилиндры 5 и 6 открытия жалюзи 7 и 8 контуров охлаждения масла и воды соответственно, исполнительный механизм 9 управления автоматическим приводом 10 гидромуфты 11 переменного наполнения привода вентилятора 12, микропроцессорный контроллер 13, подключенный своими входами к выходам преобразователей температуры 2 и 1 воды и масла соответственно, первый и второй выходы микропроцессорного контроллера 13 подключены соответственно к входам электропневматических вентилей 3 и 4, а третий выход микропроцессорного контроллера 13 подключен к входу исполнительного механизма 9 управления автоматическим приводом 10 гидромуфты 11 переменного наполнения привода вентилятора 12, причем микропроцессорный контроллер 13 включает в себя блоки вычисления скорости изменения температуры охлаждающего масла 14 и охлаждающей воды 15, сумматоры 16 и 17, пороговые устройства 18 и 19, блоки сравнения 20 и 21 и нормирующие блоки 22, 23, 24 и 25, блок выделения максимума 26.

Работа регулятора осуществляется следующим образом.

Микропроцессорный контроллер 13 по сигналам с преобразователей 1 и 2 температуры охлаждающего масла и воды соответственно в блоках вычисления скорости изменения температуры охлаждающего масла 14 и охлаждающей воды 15 вычисляет величины скоростей изменения температур охлаждающего масла и охлаждающей воды по формуле вычисления первой разности:

dTм/dt=(Tмi-Tмi-1)/(ti-ti-1)

dTв/dt=(Tвi-Tвi-1)/(ti-ti-1),

где

dTм/dt - скорость изменения температуры охлаждающего масла;

Tмi и Tмi-1 - значения температуры охлаждающего масла в моменты времени ti и ti-1;

dTв/dt - скорость изменения температуры охлаждающей воды;

Tвi и Tвi-1 - значения температуры охлаждающей воды в моменты времени ti и ti-1.

Далее микропроцессорным контроллером 13 посредством нормирующих блоков 24 и 24 и сумматоров 16 и 17 вычисляются значения скорректированных температур охлаждающего масла Тмк и охлаждающей воды Твк в соответствии со следующими выражениями:

Tмк=kм·(dTм/dt)+Tмi

Tвк=kв·(dTв/dt)+Tвi,

где

kм и kв - нормирующие коэффициенты блоков 24 и 25 соответственно.

Задаются требуемые уставки T14 по температурам охлаждающего масла и охлаждающей воды и подаются на входы пороговых устройств 18 и 19 (выходы пороговых устройств 18 и 19 являются соответственно первым и вторым выходами микропроцессорного контроллера 13):

1) уставка закрытия жалюзи 7 контура охлаждения масла Тмк<T1;

2) уставка закрытия жалюзи 8 контура охлаждения воды Твк<T2;

3) уставка открытия жалюзи 7 контура охлаждения масла Тмк3;

4) уставка открытия жалюзи 8 контура охлаждения воды Твк>T4.

Кроме того, задаются требуемые уставки Т5 и Т6 по температурам охлаждающего масла и охлаждающей воды и подаются на входы блоков сравнения 20 и 21:

5) уставка управления вентилятором 12 по температуре охлаждающего масла Тмк5;

6) уставка управления вентилятором 12 по температуре охлаждающей воды Твк6.

Например, если при работе тепловой машины происходит увеличение скорректированной температуры охлаждающего масла Тмк, то при достижении этой температурой величины уставки Т3 микропроцессорный контроллер 13 включает электропневматический вентиль 3, открывая тем самым жалюзи 7 контура охлаждения масла посредством пневмоцилиндра 5.

Если при работе тепловой машины происходит уменьшение скорректированной температуры охлаждающего масла Тмк, то при достижении этой температурой величины уставки T1 микропроцессорный контроллер 3 выключает электропневматический вентиль 3, закрывая тем самым посредством пневмоцилиндра 5 жалюзи 7 контура охлаждения масла.

Аналогично производится управление открытием и закрытием жалюзи 8 контура охлаждения воды.

Если при работе тепловой машины происходит дальнейшее увеличение скорректированной температуры охлаждающего масла Тмк, то при достижении этой температурой величины уставки Т5 микропроцессорный контроллер 13 начинает управлять исполнительным механизмом 9 управления автоматическим приводом 10 гидромуфты 11, увеличивая скорость вращения вентилятора 12. Величина управляющего воздействия на исполнительный механизм 9 по температуре масла рассчитывается микропроцессорным контроллером 13 в соответствии со следующим выражением:

hм=kим·(Тмк5),

где

hм - управляющее воздействие на исполнительный механизм 9 по температуре масла;

kим - нормирующий коэффициент блока 22.

Аналогично рассчитывается величина управляющего воздействия на исполнительный механизм 9 по температуре воды:

hв=kив·(Твк6),

где

hв - управляющее воздействие на исполнительный механизм 9 по температуре воды;

kив - нормирующий коэффициент блока 23.

Из двух полученных величин управляющего воздействия hм и hв на выходах нормирующих блоков 22 и 23, подключенных своими выходами к входам блока 26 выделения максимума, выход которого является третьим выходом микропроцессорного контроллера 13, выбирается максимальное значение и подается на вход исполнительного механизма 9 управления автоматическим приводом 10 гидромуфты 11, изменяя соответствующим образом скорость вращения вентилятора 12, что позволяет повысить точность, снизить величину колебаний температуры теплоносителей тепловой машины, а также повысить надежность и экономичность работы тепловой машины.

Регулятор температуры теплоносителей тепловой машины, содержащий преобразователи температуры охлаждающего масла и воды, электропневматические вентили, управляющие подачей воздуха в пневмоцилиндры открытия жалюзи контуров охлаждения масла и воды, исполнительный механизм управления автоматическим приводом гидромуфты переменного наполнения привода вентилятора, вентилятор холодильной камеры, отличающийся тем, что он снабжен микропроцессорным контроллером, подключенным своими входами к выходам преобразователей температуры воды и масла, первый и второй выходы микропроцессорного контроллера подключены соответственно к входам электропневматических вентилей, а третий выход микропроцессорного контроллера подключен к входу исполнительного механизма управления автоматическим приводом гидромуфты переменного наполнения привода вентилятора, причем микропроцессорный контроллер содержит блоки вычисления скорости изменения температуры охлаждающего масла и охлаждающей воды, два сумматора, два пороговых устройства, два блока сравнения, четыре нормирующих блока и блок выделения максимума.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для включения и выключения вентилятора охлаждающей системы двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для регулирования температуры теплоносителей (высоконагретой детали, воды, масла, наддувочного воздуха и др.) и в системах охлаждения силовых энергетических установок, обмоток тяговых электрических машин, тяговых трансформаторов, элементов тяговых полупроводниковых преобразователей.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для регулирования температуры теплоносителей (высоконагретой детали, воды, масла, наддувочного воздуха и др.) и в системах охлаждения силовых энергетических установок, обмоток тяговых электрических машин, тяговых трансформаторов, элементов тяговых полупроводниковых преобразователей.

Изобретение относится к системе охлаждения транспортного средства. .

Изобретение относится к охлаждению двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к системам охлаждения и способу управления дизельным двигателем с турбонаддувом, используемым в локомотивах. .

Изобретение относится к системам обнаружения и защиты от перегрева, в частности к способу предотвращения условий перегрева посредством измерения давления. .

Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к способу и устройству для управления открытием клапанного устройства контура охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащего охлаждающую жидкость, в которых открытие устройства происходит под действием нагревания охлаждающей жидкости до стандартной температуры.

Изобретение относится к охлаждению двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к управлению конфигурацией воздушного потока охлаждающего вентилятора транспортного средства

Изобретение относится к устройству для двигателя внутреннего сгорания (2) с наддувом, причем устройство выполнено с возможностью предотвращения образования льда в охладителе (10, 15)

Изобретение относится к устройству для двигателя (2) внутреннего сгорания с наддувом, выполненному с возможностью предотвращения образования льда в охладителе (10, 15)

Изобретение относится к системе для двигателя (2) внутреннего сгорания с наддувом

Термостат // 2458231
Изобретение относится к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для принудительного воздушного охлаждения блоков пуско-тормозных резисторов (БПТР) электровоза с коллекторными тяговыми электродвигателями (ТЭД), работающими от высоковольтной контактной сети постоянного тока с напряжением 3000 В

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для принудительного воздушного охлаждения блоков пуско-тормозных резисторов (БПТР) электровоза с коллекторными тяговыми электродвигателями (ТЭД), работающими от высоковольтной контактной сети постоянного тока с напряжением 3000 В

Изобретение относится к машиностроению, в частности к силовым установкам с двигателями внутреннего сгорания

Изобретение относится к области систем охлаждения автомобильных двигателей, а именно к устройствам, позволяющим заменять охлаждающую жидкость в системах охлаждения

Изобретение относится к устройствам управления для транспортных средств, обеспечивающим использования тепла, выделенного двигателем внутреннего сгорания
Наверх