Система охлаждения и двигатель внутреннего сгорания с такой системой охлаждения

Изобретение относится к системе охлаждения, в частности к двигателю внутреннего сгорания с такой системой. Предлагается система (3) охлаждения по меньшей мере с одним первым охлаждаемым компонентом (5), в который входит первая линия (7) охлаждающего средства, причем первая воздухоотводная линия (9) соединена с прохождением текучей среды с первым компонентом (5) для удаления воздуха из первого компонента (5). Система (3) охлаждения отличается тем, что первая воздухоотводная линия (9) оканчивается во второй линии (11) охлаждающего средства. Изобретение обеспечивает уменьшение колебаний воздухоотводных линий. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к системе охлаждения, а также к двигателю внутреннего сгорания с такой системой охлаждения.

Система охлаждения указанного здесь типа (см. ЕР 1832730 А2; DE 19948160 A1; JP 2012092751 A), как правило, имеет контур охлаждения, через который протекает жидкое охлаждающее средство для поглощения тепла из охлаждаемых компонентов, например, двигателя внутреннего сгорания. При заливке или доливке охлаждающего средства или ввиду существующих при определенных условиях негерметичностей такой системы охлаждения может доходить до воздушных пузырей, которые отрицательно сказываются на мощности охлаждения системы охлаждения. В связи с этим в известных системах охлаждения предусмотрено то, что воздухоотводная линия соединена с прохождением текучей среды с охлаждаемым компонентом, который снабжается охлаждающим средством через линию охлаждающего средства, для удаления воздуха из этого компонента. При этом воздухоотводная линия отлична от линии охлаждающего средства и служит не для подачи охлаждающего средства, а наоборот исключительно для удаления воздуха из компонента. Обычно воздухоотводная линия подводится к отделителю воздушных пузырей системы охлаждения, в который входят, как правило, множество идущих от различных компонентов воздухоотводных линий, или воздухоотводная линия вводится в уравнительную емкость для контура охлаждения, причем воздух может отделяться от охлаждающего средства в отделителе воздушных пузырей или в сборной емкости. Для того чтобы достигать отделителя воздушных пузырей или уравнительной емкости, по меньшей мере, для компонентов, которые расположены на большем удалении от них, необходимы длинные воздухоотводные линии, которые в частности у двигателя внутреннего сгорания должны прокладываться сложным образом. Из этого проистекают существенные конструкционные, производственные, монтажные затраты и затраты на повышение квалификации, а также высокие расходы на разработку проекта. Кроме того, доступность таких длинных линий может обеспечиваться не везде, что делает либо монтаж трудоемким и дорогим, либо необходимым потенциальное дополнительное конструирование. Для того чтобы делать воздухоотводные линии менее подверженными вибрациям и получающемуся при определенных условиях из вибраций разрыву, они должны фиксироваться с равномерными промежутками. Это вызывает, в частности, то, что длинные воздухоотводные линии закрепляются на различных конструктивных элементах, причем допуски должны выравниваться, или же невозможное выравнивание допуска может привести к нарушениям процесса серийного монтажа. Если воздухоотводные линии монтируются с чрезмерным натяжением, то это может приводить к разрыву линий во время эксплуатации. В качестве дальнейшей проблемы следует то, что закрепление воздухоотводных линий на желаемых местах зачастую не возможно, так как мешают другие конструктивные элементы. В этом случае воздухоотводными линиями должны преодолеваться большие расстояния со свободными колебаниями. При этом подверженность колебаниям воздухоотводных линий увеличивается с их свободно колеблющейся длиной. Кроме того, в качестве дальнейшей проблемы возникает то, что с различными воздухоотводными линиями при центральном подводе в отделитель воздушных пузырей или уравнительную емкость должны согласовываться дроссельные заслонки, которые обеспечивают такие различные диаметры, что различные уровни давления компонентов, из которых должен удаляться воздух, выравниваются. При этом должны частично использоваться дроссельные заслонки с диаметром потока в 1 мм или менее, причем возникают высокие аэрогидродинамические сопротивления и опасность закупорки, например, если в охлаждающем средстве имеются частицы.

В основе изобретения лежит задача по созданию системы охлаждения и двигателя внутреннего сгорания с такой системой охлаждения, причем указанные недостатки не возникают.

Задача решается благодаря тому, что создаются предметы независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления проистекают из зависимых пунктов формулы изобретения.

Задача решается в частности благодаря тому, что создается система охлаждения, которая имеет, по меньшей мере, один первый охлаждаемый компонент, в который входит первая линия охлаждающего средства, причем отличная от первой линии охлаждающего средства, первая воздухоотводная линия соединена с прохождением текучей среды с первым компонентом для удаления воздуха из первого компонента, причем первая воздухоотводная линия входит во вторую линию охлаждающего средства, причем вторая линия охлаждающего средства выполнена в виде пути охлаждающего средства во втором охлаждаемом компоненте, или альтернативно первая воздухоотводная линия оканчивается во второй линии охлаждающего средства за пределами второго охлаждаемого компонента. Таким образом, отходящая от первого компонента воздухоотводная линия вводится не в центральное место ввода, такое как уравнительная емкость или отделитель воздушных пузырей, а наоборот - в частности децентрализовано - во вторую линию охлаждающего средства, так что отведенный из первого компонента воздух может подаваться дальше по второй линии охлаждающего средства вдоль контура охлаждения. Благодаря этому децентрализованному исполнению воздухоотводная линия, в частности, даже при удаленном расположении первого охлаждаемого компонента от уравнительной емкости может выполняться более короткой, чем если было бы предусмотрено центральное место ввода и совместное прохождение нескольких воздухоотводных линий. Вследствие этого связанные с длинными воздухоотводными линиями недостатки - в частности конструктивный тип и с точки зрения закрепления и подверженности колебаниям - могут предотвращаться, по меньшей мере, в значительной степени - предпочтительно полностью. Далее более не существует опасность путаницы дроссельных заслонок. Наоборот, для различных воздухоотводных линий могут применяться идентичные диаметры дроссельных заслонок, так что могут использоваться одинаковые детали. Так как больше не требуется выравнивание различных уровней давления множества компонентов на центральном месте ввода, диаметры дроссельных заслонок могут также выбираться большими, так что предотвращается опасность закупорки имеющимися в охлаждающем средстве частицами.

Система охлаждения предпочтительно приспособлена для использования жидкого охлаждающего средства. При этом понятие "жидкий" означает здесь, в частности, то, что охлаждающее средство находится в жидком агрегатном состоянии при преобладающих в системе охлаждения условиях, в частности, при преобладающем там во время эксплуатации давлении и температурах. В частности, охлаждающее средство имеется в жидком виде предпочтительно при нормальных условиях, то есть, в частности, при 1013 миллибар и 25°C. Такие охлаждающие средства имеют предпочтительно более высокую теплоемкость, чем в частности газообразные охлаждающие средства. Следовательно, они при меньшем объемном и/или массовом потоке могут переносить большие количества тепла и тем самым делают возможным более эффективное охлаждение. Наиболее предпочтительно система охлаждения приспособлена для применения воды, предпочтительно в виде смеси, по меньшей мере, с одним средством от замерзания - например, гликолем - в качестве охлаждающего средства. При этом вода отличается наиболее высокой теплоемкостью. Тем не менее, существует та проблема, что теплоемкость имеющейся на рассмотренном участке линии смеси из охлаждающего средства и воздуха снижена по сравнению с чистым охлаждающим средством, и таким образом уменьшена эффективность охлаждения. Далее в геодезически высоких местах охлаждаемых компонентов могут образовываться воздушные подушки, которые при определенных условиях могут значительно ограничивать прохождение охлаждающего средства или даже полностью парализовать его. Поэтому для улучшения мощности охлаждения такой системы охлаждения необходимо удаление воздуха из охлаждаемых компонентов.

Под охлаждаемым компонентом понимается, в частности, элемент, в частности конструктивный элемент или функциональный элемент, устройства, которое должно охлаждаться системой охлаждения. При этом, в частности, речь может идти об элементе, конструктивном элементе или функциональном элементе двигателя внутреннего сгорания, например, о корпусе турбины или корпусе компрессора работающего на выхлопных газах турбонагнетателя или о блоке цилиндров двигателя.

Под линией охлаждающего средства понимается, в частности, линия, которая приспособлена для проведения охлаждающего средства, а именно для подвода, прохождения и/или отвода охлаждающего средства к, через или из охлаждаемого компонента с целью охлаждения охлаждаемого компонента. При этом линия охлаждающего средства рассчитана, в частности, с точки зрения своего поперечного сечения таким образом, что через охлаждаемый компонент может проходить достаточный для его охлаждения объемный и/или массовый поток охлаждающего средства. Такая линия охлаждающего средства может быть выполнена в виде обособленной от охлаждаемого компонента, но соединенной с ним с прохождением текучей среды линии, однако также в виде пути охлаждающего средства внутри охлаждаемого компонента, например, посредством двухстенного корпуса. Предпочтительно линии охлаждающего средства располагаются таким образом, что обеспечено эффективное и рациональное проведение охлаждающего средства - в частности с точки зрения потери давления, скорости потока, кавитаций и других имеющих значение условий - ко всем охлаждаемым компонентам.

Под воздухоотводной линией понимается, в частности, линия, которая предусмотрена и, в частности, приспособлена для удаления воздуха из охлаждаемого компонента, для того чтобы отводить воздух или смесь охлаждающее средство/воздух из охлаждаемого компонента. При этом отведенная с целью удаления воздуха через воздухоотводную линию из охлаждаемого компонента смесь охлаждающее средство/воздух более насыщенна воздухом, чем смесь охлаждающее средство/воздух, протекающая при определенных условиях через линию охлаждающего средства. С целью эффективного удаления воздуха воздухоотводная линия расположена на охлаждаемом компоненте предпочтительно таким образом, что в нее подается по существу воздух, причем, тем не менее, в частности, возможно, что поступающими в воздухоотводную линию воздушными пузырями захватывается охлаждающее средство. Вследствие этого в воздухоотводной линии в любом случае скапливается воздух по сравнению с линией охлаждающего средства, и содержание охлаждающего средства в проведенной через воздухоотводную линию смеси значительно ниже, чем в линии охлаждающего средства. Так как воздухоотводная линия не должна в дальнейшем проводить достаточный для охлаждения охлаждаемого компонента массовый или объемный поток охлаждающего средства, она имеет предпочтительно меньшее поперечное сечение, чем линия охлаждающего средства. Воздухоотводные линии располагаются на охлаждаемом компоненте предпочтительно таким образом, что подходящие уровни давления достигаются или сохраняются, для того чтобы обеспечивать протекание охлаждающего средства. Кроме того, воздухоотводные линии предпочтительно выполняются максимально короткими.

Под удалением воздуха здесь понимается, в частности, то, что воздух отводится из согласованной с охлаждаемым компонентом линии охлаждающего средства или пути охлаждающего средства этого компонента, для того чтобы улучшать эффективность охлаждения и протекание охлаждающего средства через охлаждаемый компонент.

Воздухоотводные линии предпочтительно прокладываются, если это возможно, с подъемом, для того чтобы обеспечивать эффективное удаление воздуха.

С первым охлаждаемым компонентом соединены с прохождением текучей среды, в частности, по меньшей мере, две линии, а именно первая линия охлаждающего средства с одной стороны и отличная от нее и предпочтительно также обособленная от нее, то есть, в частности, расположенная отдельно, первая воздухоотводная линия, причем линия охлаждающего средства в отличие от воздухоотводной линии приспособлена для того, чтобы подводить к охлаждаемому компоненту достаточный для его охлаждения массовый или объемный поток охлаждающего средства, причем воздухоотводная линия приспособлена для того, чтобы обеспечивать удаление воздуха из первого компонента. Предпочтительно охлаждаемый компонент соединен с прохождением текучей среды дополнительно с дальнейшей линией охлаждающего средства - в качестве третьей линии -, через которую отводится охлаждающее средство, после того как оно протекло через охлаждаемый компонент. Таким образом, воздухоотводная линия служит, в частности, не для отвода охлаждающего средства, а для удаления воздуха, предпочтительно исключительно для удаления воздуха.

Воздухоотводная линия соединена с прохождением текучей среды предпочтительно с путем охлаждающего средства внутри первого компонента. Такой путь охлаждающего средства, который сам представляет также линию охлаждающего средства, наиболее предпочтительно выполняется посредством двухстенного или многостенного корпуса первого компонента. Благодаря тому, что воздухоотводная линия входит в этот путь охлаждающего средства, воздух из первого компонента может удаляться крайне эффективно. Предпочтительно первая воздухоотводная линия ответвляется от первого компонента, в частности, от пути охлаждающего средства, или она выходит из первого охлаждаемого компонента, предпочтительно из пути охлаждающего средства.

Первая воздухоотводная линия оканчивается - предпочтительно ниже по потоку от первого компонента - во второй линии охлаждающего средства, причем понятие "ниже по потоку" относится здесь, в частности, к направлению потока отведенного из первого компонента воздуха. Таким образом, воздух или насыщенная воздухом смесь охлаждающее средство/воздух отводится из первого компонента по первой воздухоотводной линии и вводится во вторую линию охлаждающего средства.

Вторая линия охлаждающего средства расположена предпочтительно ниже по потоку - с точки зрения контура охлаждения системы охлаждения - от первой линии охлаждающего средства. В частности, возможно, что вторая линия охлаждающего средства ответвляется - в качестве третьей линии - от первого охлаждаемого компонента и/или непосредственно соединена с ним с прохождением текучей среды, для того чтобы отводить охлаждающее средство из первого охлаждаемого компонента. Далее возможно, что вторая линия охлаждающего средства не соединена напрямую с первым охлаждаемым компонентом с прохождением текучей среды, а расположена с последовательным прохождением текучей среды ниже по потоку от первого охлаждаемого компонента в контуре охлаждения системы охлаждения. Однако, также возможно, что вторая линия охлаждающего средства расположена параллельно к первой линии охлаждающего средства в системе охлаждения, например, в параллельной ветви охлаждения системы охлаждения.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что вторая линия охлаждающего средства выполнена в виде пути охлаждающего средства во втором охлаждаемом компоненте. Это означает, в частности, то, что предусмотрен второй охлаждаемый компонент, который имеет встроенный путь охлаждающего средства, образованный, например, посредством двухстенного корпуса второго компонента, в качестве второй линии охлаждающего средства, причем первая воздухоотводная линия впадает в этот путь охлаждающего средства. Таким образом, отведенный из первого охлаждаемого компонента воздух может во втором охлаждаемом компоненте снова вводиться в контур охлаждения и переноситься далее оттуда - при определенных условиях по дальнейшим линиям охлаждающего средства. В частности, в том случае, если первый компонент и второй компонент расположены друг около друга, получаются вследствие этого очень короткие воздухоотводные линии.

Альтернативно возможно, что вторая линия охлаждающего средства ведет ко второму охлаждаемому компоненту, причем первая воздухоотводная линия впадает (оканчивается) во вторую линию охлаждающего средства за пределами упомянутого второго охлаждаемого компонента. То есть возможно также исполнение, при котором воздухоотводная линия впадает в линию охлаждающего средства, которая не проходит сквозь охлаждаемый компонент, а проходит, например, к охлаждаемому компоненту или от охлаждаемого компонента. Так же возможно, что вторая линия охлаждающего средства проходит к уравнительной емкости системы охлаждения и, в частности, непосредственно соединена с ней с прохождением текучей среды. Далее возможно, что вторая линия охлаждающего средства проходит к отделителю воздуха системы охлаждения и, в частности, непосредственно соединена с ним с прохождением текучей среды.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что первый охлаждаемый компонент выполнен в виде корпуса турбины работающего на выхлопных газах турбонагнетателя. Второй охлаждаемый компонент выполнен в виде корпуса компрессора работающего на выхлопных газах турбонагнетателя. Таким образом, может предусматриваться особенно короткая воздухоотводная линия, которая ответвляется от первого компонента, а именно корпуса турбины, и входит во второй компонент, а именно в расположенный непосредственно рядом с корпусом турбины корпус компрессора.

Также возможно, что первый компонент выполнен в виде блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

Так как предпочтительно предусмотренные в системе охлаждения, сравнительно короткие воздухоотводные линии менее подвержены колебаниям, чем более длинные воздухоотводные линии, они могут изготовляться из твердых материалов, в частности из металла или пластика. В качестве материала может предпочтительно также использоваться сталь.

Система охлаждения разработана предпочтительно компактной и, в частности, с минимально возможным количеством предпочтительно коротких воздухоотводных линий.

Предпочтительно система охлаждения выполнена в виде закрытой системы длительного удаления воздуха.

Благодаря расположению отделителя воздуха в или на линии охлаждающего средства системы охлаждения воздух из этой линии охлаждающего средства и также из системы охлаждения в целом удаляется стабильно и постоянно во время эксплуатации. Это означает, в частности, то, что в любой момент времени при эксплуатации системы охлаждения охлаждающее средство протекает в или через, про меньшей мере, один отделитель воздуха, и имеющиеся в потоке охлаждающего средства составляющие воздуха предпочтительно отделяются.

Система охлаждения может работать в закрытом режиме, в частности, может быть выполнена в виде закрытой системы длительного удаления воздуха, так что отделенный воздух предпочтительно испускается не напрямую в атмосферу, а в частности аккумулируется в приемной емкости. Закрытая система охлаждения создает условия для более высокого по сравнению с открытой системой давления, так что соответствующее охлаждающее средство имеет более высокую температуру кипения, вследствие чего в свою очередь может повышаться допустимая температура охлаждающего средства.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что во время эксплуатации системы охлаждения в первой линии охлаждающего средства преобладает первое давление, причем во второй линии охлаждающего средства преобладает второе давление, причем первое давление больше чем второе давление. Предпочтительно охлаждающее средство подается благодаря перепадам давлений вдоль системы охлаждения и, в частности, вдоль контура охлаждения системы охлаждения. При этом направление потока охлаждающего средства задано, в частности, различными уровнями давления внутри системы охлаждения. Вследствие того, что давление во второй линии охлаждающего средства во время эксплуатации системы охлаждения ниже, чем давление в первой линии охлаждающего средства, обеспечивается то, что извлеченный из первого охлаждаемого компонента воздух отводится от него и вводится во вторую линию охлаждающего средства, так что возникает определенное направление потока при удалении воздуха. Таким образом, удаление воздуха из первого охлаждаемого компонента осуществляется, в частности, благодаря приведению в движение давлением.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что первая линия охлаждающего средства имеет первую площадь поперечного сечения, причем первая воздухоотводная линия имеет вторую площадь поперечного сечения, причем первая площадь поперечного сечения больше чем вторая площадь поперечного сечения. Это является предпочтительным, так как согласно назначению воздухоотводная линия должна служить только для удаления воздуха из первого охлаждаемого компонента, в то время как первая линия охлаждающего средства предусмотрена для того, чтобы подводить к первому охлаждаемому компоненту достаточный для его охлаждения массовый или объемный поток охлаждающего средства. Благодаря выбранным соответствующим образом площадям поперечных сечений обеспечивается то, что различные линии могут удовлетворять своим различным назначениям, и помимо этого также то, что нежелательным образом слишком высокий поток охлаждающего средства не подается по воздухоотводной линии, что в противном случае могло бы повлечь за собой неудовлетворительную работу системы охлаждения.

Альтернативно или дополнительно вторая линия охлаждающего средства имеет третью площадь поперечного сечения, которая больше чем вторая площадь поперечного сечения первой воздухоотводной линии.

Первая и/или третья площадь поперечного сечения больше, чем вторая площадь поперечного сечения предпочтительно на коэффициент, по меньшей мере, 16, предпочтительно, по меньшей мере, от 16 до максимум 400, предпочтительно, по меньшей мере, от 25 до максимум 225, предпочтительно, по меньшей мере, от 36 до максимум 100, предпочтительно, по меньшей мере, от 25 до максимум 49, предпочтительно, по меньшей мере, от 25 до максимум 36. Соответственно получается то, что первая и/или вторая линия охлаждающего средства имеет/имеют при круглом поперечном сечении первый или третий диаметр или радиус, причем первая воздухоотводная линия имеет - также при круглом поперечном сечении - второй диаметр или радиус, причем первый и/или третий диаметр или радиус больше чем второй диаметр или радиус, а именно предпочтительно на коэффициент, по меньшей мере, от 4, предпочтительно до максимум 20, предпочтительно, по меньшей мере, от 5 до максимум 15, предпочтительно, по меньшей мере, от 6 до максимум 10, предпочтительно, по меньшей мере, от 5 до максимум 7, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, от 5 до максимум 6.

Возможно то, что первая площадь поперечного сечения первой линии охлаждающего средства и третья площадь поперечного сечения второй линии охлаждающего средства равны по величине; однако также возможно то, что они отличны друг от друга по величине. Сверх этого, они могут иметь одинаковую или различную форму или геометрию.

В примере осуществления системы охлаждения линия охлаждающего средства предпочтительно имеет диаметр линии 40 мм или более. Воздухоотводная линия предпочтительно имеет диаметр линии, по меньшей мере, от 5 мм до максимум 10 мм, предпочтительно, по меньшей мере, от 6 мм до максимум 8 мм, предпочтительно 7 мм.

В общем, обнаруживается то, что поперечное сечение воздухоотводной линии выбирается, как правило, вне зависимости от необходимого объемного потока охлаждающего средства охлаждаемого компонента. Наоборот, здесь предпочтительно используется минимально возможный размер трубопровода, для того чтобы удерживать поток охлаждающего средства по воздухоотводной линии на низком уровне, так как этот поток не может использоваться для охлаждения.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что первая воздухоотводная линия соединена с прохождением текучей среды с первым охлаждаемым компонентом на месте соединения, которое расположено выше, чем вход первой линии охлаждающего средства в первый охлаждаемый компонент, то есть в частности геодезически выше входа первой линии охлаждающего средства в первый охлаждаемый компонент. Понятием "геодезически выше" здесь отмечено, в частности, то, что посредством силы тяжести задано идеальное направление, которое обозначается также как вертикальное направление, причем при соответствующем назначению расположении системы охлаждения обращенная к центру Земли сторона системы охлаждения обозначается как геодезически нижняя, а отвернутая от центра Земли сторона как геодезически верхняя. Таким образом, то, что место соединения для первой воздухоотводной линии расположено геодезически выше входа первой линии охлаждающего средства, означает в частности, что это место соединения расположено - если смотреть в вертикальном направлении - над входом первой линии охлаждающего средства. Вследствие этого обеспечивается то, что поступающий по первой линии охлаждающего средства в первый компонент воздух может подниматься вверх, причем он может выделяться в воздухоотводную линию выше места входа первой линии охлаждающего средства. Наиболее предпочтительно место соединения для воздухоотводной линии расположено на геодезически самом высоком месте первого компонента. Это имеет, в частности, то преимущество, что находящийся в первом компоненте воздух может скапливаться в геодезически самом высоком месте и отводиться оттуда по воздухоотводной линии. Таким образом, может предотвращаться, в частности, образование воздушной подушки в геодезически самом высоком месте первого компонента.

Возможно, что первая линия охлаждающего средства входит в первый компонент геодезически на нижней стороне первого компонента. В этом случае охлаждающее средство протекает внутри первого охлаждаемого компонента снизу вверх и - в зависимости от места входа отводящей охлаждающее средство из первого компонента линии охлаждающего средства - снова обратно вниз, или оно отводится из первого компонента на месте, расположенном геодезически выше входа первой линии охлаждающего средства.

Вход первой воздухоотводной линии во вторую линию охлаждающего средства, в частности, во второй охлаждаемый компонент, может осуществляться на расположенном геодезически внизу или на расположенном геодезически вверху месте. Предпочтительным во вхождении геодезически вверху в путь охлаждающего средства второго охлаждаемого компонента является то, что входящий в путь охлаждающего средства воздух затем не должен подниматься во втором компоненте, а остается геодезически вверху и предпочтительно отсюда может снова отводиться из второго компонента при помощи дальнейшей воздухоотводной линии.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что система охлаждения имеет отделитель воздуха, который - в отношении направления потока охлаждающего средства - расположен ниже по потоку от входа первой воздухоотводной линии во вторую линию охлаждающего средства. Отделитель воздуха предпочтительно расположен, в частности, со второй линией охлаждающего средства с прохождением текучей среды последовательно, причем вторая линия охлаждающего средства либо напрямую входит в отделитель воздуха, либо отделитель воздуха расположен ниже по потоку от второй линии охлаждающего средства - если смотреть в направлении потока охлаждающего средства. С отделителем воздуха соединена с прохождением текучей среды вторая воздухоотводная линия. Таким образом, возможно поданный по второй линии охлаждающего средства воздух отделять при помощи отделителя воздуха от охлаждающего средства, поданного также по второй линии охлаждающего средства, и отводить по второй воздухоотводной линии.

Под отделителем воздуха понимается, в частности, устройство, которое приспособлено для того, чтобы входящий в состав потока текучей среды воздух отделять от жидких составляющих потока текучей среды. Отделитель воздуха приспособлен, в частности, для того, чтобы отделенный воздух подводить ко второй воздухоотводной линии и таким образом удалять воздух из контура охлаждения системы охлаждения. Этому не препятствует то, что на практике полное разделение воздуха и охлаждающего средства в отделителе воздуха при определенных условиях не удается, причем во вторую воздухоотводную линию может также поступать, в частности, жидкое охлаждающее средство с отделенным воздухом. Однако, проведенная во второй воздухоотводной линии смесь воздух/охлаждающее средство в любом случае более насыщена воздухом и менее насыщена охлаждающим средством, чем поступающая в отделитель воздуха смесь охлаждающее средство/воздух. Соответственно смесь охлаждающее средство/воздух, протекающая ниже по потоку от отделителя воздуха в отходящей от него линии охлаждающего средства, более насыщена охлаждающим средством и менее насыщена воздухом, чем поступающая в отделитель воздуха смесь охлаждающее средство/воздух.

Предпочтительно отделитель воздуха имеет средство отделения, которое приспособлено для того, чтобы воздух отделять из проходящего через отделитель воздуха потока охлаждающего средства и подводить ко второй воздухоотводной линии. Средство отделения предпочтительно выполнено в виде расположенной в проходящем через отделитель воздуха потоке охлаждающего средства губки или пластинки. Губка или пластинка расположена предпочтительно таким образом, что она обтекается составляющей воздуха и жидкой составляющей потока охлаждающего средства таким образом, что по ее первой стороне проходит составляющая воздуха, а по ее второй стороне жидкое охлаждающее средство, так что отделенный на первой стороне губки или пластинки воздух может удаляться из контура охлаждения. Губка или пластинка расположена, в частности, на геодезически верхней стороне отделителя воздуха и вдается, исходя оттуда, под наклоном к направлению потока и против направления потока охлаждающего средства в поток охлаждающего средства. Выше губки или пластинки предусмотрено предпочтительно отверстие в отделителе воздуха, в которое входит вторая воздухоотводная линия. Таким образом, посредством губки или пластинки воздух может сниматься в качестве верхнего слоя из потока охлаждающего средства и подводиться ко второй воздухоотводной линии.

Губка или пластинка предпочтительно выполнена в виде ложки, вследствие чего возникает наиболее хороший эффект снятия в качестве верхнего слоя для воздуха. При этом снимаются в качестве верхнего слоя, в частности, составляющие воздуха, которые протекают, как правило, геодезически вверху, так что эти протекающие вверху составляющие воздуха отводятся ложкообразной губкой или пластинкой на ее первой стороне, причем обтекающее губку или пластинку охлаждающее средство - если оно сталкивается с губкой или пластинкой - отражается формой ложки в турбулентном движении и протекает мимо второй стороны губки или пластинки.

Предпочтительно отделитель воздуха интегрирован в линию охлаждающего средства системы охлаждения или напрямую соединен с прохождением текучей среды с линией охлаждающего средства, например, со второй линией охлаждающего средства. Таким образом, он интегрирован в контур охлаждения. Также вследствие этого система охлаждения может выполняться очень компактно.

Средство отделения отделителя воздуха предпочтительно имеет материал или состоит из материала, выбранного из группы: алюминий, медь, сталь, пластик, резина, карбон, металлический сплав и композиционный материал.

Система охлаждения предпочтительно включает в себя контур охлаждения с линиями охлаждающего средства для подачи охлаждающего средства вдоль контура охлаждения, по меньшей мере, один охлаждаемый компонент, теплообменник для охлаждения охлаждающего средства, причем охлаждающее средство протекает вдоль контура охлаждения и через, по меньшей мере, один охлаждаемый компонент и через теплообменник, и, по меньшей мере, одно подающее устройство для подачи охлаждающего средства вдоль контура охлаждения. Подающее устройство предпочтительно выполнено в виде насоса. В частности, подача охлаждающего средства вдоль контура охлаждения осуществляется предпочтительно посредством создания различных уровней давления в контуре охлаждения и посредством подачи охлаждающего средства вдоль градиентов давления.

Отделитель воздуха расположен предпочтительно в области контура охлаждения, которая имеет более низкий уровень давления, чем уровень давления, соответствующий максимальному уровню давления контура охлаждения - в частности непосредственно ниже по потоку от подающего устройства -, наиболее предпочтительно в области контура охлаждения, которая имеет самый низкий уровень давления. В этом случае возможно наиболее эффективно отводить воздух по поднимающейся второй воздухоотводной линии, которая входит в отделитель воздуха.

Согласно варианту осуществления изобретения предпочтительно предусмотрено то, что вход первой воздухоотводной линии во вторую линию охлаждающего средства расположен на таком расстоянии от отделителя воздуха, что введенный во вторую линию охлаждающего средства по первой воздухоотводной линии воздух на пути потока к отделителю воздуха может подниматься во второй линии охлаждающего средства и скапливаться в ее геодезически верхней области. Одновременно вход первой воздухоотводной линии во вторую линию охлаждающего средства предпочтительно предусмотрен как можно ближе к отделителю воздуха, так что введенный во вторую линию охлаждающего средства воздух проводится по наиболее короткому пути вдоль контура охлаждения. Расположение входа на расстоянии от отделителя воздуха обеспечивает также то, что находящийся уже во второй линии охлаждающего средства воздух не завихряется. Одновременно предпочтительно обеспечивается то, что воздух благодаря входу первой воздухоотводной линии во вторую линию охлаждающего средства не вводится в мертвую зону потока, так как в противном случае на месте входа могла бы образоваться воздушная подушка.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что вторая линия охлаждающего средства и/или вторая воздухоотводная линия входят в уравнительную емкость системы охлаждения для охлаждающего средства. Это имеет то преимущество, что введенный в уравнительную емкость по второй линии охлаждающего средства и/или второй воздухоотводной линии воздух может подниматься в уравнительной емкости и отделяться от охлаждающего средства.

Под уравнительной емкостью понимается здесь, в частности, резервуар для охлаждающего средства, который служит для того, чтобы выравнивать колебания давления и/или температуры в системе охлаждения, благодаря тому, что охлаждающее средство может подаваться из уравнительной емкости в контур охлаждения или вводиться обратно из контура охлаждения в уравнительную емкость. При этом уравнительная емкость предпочтительно является составной частью контура охлаждения.

Предпочтение отдается примеру осуществления системы охлаждения, в котором она имеет контур охлаждения с уравнительной емкостью, которая является, в частности, составной частью контура охлаждения. Уравнительная емкость даже не является линией охлаждающего средства или воздухоотводной линией. Предпочтительно она соединена с прохождением текучей среды, по меньшей мере, с одной линией охлаждающего средства и/или, по меньшей мере, с одной воздухоотводной линией.

Возможно, что система охлаждения имеет более чем один первый охлаждаемый компонент. Дополнительно или альтернативно возможно, что система охлаждения имеет более чем один второй охлаждаемый компонент. Предпочтительно система охлаждения имеет множество линий охлаждающего средства и/или воздухоотводных линий. При этом возможно, что в дополнение, по меньшей мере, к одной воздухоотводной линии, которая входит в дальнейшую линию охлаждающего средства и/или дальнейший охлаждаемый компонент, также предусмотрена, по меньшей мере, одна воздухоотводная линия, которая входит непосредственно в уравнительную емкость. При этом, в частности, возможно, что такая воздухоотводная линия не имеет прямого соединения с прохождением текучей среды с отделителем воздуха. Далее возможно, что одна линия охлаждающего средства, в которую входит воздухоотводная линия, соединена с отделителем воздуха, причем другая линия охлаждающего средства, в которую входит воздухоотводная линия, соединена в обход отделителя воздуха с уравнительной емкостью. Непосредственное удаление воздуха в уравнительную емкость может осуществляться, в частности, из охлаждаемых компонентов, которые расположены ближе в пространстве к уравнительной емкости, в то время как удаление воздуха из компонентов в линии охлаждающего средства или другие охлаждаемые компоненты может, в частности, использоваться для компонентов, которые расположены с большим удалением в пространстве от уравнительной емкости. Таким образом, могут использоваться, в частности, короткие, а также имеющие для всех компонентов одинаковую длину воздухоотводные линии.

Предложенная здесь система охлаждения наиболее хорошо подходит для использования в различных двигателях внутреннего сгорания и/или транспортных средствах, так как могут предотвращаться наладочные работы для конкретного применения, например, на испытательном стенде, а также связанные с ними опытно-конструкторские работы или соответствующие циклы разработки для сокращения образований колебаний в соответствующих воздухоотводных линиях.

Возможно, что освобожденное отделителем воздуха от составляющих воздуха охлаждающее средство направляется напрямую в уравнительную емкость. Альтернативно или дополнительно возможно, что такое охлаждающее средство подается от отделителя воздуха непосредственно в охлаждаемый компонент, не проходя перед этим через уравнительную емкость.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что вторая линия охлаждающего средства расположена в пространстве ближе к уравнительной емкости, чем первый охлаждаемый компонент. Таким образом, отведенный из первого компонента воздух перекачивается при введении во вторую линию охлаждающего средства ближе к уравнительной емкости, тем самым одновременно вдоль градиента давления на более низкий уровень давления.

Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено то, что второй охлаждаемый компонент расположен в пространстве ближе к уравнительной емкости, чем первый охлаждаемый компонент. Таким образом, отведенный из первого компонента воздух перекачивается при введении во второй компонент ближе к уравнительной емкости, тем самым одновременно вдоль градиента давления на более низкий уровень давления.

Возможно, что отведенный из первого компонента воздух подается во второй компонент, снова из него отводится и затем подается в третий компонент, причем это может продолжаться до тех пор, пока воздух, наконец, не будет подведен к отделителю воздуха и/или уравнительной емкости. Однако альтернативно также возможно, что для отведенного из первого компонента воздуха предусмотрено лишь ровно одно промежуточное место в виде второго компонента, так что воздух после прохождения через второй компонент подводится напрямую к отделителю воздуха и/или уравнительной емкости.

Наконец, задача решается также благодаря тому, что создается двигатель внутреннего сгорания, который имеет систему охлаждения, соответствующую одному из описанных выше примеров осуществления. При этом в связи с двигателем внутреннего сгорания возникают, в частности, преимущества, которые уже были разъяснены в связи с системой охлаждения.

Двигатель внутреннего сгорания предпочтительно выполнен в виде двигателя с поступательно движущимися поршнями. Возможно, что двигатель внутреннего сгорания приспособлен для приведения в движение легкового автомобиля, грузового автомобиля или автомобиля промышленного назначения. В предпочтительном примере осуществления двигатель внутреннего сгорания служит для приведения в движение, в частности, тяжелых сухопутных или водных транспортных средств, например, горнодобывающих транспортных средств, поездов, причем двигатель внутреннего сгорания используется в локомотиве или моторном вагоне, или судов. Также возможно использование двигателя внутреннего сгорания для приведения в движение служащего для обороны транспортного средства, например, танка. Пример осуществления двигателя внутреннего сгорания предпочтительно используется также в стационарных применениях, например, для стационарного снабжения энергией в режиме аварийного электропитания, режиме постоянной нагрузки или режиме пиковой нагрузки, причем в этом случае двигатель внутреннего сгорания приводит в движение предпочтительно генератор. Также возможно стационарное использование двигателя внутреннего сгорания для приведения в движение вспомогательных агрегатов, например, пожарных насосов на морских буровых платформах. Далее возможно использование двигателя внутреннего сгорания в области добычи ископаемых сырых и, в частности, горючих веществ, например, нефти и/или газа. Также возможно использование двигателя внутреннего сгорания в промышленной области или конструкционной области, например, в конструкционной или строительной машине, например, в подъемном кране или экскаваторе. Двигатель внутреннего сгорания предпочтительно выполнен в виде дизельного двигателя, бензинового двигателя, газового двигателя для работы на природном газе, биохимическом газе, специальном газе или другом подходящем газе. В частности, если двигатель внутреннего сгорания выполнен в виде газового двигателя, он подходит для использования в блочной тепловой электростанции для стационарного производства энергии.

Далее изобретение разъясняется более подробно при помощи чертежей. При этом на чертежах показано:

фиг. 1 - схематичное изображение первого примера осуществления двигателя внутреннего сгорания с системой охлаждения;

фиг. 2 - изображение второго примера осуществления двигателя внутреннего сгорания с системой охлаждения;

фиг. 3 - изображение другого вида двигателя внутреннего сгорания согласно фиг. 2; и

фиг. 4 - изображение в разрезе примера осуществления отделителя воздуха примера осуществления системы охлаждения.

Фиг. 1 показывает схематичное изображение первого примера осуществления двигателя 1 внутреннего сгорания с системой 3 охлаждения. Система 3 охлаждения имеет первый охлаждаемый компонент 5, в который входит первая линия 7 охлаждающего средства. Отличная от первой линии 7 охлаждающего средства, первая воздухоотводная линия 9 соединена с прохождением текучей среды с первым компонентом 5 для удаления воздуха из него. Первая воздухоотводная линия 9 впадает (оканчивается) во вторую линию 11 охлаждающего средства.

При этом вторая линия 11 охлаждающего средства выполнена здесь в виде пути 13 охлаждающего средства, который выполнен во втором охлаждаемом компоненте 15, например, в виде двухстенного корпуса второго компонента 15.

Альтернативно также возможно, что первая воздухоотводная линия 9 впадает за пределами охлаждаемого компонента в линию охлаждающего средства контура 17 охлаждения системы 3 охлаждения. Это представляет собой даже предпочтительный вариант осуществления, так как в этом случае дальнейший компонент не нагружается удаленным из другого компонента воздухом. Тем не менее, если геометрическое расстояние от компонента, из которого должен удаляться воздух, до отделителя воздуха и/или уравнительной емкости системы 3 охлаждения слишком велико, то с точки зрения наиболее коротких и слабо подверженных вибрациям воздухоотводных линий является предпочтительным отводить воздух в ближайший, дальнейший охлаждаемый компонент. Если же компонент, из которого должен удаляться воздух, расположен в пространстве рядом с уравнительной емкостью, воздух предпочтительно отводится непосредственно в уравнительную емкость.

Во время эксплуатации системы 3 охлаждения в первой линии 7 охлаждающего средства преобладает первое давление, которое больше, чем второе давление, которое преобладает во второй линии 11 охлаждающего средства. Таким образом, удаление воздуха из первого компонента 5 осуществляется, в частности, благодаря разности давлений.

Первая и/или вторая линия 7, 11 охлаждающего средства предпочтительно имеет/имеют первую площадь поперечного сечения, причем первая воздухоотводная линия 9 имеет вторую площадь поперечного сечения, причем первая площадь поперечного сечения больше чем вторая площадь поперечного сечения, предпочтительно на коэффициент, по меньшей мере, от 16, предпочтительно до максимум 400, предпочтительно, по меньшей мере, от 25 до максимум 225, предпочтительно, по меньшей мере, от 36 до максимум 100, предпочтительно, по меньшей мере, от 25 до максимум 49, предпочтительно, по меньшей мере, от 25 до максимум 36.

Система 3 охлаждения имеет в данном случае отделитель 19 воздуха, который расположен ниже по потоку от входа первой воздухоотводной линии 9 во вторую линию 11 охлаждающего средства. С отделителем 19 воздуха соединена с прохождением текучей среды вторая воздухоотводная линия 21. Отделитель 19 воздуха предпочтительно имеет средство отделения, которое приспособлено для того, чтобы воздух отделять из проходящего через отделитель 19 воздуха потока охлаждающего средства и подводить ко второй воздухоотводной линии 21.

Вторая воздухоотводная линия 21 впадает в данном случае в уравнительную емкость 23 системы 3 охлаждения для охлаждающего средства. При этом уравнительная емкость 23 служит, в частности, для выравнивания обусловленных температурой колебаний объема охлаждающего средства в контуре 17 охлаждения и в качестве отделителя воздушных пузырей или разделительного устройства, в котором воздух может подниматься и выделяться из охлаждающего средства и таким образом отводиться из контура 17 охлаждения. При этом система 3 охлаждения может быть выполнена в виде открытой системы или же также в виде закрытой системы, причем воздух в последнем случае не отводится в атмосферу, а наоборот собирается в уравнительной емкости 23.

Изображенное на фиг. 1 расположение различных компонентов 5, 15 не воспроизводит их реального расположения в пространстве в двигателе 1 внутреннего сгорания, а служит для структурного разъяснения системы 3 охлаждения и контура 17 охлаждения. Предпочтительно второй компонент 15 расположен, в частности, в пространственной близости к первому компоненту 5. Далее второй компонент 15 предпочтительно расположен в пространстве ближе к уравнительной емкости 23, чем первый компонент 5.

Контур 17 охлаждения системы 3 охлаждения включает в себя в примере осуществления согласно фиг. 1 конкретно следующие элементы: множество дальнейших линий охлаждающего средства обозначены здесь все ссылочной позицией 25 для упрощения изображения. Далее предусмотрены дополнительные воздухоотводные линии, которые для упрощения обозначены здесь все ссылочной позицией 27.

Охлаждающее средство подается при помощи подающего устройства 29, которое выполнено в виде насоса, вдоль контура 17 охлаждения. При этом контур 17 охлаждения включает в себя в качестве охлаждаемых компонентов, в частности, блок 31 цилиндров двигателя 1 внутреннего сгорания, головку 33 блока цилиндров двигателя 1 внутреннего сгорания, выпускной трубопровод 35, охладитель 37 наддувочного воздуха, масляный теплообменник 39 и уже упомянутый, первый охлаждаемый компонент 5, который выполнен здесь в виде корпуса 41 турбины работающего на выхлопных газах турбонагнетателя 42, а также второй охлаждаемый компонент 15, который выполнен здесь в виде корпуса 43 компрессора работающего на выхлопных газах турбонагнетателя 42.

Таким образом, в изображенном здесь примере осуществления, в частности, воздух из корпуса 41 турбины удаляется по первой воздухоотводной линии 9 в корпус 43 компрессора.

Кроме того, контур 17 охлаждения имеет теплообменник 45 охлаждающего средства для охлаждения охлаждающего средства.

Теперь обнаруживается, что определенные компоненты могут быть подвергнуты удалению воздуха в другие компоненты, в данном случае, в частности, из корпуса 41 турбины в корпус 43 компрессора, причем удаленный в этом случае во вторую линию 11 охлаждающего средства воздух подается далее по этой линии 11 охлаждающего средства и наконец между охладителем 37 наддувочного воздуха и отделителем 19 воздуха снова подается в дальнейшую, ведущую к отделителю 19 воздуха линию 25 охлаждающего средства, причем воздух затем отделяется в отделителе 19 воздуха из потока охлаждающего средства и подается по второй воздухоотводной линии 21 в уравнительную емкость 23.

Воздух из других компонентов, которые расположены, в частности, пространственно ближе к отделителю 19 воздуха, предпочтительно удаляется напрямую в соединенную с прохождением текучей среды непосредственно с отделителем 19 воздуха линию 25 охлаждающего средства между охладителем 37 наддувочного воздуха и отделителем 19 воздуха, без того чтобы удаленный воздух перед этим проводился через дальнейший охлаждаемый компонент. Это имеет место, например, для самого охладителя 37 наддувочного воздуха, а также для блока 31 цилиндров двигателя. Удаленный из этих компонентов воздух или протекающая по воздухоотводной линии 27 смесь воздух/охлаждающее средство вводится выше по потоку от отделителя 19 воздуха и на расстоянии от него в линию 25 охлаждающего средства, чтобы воздух еще перед отделителем 19 воздуха имел время подняться в линии 25 охлаждающего средства и таким образом наиболее эффективно отделиться в отделителе 19 воздуха.

Воздух из дальнейших охлаждаемых компонентов, в частности таких, которые расположены в большей пространственной близости к уравнительной емкости 23, удаляется напрямую по воздухоотводным линиям 27 в уравнительную емкость 23. В данном случае это имеет место, в частности, дополнительно для блока 31 цилиндров двигателя, выпускного трубопровода 35 и масляного теплообменника 39.

Обычно воздухоотводные линии 9, 21, 27 проводятся предпочтительно таким образом, что они выполнены максимально короткими, так что они не имеют склонности к раскачиванию. Кроме того, число воздухоотводных линий 9, 21, 27 может значительно сокращаться по сравнению с известными исполнениями системы охлаждения.

Уравнительная емкость 23 предпочтительно расположена на геодезически самом высоком месте системы 3 охлаждения, так что воздух в уравнительную емкость 23 может подниматься по воздухоотводным линиям 21, 27, причем обратный поток воздуха в воздухоотводные линии 21, 27 предотвращается.

Также показывается, что из первого охлаждаемого компонента 5 ответвляется дальнейшая линия 25 охлаждающего средства в качестве третей линии, для того чтобы охлаждающее средство, поданное для охлаждения по первой линии 7 охлаждающего средства, снова отводить из охлаждаемого компонента 5. При этом становится ясно, что первая воздухоотводная линия 9 не служит ни для подвода, ни для отвода охлаждающего средства, а служит фактически только для удаления воздуха из первого компонента 5. Этому не противоречит то, что захваченное удаленным воздухом охлаждающее средство при определенных условиях также проводится по воздухоотводной линии 9. В любом случае проведенная по первой воздухоотводной линии 9 смесь воздух/охлаждающее средство гораздо больше насыщена воздухом и одновременно гораздо меньше насыщена охлаждающим средством, чем отведенная при определенных условиях по линии 25 охлаждающего средства из первого компонента 5 смесь охлаждающее средство/воздух, если охлаждающее средство, проведенное по этой линии 25 охлаждающего средства, вообще еще содержит воздух.

Фиг. 2 показывает изображение второго примера осуществления двигателя 1 внутреннего сгорания с системой 3 охлаждения. Идентичные и функционально идентичные элементы снабжены одинаковыми ссылочными позициями, так что в этом отношении делается ссылка на предшествующее описание. При этом здесь предусмотрены два работающих на выхлопных газах турбонагнетателя 42.1, 42.2 в каждом случае с корпусом 41.1, 41.2 турбины в каждом случае в качестве первого охлаждаемого компонента 5.1, 5.2, причем воздух из этих первых компонентов 5.1, 5.2 в каждом случае удаляется по очень короткой, первой воздухоотводной линии 9.1, 9.2 в соответствующий корпус 43.1, 43.2 компрессора. Также изображена дальнейшая воздухоотводная линия 27, по которой воздух удаляется из неизображенной линии охлаждающего средства выпускного трубопровода 35. Кроме того, изображена уравнительная емкость 23.

Здесь становится, в частности, ясно, что первые воздухоотводные линии 9.1, 9.2 соединены с прохождением текучей среды с первыми компонентами 5.1, 5.2 на местах 47.1, 47.2 соединения, которые расположены геодезически выше не изображенных здесь входов также не изображенных первых линий охлаждающего средства, в частности, на геодезически самом высоком месте первых компонентов 5.1, 5.2. Это делает возможным наиболее эффективное удаление воздуха из первых компонентов 5.1, 5.2. Обычно воздухоотводные линии расположены предпочтительно на геодезически верхних, в частности, геодезически самых высоких местах компонентов, из которых должен удаляться воздух.

Фиг. 3 показывает изображение примера осуществления двигателя 1 внутреннего сгорания с системой 3 охлаждения согласно фиг. 2 на виде с другой точки зрения и на укрупненном фрагменте D. Идентичные и функционально идентичные элементы снабжены одинаковыми ссылочными позициями, так что в этом отношении делается ссылка на предшествующее описание. При этом здесь изображены, в частности, ответвляющиеся от блока 31 цилиндров двигателя воздухоотводные линии 27, которые выше по потоку от отделителя 19 воздуха входят во входящую в него линию 25 охлаждающего средства, так что удаленный из блока 31 цилиндров двигателя воздух подается по линии 25 охлаждающего средства в отделитель 19 воздуха. Затем он может отделяться от охлаждающего средства в отделителе 19 воздуха и подаваться по второй воздухоотводной линии 21 в сборную емкость 23.

Также изображены дальнейшие воздухоотводные линии 27, которые проходят от других охлаждаемых компонентов напрямую в сборную емкость 23. Например, одна воздухоотводная линия 27 проходит от масляного теплообменника 39 напрямую в сборную емкость 23.

Сравнение фиг. 2 и 3 показывает, в частности, то, что блок 31 цилиндров двигателя расположен ближе к отделителю 19 воздуха, чем корпуса 41.1, 41.2 турбин в качестве первых охлаждаемых компонентов 5.1, 5.2. Поэтому является оптимальным удалять воздух из блока 31 цилиндров двигателя непосредственно во входящую в отделитель 19 воздуха линию 25 охлаждающего средства, в то время как воздух из корпусов 41.1, 41.2 турбин сначала удаляется в корпуса 43.1, 43.2 компрессоров. Таким образом, по мере возможности может везде использоваться минимально возможное количество наиболее коротких воздухоотводных линий.

Фиг. 4 показывает пример осуществления отделителя 19 воздуха. Отделитель 19 воздуха имеет средство 49 отделения, которое выполнено здесь в виде пластинки (ламель). Идентичные и функционально идентичные элементы снабжены одинаковыми ссылочными позициями, так что в этом отношении делается ссылка на предшествующее описание. Средство 49 отделения приспособлено для того, чтобы воздух отделять из проходящего через отделитель 19 воздуха вдоль стрелки P потока охлаждающего средства и подводить ко второй воздухоотводной линии 21, которая изображена здесь в виде входного отверстия в отделитель 19 воздуха. В соответствии с этим расположенная ниже по потоку от средства 49 отделения часть 51 отделителя 19 воздуха проводит небольшое количество воздуха или и вовсе не проводит воздух, так что ниже по потоку от отделителя 19 воздуха достигается эффективное охлаждения охлаждаемого компонента.

Включенный охлаждающим средством воздух скапливается на своем пути через отделитель 19 воздуха, а также уже перед этим через соединенную с ним линию 25 охлаждающего средства геодезически вверху, в частности, на геодезически верхней первой стороне 53 средства 49 отделения. То есть воздух постоянно протекает по средству 49 отделения таким образом, что он проводится вдоль первой стороны 53 во вторую воздухоотводную линию 21 и отводится оттуда. Охлаждающее же средство протекает вдоль геодезически нижней второй стороны 55 средства 49 отделения через отделитель 19 воздуха и, в частности, далее через расположенную ниже по потоку от средства 49 отделения часть 51 вдоль контура охлаждения.

Возможно, что отделитель 19 воздуха предпочтительно расположен непосредственно выше по потоку от теплообменника 45 охлаждающего средства.

В итоге оказывается, что при помощи предложенной здесь системы 3 охлаждения и двигателя 1 внутреннего сгорания возможно крайне эффективное охлаждение с предотвращением длинных и подверженных вибрациям воздухоотводных линий и с оптимизированным удалением воздуха.

1. Система (3) охлаждения, включающая в себя

- по меньшей мере один первый охлаждаемый компонент (5), в который входит первая линия (7) охлаждающего средства, причем

- первая воздухоотводная линия (9) соединена с прохождением текучей среды с первым компонентом (5) для удаления воздуха из первого компонента (5),

- первая воздухоотводная линия (9) оканчивается во второй линии (11) охлаждающего средства, причем

- вторая линия (11) охлаждающего средства выполнена в виде пути (13) охлаждающего средства во втором охлаждаемом компоненте (15) или причем

- вторая линия (11) охлаждающего средства проходит ко второму компоненту (15), причем первая воздухоотводная линия (9) оканчивается во второй линии (11) охлаждающего средства за пределами второго компонента (15),

отличающаяся тем, что первый компонент (5) выполнен в виде корпуса (41) турбины работающего на выхлопных газах турбонагнетателя (42), причем второй компонент (15) выполнен в виде корпуса (43) компрессора, работающего на выхлопных газах турбонагнетателя (42).

2. Система (3) охлаждения по п. 1, отличающаяся тем, что во время эксплуатации системы (3) охлаждения в первой линии (7) охлаждающего средства имеется первое давление, причем во второй линии (11) охлаждающего средства имеется второе давление, причем первое давление больше, чем второе давление.

3. Система (3) охлаждения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первая линия (7) охлаждающего средства имеет первую площадь поперечного сечения, причем первая воздухоотводная линия (9) имеет вторую площадь поперечного сечения, причем первая площадь поперечного сечения больше, чем вторая площадь поперечного сечения, предпочтительно на коэффициент по меньшей мере от 16 предпочтительно до максимум 400, предпочтительно по меньшей мере от 25 до максимум 225, предпочтительно по меньшей мере от 36 до максимум 100.

4. Система (3) охлаждения по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что первая воздухоотводная линия (9) соединена с прохождением текучей среды с первым компонентом (5) на месте (47) соединения, которое расположено выше, чем вход первой линии (7) охлаждающего средства в первый компонент (5).

5. Система (3) охлаждения по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что система (3) охлаждения имеет отделитель (19) воздуха, который расположен ниже по потоку от входа первой воздухоотводной линии (9) во вторую линию (11) охлаждающего средства, причем с отделителем (19) воздуха соединена с прохождением текучей среды вторая воздухоотводная линия (21), причем отделитель (19) воздуха предпочтительно имеет средство (49) отделения, которое приспособлено для того, чтобы воздух отделять из проходящего через отделитель (19) воздуха потока охлаждающего средства и подводить ко второй воздухоотводной линии (21).

6. Система (3) охлаждения по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что вторая линия (11) охлаждающего средства и/или вторая воздухоотводная линия (21) входят в уравнительную емкость (23) системы (3) охлаждения для охлаждающего средства.

7. Система (3) охлаждения по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что вторая линия (11) охлаждающего средства расположена пространственно ближе к уравнительной емкости (23), чем первый компонент (5).

8. Двигатель (1) внутреннего сгорания, включающий в себя систему (3) охлаждения по любому из пп. 1-7.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к расширительным бачкам системы охлаждения двигателей. Расширительный бачок (70) для системы (10) охлаждения двигателя, содержащей первый контур (1) охлаждения и второй контур (2) охлаждения, причем второй контур охлаждения выполнен с возможностью работы на отличной температуре, чем первый контур охлаждения, при этом расширительный бачок выполнен с возможностью приема хладагента и возвращения хладагента в первый и второй контуры охлаждения, при этом расширительный бачок содержит один или более клапанов (74), выполненных с возможностью управления потоком хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения в зависимости от температуры хладагента.

Изобретение относится к охлаждающему устройству для двигателя внутреннего сгорания. Охлаждающее устройство для двигателя внутреннего сгорания включает в себя контур циркуляции, датчик температуры охлаждающей жидкости, насос для охлаждающей жидкости и электронный блок управления.

Изобретение относится к силовым установкам внутреннего сгорания. Силовая установка внутреннего сгорания с двигателем внутреннего сгорания и системой охлаждения, которая включает в себя насос охлаждающего средства, основной охладитель (30), теплообменник (28) системы отопления, обходящую теплообменник (28) системы отопления обводную линию (34), каналы охлаждающего средства в двигателе внутреннего сгорания, а также регулировочное устройство с исполнительным механизмом для регулируемого распределения охлаждающего средства в зависимости от по меньшей мере одной локальной температуры охлаждающего средства, отличается тем, что при приведении в действие исполнительного механизма в одном направлении регулировочное устройство в первом положении (72) допускает поток охлаждающего средства через двигатель внутреннего сгорания и теплообменник (28) системы отопления и блокирует поток охлаждающего средства через обводную линию (34), а также основной охладитель (30); во втором положении (88) дополнительно допускает поток охлаждающего средства через обводную линию (34) и в третьем положении (96) дополнительно допускает поток охлаждающего средства через основной охладитель (30).

Изобретение относится к электрическим транспортным средствам. Устройство термостатирования агрегатов электромобиля содержит насос (1) с электроприводом для подачи жидкого теплоносителя от радиатора (2) в рубашки жидкостного охлаждения аккумуляторной батареи (3), тягового электродвигателя (4), инвертора (5), прибора (6) для зарядки аккумуляторной батареи (3).

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к системе смазки пары трения поршень - цилиндр. Способ смазки пары трения цилиндр - поршень и охлаждения поршня тепловой машины внешнего сгорания с линейным электрогенератором, включающей насос смазочно-охлаждающей жидкости, входную полость в направляющей штока поршня, входной канал в штоке поршня, внутреннюю полость поршня, выходной канал в штоке поршня, выходную полость в направляющей штока поршня и радиатор, при этом для смазки внутренней поверхности цилиндра и охлаждения поршня тепловой машины внешнего сгорания насос с приводом от электродвигателя прокачивает смазочно-охлаждающую жидкость по маршруту: насос смазочно-охлаждающей жидкости, входная полость в направляющей штока поршня, входной канал в штоке поршня, внутренняя полость поршня, выходной канал в штоке поршня, выходная полость в направляющей штока поршня, радиатор и снова насос смазочно-охлаждающей жидкости.

Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания включает в себя двигатель внутреннего сгорания, блок подачи под давлением для подачи охлаждающей жидкости, которая охлаждает двигатель внутреннего сгорания, под давлением, блок клапанов, имеющий множество теплообменников, соединенных параллельно с ним, систему использования тепла отработавших газов для регенерации тепла из отработавшего воздуха двигателя внутреннего сгорания посредством охлаждающей жидкости, первый контур циркуляции, включающий в себя блок подачи под давлением, блок клапанов и систему использования тепла отработавших газов, и второй контур циркуляции, включающий в себя блок подачи под давлением и систему использования тепла отработавших газов.

Изобретение относится к системам жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Система жидкостного охлаждения содержит соединенные в замкнутый контур и заполненные охлаждающей жидкостью рубашку охлаждения 1 двигателя, снабженного рычагом подачи топлива 2, жидкостной насос 3, радиатор охлаждения 4, связанный с ними расширительный бачок 5, вентилятор обдува 6 радиатора 4 с регулятором потока воздуха, датчик температуры 7 охлаждающей жидкости, установленный в рубашке охлаждения 1 двигателя, клапаны регулирования расхода 8, 9 охлаждающей жидкости, размещенные в трубопроводе, соединяющем рубашку охлаждения 1 двигателя с радиатором 4 охлаждающей жидкости, и в трубопроводе, соединяющем рубашку охлаждения 1 двигателя с жидкостным насосом 3, обратный клапан 10, соединяющий свободную от охлаждающей жидкости полость расширительного бачка 5 с атмосферой, электронный блок управления 11, соединенный с регулируемым запорным клапаном 12, соединяющим свободную от охлаждающей жидкости полость расширительного бачка 5 с атмосферой, датчиком давления 13 в расширительном бачке 5, датчиком температуры 7 охлаждающей жидкости, клапанами регулирования расхода 8, 9 охлаждающей жидкости и вентилятором обдува 6 радиатора 4 с регулятором потока воздуха, а рычаг подачи топлива 2 снабжен датчиком положения 13, соединенным в свою очередь с электронным блоком управления 11.

Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания включает в себя систему охлаждения ВТ, систему охлаждения НТ, а также электронный блок управления.

Изобретение может быть использовано в устройствах для теплообмена внутри транспортных средств с использованием контуров охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к диагностированию системы охлаждения двигателя. Предложены способы и системы для ускорения нагрева системы двигателя посредством задерживания хладагента в одном из множества контуров в системе охлаждения двигателя.

Изобретение относится к конструкции поршневого ДВС с жидкостным охлаждением, модулю ДВС и корпусу модуля. ДВС содержит модуль (1), выполненный в виде отдельного сборочного узла, подсоединенного к блоку цилиндров (12).

Изобретение относится к системе охлаждения для автомобиля, содержащей контур охлаждения для обеспечения нагревающегося во время работы узла (10) автомобиля охлаждением посредством охлаждающей среды, текущей в контуре охлаждения, причем такая система охлаждения содержит средство (20) для обеспечения циркуляции охлаждающей среды в контуре охлаждения и средства для обработки циркулирующей охлаждающей среды, в которой модульная конструкция (40) содержит упомянутые средства (51, 51a, 51b, 52, 54, 56, 58) и выполнена с возможностью соединения с узлом у блока (60) сопряжения для обеспечения циркуляции охлаждающей среды между узлом (10) и модульной конструкцией (40).

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к компрессорным устройствам рельсового подвижного состава. .

Изобретение относится к расширительным бачкам системы охлаждения двигателей. Расширительный бачок (70) для системы (10) охлаждения двигателя, содержащей первый контур (1) охлаждения и второй контур (2) охлаждения, причем второй контур охлаждения выполнен с возможностью работы на отличной температуре, чем первый контур охлаждения, при этом расширительный бачок выполнен с возможностью приема хладагента и возвращения хладагента в первый и второй контуры охлаждения, при этом расширительный бачок содержит один или более клапанов (74), выполненных с возможностью управления потоком хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения в зависимости от температуры хладагента.

Изобретение относится к системе охлаждения, в частности к двигателю внутреннего сгорания с такой системой. Предлагается система охлаждения по меньшей мере с одним первым охлаждаемым компонентом, в который входит первая линия охлаждающего средства, причем первая воздухоотводная линия соединена с прохождением текучей среды с первым компонентом для удаления воздуха из первого компонента. Система охлаждения отличается тем, что первая воздухоотводная линия оканчивается во второй линии охлаждающего средства. Изобретение обеспечивает уменьшение колебаний воздухоотводных линий. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх