Система охлаждения дизеля

 

(и) 853I28

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Содналнстнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 14.08.79 (21) 2809105/25-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07 08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (51) M. Кл.

F 01Р 7/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.43-713 (088.8) (72) Авторы ь" изобретения Е. Н. Зайченко, В. А. Петренко, А. Н. Моисейчик, П.!С. Ермолаев и В. И. Колмаков ! (71) Заявитель Центральный ордена Трудового Красного Знамейи йаучноисследовательский автомобильный и автомоторньф институт (54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДИЗЕЛЯ

Изобретение относится к двигателестроению и касается регулирования теплового состояния поршней дизельных двигателей.

В известных системах охлаждения дизелей, содержащих магистраль и форсунки б для подачи масла на внутреннюю поверхность поршней, недостатком является то, что масло для охлаждения поршней проходит через теплообменник и подается на поршни при всех режимах работы двига- 10 теля, даже и тогда, когда нет необходимости в их охлаждении, например, в период прогрева двигателя или при работе с небольшими нагрузками. Это приводит к ухудшению процесса сгорания на указан- 16 ных режимах и повышению расхода топлива. Кроме того, беспрерывная подача масла на поршни на всех режимах работы приведет к снижению срока службы масла вследствие его аэрации и интенсивного 20 окисления картерными газами.

Известна система охлаждения дизеля, содержащая магистраль циркуляции охлаждающей жидкости с насосом, масляную магистраль с форсунками опрыскивания поршней и управляемым клапаном, подключенную к масляному насосу через жидкостпомасляный теплообменник и чувствительный элемент теплового состояния дизеля, связанный с управляемым клапаном (1). 30

Регулирование подачи масла на внутреннюю поверхность поршней происходит при изменении подачи топлива в двигатель.

Прп холодном масле и работе двигателя на холостом ходу эта система обеспечивает максимальную подачу масла на поршни.

Недостатком этой системы охлаждения дизеля является то, что прокачка во время работы двигателя через теплообменник всего масла, подаваемого как на охлаждение поршней, так и к подшипникам коленчатого вала, не позволяет осуществить автономное регулирование температуры той части масла, которая подается на охлаждение поршней, а это существенно снижает диапазон регулирования.

Кроме того, режим регулирования не предусматривает отключение подачи масла на поршни при прогреве после пуска и при работе на холостом ходу двигателя, что способствует росту низкотемпературных отложений масла и повышает износ двигателя.

Как отмечалось выше, постоянная подача масла на внутреннюю поверхность поршней приводит к сокращению срока службы масла вследствие повышенных аэрации и окисления картерными газами.

Недостатком этой системы является то, что чувствительным элементом регулировки подачи масла для охлаждения порш853128 ней принята цикловая подача топлива в двигатель, а она косвенно характеризует тепловое состояние поршней. При одной и той же цикловой подаче топлива могут быть различные частоты вращения коленчатого вала и различные нагрузки, а следовательно, и разное тепловое состояние поршней.

Целью изобретения является регулирование теплового состояния поршней на пусковых режимах работы двигателя.

Эта цель достигается тем, что система охлаждения дизеля дополнительно содержит предпусковой подогреватель с насосом, логический элемент ИЛИ, сообщающий жидкостную полость теплообменника с насосами охлаждающей жидкости и подогревателя, и дополнительный масляный насос с автономным приводом и обратным клапаном, причем подогреватель подключен к магистрали циркуляции охлаждающей жидкости через логический элемент ИЛИ, а дополнительный масляный насос подключен к масляной магистрали между управляемым клапаном и теплообменником через обратный клапан.

На чертеже изображена предлагаемая система.

Масляная магистраль 1 с форсунками 2 для опрыскивания поршней 3 подключена к масляному насосу 4 двигателя 5 через жидкостно-масляный теплообменник 6 и управляемый клапан 7; включаемый с помощью чувствительного элемента 8 теплового состояния поршней. Система дополнительно содержит предпусковой подогреватель 9, клапан ИЛИ 10, сообщающий жидкостную полость теплообменника 6 с насосом 11 системы охлаждения двигателя 5 и с насосом

12 подогревателя 9. Система также снабжена дополнительным масляным насосом

13 с автономным приводом 14. К насосу 13 через обратный клапан 15 подключена масляная полость теплообменника 6, соединенная с магистралью 1, к которой насос 13 подключен между управляемым клапаном 7 и теплообменником 6.

Элемент 8 установлен во впускном трубопроводе 16 двигателя 5 после турбокомпрессора 17. Напряжение к чувствительному элементу подается по проводу 18.

Из насоса 4, снабженного редукционным клапаном 19, масло подается в масляную систему двигателя 5 по маслопроводу 20.

Управление клапаном 7 осуществляется электромагнитом 21, подключенным к элементу 8.

Управление клапаном 10 осуществляется от привода 22, связанного с управлением рейкой насоса высокого давления двигателя.

Жидкостная полость теплообменника 6 через клапан 10 подключается по трубопроводу 23 к насосу 11 системы охлаждения двигателя или по трубопроводу 24 к

1О

25 зо

65 насосу 12 подогревателя 9. Трубопровод 25 соединяет жидкостную полость теплообменника 6 с охлаждающей полостью двигателя 5. Трубопровод 26 соединяет насос 12 подогревателя 9 с жидкостной полостью двигателя 5. Подогреватель 9 включает в себя жидкостный насос 12, воздушный нагнетатель 27 и котел 28. Нагнетатель 27 и насос 12 приводятся от одного электродвигателя 29. Отработавшие газы из котла 28 подогревателя 9 отводятся по газопроводу

30 под масляный поддон двигателя 31, на котором установлен кожух 32.

В систему электрооборудования системы входят включатель 33 для управления подогревателем 9 и включатель 34 для управления приводом 14 насоса 13.

Работа системы охлаждения дизеля происходит следующим образом.

При работающем дизельном двигателе тепловое состояние поршней наиболее полно характеризуется давлением наддувочного воздуха после турбокомпрессора, которое изменяется линейно с изменением частоты коленчатого вала и нагрузки двигателя. Элемент 8 теплового состояния поршней, установленный во впускном трубопроводе 16 после турбокомпрессора 17, отрегулирован на давление подаваемого в двигатель воздуха, при котором необходимо осуществлять охлаждение поршней маслом.

Клапан 7, с помощью которого магистраль

1 с форсунками 2 через масляную полость теплообменника 6 подключена к масляному насосу двигателя 4, имеет постоянно закрытое положение. При пуске двигателя 5 с помощью привода 22, связанного с рейкой топливного насоса высокого давления двигателя, клапан 10 сообщает жидкостную полость теплообменника 6 с насосом 11 системы охлаждения двигателя, обеспечивая циркуляцию охлаждающей жидкости по контуру: насос 11, трубопровод 23, клапан

10, жидкостная полость теплообменника 6, трубопровод 25 и охлаждающие полости блока цилиндров двигателя. Как только давление воздуха в трубопроводе 16 достигает значений, при которых требуется охлаждение поршней, так по сигналу элемента 8 электромагнит 21 откроет клапан

7, обеспечивая подачу охлаждаемого в теплообменнике 6 масла в магистраль 1 и через форсунки 2 на поверхность поршней 3.

При понижении давления воздуха в трубопроводе 16 ниже уровня, при котором необходимо охлаждение поршней, элемент 8 отключает напряжение от электромагнита

21, и клапан 7 перекроет подачу масла на охлаждение поршней.

При остановке двигателя привод 22 переключит подачу жидкости в жидкостную полость теплообменника 6, соединив его с насосом 12 подогревателя 9.

В холодное время года перед пуском двигателя осуществляется его прогрев с по853128 мощью предпускового подогревателя. Для приведения подогревателя 9 в действие напряжение к его электрооборудованию подается от системы электрооборудования автомобиля с помощью включателя ЗЗ.

Охлаждающая жидкость из жидкостных полостей двигателя 5 по трубопроводу 26 забирается насосом 12 подогревателя и подается в котел 28. В котле 28 охлаждающая жидкость нагревается и подается по трубопроводу 24 через клапан 10 в жидкостную полость теплообменника 6, из которого по трубопроводу 25 поступает в жидкостные полости двигателя. При работе подогревателя 9 отработавшие газы из котла 23 по газопроводу 30 подаются под масляный поддон 31, на котором укреплен кожух 32 для улучшения прогрева масла, находящегося в поддоне. При нагреве масла в поддоне до заданной температуры, например до +-20 С, с помощью включателя

34 подается напряжение к приводу 14 насоса 13. Насос 13 забирает из поддона 31 нагретое масло и подает его в масляную полость теплообменника 6, где масло дополнительно нагревается циркулирующей через теплообменник 6 нагреваемой в котле

28 охлаждающей жидкостью двигателя. Из теплообменника 6 масло подается в магистраль 1, а из нее через форсунки 2 на внутреннюю поверхность поршней 3, обеспечивая их прогрев перед пуском двигателя.

Клапан 15 обеспечивает подачу масла в теплообменник 6 при работе насоса 13. При работающем двигателе 5 клапан 15 является запорным устройством, исключающим подачу масла от насоса 4 двигателя в магистраль насоса 13.

Управление приводом 14 насоса 13 может быть осуществлено с помощью датчика температуры, установленного внутри масляного поддона двигателя и обеспечивающего подачу напряжения к приводу 14 по достижении заданной температуры масла при предпусковом подогреве, вместо включателя 34.

Остановка подогревателя 9 осуществляется с помощью включателя 33, снимающего напряжение с элементов электрооборудования подогревателя, при этом прекращается подача напряжения к приводу

14 насоса 13.

При пуске двигателя клапан 10 подключает жидкостную полость теплообменника

6 к насосу 11 системы охлаждения двигателя.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает прогрев поршней маслом, нагреваемым в масляном поддоне двигателя

5 ю

55 и жидкостно-масляном теплообменнике во время предпускового подогрева двигателя с помощью подогревателя в холодное время года.

При этом подача на поршни масла, охлаждаемого в жидкостно-масляном теплообменнике, проводится лишь на тех режимах работы двигателя, когда тепловое состояние поршней требует их интенсивного охлаждения, что по сравнению с известными системами охлаждения дизелей обеспечивает снижение потерь мощности на привод масляного насоса двигателя, повышение КПД процесса сгорания топлива, и, следовательно, экономию топлива, расходуемого двигателем.

Одновременно повышается срок службы масла за счет сокращения времени подачи

его на охлаждение поршней, обеспечивающих как уменьшение низкотемпературных отложений, так аэрации и окисления картер ным и газ ам и.

Существенным является и тот положительный эффект системы, как уменьшение затрат времени на предпусковой подогрев двигателя в холодное время года за счет предварительного прогрева поршней маслом.

Формула изобретения

Система охлаждения дизеля, включающая магистраль циркуляции охлаждающей жидкости с насосом, масляную магистраль с форсунками опрыскивания поршней и управляемым клапаном, подключенную к масляному насосу через жидкостно-масляный теплообменник, и чувствительный элемент теплового состояния дизеля, связанный с управляемым клапаном, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью регулирования теплового состояния поршней на пусковых режимах, она содержит предпусковой подогреватель с насосом, логический элемент

ИЛИ, сообщающий жидкостную полость теплообменника с насосами охлаждающей жидкости и подогревателя, и дополнительный масляный насос с автономным приводом и обратным клапаном, причем подогреватель подключен к магистрали циркуляции охлаждающей жидкости через логический элемент ИЛИ, а дополнительный масляный насос подключен к масляной магистрали между управляемым клапаном и теплообменником через обратный клапан.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 454363, кл. F 01Р 7/14, 1971.

853128

Составитель О. Немиов

Корректоры: Р. Беркович н Н. Федорова

Редактор Г. Петрова

Техред А. Камышникова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1802/19 Изд. № 494 Тираж 553 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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