Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5)) 4 F 01 р 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТН ЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4244931/25-06 (22) 09. 04. 87 (46) 07.03.89. Бкл. 1"- 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) Н.Д.Щегловитов, 10.В.Ольховский, А.И.Гибалов, И.Н.Волобоев, И.П.Кондратюк, В.И.Ширяев, 11.Г.Романенко, ВъИ.Бутыльский, Р.И.Щербина, Н.Д.Орлов и Н.В.Прохоров (53) 621.432-714 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1.132036, кл. F .Ol P 7/00, 1981. (54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет снизить затраты энергии на охлаждение и повысить качество регулирования т-ры.

Контур циркуляции охлаждающей жидкости включает полости охлаждения двигателя 1, теплообменники масла и наддувочного воздуха, радиатор 2 и насос 3, соединенные последовательно.

Трехходовой перепускной клапан 4 с . приводом 5 установлен в контуре между полостями охлаждения и радиатором, вентилятор 6 имеет привод механизма поворота лопастей и устройство 8 включения, датчик 11 температуры охлаждающей жидкости установлен на выходе из полостей охлаждения двигателя 1l. Регулятор 12 т-ры обратного действия подключен к датчику т-ры и эадатчику 14 давления, а выходом — к приводу вентилятора 6 и к реле управления включением вентилятора 6 и жалюзи 9. Переключатель 13 каналов управления подключен одним входом к выходу регулятора 12 температуры, другим — к второму задатчику 14 давления, а выходом — к приводу 5 трехходового клапана 4. Датчик-реле 15 тры установлен в радиаторе 2 и связан ф с переключателем 13 каналов управления. Регулирование т-ры осуществляют как регулированием расхода жидкости, так и регулированием расхода внешнего теплоносителя путем поворота лопастей вентилятора и перекрытия канала подвода воздуха. Для исключения замерзания воды в радиаторе 2 датчик 15 вырабатывает сигнал для кратковременной подачи жидкости через радиатор.

3 s.ï, ф-лы, 5 ил. CQ

1463941

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, преимущественно к системам охлаждения тепловозных двигателей.

Цель изобретения — снижение затрат энергии на охлаждение и повышение качества регулирования темпера.—

;туры.

На фиг.1 представлена схема системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания; на фиг.2 — схема переключателя каналов управления трехходовым клапаном; на фиг.3 — схема привода трехходового перепускного клапана; на фиг.4 — схема привода поворота лопастей вентилятора„ на фиг.5— схема двухуровневого задатчика регулятора температуры.

Система охлаждения двигателя внут реннего сгорания (фиг.1) содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий полости охлаждения

25 ,двигателя 1, теплообменники масла и наддувочного воздуха (Ip показаны), ( радиатор 2 и насос 3, соединенные, последовательно трубопроводами, трех1 ходовой перепускной клапан 4 с приво- 30 (,дом 5, установленный в контуре между полостями охлаждения и радиатором 2, вентилятор 6 с приводом 7 (например, поворота лопастей) и устройством 8 включения, жалюзи 9 радиатора, реле 35

10 управления включением вентилятора (6 и жалюзи 9, датчик 11 температуры охлаждающей жидкости, установленный на выходе из полости охлаждения двигателя 1, регулятор 12 температуры 40 обратного действия, один вход которого подключен к датчику 11 температуры, другой — к первому задатчику (не показан) давления, а выход — к приводу 7 вентилятора б и к реле 10 уп- 45 равления включением вентилятора 6 и жалюзи 9. В качестве регулятора 12 может быть использовано регулирующее устройство системы приборов Старт

It !!

Переключатель 13 каналов управления одним входом подключен к выходу регулятора 12 температуры, другим входом — к второму задатчику 14 давления, а выходом — к приводу 5 трехходового клапана 4. Датчик-реле 15 тем-55 пературы установлен в радиаторе 2 и связан с переключателем (3. Переключатель 13 каналов (фиг.2) представляет собой электропневматический преобразователь (например П1ПР5), содержащий якорь электромагнита 16, который связан с двусторонней подпружиненной заслонкой 17, Заслонка 17 при перемещении открывает одно из сопел 18 и 19, связанных соответственно с выходом регулятора 12 температуры и вторым задатчиком 14 давления, сообщая их с выходом 20, подключенным к приводу 5 трехходового клапана 4. В цепь электромагнита 16 включены контакты SK15 датчика- реле 15 температуры.

Привод 5 трехходового клапана 4 (фиг.3) содержит позиционер 21 (например, типа П0-25-100), с рычажной обратной связью 22. 11ежмембранная полость 23 позиционера 21 связана с выходом переключателя 13 каналов. Золотниковая камера 24 позиционера 21 связана с камерой сильфона 25 привода 5 трехходового клапана 4. Позиционер 21 содержит пружину 26, жесткость и предварительная затяжка которой определяют рабочий диапазон позиционера 21 по давлению управления (например, 0,8-1,0 кг/см ). Сильфон 25 жестко связан штоком 27 с золотником

28 трехходового клапана 4.

Привод 7 вентилятора 6 (поворота лопастей) (фиг.4) также содержит позиционер 29, золотниковая камера 30 которого связана с мембранной .полостью 31 привода 7 (механизма поворота лопастей). Рабочий диапазон давления управления позиционера 29 привода,7 вентилятора 6 в рассматриваемом примере находится в пределах 0,20,6 кг/см

Первый задатчик давления может быть одноуровневым и программным, например двухуровневым (фиг.5). Он состоит из двух соединенных с дополнительным переключателем 32 каналов задатчиков 33 и 34 различной настройки (например, с давлением задания 0,6

2 и 0,7 кг/см ), содержащих настроенные винты, соответственно 35 и 36.

Дополнительный переключатель 32 каналов связан с устройством 37 управления двигателей (например, контроллером машиниста). Связь устройства 37 управления двигателем с переключателем 32 каналов выполнена в виде кулачка 38, по которому катится ролик

39, закрепленный на конце рычага 40, 11а противоположном конце рычага 40

3 I 4639 расположен контакт 41 цепи переключателя 32. Радиатор 2 снабжен каналом 42 перепуска жидкости, подключенным к перепускному клапану 4.

В холодное время года при одновременном открытии жалюзи 9 радиатора 2 и включении вентилятора 6 происходит резкое увеличение теплоотвода от ох- Ip лаждающей жидкости и снижения ее температуры ниже заданного значения. Для повьппения точности регулирования в системе может быть установлено двухпозиционное реле, последовательно включающее устройство поворота жалюзи 9 (например, при давлении управления 0,65 кг/см ) и вентилятор 6

2 (например, при давлении управления

0 75 кг/см ).

Система охлаждения двигателя внут1 реннего сгорания работает следующим образом.

При сникении температуры охлаждающей жидкости ниже определенного за- 25 данного значения повьппается давление управления регулятора 12 температуры. При увеличении давления управления в пределах рабочего диапазона позиционера 29 привода 7 вентилятора 6 30 (0,2-0,6 кг/см.) привод 7 разворачиЯ вает лопасти вентилятора 6, уменьшая угол атаки. При этом снижается расход воздуха, просасываемого вентилятором 6 через радиатор 2, и снижается теплоотвод от жидкости в радиаторе 2. При достижении давлением управления верхнего предела (0,6 кг/см ); и, рабочего диапазона позиционера 29 привода 7 вентилятора 6 угол атаки 40

его лопастей и расход воздуха наименьший. При дальнейшем снижении температуры охлаждающей жидкости сраба- . . тывает реле 1О управления вклю ением вентилятора 6 и жалюзи 9 и радиатора 48

2 (например, при давлении .управления

0,7 кг/см ). Вентилятор 6 выключаетf. ся, жалюзи 9 радиатора закрываются, расход воздуха через радиатор равен нулю. При дальнейшем снижении температуры охлаждающей жидкости давление. управления регулятора 12 температуры еще повышается, изменяясь в рабочем диапазоне поэиционера 21 привода 5 трехходового клапана 4 (0,81,0 кг/см ). Привод 5 перемещает золотник 28 трехходового клапана 4, ко-. торый.перекрывает сечение трубопровода, подводящего жидкость к радиато41

4 ру 2, и увеличивает сечение канала 4 перепуска жидкости. Расход жидкости через радиатор уменьшается и при достижении давлением управления значения 1,0 кг/см трехходовой клапан 4 отключает радиатор 2 от контура циркуляции жидкости. Весь поток охлаждающей жидкости проходит по каналу 42 перепуска жидкости. Теплоотвод- от охлаждающей жидкости в этом случае наименьший.

В холодное время года возникает опасность переохлаждения непроточной жидкости в радиаторе 2 и размораживания последнего. С целью предупреждения размораживания радиатора 2 в нем установлен датчик-реле 15 температуры. При снижении температуры жидкости в радиаторе 2 ниже определенного значения (20 С) контакты SK15 датчика-реле 15 замыкают цепь электромагнита 16 переключателя 13 каналов управления (фиг.2), заслонка 17 разобщает регулятор 12 температуры с приводом 5 трехходоваго клапана 4 и сообщает привод 5 через сопло 19 с вто рым задатчиком 14 давления (0,85 кг/см ). Клапан 4 открывается и пропускает горячую жидкость в ра- диатор 2. После того, как горячая жидкость вытеснит холодную жидкость из радиатора, контакты SK15 датчикареле 15 температуры разомкнутся и переключатель 13 каналов вновь сообщит трехходовой клапан 4 с регулятором 12 температуры.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания позволяет.подцержи" вать температуру жидкости на малых нагрузках выше, чем на больших.Поэтому в регулятор 12 температуры может быть введен программный задатчик, связанный с устройством 37 управления двигателем. Частным случаем такого задатчика является двухуровневый задатчик (фиг.5). Выходное давление задатчиков 33 и 34 настраивается винтами 35 и 36. Переключатель 32 по сигналу устройства 37 управления двигателем 1 соединяет один из задатчиков 33 с элементом сравнения регулятора 12 температуры. На режимах малых нагрузок ролик 39 перемещается по впадине кулачка 38, контакты 41 замкнуты, переключатель 32 соединяет задатчик 33, имеющий давление задания, соответствующее более высокой температуре, с элементом сравнения

5 l 4639 регулятора 12 температуры. На режимах высоких нагрузок ролик 39 перемещается по выступу кулачка 38, контакты 41 разомкнуты, переключатель 32 соединяет. с элементом сравнения регулятора 12 температуры задатчик 34, имеющий давление задания, соответствующее более низкой температуре.

Таким образом, предлагаемая систе-1О ма охлаждения двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить качество регулирования за счет снижения тепло отводаа и повьппения температуры охлаждающей жидкости и масла в холодное время года на режимах малых нагрузок, !. . снижая тем самым расход топлива дви гателем, позволяет предотвратит;» раз.исфаживание радиатора при перепуске

; всего потока охлаждающей жидкости ми-20

:мо радиатора, т.е. повьппает надеж, ность радиатора. Программный задатчик регулятора позволяет автоматически повьппать температуру охлаждающей жид-, кости и масла двигателя со снижением 25 ! ., :его нагрузки и оборотов, при этом

; также снижается расход гоплива двигателем. (1 ( Формула изобретения 3б

1.

1. Система охлаждения двигателя

,внутреннего .сгорания, снабженного устройством управления, .содержащая контур циркуляции охлаждающей жидкос3g ти, включающий полости охлаждения ! ! двигателя радиатор с каналом переФ пуска жидкости и насосг трехходовой перепускной клапан с приводом, установленный в контуре циркуляции между полостями охлаждения двигателя и радиатором и подключенный к каналу перепуска жидкости, датчик температуры охлаждающей жидкости, ус тановленный на выходе из полостей охлаждения двиЩ гателя и подключенный к приводам вентилятора, и жалюзи, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения затрат энергии на охлаждение и повышения качества регулирования температуры,„она снабжена регулятором температуры обратного действия, первым и вторым задатчиками давления, переключателем каналов управления, датчиком-реле температуры, устройством включения вентилятора и реле управления включением вентилятора и жалюзи, причем регулятор температуры снабжен по меньшей eye двумя входами и одним выходом и. подключен одним входом к датчику температуры охлаждающей жидкости, вторым входом — к первому эадатчику, а выходом - к приводу вентилятора и реле управления включением вентилятора и жалюзи, переключатель каналов управления снабжен по меньшей мере тремя входами и одним выходом и подключен одын входом к вьпгоду регулятора температуры, вторым — к датчику-реле температуры

B третьим — к второму задатчику давления, а выходом - к приводу перепускного клапана, датчик-реле температуры установлен в радиаторе, а устройство включения вентилятора подключено к реле управления.

2. Система по п.1„ о т л и ч а ющ а я с я гем, что приводы вентилятора и перепускного юыпана снабжены индивидуальными позиционераки настройки.

3. Система по пп. 1 и 2, о .т л ич а ю щ а я с я тем„ что первый задатчик давления выполнен программным и снабжен по меньшей мере одним входом для подключения к устройству gп равления двигателя.

4. Система по и. 1-3, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что реле управ-. лений включением вентилятора и жалюзи выполнено двухпоэиционным с последовательным включением вентилятора и жалюзи е! 46394 !

146394) Корректор О Кравцова

Подписное

Тираж 456

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

МОГ леи

Редактор Е.Папп .Заказ 807/4) Составитель Л.Черный

Техред А. Кравцук