Система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Реферат

Изобретение относится к системам жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в карбюраторных, инжекторных и дизельных двигателях. Известна система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая рубашки охлаждения цилиндра и его головки, малый и большой контуры циркуляции охлаждающей жидкости, термостат, размещенный в рубашке охлаждения головки цилиндра и имеющий датчик температуры и подпружиненный клапан, связанный с последним и размещенный в цилиндрическом отверстии с возможностью перемещения вдоль его оси, и три канала подвода охлаждающей жидкости и ее отвода в малый и большой контуры охлаждения, сообщенные между собой через цилиндрическое отверстие, выполненное глухим со стороны разъема между головкой цилиндра и цилиндром (Авторское свидетельство СССР №1643751, кл. F 01 Р 7/16, 19.12.88, опубл. Б.И. №15, 1991). В известной системе охлаждения двигателя в процессе его прогрева после пуска охлаждающая жидкость циркулирует в малом контуре, включающем насос, рубашку охлаждения двигателя, термостат, байпасную линию, насос, а это значительно удлиняет время прогрева стенок цилиндров, что приводит к повышению износа цилиндропоршневых групп двигателя и снижает его моторесурс.

Из известных наиболее близким техническим решением к заявляемому является система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающая рубашку охлаждения цилиндра и его головки, два контура циркуляции охлаждающей жидкости с радиатором, вентилятор, насос и термостат, снабженный чувствительным элементом, который снабжен двумя клапанами и размещен в изолированном отсеке корпуса, сообщенном теплоизолированным трубопроводом с заборным элементом, установленным на внешней стенке цилиндра на уровне остановки верхнего поршневого кольца в положении поршня в верхней мертвой точке, при этом полость термостата соединена отводящим трубопроводом с большим контуром циркуляции охлаждающей жидкости. Большим преимуществом известного технического решения является то, что циркуляция охлаждающей жидкости при прогреве после пуска, минуя рубашку блока цилиндров и его головку, осуществляется по схеме: насос-термостат-радиатор-насос (Заявка СССР №96112290, кл. F 01 Р 7/16, 01.07.96, опубл. №10, 1996 - прототип).

Недостатком известного технического решения является значительное усложнение системы охлаждения, связанное с наличием теплоизолированного заборного трубопровода и необходимости размещения части его внутри рубашки системы охлаждения, что приводит к снижению надежности системы охлаждения в процессе эксплуатации.

Изобретение решает задачу уменьшения износа и повышения моторесурса двигателя за счет ускорения прогревания стенок цилиндров двигателя после пуска за счет исключения циркуляции охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров и его головке при прогреве, причем достигается положительный эффект использованием простой и надежной схемы системы охлаждения.

Техническая задача решается за счет того, что в системе жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающей рубашку охлаждения цилиндра и его головки, два контура циркуляции охлаждающей жидкости с радиатором, вентилятор, насос и термостат, снабженный чувствительным элементом, который снабжен двумя клапанами и размещен в изолированном отсеке корпуса, причем, в соответствии с заявляемым изобретением, в клапане термостата, сообщающего рубашку блока цилиндров и его головку с радиатором, выполнено калиброванное отверстие, обеспечивающее начало срабатывания термостата и начало циркуляции охлаждающей в рубашке блока цилиндров и его головке после прогрева цилиндро-поршневой группы двигателя до рабочей температуры.

Техническая сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где показана схема системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Заявляемая система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит радиатор 1, вентилятор с электроприводом 2, насос охлаждающей жидкости 3, термостат 4, включающий чувствительный элемент 5 с твердым наполнителем, клапан 6 впуска охлаждающей жидкости из рубашки блока цилиндров и его головки, перепускной клапан термостата 7, через который охлаждающая жидкость поступает из насоса 3 в радиатор, пластины тепловой изоляции 8, патрубок 9, соединяющий полость охлаждения 10 головки блока с термостатом 4, патрубок 11, соединяющий радиатор 1 с насосом 3, патрубок 12, соединяющий нагнетательную полость насоса 3 с термостатом 4, патрубок 13, соединяющий выходное отверстие термостата 4 с радиатором 1, калиброванное отверстие 14 в клапане 6.

Заявляемая система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

После пуска при прогреве двигателя охлаждающая жидкость из нагнетательной полости насоса 3 через патрубок 12, открытый клапан 7 термостата по патрубку 13 поступает в радиатор 1, откуда по патрубку 11 идет во всасывающую полость насоса 3. При этом клапан 6 термостата закрыт и циркуляция охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения блока цилиндров и головки в радиатор не происходит. Незначительная циркуляция охлаждающей жидкости через рубашку блока цилиндров и его головку проходит от нагнетательной полости насоса 3, рубашку блока цилиндров и его головку, через патрубок 9, через калиброванное отверстие 14 в клапане 6 термостата, патрубок 13, радиатор, патрубок 11 и во всасывающую полость насоса 3. По мере прогрева стенок цилиндров двигателя и его головки охлаждающая жидкость через отверстие 14 в клапане 6 поступает в корпус термостата 4 и нагревает чувствительный элемент 5. При достижении заданной температуры клапан 6, управляемый чувствительным элементом термостата 5, приоткрывается и начинается циркуляция охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров и его головке. Клапан 7 термостата некоторое время остается также открытым. Циркуляция охлаждающей жидкости идет двумя потоками: 1) насос - рубашка блока цилиндров и его головки - клапан 6 термостата - радиатор - насос; 2) насос - патрубок 12 - клапан 7 термостата - радиатор - насос. При достижении верхнего предела оптимальной температуры охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров и его головке чувствительный элемент термостата полностью открывает клапан 6 и полностью закрывает клапан 7 термостата. При дальнейшем повышении температуры охлаждающей жидкости включается вентилятор 2, а охлаждающая жидкость из рубашки блока цилиндров через головку блока полностью направляется в радиатор.

При пониженных нагрузках двигателя, а следовательно, и пониженных тепловых режимах в предложенной схеме охлаждения жидкость течет двумя потоками, как это указано выше, причем клапан 6 под действием чувствительного элемента 5 термостата дросселирует поток жидкости, проходящей через рубашку охлаждения двигателя, и поддерживает оптимальное значение температуры охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров и его головке. Таким образом, в предлагаемой системе охлаждения не бывает так называемой «циркуляции по малому кругу» в процессе прогрева двигателя после его пуска. Экспериментально установлено, что прогрев стенок цилиндров до рабочей температуры после пуска при выключенной принудительной циркуляции охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров и его головке сокращает время прогрева до 50%. Известно также, что при прогреве двигателя после пуска износы, особенно цилиндропоршневых групп деталей, несопоставимо велики по сравнению с износами тех же деталей работающего уже прогретого двигателя. Поэтому сокращение продолжительности прогрева после пуска существенно снижает износы наиболее подверженных износам деталей цилиндропоршневой группы и таким образом повышает моторесурс двигателя.

Заявляемая система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания наиболее простым способом исключает организованную циркуляцию охлаждающей жидкости в процессе прогрева после пуска в рубашке блока цилиндров и его головке.

Экспериментально установлено, что при работе двигателя на холостом ходу при прогреве после пуска и выключенной циркуляции охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров и его головке время прогрева стенки цилиндра до рабочей температуры для разных двигателей составляет примерно 4...7 минут. В предлагаемой системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания время прогрева после пуска до рабочей температуры подбирается индивидуально для каждой конкретной конструкции двигателя, а время начала пуска до момента открытия клапана термостата и начала циркуляции охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров и его головке устанавливается выбором размера калиброванного отверстия в клапане термостата.

Система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающая рубашку охлаждения блока цилиндров и его головки, два контура циркуляции охлаждающей жидкости с радиатором, вентилятор, насос и термостат, снабженный чувствительным элементом, который снабжен двумя клапанами и размещен в изолированном отсеке корпуса, отличающаяся тем, что в клапане термостата, сообщающего рубашку блока цилиндров и его головку с радиатором, выполнено калиброванное отверстие, обеспечивающее начало срабатывания термостата и начало циркуляции охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров и его головке после прогрева цилиндро-поршневой группы двигателя до рабочей температуры.