Система охлаждения наддувочного воздуха двигателя тепловоза

ООЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК ОБРЕТЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ельный инстиогила, А,Н. Котво СССР М 86, Я НАДДУВОЧЯ ТЕПЛОВОЗА Ф ЬЭ СО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИ НОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛ ию) .5 0 О и 1 742 1 1 8 А 61 С.5/02, Г 01 Р 11/О(57) Изобретение относится к холодильной, теплознергетической и транспортной отраслям машиностроения, в частности к локомотив ным устройствам охлаждения наддувочного воздуха, Цель изобретения - повышение компактности. Устройство содержит вентилятор в виде кольца 21 с лопатками 20 и лопастями 19. Посредством заслонки 17 регулируется температура воздушного потока. Вторичный теплообменник 10, разделенный перегородкой 13 на отсеки 1.1 и 12, обеспечивает теплообмен между воздушными потоками. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.У1742118 10 30 35 50 55 Изобретение относится к холодильной, теплоэнергетической и транспортной отраслям машиностроения, в частности к локомотивным устройствам охлаждения. жидкости транспортных (преимущественно тепловозных) двигателей большой секционной мощности, и может быть преимущественно использовано в случае практического исчерпания резервов расположения охлаждающего устройства (ОУ) в кузове тепловоза.Для эффективного управления экономичностью тепловозного двигателя регулированием температуры жидкости в отдельном контуре охладителя наддувочного воздуха (ОН В) необходима мощность рассеивания порядка 150-450 кВт. Выполнение этого контура по схеме обычного ОУ шахтного типа требует существенного увеличения занимаемого в кузове тепловоза объема, что практически неприемлемо из-за исчерпания доступных габаритов ОУ,Наиболее близкой к заявляемому является система охлаждения наддувочного возду ха для тепловозного двигателя, содержащая установленный в крышевом отсеке кузова. тепловоза осевой вентилятор и размещенные с его нагнетательной стороны секции воздухо-воздушного охладителя, а также заборные жалюзи, смонтированные в отсеке центрального воздухоснабжения электрических машин тепловозов, а отсек осевого вентилятора посредством патрубка с поворотной заслонкой соединен с камерой выпуска охлаждаемого тягового генератора тепловоза,Цельизобретения - повышение компактности.Поставленная цель достигается благодаря тому, что в системе охлаждения наддувочного воздуха мощного тепловозного двигателя теплообменник выполнен в виде разделенных кольцевой перегородкой внутреннего и наружного кольцевых отсеков, сообщенных соответственно с нзгнетательной частью централизованного ваэдухоснабжения и со смесительной камерой, в которой размещены приводныелопасти и смесительная регулирующая заслонка, соединенная с каналами всасывающей камеры ЦВС и дизельного помещением, и выполненная с возможностями как смешивания потоков иэ обоих каналов, так и полного перекрытия любого из них,Кроме того, лопасти соединены между собой посредством кольца, жестко связанного с лопатками вентилятора ЦВС,На чертеже изображена шахта ЦВС, установленная в кузове тепловоза, поперечный разрез.Система охлаждения (СО) устанавливается в дизельном помещении 1 кузова 2 тепловоза, имеющего систему ЦВС, состоящую из крышевых жалюзи 3, панелей фильтров 4 очистки воздуха, входного воздухозаборника 5 и шахты 6, подкл 1 оченной через полые несущие коробы 7 рамы тепловоза и присоединительные патрубки 8 к ТЗ,Ч, Воздухозабор осуществляется в районе крыши 9, СО снабжена вторичным теплообменником (ТО) 10 охладителя наддувочного воздуха (ОНВ), который состоит из внутреннего отсека 11 и наружного отсека 12 кольцевой формы, разделенных кольцевой перегородкой 13. Предлагаемый теплообменник используется для создания третьего независимого контура жидкости для регулирования температуры НВ при помощи штатного ОН В ДВС или для использования в двух контурных. системах охлаждения тепловоза при различных вариантах его включения в холодном контуре Система имеет также выходной кольцевой канал 14, соединенный с общей всасывающей камерой 15 системы ЦВС, и жалюзийные каналы 16, подсоединенные к дизельному помещению, Оба этих канала объединены при помощи смесительной регулирующей заслонки 17, выполненной с возможностями как смешивания потоков из обоих каналов, так и полного перекрытия любого из них. Смесительная камера 18, кроме смесительной заслонки 17, снабжена приводными лопастями 19 вспомогательной лопаточной решетки и присоединена к наружному отсеку 12 теплообменника 10,Лопатки 20 вентилятора ЦВС посредством силового кольца 21 жестко связаны с лопастями 19, при этом кольцо 21 имеет форму. кольцевой оболочки, разделяющей смеси- тельную камеру 18 и всасывающую камеру 45 15 вентилятора ЦВС, При помощи приводных расчалок 22 и подшипникового узла 23 решетки из лопастей 19 и лопаток 20 через несущие расчалки 24 прикреплены к входному воздухозаборнику 5, Таким образом,обв вентиляторных решетки при помощи несущей ступицы 25 приводятся во вращение от одного вала.26 приводного электродвигателя 27. Кольцевая воздухоотводная камера 28 подключена к отводящим каналам 29, обеспечивающим отвод воздуха от теплообменника 10 в атмосферу. Внутренний кольцевой отсек 11 размещен в нагиетательной части 30 шахты 6 ЦВС и имеет меньшую, чем наружный отсек 12, теплообменную площадь,Ф ар мула изобретения1, Система охлаждения наддувочноговоздуха двигателя тепловоза, содержащаятеплообменник, сообщенный с каналомподачи нэддувочнога воздуха и со смесительной камерой с заслонкой, сообщеннойс машинным отделением и с всасывающейчастью системы централизованного воздухоснабжения,отличающаяся тем,что,с целью повышения компактности, теплообменник выполнен в виде, разделенных кольцевой перегородкой внутреннего инаружного кольцевых отсеков, сообщенныхсоответственно с нагнетательной частью системы централизованного воздухоснабжения и со смесительной камерой, вкоторойразмещены приводные лопасти,2. Система по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что лопасти соединены между собойпосредством кольца, жестко связанного слопатками вентилятора системы централизованного ваздухоснабжения, при этом диаметр кольца равен диаметру кольцевойперегородки теплообменника. Система работает следующим образом, Лопатки 20 основной ступени вентиля- тора ЦВС и лопасти 19 вспомогательной ступени, жестко связанные посредством кольца 21, образуют единый вентилятор 5 ЦВС, приводимый электродвигателем 27 при обычном алгоритме производительности ЦБС от позиций контроллера машиниста, Поэтому охлаждаюгций воздух забирается из всасывающей камеры 15 и 10 ирокачивается основной ступенью лопатками 20) в нагнетательную часть 30 шахты 6 ЦВС, При помощи смесительной регулирующей заслонки 17, выполненной с воэможностями смещения потоков воздуха из 15 входного канала 14, подсоединенного к вса- сывающей камере 15 ЦВС, и из.жэлюзийного канала 16, иодключеннага к дизельному помещению 1, в смесительную камеру 18 могут поступать аба потока сразу либо лю бой из них при полном перекрытии другого, т.е. лопасти 19 могут нагнетать в нижнюю часть смесительнай камеры 18 холодный, теплый или сравнительно горячий воздушный поток. Вторичный теилообменник 10 25 кольцевой формы, разделенный кольцевой перегородкой 13 на внутренний отсек 11, подключенный к нагнетательной части 30 шахть; 6 ЦВС, и на наружный отсек 12, присоединенный к смесительной камере 18, 30 обеспечивает высокоинтенсивный тепмообмен подаваемого на оба отсека воздуха с потокам жидкости, подаваемым в дальнейшем в штатный охладитель НВ двигателя тепловоза, 35Внутренний отсек 11 имеет меньшую, чем наружный отсек 12, теплообменную площадь и однозначно служит для охлаждения жидкости штатного НВ ДБС, тогда как наружный отсек 12 может обеспечивать до иолнительное охлаждение жидкости, стабилизацию ее температуры, или общий подогрев жидкости, обеспечивая подогрев Н В ДВ С, необходимый на режимах холостого хода и частичных нагрузок. На режимах 45 полной мощности, иблизких к ней, теплообменник . работает на холодном воздухе, обеспечивае значительное снижение .температуры жидкости и, соответственно, при помощи штатного ОНВ ДВС значительное 50 снижение температуры НВ ДВС. Обеспечивается повышение надежности и топливной экономичности ДВС на всех режимах эксплуатации, достигаемое при помощи данного конструктивного выполнения 55 теилообменника 10 исмесительной регулирующей двухпоточной) заслонки 17, профилируемой под конкретный двигатель и условия его работы.После теплообменника 10 воздух поступает в кольцевую воздухоотводную камеру 28 и ио отводящим каналам 29 выбрасывается в подкузовное пространство, в атмосферу.По сравнению с прототипом данное техническое решение обладает следующими преимуществами,улучшение компактности собственно дополнительного теплообменника на 15 - 207 ь за счет использования динамической составляющей напора вентилятора и работы при повышенных скоростях потока и его плотности и давления, так как появляется возможность уменьшить шаг оребряющих пластин и увеличить глубину ТО поверхности;улучшение компактности ОУ ОНВ на 15-25 по сравнению с наиболее современными ОУ ОНВ;улучшение среднезксплуатационной экономичности двигателя тепловоза на всех режимах эксплуатации за счет поддержания оптимальных температур НВ;улучшение условий работы локомотивной бригады с сопутствующим улучшением условий борьбы со снегом и капельной влагой в системе ЦВС ТЭД тепловоза,Основной народнохозяйственный эффект достигается за счет снижения затрат при простройке и эксплуатации иэ-эа повышения экономичности двигателя и реализа-. ции его дополнительной мощности в условиях повышенных температур.