Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

(21) 416113 (22) 15,12. (46) 15.10, (71) Всесою ский теплов (72) Н.Д. 111 е А,И.Гибалов Н.Д.Орлов, М,Г,Романенк (53) 621,43 (56) АвторсВ 1236125,но-исследовательитутЮ.В.Ольховс гловитов И.П.Ко А.Г.Огаркое свидетельст кл. Р 01 Р 3/20 ЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬС(54) СИСТЕМА ОХЛАЖДВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить надежность системы охлаждения двигателя и снизить затраты энергии на охлаждение. Расширительный бак 4 расположен выше радиатора (Р) 2 и сообщенпитающим трубопроводом (ТП)7 с всасывающим патрубком (ВП) насоса 3, паровоздушным ТП 8 - с верхним коллектором и паровым ТП 9 - с наивысшимиточками рубашки охлаждения двигателя1, Запорные органы 10 - 12 установлены соответственно в патрубке 6 отводажидкости от рубашки и ТП 7 и 8. Трехходовый клапан 5, установленный напатрубке 6 после запорного органа 10и соединенный байпасным ТП 20 с ВП,и залорные органы 10-12 связаны с блоком 14 управления. Датчики 15-17температуры жидкости в двигателе, температуры жидкости в Р, температурынаружного воздуха и датчики 18 и 19наличия охлаждающей жидкости подключены к блоку 14, Устройство 13 дляотвода жидкости из Р при остановленном двигателе связано с блоком 14,снабженным двумя промежуточными релес цепями их включения, Обратный клапан установлен в ВП насоса после места подключения к нему ВП насоса с автономным приводом устройства для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателеСистема содержиттакже тумблеры управления системойпри выключенном двигателе, ручноговключения слива жидкости, ручноговключения наполнения Р. Такое выполнение позволяет осуществить автомати-. Сффческое управление сливом и наполнением радиатора жидкостью в зависимос- фти от температуры жидкости в Р, температуры наружного воздуха и темпе- фературы жидкости в двигателе как при 4 Ьработающем, так и при остановленном ЯДдвигателе, предотвратить разморажива- (1ние Р при незапланированной останов- фДке двигателя и уменьшить частоты сли-вов, снижая тем самым коррозию. Дви агатель может работать в режиме прогрева с незаполненным Р, что снижаетвремя прогрева. 6 з,п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к системам жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сго 5 рания.Цель изобретения - повышение надежности системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и снижение затрат энергии на охлаждение. 10На Киг.1 представлена схема системы охлаждения с управляемыми сливом жидкости из радиатора) в бак и заполнением радиатора жидкостью из бака; на фиг.2 - схема системы охлаждения 15 двигателя внутреннего сгорания с устройством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе, выполненном в виде насоса с автономным приводом; на Киг.З " схема систе мы охлаждения с устройством для отвода жидкости при остановленном двигателе, выполненном в виде трехходового крана; на фиг.4 - блок управления. 25Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит рубашку охлаждения двигателя 1, радиатор 2, циркуляционный насос 3, расширительный бак 4, трехходовой клапан 5, ус тановленный в патрубке 6 отвода жидкости из рубашки, Расширительный бак 4 расположен выше радиатора 2 и сообщен питающим трубопроводом 7 с всасы,вающим патрубком насоса 3, паровоз- душным трубопроводом 8 с верхним коллектором радиатора 2 и паровым трубопроводом 9 с наивысшими точками рубашки охлаждения двигателя 1.В патрубке 6 и трубопроводах 7 и 8 40 установлены соответственно управляемые запорные органы 10-12. Трехходовой клапан 5 и запорные органы 10-12 связаны с блоком управления. Устройство 13 для отвода жидкости из ради атора при остановленном двигателе также связано с блоком 14 управления. В последний поступают сигналы датчика 15 температуры жидкости в двигателе, датчика 16 температуры жидкости в радиаторе, датчика 17 темпеоатуры50 наружного воздуха, датчика 18 наличия охлаждающей жидкости, установленного на выходе из нижнего коллектора ра диатора 2, и дополнительного датчика 19 наличия охлаждающей жидкости, установленного в верхнем коллекторе радиатора 2. К трехходовому клапану 5 подключен байпасный трубопровод 20. Устройство 13 для отвода жидкости иэ радиатора при остановленном двигателе 1 может быть выполнено в виде насоса с автономным приводом 21 (фиг.2), установленного параллельно насосу 3 с приводом от дизеля, во всасывающем патрубке которого установлен обратный клапан 22.Устройство 13 для отвода жидкости иэ радиатора при остановленном двигателе может быть выполнено также в виде трехходового крана (Киг,З), установленного в паровоздушном трубопроводе 8 и одним из патрубков подключенного к источнику (не показан) сжатого воздуха.Блок управления может быть выполнен по следующей схеме (фиг.4), Датчики 15-19 - электрические релейного типа, Контакты 23 и 24 датчиков 16 и 17 температуры жидкости в радиаторе и температуры наружного воздуха включены последовательно в цепь первого промежуточного реле 25. Контакты тумблера 26 ручного включения слива жидкости из радиатора 2 размещены параллельно в цепи того же реле 25. Контакты 27 датчика 18 наличия охлаждающей жидкости включены в цепь вто" рого промежуточного реле 28, Контакты 29 реле 28 последовательно с контактами 30 датчика 15 температуры жидкости в двигателе 1 и размыкающими контактами тумблера 31 ручного включения наполнения радиатора 2 включены в цепь 32 управления запорным органом 12,Контакты 33 реле 25 и размыкающие контакты 34 реле 28 включены последовательно в цепи 35-37 управления запорными органами 10 и 11 и устройством 13 отвода жидкости из радиатора 2 при остановленном двигателе, причем в цепь 37 включены контакты тумблера 38 управления системой при остановленном двигателе. Контакты 39 дополнительного датчика 19 наличия охлаждающей жидкости и контакты 40 реле 25 включены параллельно в цепь 41 управления трехходового клапана 5.Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.При отрицательной температуре наружного воздуха после запуска двигатель 1 работает в режиме прогрева. Трехходовой клапан 5 перепускает охлаждающую жидкость по байпасному трубопроводу 20 мимо радиатора 2, что10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ускоряет прогрев двигателя и снижает мощность, потребляемую насосом. Жидкостные полости радиатора 2 заполнены воздухом, вытеснению которого препятствует закрытый запорный орган 12, Запорные органы 11 и 10 открыты.Заполнение радиатора 2 жидкостью происходит при повышении температуры жидкости в двигателе 1 выше определенного значенияПо сигналу датчика 15 температуры жидкости в двигателе зайорный орган 12 открывается и сообщает радиатор 2 с расширительным баком 4. Жидкость из бака 4 по питающему трубопроводу 7 через нижний коллектор заполняет радиатор 2, вытесняя воздух иэ последнего в бак 4 через паровоздушный трубопровод 8. Пока уровень жидкости в радиаторе 2 не достигнет положения дополнительного; датчика 19 наличия охлаждающей жидкости, трехходовойклапан 6 направляет весь поток жидкости по байпасному трубопроводу 20 мимо радиатора 2. При достижении уровнем жидкости положения датчика 19 по его сигналу трехходовой клапан 5 начинает пропускать жидкость в радиатор 2.Перед длительной остановкой двигателя 1 отвод жидкости из радиатора 2 производится.с помощью циркуляционно. го насоса 3, приводимого двигателем. По сигналу тумблера 26 ручного включения слива жидкости трехходовой клапан 5 полностью перекрывает подачу жидкости в радиатор 2. Запорный орган 11 закрывается и разобщает бак 4 и всасывающий патрубок 3. Запорный орган 10 дросселирует поток жидкости по байпасному трубопроводу 20. Насос 3 начинает выкачивать из радиатора 2 жидкость, которая отводится в бак 4 по первому трубопроводу 9 двигателя,Уровень жидкости в радиаторе опускается до положения датчика 18 наличия охлаждающей жидкости, после чего по его сигналу закрывается запорный орган 12, а запорные органы 10 и 11 открываются. Отвод жидкости из радиатора 2 в бак 4 прекращается. Жидкостные полости радиатора 2 заполнены воздухом, вытеснению, которого препятствует закрытый запорный орган 12.Отвод жидкости из радиатора 2 пос. - ле остановки двигателя 1 может быть ,произведен с помощью устройства 13, От. вод производится по сигналу тумблера 26 ручного управления или автоматически. Во втором случае команду наслив жидкости из радиатора 2 формируют датчики 16 и 17 температуры жидкости в резервуаре 2 и температуры наружного воздуха с целью предупреждения размораживания радиатора 2 приотрицательной температуре наружноговоздухаЕсли устройство 13 для отвода жидкости иэ радиатора в виде насоса с автономным приводом 21 (фиг.2), отвод жидкости из радиатора 2 в бак производится этим насосом, который останавливается по сигналу датчика 18 наличия охлаждающей жидкости,Однако, запас энергии транспортной установки может оказаться недостаточным для привода автономного насоса. Поэтому предусмотоен отвод жидкости из радиатора 2 с помощью сжатого воздуха. С этой целью устройство 13 для отвода жидкости выполнено в виде трехходового крана (фиг.3). По сигналу тумблера 26 ручного включения слива или датчиков 16 и 17 трехходовой клапан 5 йерекрывает патрубок 6 отвода жидкости из рубашки, соединяющий двигатель 1 с радиатором 2. Трехходовой кран 13 перекрывает трубопровод 8, соединяющий бак 4 с радиатором 2, и сообщает верхний коллектор радиатора 2 с источником сжатого воздуха. Последний вытесняет жидкость из радиатора 2 до положения датчика 18 наличия жидкости, по сигналу которого трехходовой кран 13 перекрывает поступление сжатого воздуха в радиатор 2. Жидкостная полость радиатора 2 заполнена воздухом, вытеснению которого препятствует запорный орган 12, закрывающий выход в бак 4.Таким образом, предлагаемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания осуществляет автоматическое управление сливом и наполнением радиатора жидкостью в зависимости от температуры жидкости в радиаторе, наружного воздуха и жидкости в двигателе, позволяет предотвратить размораживание радиатора при незапланированной остановке двигателя, уменьшает частоту сливов, снижая тем самым коррозию, т.е. повышает надежность и долговечность радиатора. Система позволяет двигателю работать в режиме прогрева с незаполненным жидкостью радиатором, что снижает время прогрева, повышаетэкономичность транспортного средства. Датчик верхнего уровня жидкости в радиаторе предохраняет систему охлаждения двигателя от завоздушивания при заполнении радиатора жидкостью. Связь датчиков с клапанами через блок управления позволяет автоматизировать слив и наполнение радиатора как при работающем, так и при остановленном двигателе,Формула изобретения1. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая рубашку охлаждения двигателя, радиатор, верхний коллектор которого сообщен с патрубком отвода жидкости из рубашки охлаждения двигателя, циркуляционный насос, всасывающий патрубок которого подключен к нижнему коллектору радиатора и питающему трубопроводу, а напорный - к рубашке охлаждения двигателя, расширительный бак, сообщенный при помощи парового трубопровода с рубашкой охлаждения двигателя и питающим трубопроводом, датчик наличия жидкости, установленный на выходе из нижнего коллектора радиатора, паровоздушный трубопроводподключенный к верхнему коллектору радиатора, и по меньшей мере три запорных органа, первый иэ которых установлен в пат-рубке отвода жидкости из рубашки охлаждения, второй - в питающем трубопроводе, а третий - в паровоэдушном трубопроводе, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, она. снабжена датчиками температуры жидкости в двигателе и радиаторе, датчиком температуры наружного воздуха, дополнительным датчиком на-: личия жидкости, блоком управления, управляемым трехходовым клапаном, байпасным трубопроводом и устройством для отвода жидкости иэ радиатора при остановленном двигателе, запорные органы выполнены управляемыми, причем дополнительный датчик наличия жидкости установлен в верхнем коллекторе радиатора, трехходовой клапан установлен на патрубке отвода жидкости из рубашки охлаждения двигателя после запорного органа и соединен при помощи байпасного трубопровода с всасыващж патрубком насоса, паровоздушный трубопровод дополнительно подключен к расширительному баку, датчик нали-,чия жидкости связан через блок управления с каждым запорным органом и с устройством для отвода жидкости из 5радиатора при остановленном двигателе, дополнительный датчик наличия жидкости связан через блок управления с трехходовым клапаном, датчик температуры жидкости в двигателе подключен через блок управления к запорному органу паровоэдушного трубопровода, а датчики температуры жидкости в радиаторе и наружного воздуха связаны через блок управления с запорными органами, установленным в патрубке отвода жидкости из рубашки охлаждения двигателя и в питающем трубопроводе, и с устройством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигате О ле.2. Система по п.1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена обратным клапаном, а устройство для отвода жидкости из радиато ра при остановленном двигателе выполнено в виде насоса с автономным приводом, причем насос подключен всасывающим патрубком к всасывающему патрубку циркуляционного насоса, а на порным - к рубашке охлаждения двигателя, обратный клапан установлен вШвсасывающем патрубке циркуляционного насоса после места подключения к нему всасывающего патрубка насоса,3. Система по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она дополнительно снабжена источником сжатого воздуха, а устройство для отвода жидкости из резервуара при остановившемся двигателе выполнено в виде трехходового крана, установленного в паровоэдушном трубопроводе между верхним кол-.лектором радиатора и запорным органом и подключенного к источнику сжатого 45 воздуха.4. Система по пп 1-3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что блок управления выполнен в виде цепей управления за" порными органами и устройством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе и снабжен двумя промежуточными реле с цепями их включения, а датчики выполнены электрическими релейного типа, причем в цепь включения первого промежуточного реле последовательно включены контакты датчиков температур жидкости в радиаторе и наружного воздуха, в цепь включения второго реле последовательно включены7 1433контакты датчика наличия жидкости, вцепях управления эапорными органамипатрубка отвода жидкости из рубашкиохлаждения двигателя и питающего трубопровода и в цепи управления устрой 5ством для отвода жидкости из радиато"ра при остановленном двигателе последовательно установлены контакты обоихпромежуточных реле, в цепи управления 1 Озапорным органом паровоздушного трубопровода последовательно установленыконтакты второго реле и датчика температуры жидкости в двигателе, а в цепьуправления трехходовым клапаном параллельно включены контакты первогореле и дополнительного датчика наличия жидкости,5, Система попп.1-4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она дополни Отельно снабжена тумблером управлениясистемой при выключенном двигателе,569включенным в цепь управления устройством для отвода жидкости из радиатора при остановленном двигателе.6. Система по пп 1-5, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена тумблером ручного включения слива жидкости, установленным в цепи включения первого промежуточного реле параллельно контактам датчиков температур жидкости в радиаторе и наружного воздуха. 7. Система по пп.1-6, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она дополни-. тельно снабжена тумблером ручного . включения наполнения радиатора, установленным в цепи управления запорным органом паровоздушного трубопровода последовательно с контактами второго промежуточного реле и датчика темпе" ратуры жидкости в двигателе.1430569 ч Составитель Л.ЧерныйТехред Л,Сердюкова Корректор М,Шароши Редактор И.Каса Заказ 5314/31 ираж 4 дписн 4/5 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк113035, Москва, Ж, Раушская н роиэводственно-полиграфическое предприятие а СССтий город, ул. Проектная, 4