Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

(19) (11) Р 01 Р 7/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТ т сигидко ст лы, 5 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЫТПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1,132036, кл. Р .01 Р 7/00, 1981.(54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение позволяет снизитьзатраты 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 8включения, датчик 11 температуры охлаждающей жидкости установлен на выходе из полостей охлаждения двигателя 11, Регулятор 12 т-ры обратногодействия подключен к датчику т-ры иэадатчику 14 давления, а выходом - кприводу 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 связанс переключателем 13 каналов управления. Регулирование т-ры осуществляюткак регулированием расхода жидкости,так и регулированием расхода внешнеготеплоносителя путем поворота лопастейвентилятора и перекрытия канала подвода воздуха. Для исключения замерзания воды в радиаторе 2 датчик 15 вырабатывае нал для кратковременнойподачи ж и через радиатор.3 з.п, ф- ил. МИзобретение 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. - 10 ;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 лятора температуры.Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания (фиг.1) содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий полости охлаждения25 ,двигателя 1, теплообменники масла и наддувочного воздуха (не показаны), радиатор 2 и насос 3, соединенные ,последовательно трубопроводами, трехходовой перепускной клапан 4 с приво ,дом 5, установленный в контуре между полостями охлаждения и радиатором 2, вентилятор б с приводом 7 (например, поворота лопастей) и устройством 8 включения, жалюзи 9 радиатора, реле 35 1 О 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 6 и к реле 1 О уп равления включением вентилятора б и жалюзи 9. В качестве регулятора 2 может быть использовано регулирующее устройство системы приборов СтартПереключатель 13 каналов управления одним входом подключен к выходу регулятора 12 температуры, другим входом - к второму задатчику 14 давле" ния, а выходом - к приводу 5 трехходового клапана 4. Датчик-реле 15 температуры установлен в радиаторе 2 и связан с переключателем 13. Переключатель 13 каналов (фиг.2) представляет собой электропневматический преобразователь (например П 1 ПР 5), содержащий якорь электромагнита 16, которыйсвязан с двусторонней подпружиненной заслонкой 1 7, Заслонка 1 7 при перемещении открывает одно из сопел 18и 19, связанных соответственно с выходом регулятора 12 температуры ивторым задатчиком 14 давления, сообщая их с выходом 20, подключенным кприводу 5 трехходового клапана 4. Вцепь электромагнита 16 включены контакты БК 15 датчика-реле 15 температуры. Привод 5 трехходового клапана 4 (фиг.3) содержит позиционер 21 (например, типа П 0-25-100), с рычажной обратной связью 22, Межмембранная 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 0,2- 0,6 кг/смПервый задатчик давления может быть одноуровневым и программным, например двухуровневым (фиг.5). Он состоит из двух соединенных с дополни" тельным переключателем 32 каналов задатчиков 33 и 34 различной настройки (например, с давлением задания О,б2и 0,7 кг/см ), содержащих настроенные винты, соответственно 35 и Зб. Дополнительный переключатель 32 каналов связан с устройством 37 управления двигателей (например, контроллероммашиниста). Связь устройства 37 управления двигателем с переключателем 32 каналов выполнена в виде кулачка 38, по которому катится ролик 39, закрепленный на конце рычага 40, На противоположном конце рычага 403 14639расположен контакт 41 цепи переключа"теля 32.Радиатор 2 снабжен каналом 42 перепуска жидкости, подключенным к перепускному клапану 4.В холодное время года при одновре"менном открытии жалюзи 9 радиатора 2и включении вентилятора 6 происходитрезкое увеличение теплоотвода от охлаждающей жидкости и снижения ее температуры ниже заданного значения. Дляповьппения точности регулирования всистеме может быть установлено двухпозиционное реле, последовательновключающее устройство поворота жалюзи 9 (например, при давлении управления 0,65 кг/см ) и вентилятор 62(например, при давлении управления075 к/ ),20Система охлаждения двигателя внут 1реннего сгорания работает следующимобразом.При сникении температуры охлаждающей жидкости ниже определенного заданного значения повьппается давлениеуправления регулятора 12 температуры. При увеличении давления управления в пределах рабочего диапазона позиционера 29 приводавентилятора 6 ЗО(0,2-0,6 кг/см.) привод 7 разворачиЯвает лопасти вентилятора 6, уменьшаяугол 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 29привода 7 вентилятора 6 угол атаки 40его лопастей и расход воздуха наименьший. При дальнейшем снижении температуры охлаждающей жидкости сраба-,. тывает реле 10 управления вклкгениемвентилятора 6 и жалюзи 9 и радиатора 482 (например, при давлении .управления0,7 кг/см ). Вентилятор 6 выключаетйся, жалюзи 9 радиатора закрываются,расход воздуха через радиатор равеннулю. При дальнейшем снижении температуры охлаждающей жидкости давление.управления регулятора 12 температурыеще повышается, изменяясь в рабочемдиапазоне поэиционера 21 привода 5трехходового клапана 4 (0,81,0 кг/см ). Привод 5 перемещает золотник 28 трехходового клапана 4, ко-.торый,перекрывает сечение трубопрово"да, подводящего жидкость к радиато 44ру 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 раэморажива" ния 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 ЯК 5 датчика-реле 15 замыкают цепь электромагнита 16 переключателя З.каналов управления (фиг.2), заслонка 17 разобщает регулятор 12 температуры с приводом 5 трехходоваго клапана 4 и сообщает привод 5 через сопло 19 с вторым задатчиком 14 давления (0,85 кг/смф). Клапан 4 открывается и пропускает горячую жидкость в ра- диатор 2. После того, как горячая жидкость вытеснит холодную жидкость из радиатора, контакты БК 15 датчика- реле 15 температуры разомкнутся и переключатель 3 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 2 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 сравнения5 14639 регулятора 12 температуры. На режимах высоких нагрузок ролик 39 перемещается по выступу кулачка 38, контакты 41 разомкнуты, переключатель 32 соединяет. с элементом сравнения ре" гулятора 12 температуры эадатчик 34, имеющий давление задания, соответствующее более низкой температуре.Таким образом, предлагаемая система охлаждения двигателя внутреннегосгорания позволяет повысить качестворегулирования за счет снижения теплоотводаа и повьппения температуры охлаждающей жидкости и масла в холодное время года на режимах малых нагрузок, .снижая тем самым расход топлива двигателем, позволяет предотвратит; раз,ис 4 аживание радиатора при перепуске , всего потока охлаждающей жидкости ми:мо радиатора, т.е, повьппает надеж,ность радиатора. Программный эадатчикрегулятора позволяет автоматически повьппать температуру охлаждающей жид-, кости и масла двигателя со снижением 25 , его нагрузки и оборотов, при этом ; также снижается расход гоплива двигателем.формула изобретения ЗО 1. Система охлаждения двигателя ,внутреннего .сгорания, снабженного устройством управления, .содержащая контур циркуляции охлаждающей жидкос 35 ти, включающий полости охлаждения двигателя радиатор с каналом переФпуска жидкости и насосг трехходовой перепускной клапан с приводом, установленный в контуре циркуляции между полостями охлаждения двигателя и радиатором и подключенный к каналу пе" репуска жидкости, датчик температуры охлаждающей жидкости, установленный на выходе из полостей охлаждения двиЩ гателя и подключенный к приводам вентилятора, и жалюзи, о т л и ч а ю щ 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 эадатчиками давления, переключателем каналов управления, датчиком-реле температуры, устройством включения вентилятора и реле управления включением вентилятора и жа" люэи, причем регулятор температуры снабжен по меньшей мере 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 вьпсоду регулятора температуры, вторым - к датчику-реле температуры и 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 клапана снабжены индивидуальными поэиционераки 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 управления двигателя.4, Система по и. 1-3., о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что реле управлений включением вентилятора и жалюзи выполнено двухпоэиционным с последовательным включением вентилятора и жалюзи е:оставитель Л.ЧерныйТехред А.Кравцук Корректор О.Кравцов Редактор Е.Пап аказ 807/4) Тираж 456 НИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Жкомбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 роиэводственно-издательс Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., д. 4/5