ДВУХКОНТУРНАЯ ВОДОВОЗДУШНАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ С ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ
DOUBLE-CIRCUIT WATER-AIR COOLING SYSTEM OF LOCOMOTIVE-TYPE DIESEL ENGINE WITH HEAT ACCUMULATING DEVICE

Изобретение относится к системам охлаждения тепловозного дизеля.
Из уровня техники известно изобретение, в котором описана двухконтурная водовоздушная система охлаждения тепловозного дизеля, первый контур которого представляет собой контур охлаждения дизеля, второй контур является контуром охлаждения картерного масла и надувочного воздуха (SU №832092, 1981, 3 с.).
Однако такая система не исключает переохлаждение двигателя при работе на малых нагрузках при низкой температуре окружающей среды.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы дизеля в зимних условиях путем исключения переохлаждения двигателя при работе на малых нагрузках при низкой температуре окружающей среды, а также уменьшить время прогрева двигателя и экономии топлива.
Поставленная задача решается следующим образом. Двухконтурная водовоздушная система охлаждения тепловозного дизеля, содержащая контуры охлаждения, первый из которых представляет собой контур охлаждения дизеля, а второй контур является контуром охлаждения картерного масла и надувочного воздуха, согласно изобретению, система снабжена теплоаккумулирующим устройством, выполненным в виде термобаков, обеспечивающих слив охлаждающей воды из секций радиаторов, при этом термобак первого контура установлен относительно уровня дизеля и поддерживает в нем уровень заполнения дизеля водой при его остановке, и термобак второго контура установлен относительно уровня охладителя надувочного воздуха и поддерживает в нем и водомасляном теплообменнике уровень воды при остановке дизеля, байпасными линиями, соединяющими вход и выход радиаторных линий обоих контуров, кроме того, система снабжена байпасными линиями, соединяющими входы и выходы трубопроводов из радиаторов обоих контуров, а также паровоздушными трубопроводами, соединяющими верхнюю точку радиатора и верхнюю точку термобака, и трубопроводами, соединяющими нижние точки термобаков с трубопроводами всасывающих линий перед входами в насосы.
Данное изобретение представляет собой двухконтурную водовоздушную систему охлаждения тепловозного дизеля с теплоаккумулирующим устройством. Первый контур представляет собой контур охлаждения дизеля, второй - контур охлаждения картерного масла и наддувочного воздуха. Водяной термобак первого контура расположен относительно уровня дизеля, второго - относительно уровня охладителя наддувочного воздуха. Уровень термобака первого контура обеспечивает заполнение дизеля водой при его остановке, второго - водомасляного теплообменника и охладителя наддувочного воздуха. На термобаках устанавливаются клапаны для сброса избыточного давления, создаваемого при работе двигателя, а конструкция радиаторов и их крепление подразумевает температурное расширение радиаторов в блоке охлаждающего устройства. При запуске двигателя водяной насос первого контура забирает охлаждающую воду из термобака первого контура и дизеля, водяной насос второго контура - из термобака второго контура, охладителя наддувочного воздуха и водомасляного теплообменника, которая далее поступает в секции водовоздушного радиатора, смонтированные на одном уровне отдельно для каждого контура, выжимая из них воздух через вентиляционные трубки, находящиеся в верхней точке радиаторов и сообщающиеся с термобаками первого и второго контуров. Воздух, вытесненный из радиаторов, поступает в термобак соответствующего контура, а жидкость, охлаждаясь, возвращается по трубопроводам на всасывающие линии своего контура.
После остановки двигателя вода из радиаторов под действием избыточного давления воздуха в системе поступает в термобак соответствующего контура через трубопроводы, связывающие термобаки и всасывающие линии насосов. При работе дизеля в термобаках поддерживается минимальное количество жидкости, которое необходимо для предотвращения попадания воздуха на всасывающую линию насосов, подающих охлаждающую воду в дизель.
Данное изобретение представлено в графическом исполнении с указанием основных его особенностей на следующем рисунке.
На фиг.1 представлено конструкционное исполнение двухконтурной водовоздушной системы охлаждения тепловозного дизеля с теплоаккумулирующим устройством. Система включает водовоздушные радиаторы 1, вентиляционные каналы 2, термобаки 3, водяные насосы первого и второго контура охлаждения 4, водомасляный теплообменник 5, охладитель наддувочного воздуха 6, байпасные линии 7.
Запуск дизеля. Охлаждающая жидкость из термобака 3 первого контура охлаждения поступает на всасывающую линию насоса 4 первого контура и поступает в дизель. Из дизеля жидкость поступает в секции радиатора 1 первого контура, выжимая из них воздух через вентиляционные трубки первого контура 2, находящиеся в верхней точке радиаторов и сообщающиеся с термобаком первого контура. Охлаждаясь, жидкость возвращается в дизель по трубопроводу через всасывающую линию насоса первого контура.
Охлаждающая жидкость второго контура охлаждения поступает из термобака второго контура охлаждения на всасывающую линию насоса второго контура. Далее жидкость, проходя через холодильник наддувочного воздуха 6 и секции водомасляного теплообменника 5, поступает в секции радиатора второго контура, выжимая из них воздух через вентиляционные трубки второго контура 2, находящиеся в верхней точке радиаторов и сообщающиеся с термобаком второго контура. Охлаждаясь, жидкость возвращается на всасывающую линию насоса второго контура.
Остановка дизеля. После остановки двигателя вода с радиаторов под действием избыточного давления воздуха в системе поступает в термобак соответствующего контура бак через трубопроводы, связывающие термобаки и всасывающие линии насосов обоих контуров. При этом воздух из термобаков в радиаторы соответствующего контура перемещается по вентиляционным трубкам. Для обеспечения быстрого слива охлаждающей воды из радиаторов при остановке дизеля применяются байпасные линии 7, соединяющие вход и выход воды радиаторной линии. Обеспечение быстрого слива осуществляется за счет разрыва потока струи байпасными линиями и выжиманием воды из радиаторных трубок давлением воздуха, поступающего из термобаков в верхнюю точку радиаторов. По мере заполнения термобаков охлаждающей жидкостью воздух из них перемещается в радиаторы.
Необходимый уровень воды в водомасляном теплообменнике, охладителе наддувочного воздуха и дизеле при его остановке обеспечивается за счет разности высот установки термобаков: первого контура - относительно дизеля, а второго - относительно охладителя наддувочного воздуха. Также это предотвращает возникновение воздушных пробок в трубопроводах системы.
При работе дизеля в термобаках, устанавливаемых на разном уровне, поддерживается минимальное количество жидкости, которое необходимо для предотвращения попадания воздуха на всасывающую линию насосов, подающих охлаждающую воду в дизель. Скорость воды в трубках составляет не менее 0,6 м/с, что исключает замерзание воды при поступлении ее в радиаторы при отрицательной температуре наружного воздуха.
Данная конструкционная схема двухконтурной водовоздушной системы охлаждения тепловозного дизеля с теплоаккумулирующим устройством позволяет применять различное конструкционное исполнение радиаторов, работающих с различным типом вентиляторов.