АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВС

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к системам впуска наддувочного воздуха и может быть применена для двигателей, работающих в области низких и высоких температур.
Известна топливная система дизельного двигателя, содержащая топливопровод с двумя байпасными линиями, в одной из которых включены обратный клапан и вставка с высоковольтными электродами, причем внутренняя геометрия вставки спрофилирована в виде параболоида вращения (RU №2239719, МПК 7 F02M 55/02, F02N 17/08, опубл. 10.11.2004).
Данная топливная система предназначена для облегчения подачи загустевшего при отрицательных температурах окружающей среды дизельного топлива в форсунку при запуске двигателя.
Известна система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания с байпасным каналом наддувочного воздуха, на котором установлен перепускной клапан наддувочного воздуха, охладитель наддувочного воздуха и блок управления с подключенными к нему датчиками (RU №2472950, МПК F02B 37/16, F02B 37/18, F02B 37/22, F02D 23/00 (2006.01), опубл. 27.10.2012).
Управляющий узел в данном техническом решении не пропорционален по потокам воздуха, имеет низкую пропускную способность, ограниченные функциональные возможности.
Известна также автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания, являющаяся наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату, содержащая установленные во впускном коллекторе между нагнетателем и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха и включенную в коллектор байпасную линию с помещенными в ней вторым трехходовым перепускным устройством с приводом и газовым подогревателем наддувочного воздуха, омываемым выхлопными газами, дозирование подвода которых осуществляют при помощи второго трехходового перепускного устройства, привод которого связан с датчиком температуры надувочного воздуха, установленным во впускном коллекторе между воздушным охладителем наддувочного воздуха и цилиндрами, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, вентилятор (RU №2262603, МПК 7 В60К 17/28, опубл. 20.10.2005).
Данное изобретение направлено на улучшения пуска двигателя при низких температурах, но не обеспечивает высокую надежность пуска при высоких температурах, а также его работы при низких и высоких температурах окружающей среды.
Была поставлена задача за счет обеспечения минимального снижения температуры воздуха на входе в цилиндры двигателя в процессе его пуска и работы повысить надежность пуска и работы двигателя при низких и высоких температурах окружающей среды.
Поставленная задача решается тем, что автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС, содержащая вентилятор, установленные между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха, байпасную линию, второе трехходовое перепускное устройство с приводом и подогреватель наддувочного воздуха, контактирующий с теплоносителем, дозирование которого осуществляется вторым трехходовым перепускным устройством, датчик температуры наддувочного воздуха, установленный на входе трехходового перепускного устройства, и датчик температуры теплоносителя, расположенный на входе в подогреватель наддувочного воздуха, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, дополнительно содержит установленный в байпасной линии теплообменник, подогреватель наддувочного воздуха выполнен жидкостным дистанционным, а в качестве теплоносителя используют охлаждающую жидкость. Элементы автоматической системы установлены в трубопроводе наддувочного воздуха перед впускным коллектором.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что осуществляют нагрев воздуха в специальном теплообменнике как во время предпусковой подготовки двигателя, так и во время пуска, в качестве теплоносителя применяют охлаждающую жидкость, используемую в качестве теплоносителя для предпусковой подготовки двигателя и подготовленную на базе подогревателя жидкостного дистанционного, обеспечивает при его пуске в условиях низких температур процесс устойчивого и надежного горения в цилиндрах двигателя.
Таким образом, в совокупности отличительные признаки позволяют повысить надежность пуска и работы двигателя при низких и высоких температурах окружающей среды за счет минимального снижения температуры воздуха на входе в цилиндры двигателя в процессе пуска.
Кроме того, техническое решение обеспечивает высокие экологические характеристики ДВС при пуске.
В результате проведенного анализа уровня техники по патентам и другим источникам научно-технической информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения, обнаружено не было. Следовательно, предложение соответствует условию патентоспособности «новизна».
На чертеже представлена принципиальная схема автоматической системы регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС.
Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС содержит установленные в трубопроводе 1 наддувочного воздуха перед впускным коллектором 2 между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство 3 с приводом 4 и воздушный охладитель 5 наддувочного воздуха. В трубопровод 1 включена байпасная линия 6, связанная с системой охлаждения двигателя, и теплообменник 10. Состояние линии зависит от температуры циркулирующего в контурах системы теплоносителя, который через второе трехходовое перепускное устройство 7 с приводом 8 направляется в подогреватель 9 наддувочного воздуха, выполненный жидкостным дистанционным, и при необходимости, в теплообменник 10 наддувочного воздуха. Выполнение подогревателя 9 жидкостным дистанционным позволяет реализовать заложенный алгоритм воздействия на наддувочный воздух как при предпусковой подготовке (подогрев охлаждающей жидкости), так и при эксплуатации двигателя для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости через теплообменник, использующий ее в качестве теплоносителя.
В трубопроводе 1 на входе трехходового перепускного устройства 3 установлен датчик 11 температуры наддувочного воздуха. На входе в подогреватель 9 наддувочного воздуха установлен датчик 12 температуры теплоносителя. Микропроцессорный контроллер 13 управляет положением трехходовых клапанов 3 и 7 управления потоками воздуха и теплоносителя, связан с датчиками температуры 11 и 12 и электронным блоком 14 управления дизельного двигателя 15, имеющим датчик 16 температуры наддувочного воздуха.
1
1
1
1
Автоматическая система подготовки воздуха дизельного двигателя обеспечивает нагрев наддувочного воздуха как при пуске двигателя при низкой температуре t, так и в условиях его эксплуатации при низкой температуре t и высоких нагрузках дизельного двигателя 15, когда отсутствует необходимость использовать охладитель 5 наддувочного воздуха с максимальной эффективностью при согласованной работе турбокомпрессора 17 и поршневой части дизельного двигателя. Подогреватель 9 жидкостный дистанционный при низкой температуре t в течение периода подготовки к пуску дизельного двигателя обеспечивает нагрев и циркуляцию охлаждающей жидкости через рубашку охлаждения двигателя минуя теплообменник 10 подготовки наддувочного воздуха. При температуре охлаждающей жидкости t2, достигшей в процессе предпусковой подготовки двигателя значений выше 45°C, микропроцессорный контролер 13 подает управляющий сигнал на привод 8 трехходового перепускного устройства 7, направляет поток охлаждающей жидкости через теплообменник 10 подготовки воздуха, происходит нагрев воздуха в зоне теплообменника и накопление тепла в «теле» теплообменника и близко расположенных воздухотрубопроводов. Перед пуском двигателя при низкой температуре t положение трехходового перепускного устройства 3 соответствует проходу воздуха через байпасную линию 6 и теплообменник 10 подготовки наддувочного воздуха.
3
3
При пуске двигателя происходит теплообмен между теплоносителем и наддувочным воздухом. При повышении температуры t выше значений 40°C микропроцессорный контролер 13 подает управляющий сигнал на привод 4 трехходового перепускного устройства 3, направляет поток наддувочного воздуха в штатные элементы системы охлаждения наддувочного воздуха и в охладитель 5 наддувочного воздуха. Приток внешнего воздуха для охлаждения самого охладителя осуществляется вентилятором 18. При работе двигателя и при понижении температуры наддувочного воздуха t ниже значений 20°C микропроцессорный контролер 13 на основе данных с электронного блока 14 управления двигателем и связанного с ним датчика 16 температуры воздуха на входе в двигатель подает управляющий сигнал на привод 4 трехходового перепускного устройства 3, направляет поток наддувочного воздуха в байпасную линию 6 для нагрева воздуха.