СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ОХЛАДИТЕЛЕМ РЕЦИРКУЛИРУЕМЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно, к системе охлаждения дизельного двигателя, содержащей охладитель рециркулируемых газов (в дальнейшем - системе охлаждения).
Известна система охлаждения, предназначенная для охлаждения деталей дизельного двигателя и рециркулируемых газов системы рециркуляции, содержащая внутренний контур охлаждения, к которому параллельно подключен внешний контур охлаждения, включающий термостат и радиатор. Параллельно к радиатору подключен контур охлаждения рециркулируемых газов, содержащий циркуляционный электрический насос и охладитель, в котором рециркулируемые газы и охлаждающая их жидкость движутся в одном направлении по схеме «сложный перекрест с прямотоком» (см. патент GB 2316445, fig.2, МПК: F01P 3/20; F02B 29/00; F02M 25/07, дата публикации - 1998-02-25).
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного решения, следует отнести подключение охладителя рециркулируемых газов к внешнему контуру охлаждения, исключающее использование отводимой теплоты в охладителе для нагрева охлаждающей жидкости во внутреннем контуре охлаждения и, соответственно, деталей дизельного двигателя до рабочих температур после его запуска и начала движения автомобиля, особенно в холодное время года. Кроме того, подключение охладителя рециркулируемых газов к системе охлаждения по схеме «сложный перекрест с прямотоком» при прочих равных условиях ограничивает глубину охлаждения рециркулируемых газов и, соответственно, эффект применения охладителя.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является система охлаждения, содержащая внутренний контур охлаждения, включающий водяной насос с впускным патрубком, рубашку охлаждения блока цилиндров, каналы охлаждения головки цилиндров, жидкостно-масляный теплообменник, радиатор отопителя салона автомобиля, и внешний контур охлаждения, параллельно подключенный к внутреннему контуру охлаждения и включающий термостат и радиатор. После жидкостно-масляного теплообменника внутренний контур охлаждения дополнительно содержит циркуляционный электрический насос и трехходовой кран, регулирующий подачу охлаждающей жидкости в радиатор отопителя салона автомобиля или к водяному насосу (см. патент на изобретение №2293856 МПК: F01P 3/20; F01P 11/08, дата публикации - 20.02.2007 г.).
К причинам препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, является большое время нагрева охлаждающей жидкости во внутреннем контуре охлаждения и, соответственно, деталей дизельного двигателя до рабочих температур после его запуска и начала движения автомобиля, связанное с ограниченным количеством теплоты, дополнительно поступающей в охлаждающую жидкость от жидкостно-масляного теплообменника при работе двигателя на пониженных нагрузках. С одной стороны, ухудшаются потребительские свойства автомобиля из-за ограничения мощности, развиваемой дизельным двигателем при его прогреве, с другой стороны, повышенные механические потери приводят к повышенному количеству выбросов вредных веществ с отработавшими газами в атмосферу. Кроме того, система рециркуляции дизельного двигателя без охладителя рециркулируемых газов, подключаемого к системе охлаждения, при снижении количества вредных выбросов оксидов азота существенно повышает количество вредных выбросов дисперсных частиц с отработавшими газами.
Сущность полезной модели - улучшение потребительских свойств и экологических характеристик автомобиля с дизельным двигателем, внутренний контур охлаждения которого снабжен охладителем рециркулируемых газов.
Технический результат:
- снижение времени нагрева охлаждающей жидкости во внутреннем контуре охлаждения и, соответственно, деталей дизельного двигателя до рабочих температур после его запуска и начала движения автомобиля;
- одновременное снижение вредных выбросов оксидов азота и дисперсных частиц с отработавшими газами на всех режимах работы дизельного двигателя;
- повышение эффективности работы отопителя салона автомобиля. Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в системе охлаждения, содержащей внутренний контур охлаждения, включающий водяной насос с впускным патрубком, рубашку охлаждения блока цилиндров, каналы охлаждения головки цилиндров, жидкостно-масляный теплообменник и внешний контур охлаждения, параллельно подключенный к внутреннему контуру охлаждения и включающий термостат и радиатор, особенностью является то, что для снижения времени нагрева охлаждающей жидкости и деталей дизельного двигателя до рабочих температур после его запуска и начала движения автомобиля, внутренний контур охлаждения снабжен охладителем рециркулируемых газов с патрубками подвода и отвода охлаждающей жидкости, причем патрубок подвода охлаждающей жидкости размещен со стороны выхода рециркулируемых газов из охладителя, а патрубок отвода охлаждающей жидкости размещен со стороны входа рециркулируемых газов в охладитель, обеспечивая движение рециркулируемых газов и охлаждающей их жидкости в противоположных направлениях по схеме «сложный перекрест с противотоком», кроме этого, для одновременного снижения вредных выбросов оксидов азота и дисперсных частиц с отработавшими
газами на всех режимах работы дизельного двигателя, охладитель рециркулируемых газов размещен между рубашкой охлаждения блока цилиндров и впускным патрубком водяного насоса. Для повышения эффективности работы отопителя салона автомобиля охладитель рециркулируемых газов размещен между жидкостно-масляным теплообменником и впускным патрубком водяного насоса.
Выполнение системы рециркуляции ОГ описанным выше образом с использованием всей предложенной совокупности существенных признаков позволяет улучшить потребительские свойства и экологические характеристики автомобиля с дизельным двигателем.
Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:
на фиг.1 - схема работы внутреннего контура системы охлаждения при подключении охладителя рециркуляционных газов к рубашке охлаждения блока цилиндров после запуска дизельного двигателя;
на фиг.2 - схема работы системы охлаждения дизельного двигателя и отопителя салона автомобиля при подключении охладителя рециркуляционных газов к жидкостно-масляному теплообменнику после нагрева охлаждающей жидкости до рабочей температуры.
Система охлаждения дизельного двигателя 1 с охладителем 2 рециркулируемых газов содержит внутренний контур охлаждения, включающий водяной насос 3 с впускным патрубком 4, рубашку охлаждения блока цилиндров 5, каналы охлаждения головки цилиндров 6, жидкостно-масляный теплообменник 7 и внешний контур охлаждения, параллельно подключенный к внутреннему контуру охлаждения и включающий термостат 8 и радиатор 9. Внутренний контур охлаждения снабжен охладителем 2 рециркулируемых газов с патрубками подвода 10 и отвода 11 охлаждающей жидкости. Патрубок подвода 10 охлаждающей жидкости размещен со стороны выхода рециркулируемых газов из охладителя 2, а патрубок отвода 11 охлаждающей жидкости размещен со стороны входа рециркулируемых
газов в охладитель 2. По первому варианту исполнения охладитель 2 рециркулируемых газов размещен между рубашкой охлаждения блока цилиндров 5 и впускным патрубком 4 водяного насоса 3. По второму варианту исполнения охладитель 2 рециркулируемых газов размещен между жидкостно-масляным теплообменником 7 и впускным патрубком 4 водяного насоса 3 (см. рис.1, 2).
Система охлаждения работает следующим образом.
Первый вариант исполнения системы охлаждения. После запуска холодного дизельного двигателя 1 охлаждающая жидкость во внутреннем контуре циркуляции с помощью водяного насоса 3 направляется в рубашку охлаждения блока цилиндров 5, где происходит ее нагревание от цилиндров дизельного двигателя 1 и разделение на два параллельных потока. Первый поток охлаждающей жидкости направляется в каналы охлаждения головки цилиндров 6, где происходит ее дальнейшее нагревание. Далее охлаждающая жидкость поступает в жидкостно-масляный теплообменник 7, где она охлаждается, поскольку часть ее теплоты идет на подогрев холодного смазочного масла. Второй поток охлаждающей жидкости направляется в охладитель 2 рециркулируемых газов. Оба параллельных потока внутреннего контура циркуляции поступают во впускной патрубок 4 водяного насоса 3. После начала движения автомобиля рециркулируемые газы из выпускного коллектора 12 через охладитель 2 поступают во впускной трубопровод 13. В охладителе 2 теплота от рециркулируемых газов идет на нагревание охлаждающей жидкости. Внешний контур циркуляции открывается с помощью термостата 8 по достижении охлаждающей жидкостью заданной рабочей температуры (см. рис.1).
Второй вариант исполнения системы охлаждения. После запуска холодного дизельного двигателя 1 охлаждающая жидкость во внутреннем контуре циркуляции с помощью водяного насоса 3 направляется в рубашку охлаждения блока цилиндров бив каналы охлаждения головки цилиндров 6. Подогретая охлаждающая жидкость поступает в жидкостно-масляный
теплообменник 7, где она охлаждается, далее, через охладитель 2 рециркулируемых газов, она поступает во впускной патрубок 4 водяного насоса 3. После начала движения охладитель 2 рециркулируемых газов ускоряет прогрев охлаждающей жидкости до заданной рабочей температуры. Охлаждающая жидкость может быть использована в отопителе салона автомобиля. Для поддержания оптимального теплового баланса работающего дизельного двигателя с помощью термостата 8 подключается внешний контур циркуляции (см. рис.2).
Преимущество заявляемой полезной модели состоит в том, что по сравнению с известными системами охлаждения повышаются потребительские свойства и экологические характеристики автомобиля с дизельным двигателем.