СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПРЕССОРА ДИЗЕЛЯ
METHOD OF DIESEL COMPRESSOR COOLING

Изобретение относится к области производства и эксплуатации автотракторных дизельных двигателей.
Известен способ охлаждения компрессора дизельного двигателя [1], заключающийся в том, что в процессе работы корпус компрессора обдувается воздухом, приводимым в движение лопастями вентилятора, и тем самым происходит охлаждение компрессора в процессе работы. Для повышения эффективности охлаждения цилиндр компрессора выполняется ребристым. Такой способ охлаждения имеет недостатки, которые заключаются в низкой эффективности охлаждения, сложности технологии изготовления цилиндра. В процессе работы корпус (особенно между ребрами цилиндра) забивается пылью, и эффект охлаждения компрессора сводится к минимуму. Перечисленные факторы, в конечном итоге, приводят к перегреву компрессора и к его отказу.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ принудительного охлаждения компрессора [2], например, дизельного двигателя автомобиля КамАЗ, который включает жидкостный насос, радиатор, рубашку охлаждения блока, расширительный бачок, соединительные трубопроводы и другие элементы, а также полость охлаждения компрессора, через которую часть охлаждающей жидкости сливается в расширительный бачок системы охлаждения. В этом случае компрессор включен в систему охлаждения самого дизеля. Данная схема имеет существенные недостатки, которые снижают надежность тормозной системы и автомобиля в целом. Вследствие того, что система охлаждения состоит из многих элементов, трубопроводов, патрубков и соединительных стыков, в процессе эксплуатации не исключена возможность утечки охлаждающей жидкости (антифриза, например тосола) через соединительные стыки, поврежденные трубопроводы и за счет испарений из расширительного бачка, т.е. происходит медленное, но устойчивое снижение уровня охлаждающей жидкости в системе. При уменьшении до определенного уровня жидкость перестает поступать в полость охлаждения компрессора, компрессор перегревается и выходит из строя. Так как компрессор в процессе работы двигателя охлаждается поступающей из системы охлаждения и затем сливающейся в расширительный бачок жидкостью, то это в свою очередь приводит к отказу тормозной системы и автомобиля в целом. На количество поступающей охлаждающей жидкости в компрессор также сильное влияние оказывает и ее вязкость. Особенно это опасно в зимний период эксплуатации, а также в период перехода от летней к зимней эксплуатации, т.к. при снижении температуры окружающего воздуха вязкость самой охлаждающей жидкости повышается, сопротивление перемещению по трубопроводам увеличивается, что также может являться причиной снижения количества поступления охлаждающей жидкости в полость охлаждения компрессора с вытекающими отсюда отрицательными последствиями. Такому отрицательному явлению еще способствует и то, что на дизеле головка компрессора практически находится на уровне расширительного бачка и склонность некоторых сортов охлаждающих жидкостей к образованию дендритов в местах изменения пропускной способности полостей, сужая этим самым проходное сечение каналов трубопроводов.
Цель изобретения заключается в повышении надежности компрессора дизельного двигателя, что в свою очередь позволит повысить надежность работы дизельного двигателя и автомобиля в целом.
Сущность изобретения заключается в том, что полость охлаждения компрессора, которая подсоединена к системе охлаждения двигателя, отключают (изолируют) от системы охлаждения и подключают к системе питания двигателя. В этом случае полость охлаждения компрессора подключается к сливному дренажному топливопроводу, который, как известно, сливает излишки топлива от форсунок в топливный бак. Предлагаемая схема работает следующим образом: излишки топлива по сливному дренажному топливопроводу через тройник подаются в полость охлаждения компрессора, а из полости топливо сливается в топливный бак автомобиля. Таким образом, для охлаждения компрессора вместо охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения, например тосола, применяется другая жидкость - дизельное топливо, которое перенаправляется на слив через полость охлаждения компрессора. Такое решение проблемы дает двойной эффект. С одной стороны, обеспечивается надежная работа компрессора даже при снижении уровня охлаждающей жидкости, т.к. полость охлаждения компрессора изолирована от системы охлаждения. С другой стороны, у топлива, если оно летнее (у него вязкость завышена), то при снижении температуры окружающего воздуха, особенно в период перехода от летней эксплуатации к осенней, а затем и к зимней, вязкость дополнительно повышается. Это может привести к снижению эффективности работы системы питания, а иногда и к отказу. По предлагаемой (новой) схеме дизельное топливо, протекая через полость охлаждения компрессора, нагревается и, сливаясь в бак, способствует снижению вязкости топлива в баке и в целом в системе питания, что повышает надежность работы дизеля особенно при низкой температуре окружающего воздуха. Эксплуатационные испытания нового способа охлаждения компрессора дизеля на автомобилях КамАЗ-5320, КамАЗ-53212 показали его осуществимость, работоспособность и эффективность.
На фиг.1 приведена упрощенная принципиальная схема известного (существующего) способа охлаждения компрессора, где приняты следующие обозначения: 1 - система охлаждения дизеля, 2 - трубка подвода охлаждающей жидкости из системы охлаждения в полость компрессора, 3 - компрессор, 4 - трубка отвода охлаждающей жидкости из компрессора, 5 - расширительный бачок. Таким образом, путь охлаждающей жидкости при существующей схеме следующий: система охлаждения дизеля 1 - подводящая трубка 2 - полость охлаждения компрессора 3 - отводящая трубка 4 - расширительный бачок 5. Стрелками указан путь перемещения охлаждающей жидкости.
На фиг.2 приведена упрощенная принципиальная схема отвода излишек топлива от форсунок в топливный бак автомобиля, где приняты следующие обозначения: 6 - сливной дренажный канал форсунок правого ряда, 7 - сливной дренажный канал форсунок левого ряда, 8 - тройник, 9 - трубка отвода топлива из тройника в топливный бак автомобиля, 10 - топливный бак автомобиля. Излишки топлива от правого и левого рядов форсунок соответственно по сливным дренажным каналам 6 и 7 собираются в тройнике 8 и оттуда по отводной трубке сливаются в топливный бак 10 автомобиля. Таким образом, существующая схема отвода излишек топлива от форсунок следующая: от форсунок правого и левого рядов дизеля - по сливным дренажным каналам 6 и 7 - в тройник 8 - затем по трубке отвода топлива 9 - в топливный бак 10 автомобиля.
На фиг.3 приведена упрощенная принципиальная схема предлагаемого (нового) способа охлаждения компрессора v-образного дизеля, где приняты следующие обозначения: 3 - компрессор, 6 - сливной дренажный канал форсунок правого ряда, 7 - сливной дренажный канал форсунок левого ряда, 8 - тройник, 10 - топливный бак автомобиля, 11 - трубка подвода топлива из тройника 8 в полость охлаждения компрессора 3, 12 - трубка отвода топлива из полости компрессора в топливный бак автомобиля 10. На фиг.3 путь топлива следующий: сливные дренажные каналы 6 и 7 - тройник 8 - трубка подвода 11 - полость охлаждения компрессора 3 - трубка отвода топлива 12 - топливный бак 10 автомобиля.
Способ реализуется следующим образом. Удаляется подводящая трубка 2 (Фиг.1), соединяющая систему охлаждения 1 дизеля с полостью охлаждения компрессора 3. Отверстие, которое остается после удаления трубки, заглушается, тем самым обеспечивается герметичность системы охлаждения дизеля. К тройнику 8 (Фиг.3), к которому подводятся (соединяются) излишки топлива по сливным дренажным каналам 6 и 7 соответственно форсунок правого и левого рядов, присоединяется трубка 11, которая соединяет полость тройника 8 с полостью охлаждения компрессора 3. Полость компрессора 3 с топливным баком 10 автомобиля соединяется с помощью трубки отвода 12. Тем самым полость охлаждения компрессора изолируется от системы охлаждения дизеля и подключается к системе питания дизеля.
Технический эффект при применении предложенного способа охлаждения компрессора дизеля заключается, с одной стороны, в том, что исключается перегрев компрессора и его отказ в процессе работы вследствие постоянной и непрерывной подачи и циркуляции топлива через компрессор. С другой стороны, топливо, протекая через компрессор, нагревается и, сливаясь в топливный бак, нагревает топливо в баке и в системе в целом. Дополнительный подогрев эффективен особенно в холодное время года. К тому же освободившийся поток охлаждающей жидкости способствует более качественному охлаждению дизеля.
Таким образом, внедрение предлагаемого способа позволит повысить надежность работы воздушного компрессора и пневмосистемы, что, в конечном итоге, повышает эксплуатационную надежность автомобиля в целом.
Источники, принятые во внимание
1. Ксеневич И.П. и др. Трактор МТ3-80 и его модификации/И.П.Ксеневич, П.А.Амельченко, П.Н.Степанюк. - М.: Агропроиздат, 1991. - 397 с.: ил. ISBN 5-10-000802-4 (стр.315-317, рис.158).
2. Карагодин В.И., Карагодин Д.В. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автмобилей КамАЗ. - М.: Транспорт, 1977. - 310 с. (стр.16-17, рис.2.1).