ИСТОЧНИК ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к технике двигателестроения, а именно к источникам давления для систем жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания, и может быть использована в указанных двигателях.
Известно применение начального давления в водоводяном ядерном реакторе (патент RU 2030797 C1 03.10.1995 G 21 C 1/32). Избыточное начальное давление обеспечивается после заполнения внутриреакторного объема корпуса водой подачей газа в компенсатор давления. Учитывая длительный и установившийся режим работы реактора, автоматический режим создания и снятия давления не предусмотрен. Конструктивное исполнение циркуляционного контура теплоотвода, расположенного внутри теплоносителя, заключенного в прочном корпусе реактора вместе с газовой полостью в виде компенсатора давления, исполняющего роль расширительного бачка, не требует повышенной герметичности соединительных элементов.
Таким образом, задачей данного технического решения являлось обеспечение оптимального давления для осуществления необходимого теплоотвода от активной зоны реактора при ее разогреве и установившемся режиме работы реактора и исключение утечек теплоносителя.
Общими признаками с предлагаемым авторами источником давления является наличие газовой полости с избыточным давлением перед запуском.
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату к заявляемой полезной модели является источник давления по патенту RU 2232905 C1 20.07.2004 F 01 P 3/20. Источник давления, состоящий, например, из компрессора с электрическим приводом и датчика давления, соединен с воздушной полостью расширительного бачка системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания и выполнен с возможностью обеспечения избыточного рабочего давления в системе охлаждения с момента начала работы двигателя.
Источник давления, принятый за прототип, работает следующим образом.
При включении цепи питания системы зажигания двигателя, начинает работать электрический привод воздушного компрессора, который подает воздух в воздушную полость расширительного бачка, повышая давление в системе охлаждения. При достижении минимального уровня избыточного рабочего давления в системе охлаждения, контакты
датчика давления размыкаются и выключают компрессор, подача воздуха в воздушную полость расширительного бачка прекращается. При понижении давления в системе охлаждения ниже минимального уровня избыточного давления, работа компрессора возобновляется, обеспечивая необходимое давление в системе охлаждения.
Максимальный уровень давления в системе охлаждения, достигаемый по мере прогрева охлаждающей жидкости, ограничивается механическим клапаном пробки расширительного бачка, путем выпуска части воздуха из воздушной полости расширительного бачка в окружающую среду.
По окончании работы двигателя температура охлаждающей жидкости и ее объем уменьшаются, давление в системе охлаждения падает. При повторном запуске двигателя процесс повторяется.
Указанный источник давления обеспечивает поддержание давления в системе охлаждения во время работы двигателя в пределах установленной величины. Однако после остывания двигателя величина остаточного давления в системе охлаждения может быть выше давления окружающей среды, что способствует повышенной просачиваемости охлаждающей жидкости в соединениях элементов системы охлаждения при длительной стоянке, особенно в холодное время года.
Указанный недостаток проявляется в отсутствии снижения давления в системе охлаждения при случайных включениях системы зажигания на холодном двигателе, неполном снижении избыточного давления после неполного прогрева охлаждающей жидкости или пониженном уровне охлаждающей жидкости в расширительном бачке.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании источника давления, принятого за прототип, относятся зависимость степени снижения давления в системе охлаждения после остановки двигателя от степени прогрева охлаждающей жидкости и отсутствие элементов, регулирующих степень уменьшения давления.
Таким образом, задачей данного технического решения - прототипа являлось обеспечение необходимого избыточного давления в системе охлаждения двигателя во время его работы.
Общими признаками с предлагаемой авторами полезной моделью являются источник давления, например, нагнетатель давления или аккумулятор давления воздуха, соединенный с воздушной полостью расширительного бачка системы охлаждения и выполненный с возможностью обеспечения избыточного рабочего давления в системе охлаждения с момента начала работы двигателя.
Задачей заявляемой полезной модели является гарантированное обеспечение полного и оптимально быстрого снятия избыточного давления в системе жидкостного охлаждения двигателя после его остановки.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение просачивания жидкости в соединениях элементов системы охлаждения в нерабочее время.
Технический результат достигается за счет того, что в отличие от прототипа, предлагаемый авторами источник давления снабжен клапаном, связанным с воздушной полостью расширительного бачка и выполненным с возможностью выпуска избыточного давления из системы охлаждения после остановки двигателя.
Новая совокупность конструктивных элементов, выражающаяся в наличии узла, нового по сравнению с прототипом, и выполнении этого узла позволяют за счет:
- снабжения источника давления клапаном, связанным с воздушной полостью расширительного бачка системы охлаждения - обеспечить возможность соединения воздушной полости расширительного бачка с окружающей средой независимо от величины давления в системе охлаждения,
- выполнения клапана с возможностью выпуска избыточного давления из системы охлаждения после остановки двигателя - обеспечить возможность снижения давления в системе охлаждения в не рабочее время независимо от степени предыдущего нагрева жидкости и быстрее естественного снижения давления по мере остывания жидкости, обеспечив, тем самым, снижение просачивания охлаждающей жидкости в соединениях системы охлаждения.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Сущность полезной модели заключается в том, что источник давления для системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, соединенный с воздушной полостью расширительною бачка системы охлаждения и выполненный с возможностью обеспечения избыточного рабочего давления в системе охлаждения с момента начала работы двигателя, в отличие от прототипа, снабжен клапаном, связанным с воздушной полостью расширительного бачка и выполненным с возможностью выпуска избыточного давления из системы охлаждения после остановки двигателя.
Таким образом, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема предлагаемого источника давления и соединение его с системой жидкостного охлаждения
двигателя внутреннего сгорания; на фиг.2 - диаграмма фазового состояния охлаждающей жидкости в координатах давление - температура с графиками изменения давления в системе охлаждения
с источником давления - прототипом (линия K(RU)LM(SU)N(OQYZN)K(R) и
с предлагаемым источником давления (линия KLMN(VYZN)WK).
Предлагаемый источник давления для системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит, например, воздушный компрессор 1 с электрическим приводом 2, датчик давления 3, электромагнитный клапан 4. Цепь питания электромагнитного клапана 4 соединена с цепью питания системы зажигания непосредственно, а цепь питания электропривода 2 компрессора 1 через контакты датчика давления 3. Нагнетательная магистраль компрессора 1 с клапаном 4 и датчиком давления 3 соединена с воздушной полостью расширительного бачка 5 системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания 6. В качестве клапана, выполненным с указанной возможностью, может быть использован центробежный клапан, кинематически связанный с любым вращающимся во время работы валом двигателя или механизмом его привода, перекрывающий соединение при вращении двигателя стартером.
Предложенный источник давления работает следующим образом.
min
При включении цепи питания системы зажигания двигателя закрывается клапан 4 и начинает работать электрический привод 2 воздушного компрессора 1, который подает воздух в воздушную полость расширительного бачка 5, повышая давление в системе охлаждения 6 (линия KL на фиг.2). При достижении минимального уровня избыточного рабочего давления в системе охлаждения (линия P на фиг.2) контакты датчика давления 3 размыкаются и выключают компрессор 1, подача воздуха в воздушную полость расширительного бачка 5 прекращается. При этом клапан 4 остается закрытым при включенном зажигании.
mах
При работе двигателя по мере прогрева охлаждающей жидкости в системе охлаждения 6 происходит дальнейший рост давления (линия LM на фиг.2) до уровня, ограничиваемого механическим клапаном 7 в пробке расширительного бачка 5 (линия MN, Р на фиг.2).
При выключении системы зажигания и остановке двигателя открывается клапан 4, выпуская избыточное давление воздуха из воздушной полости расширительного бачка 5 в окружающую среду, давление в системе охлаждения снижается (линия NVW на фиг.2). При дальнейшем снижении температуры охлаждающей жидкости и уменьшении своего объема давление в системе охлаждения остается постоянной (линия WK на фиг.2) обеспечиваемое
открытым клапаном 4. При повторном запуске двигателя процесс повторяется.
Для исключения закипания охлаждающей жидкости при остановке горячего двигателя предусмотрено постепенное снижение давления дросселированием выходящего воздуха. С этой же целью может быть использован блок управления, воздействующий после выключения зажигания на цепь питания электромагнитного клапана с определенной задержкой или при достижении температуры охлаждающей жидкости безопасного уровня.