СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в системе жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания, входящих в состав судовых и промышленных энергетических установок, в транспортных двигателях внутреннего сгорания (ДВС).
Известна система водо-воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания (см. Ливенцев Ф.Л., Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания, издательство «Машиностроение», Ленинград, 1969, С.212), содержащая один замкнутый контур циркуляции охлаждающей воды, в качестве второго, разомкнутого контура используется поток воздуха, прокачиваемого через воздушный водоохладитель (радиатор) вентилятором. Система водо-воздушного охлаждения ДВС содержит двигатель, терморегулятор (термостат), воздушный водоохладитель (радиатор), вентилятор, циркуляционный насос системы охлаждения, известные конструктивные элементы, использованные в заявляемой полезной модели.
Известна система водо-водяного охлаждения двигателя внутреннего сгорания (см. Петриченко P.M. Системы жидкостного охлаждения быстроходных двигателей внутреннего сгорания, Ленинград, издательство «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1975, С.16), выбранная за наиболее близкий аналог заявляемой полезной модели, содержащая один внутренний замкнутый контур циркуляции охлаждающей воды, в качестве второго, внешнего разомкнутого контура используется поток воды открытых водоемов, прокачиваемый через водяной водоохладитель (теплообменник). Система водо-водяного охлаждения ДВС содержит двигатель, насос пресной воды (внутреннего контура) и насос забортной воды (внешнего контура), водяной водоохладитель (теплообменник), терморегулятор (термостат),
Конструктивные элементы известных отдельно - системы водо-воздушного охлаждения ДВС и водо-водяного охлаждения ДВС необходимы для работы заявляемой полезной модели, но недостаточны для достижения отличительного от существующих систем охлаждения технического результата настоящей полезной модели: возможность использования в качестве внешнего охладителя и поток воздуха, и поток забортной воды в системе охлаждения ДВС, входящих в состав судовых и промышленных энергетических установок, что позволяет потребителю применять установки в различных эксплуатационных условиях.
Задача настоящей полезной модели состоит в конструктивном решении системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, в совокупности, позволяющим дополнить и эффективно расширить возможности известных конструктивных схем исполнения систем охлаждения ДВС с целью применения и использования потребителем в различных эксплуатационных условиях с одновременным повышением надежности работы двигателей внутреннего сгорания, входящих в состав судовых и промышленных (стационарных) энергетических установок, а также, транспортных двигателей за счет поддержания в допустимых пределах температуры охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания.
Решение поставленной задачи достигается следующим конструктивным решением. Предложенная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания состоит из большого и малого круга внутреннего замкнутого контура, содержащего, по меньшей мере, двигатель, термостат, водяной циркуляционный насос, водо-водяной теплообменник, радиатор, вентилятор(ы) и внешнего контура, содержащего, по меньшей мере, водяной циркуляционный насос, водо-водяной теплообменник. Водо-водяной теплообменник подключен одновременно к внешнему и внутреннему замкнутому контуру системы охлаждения ДВС. Включенные в конструкцию большого круга внутреннего замкнутого контура теплообменники, а именно, водо-водяной теплообменник и радиатор, оборудованный одним или несколькими вентиляторами, соединены между собой последовательно.
Заявляемая полезная модель предполагает достижение решения поставленной задачи в двух вариантах схемы внешнего контура системы охлаждения, а именно либо замкнутой, либо разомкнутой. Внешний замкнутый контур заявляемой системы охлаждения ДВС может содержать отопитель, обеспечивающий дополнительный теплосъем от системы охлаждения ДВС.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется схемами, где на рис.1 и 2 показана предлагаемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания ДВС. Система охлаждения ДВС содержит двигатель 1, термостат 2, водяной циркуляционный насос двигателя 3 внутреннего контура, водо-водяной теплообменник 4, радиатор 5, вентиляторы 6, водяной циркуляционный насос 7 внешнего контура, водо-масляный теплообменник 8, отопитель 9 (при замкнутом внешнем контуре). Внутренний контур системы замкнутый и имеет два круга - малый и большой. Малый круг: двигатель 1 - термостат 2 - насос двигателя 3 - двигатель 1. Большой круг: двигатель 1 - термостат 2 - водо-водяной теплообменник 4 - радиатор 5 - насос двигателя 3 - двигатель 1.
Заявляемая система охлаждения ДВС действует следующим образом. Во время прогрева двигателя 1, водяной насос 3 подает охлаждающую жидкость в зарубашечную полость двигателя (на схеме не показано) для отвода теплоты от деталей цилиндропоршневой группы двигателя. Через водоотводящую трубу охлаждающая жидкость поступает в корпус термостата 2 и оттуда вновь возвращается к водяному насосу 3 двигателя, замыкая малый круг внутреннего контура. С повышением температуры охлаждающей жидкости вступает в работу термостат 2, пропуская часть, а затем, по мере прогрева, всю жидкость последовательно через водо-водяной теплообменник 4 и радиатор 5. Водяной насос 7 внешнего контура прокачивает воду через водо-водяной теплообменник 4, в котором происходит охлаждение воды внутреннего контура.
Включение вентиляторов 6 происходит автоматически. При достижении охлаждающей жидкостью предельной температуры, датчик (на схеме не показан), установленный во внутреннем контуре системы охлаждения, подает сигнал на включение и происходит запуск электродвигателей (на схеме не показано), привода вентиляторов. Отключение вентиляторов 6 происходит также автоматически при снижении температуры охлаждающей жидкости до определенных датчиком пределов. При необходимости, данная система может быть оборудована ручным пуском и отключением вентиляторов.
Внешний контур заявляемой системы охлаждения может быть как замкнутым (для стационарных и транспортных двигателей внутреннего сгорания - рис.2), так и разомкнутым (для судовых энергетических установок - рис.1). Циркуляция технической жидкости во внешнем контуре системе охлаждения стационарных и транспортных двигателей внутреннего сгорания может быть как естественной, так и принудительной (при помощи насоса). Циркуляция забортной воды в системе охлаждения двигателей, входящих в состав судовых установок, осуществляется посредством насоса забортной воды. Забортная вода, поступившая во внешний контур системы охлаждения из водного объекта, в котором на данный момент расположено судно, проталкивается насосом через водо-водяной теплообменник системы охлаждения, после чего отработавшая вода сбрасывается за борт.
Заявляемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, входящего в состав судовых установок, позволяет осуществлять:
1. Эксплуатацию двигателя при отсутствии забортной воды во внешнем контуре системы охлаждения.
2. Эксплуатацию двигателя при выходе из строя насоса забортной воды, водо-водяного теплообменника и (или) других узлов внешнего контура системы охлаждения.
3. Дополнительный теплосъем при эксплуатации двигателя в условиях высокой температуры окружающей среды.
4. Обогрев машинного отделения во время ремонта при низких температурах окружающей среды.
В транспортных двигателях внутреннего сгорания, заявляемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания дополнительно позволяет осуществлять:
1. Обогрев салона (кабины) транспортного средства.
2. Аварийную эксплуатацию транспортного средства (движение к месту стоянки или ремонта) при повреждении отопителя салона (кабины), при условии, что отопитель подогревался внешним контуром системы охлаждения.
В стационарных двигателях внутреннего сгорания, заявляемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания дополнительно позволяет утилизировать тепло, которое впоследствии можно использовать для обогрева помещения.