СИСТЕМА ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и позволяет повысить мощность двигателей внутреннего сгорания, передаваемой потребителям.
Известны системы воздушного охлаждения двигателя, содержащие вентилятор, оребренные цилиндры и их головки, дефлекторы или кожухи (Белов П.М., Бурячко В.Р., Константинов Н.К. Коровин В.А. Двигатели армейских машин. Часть 2. Конструкция и расчет. - М.: Изд-во МО СССР, 1973. - С.499, рис.XII.143; Поспелов Д.Р. Конструкция двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. - М.: Машиностроение, 1973. - с.172 рис.100, с.186 рис.116, с.303 рис.167; Патент на полезную модель RU 106916, F01P 1/00, публ. 27.07.2011).
Во всех перечисленных конструкциях систем воздушного охлаждения привод вентилятора осуществляется от коленчатого вала либо с помощью шестерен, либо клиноременными передачами, т.е. в них для привода вентилятора используется часть мощности, развиваемой двигателем. В результате снижается мощность, передаваемая потребителю.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система воздушного охлаждения двигателя (RU 107290, F01P 7/12, публ. 10.08.2011), содержащая вентилятор, приводимый в действие от коленчатого вала, оребренные цилиндры с головками, кожух и дополнительный вентилятор. Дополнительный вентилятор позволяет повысить эффективность работы системы воздушного охлаждения при режимах максимальных нагрузок, но для его работы требуется дополнительный расход энергии двигателя.
Полезная модель решает задачу повышения мощности двигателя, передаваемой потребителю.
Это достигается тем, что в системе воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащей оребренные цилиндры с головками, размещенные в кожухе, побудитель движения охлаждающего воздуха, датчик температуры и электронный блок управления, дополнительно на выпускном коллекторе двигателя установлена газовая турбина, а в качестве побудителя движения охлаждающего воздуха установлены нагнетатель, соединенный с газовой турбиной валом, и вихревая труба, снабженная дроссельным клапаном и соединенная с нагнетателем трубопроводом сжатого воздуха.
Газовая турбина использует кинетическую энергию выбрасываемых в окружающую среду отработавших газов двигателя и обеспечивает привод нагнетателя, подающего сжатый воздух в вихревую трубу, реализующую эффект Ранка-Хилша и разделяющую поток сжатого воздуха на две составляющие - горячую и холодную. Холодный поток направляется в кожух и обеспечивает охлаждение двигателя, а горячий выбрасывается в атмосферу. Температура холодного потока и его интенсивность регулируются дроссельным клапаном вихревой трубы, приводимым в действие электронным блоком управления, получающим сигнал от температурного датчика, установленного на стенке цилиндра двигателя внутреннего сгорания.
На чертеже представлена схема системы воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Система содержит оребренные цилиндры с головками 1, размещенные в кожухе 2, нагнетатель 3, соединенный валом 4 с газовой турбиной 5, установленной на выпускном коллекторе 6, трубопровод сжатого воздуха 7, вихревую трубу 8 с дроссельным клапаном 9, температурный датчик 10 и электронный блок управления 11.
Система работает следующим образом. Выходящие из двигателя по выпускному коллектору 6 отработавшие газы приводят в действие газовую турбину 5, которая с помощью вала 4 приводит в действие нагнетатель 3, подающий сжатый воздух в вихревую трубу 8. Здесь поток сжатого воздуха разделяется на две составляющие - горячую и холодную. Холодный поток направляется в кожух 2 и обеспечивает охлаждение цилиндров с головками 1, а горячий выбрасывается в атмосферу. Температура холодного потока и его интенсивность регулируются дроссельным краном 9 вихревой трубы 8, приводимым в действие электронным блоком управления 11, получающим сигнал от температурного датчика 10, установленного на стенке цилиндров с головками 1.
Таким образом, нагнетание охлаждающего воздуха в кожух осуществляется без затрат части мощности, вырабатываемой двигателем.