Система охлаждения двигателя
ENGINE COOLING SYSTEM

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля.
Известна конструкция системы вентиляции моторного отсека (патент № RU 2460652, МПК B60K 11/06), состоящая из двух систем: первая система вентиляции выполнена с возможностью предотвращения попадания воздуха, проходящего через радиатор, в моторный отсек; и вторую систему вентиляции, выполненную с возможностью отвода тепла из моторного отсека, подачи воздуха из окружающей среды в заднюю часть моторного отсека и выпуска воздуха, нагретого в моторном отсеке, из выхода для отработавшего воздуха по направлению к передней части моторного отсека.
Известна конструкция системы охлаждения вентилятора (патент № RU 2385808, МПК 11/00, F01Ρ 5/00), состоящая из системы охлаждения радиатора, вентилятора с муфтой, датчика температуры охлаждающей жидкости, охладителя надувочного воздуха, устройства для организации необходимого количества охладительного воздуха. Охладитель надувочного воздуха расположен между радиатором двигателя и вентилятором. Система охлаждения радиатора также содержит вискомуфту вентилятора с биметаллическим датчиком, крыльчатку вентилятора с повернутыми профилированными лопатками. Облицовка радиатора выполнена глухой. Воздухозаборники расположены на боковых панелях кабины в виде коробов прямоугольного сечения с ротационными решетками.
Известна конструкция системы охлаждения вентилятора (патент № RU 58081, МПК 11/04), включающая в себя предрадиаторную камеру, радиатор, вентилятор и кожух вентилятора, охватывающий часть радиатора, отличающаяся тем, что она содержит перегородку, примыкающую к поверхности радиатора, устанавливаемую в предрадиаторной камере в плоскости кромки кожуха вентилятора и разделяющую зону, охваченную кожухом, и свободную зону радиатора.
Известна конструкция системы охлаждения вентилятора (патент № RU 2699159, МПК F01Ρ 5/06), включающая охладитель 1 жидкого теплоносителя с кожухом 2, снабженный обечайкой 3. В обечайке размещена крыльчатка 4, установленная на приводном валу 5. За крыльчаткой 4 без контакта с приводным валом 5 и ступицей 6 крыльчатки 4 установлена неподвижная шайба 7. Выполнение шайбы 7 полой с возможностью принудительного нагнетания в ее полость 8 воздуха через тангенциально соединенные с ней патрубки 10 и выхода струи воздуха через кольцевую щель 9, выполненную на наружной цилиндрической поверхности неподвижной шайбы, позволяет сформировать второй направленный воздушный поток.
Известна конструкция системы охлаждения бронетранспортера БТР-80, который имеет возможность плавания, это подразумевает герметичность его корпуса, чтобы не утонуть. В связи с этим применение обычного осевого вентилятора для системы охлаждения двигателя невозможно, ведь воздух некуда выдувать, поэтому был применен центробежный вентилятор, который направляет воздушный поток перпендикулярно оси двигателя (Петров А.В., Медведев А.Г. и др. Общее устройство и техническое обслуживание БТР-80: учебное пособие. Саратов, 2003, 121 с.).
Данная конструкция имеет ряд недостатков: применение механического привода вентилятора от двигателя, необходимость подготовки системы охлаждения двигателя к форсированию водной преграды путем установки воздухозабортной трубы.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение работоспособности и повышение эффективности системы охлаждения для автомобиля, имеющего возможность движения в условиях водной среды.
Данная задача достигается за счет того, что предлагается система охлаждения двигателя, установленного в герметичном моторном отсеке, состоящая из основной и дополнительной система охлаждения, основная система выполнена с возможностью удаления поступающего в моторный отсек нагреваемого воздуха, при помощи установки центробежного вентилятора, а затем, посредством воздуховода, направляет поток за пределы моторного отсека через его крышу, а дополнительная система обеспечивает циркуляцию воздуха в моторном отсеке в случае форсирования водного препятствия, при этом охлаждение нагреваемого воздуха осуществляется путем использования дополнительного радиатора, помпы и резервуара с охлаждающей жидкостью, который может быть установлен за пределами моторного отсека.
Создание плавающего автомобиля первым делом должно быть связано с герметизацией моторного отсека, которую данное решение обеспечить не сможет. Осевой вентилятор не даст сделать стенку за ним герметичной, поскольку поток нагретого воздуха выходит параллельно оси двигателя, однако центробежный вентилятор, направляющий поток воздуха перпендикулярно оси вращения двигателя, даст возможность герметизации моторного отсека. Основная система охлаждения работает в обычных условиях, при движении по суше, вспомогательная - при преодолении водной преграды.
Устройство системы охлаждения двигателя поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид двигателя с работой основной системы охлаждения, на фиг. 2 - при форсировании водной преграды, на фиг. 3 - общий вид автомобиля при форсировании водой преграды.
Устройство состоит из двигателя 1, патрубков 2, датчика включения электродвигателя 3, центробежного вентилятора 4, кожуха центробежного вентилятора 5, электродвигателя 6, радиатор системы охлаждения 7, водяного насоса 8, воздухозаборника 9, воздуховода 10, заслонок 11, приводов 12, дополнительного радиатора 13, помпы 14 и резервуара с охлаждающей жидкостью (условно не показан), двигатель при этом устанавливается в герметичном моторном отсеке 15.
Работает устройство на суше и охлаждение двигателя происходит по основной система охлаждения следующим образом: работая, двигатель 1 (фиг. 1) выделяет тепло, металлические стенки двигателя передают тепло в охлаждающую жидкость, которая двигается по патрубку 2 в радиатор системы охлаждения 7 при помощи водяного насоса 8. Радиатор 7 имеет множество ребер для более эффективного рассеивания тепла в воздухе.
При превышении рабочей температуры охлаждающей жидкости в радиаторе системы охлаждения 7 датчик включения электродвигателя 3 запускает электродвигатель 6 с закрепленным на нем центробежным вентилятором 4, который находится в закрытом кожухе 5. Вращающийся центробежный вентилятор 4 создает всасывающий поток холодного забортного воздуха, поступающего из воздухозаборника 9, находящегося на крыше моторного отсека 15. Воздух проходит через радиатор системы охлаждения 7, нагревается, забирая тепло от охлаждающей жидкости, и через воздуховод 10 выбрасывается из моторного отсека в окружающую среду. Охлаждающая жидкость двигается обратно от радиатора 7 по патрубку 2 в рубашку охлаждения двигателя 1, цикл повторяется. Поскольку центробежный вентилятор 4 создает, разрежение, а моторный отсек герметичен (снизу), воздух поступает в него через воздухозаборник 9 на крыше, что позволяет потоку дополнительно обдувать двигатель 1, прежде чем пройти через радиатор 7, повышая эффективность охлаждения.
В случае форсирования водной преграды, охлаждение двигателя происходит по вспомогательной система охлаждения следующим образом, опасность попадания забортной воды в моторный отсек 15 через воздухозаборник 9 или воздуховод 10, расположенные на крыше моторного отсека. Для предотвращения этого перед началом форсирования водной преграды воздухозаборник 9 и воздуховод 10 по команде водителя закрываются заслонками 11 посредством привода заслонок 12 и воздух начинает циркулировать внутри моторного отсека, при этом его охлаждение обеспечивается дополнительным радиатором 13 с охлаждающей жидкостью, подаваемой из резервуара (условно не показан), находящегося за пределами герметичного отсека, с помощью помпы 14. Нагретая охлаждающая жидкость в резервуаре может дополнительно охлаждаться заборной водой. Таким образом, использование дополнительной системы охлаждения позволяет обеспечить предотвращение попадания воды в герметичный моторный отсек и охлаждение двигателя в случае форсирования водной преграды. После ее прохождения по команде водителя заслонки 11 посредством привода заслонок 12 открываются и забортный воздух идет через основную систему охлаждения, а помпа вспомогательной системы охлаждения отключается.