RU132492U1 - COOLING SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в системе жидкостного охлаждения как в транспортных двигателях внутреннего сгорания (ДВС), так и в ДВС, входящих в состав судовых и промышленных энергетических установок. 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. Очередность подключения в системе охлаждения ДВС радиатора и водо-водяного теплообменника значения не имеет. Возможны варианты в последовательности подсоединения теплообменников к большому кругу внутреннего замкнутого контура в такой очередности: сначала радиатор, затем водо-водяной теплообменник; сначала водо-водяной теплообменник, затем радиатор. Заявляемая полезная модель предполагает два варианта конструктивной 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. Система охлаждения ДВС позволяет повысить надежность 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. The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in a liquid cooling system both in transport internal combustion engines (ICE) and in ICE, which are part of ship and industrial power plants. The cooling system of an internal combustion engine consists of a large and small circle of an internal closed loop containing at least an engine, a thermostat, a water circulation pump, a water-water heat exchanger, a radiator, fan (s) and an external circuit containing at least water circulation pump, water-water heat exchanger. The water-water heat exchanger is connected simultaneously to the external and internal closed circuit of the engine cooling system. The heat exchangers included in the design of the large circle of the internal closed loop, namely, the water-to-water heat exchanger and the radiator equipped with one or more fans, are interconnected in series. The order of connection in the cooling system of the internal combustion engine of the radiator and the water-to-water heat exchanger does not matter. Options are possible in the sequence of connecting the heat exchangers to a large circle of an internal closed loop in this order: first, a radiator, then a water-to-water heat exchanger; first a water-to-water heat exchanger, then a radiator. The inventive utility model involves two options for the structural circuit of the external circuit of the cooling system, namely, either closed or open. An external closed loop of the inventive internal combustion engine cooling system may include a heater providing additional heat removal from the internal combustion engine cooling system. The ICE cooling system improves the reliability of internal combustion engines that are part of ship and industrial (stationary) power plants, as well as transport engines by maintaining the temperature of the coolant of the internal combustion engine.

Description

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).The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in the liquid cooling system of internal combustion engines, which are part of ship and industrial power plants, in transport internal combustion engines (ICE).

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.A known system of water-air cooling of an internal combustion engine (see Liventsev F.L., Power plants with internal combustion engines, Mashinostroenie Publishing House, Leningrad, 1969, P.212), containing one closed loop of cooling water circulation, as a second open loop, a stream of air is pumped through the air cooler (radiator) by a fan. The ICE water-air cooling system comprises an engine, a temperature controller (thermostat), an air water cooler (radiator), a fan, a cooling system circulation pump, and well-known structural elements used in the claimed utility model.

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),A known system of water-water cooling of an internal combustion engine (see Petrichenko PM Liquid cooling systems of high-speed internal combustion engines, Leningrad, Mashinostroenie publishing house, Leningrad Branch, 1975, p.16), selected for the closest analogue of the claimed utility model, containing one an internal closed circuit for cooling water circulation; as a second, external open circuit, the water flow of open reservoirs is used, which is pumped through a water cooler (heat exchanger). The internal combustion engine water-water cooling system comprises an engine, a fresh water pump (internal circuit) and a seawater pump (external circuit), a water cooler (heat exchanger), a temperature regulator (thermostat),

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.The structural elements of the separately known water-air cooling systems of internal combustion engines and water-water cooling of internal combustion engines are necessary for the operation of the claimed utility model, but are insufficient to achieve a technical result distinctive from existing cooling systems of this utility model: the possibility of being used as an external cooler and air flow, and the flow of sea water in the cooling system of the internal combustion engine, which are part of ship and industrial power plants, which allows the consumer to use the installation in different operating conditions.

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.The objective of this utility model is to constructively solve the cooling system of an internal combustion engine, together allowing to complement and effectively expand the capabilities of the known structural schemes for the performance of ICE cooling systems for the purpose of application and use by the consumer in various operating conditions while improving the reliability of internal combustion engines included in the composition of ship and industrial (stationary) power plants, as well as transport engines and the expense of maintaining within acceptable limits the temperature of the coolant of the internal combustion engine.

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.The solution to this problem is achieved by the following constructive solution. The proposed cooling system of an internal combustion engine consists of a large and small circle of an internal closed loop containing at least an engine, a thermostat, a water circulation pump, a water-water heat exchanger, a radiator, a fan (s) and an external circuit containing at least , water circulation pump, water-to-water heat exchanger. The water-water heat exchanger is connected simultaneously to the external and internal closed circuit of the engine cooling system. The heat exchangers included in the design of the large circle of the internal closed loop, namely, the water-to-water heat exchanger and the radiator equipped with one or more fans, are interconnected in series.

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.The inventive utility model involves achieving a solution to the problem in two versions of the external circuit circuit of the cooling system, namely, either closed or open. An external closed loop of the inventive internal combustion engine cooling system may include a heater providing additional heat removal from the internal combustion engine cooling system.

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.The essence of the claimed utility model is illustrated by diagrams, where Fig. 1 and 2 show the proposed cooling system of the internal combustion engine of the internal combustion engine. The engine cooling system includes an engine 1, a thermostat 2, a water circulation pump for the internal circuit engine 3, a water-water heat exchanger 4, a radiator 5, fans 6, a water circulation pump 7 of the external circuit, an oil-water heat exchanger 8, a heater 9 (when the external circuit is closed) ) The internal circuit of the system is closed and has two circles - small and large. Small circle: engine 1 - thermostat 2 - engine pump 3 - engine 1. Big circle: engine 1 - thermostat 2 - water-water heat exchanger 4 - radiator 5 - engine pump 3 - engine 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.The inventive cooling system of the internal combustion engine operates as follows. During the warming up of engine 1, the water pump 3 delivers coolant into the engine cavity of the engine (not shown in the diagram) to remove heat from the parts of the cylinder-piston group of the engine. Through the drain pipe, the coolant enters the thermostat housing 2 and from there it returns to the engine water pump 3 again, closing the small circle of the inner circuit. With increasing temperature of the coolant, thermostat 2 enters into operation, passing the part, and then, as it warms up, all the liquid in series through the water-water heat exchanger 4 and radiator 5. The water pump 7 of the external circuit pumps water through the water-water heat exchanger 4, in which there is a cooling of the water of the internal circuit.

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.The inclusion of fans 6 is automatic. When the coolant reaches the maximum temperature, a sensor (not shown in the diagram) installed in the internal circuit of the cooling system sends a signal to turn on and electric motors (not shown) are started, the fans drive. The shutdown of the fans 6 also occurs automatically when the coolant temperature drops to the limits determined by the sensor. If necessary, this system can be equipped with a manual start and shutdown of the fans.

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.The external circuit of the claimed cooling system can be both closed (for stationary and transport internal combustion engines - Fig. 2), and open (for ship power plants - Fig. 1). The circulation of technical fluid in the external circuit of the cooling system of stationary and transport internal combustion engines can be both natural and forced (using a pump). The circulation of sea water in the cooling system of the engines included in the shipboard installations is carried out by means of a sea water pump. Outboard water that enters the external circuit of the cooling system from the water body in which the vessel is currently located is pushed by the pump through the water-to-water heat exchanger of the cooling system, after which the spent water is discharged overboard.

Заявляемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, входящего в состав судовых установок, позволяет осуществлять:The inventive cooling system of an internal combustion engine, which is part of ship installations, allows you to:

1. Эксплуатацию двигателя при отсутствии забортной воды во внешнем контуре системы охлаждения.1. Operation of the engine in the absence of sea water in the external circuit of the cooling system.

2. Эксплуатацию двигателя при выходе из строя насоса забортной воды, водо-водяного теплообменника и (или) других узлов внешнего контура системы охлаждения.2. Operation of the engine in case of failure of the seawater pump, water-water heat exchanger and (or) other nodes of the external circuit of the cooling system.

3. Дополнительный теплосъем при эксплуатации двигателя в условиях высокой температуры окружающей среды.3. Additional heat removal during engine operation in high ambient temperatures.

4. Обогрев машинного отделения во время ремонта при низких температурах окружающей среды.4. Heated engine room during repair at low ambient temperatures.

В транспортных двигателях внутреннего сгорания, заявляемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания дополнительно позволяет осуществлять:In transport internal combustion engines, the inventive cooling system of an internal combustion engine further allows for:

1. Обогрев салона (кабины) транспортного средства.1. Heated cabin (cabin) of the vehicle.

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.2. Emergency operation of the vehicle (movement to a parking or repair place) in case of damage to the passenger compartment heater (cab), provided that the heater was heated by the external circuit of the cooling system.

В стационарных двигателях внутреннего сгорания, заявляемая система охлаждения двигателя внутреннего сгорания дополнительно позволяет утилизировать тепло, которое впоследствии можно использовать для обогрева помещения.In stationary internal combustion engines, the inventive cooling system of the internal combustion engine additionally allows you to utilize heat, which can subsequently be used to heat the room.

Claims (3)

1. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, состоящая из большого и малого круга внутреннего замкнутого контура, содержащего, по меньшей мере, двигатель, термостат, водяной циркуляционный насос, водо-водяной теплообменник, радиатор, оборудованный одним или несколькими вентиляторами, и внешнего контура, содержащего, по меньшей мере, водяной циркуляционный насос, водо-водяной теплообменник, отличающаяся тем, что 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.1. The cooling system of an internal combustion engine, consisting of a large and small circle of an internal closed loop, comprising at least an engine, a thermostat, a water circulation pump, a water-water heat exchanger, a radiator equipped with one or more fans, and an external circuit containing at least a water circulation pump, a water-to-water heat exchanger, characterized in that heat exchangers included in the design of the large circle of the inner closed loop, namely the water-water heat exchanger ennik radiator and equipped with one or more fans, are interconnected in series. 2. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающаяся тем, что внешний контур системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания замкнутый.2. The cooling system of the internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the external circuit of the cooling system of the internal combustion engine is closed. 3. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающаяся тем, что внешний контур системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания разомкнутый.

3. The cooling system of the internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the external circuit of the cooling system of the internal combustion engine is open.

Images