RU151615U1 - AUTOMATIC ICE CONTROL TEMPERATURE SYSTEM - Google Patents

Abstract

1. Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС, содержащая вентилятор, установленные между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха, байпасную линию, второе трехходовое перепускное устройство с приводом и подогреватель наддувочного воздуха, контактирующий с теплоносителем, дозирование которого осуществляется вторым трехходовым перепускным устройством, датчик температуры наддувочного воздуха, установленный на входе трехходового перепускного устройства, и датчик температуры теплоносителя, расположенный на входе в подогреватель наддувочного воздуха, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, отличающаяся тем, что дополнительно содержит установленный в байпасной линии теплообменник, подогреватель наддувочного воздуха выполнен жидкостным дистанционным, а в качестве теплоносителя используют охлаждающую жидкость.2. Автоматическая система по п. 1, отличающаяся тем, что ее элементы установлены в трубопроводе наддувочного воздуха перед впускным коллектором.1. Automatic system for regulating the temperature of the charge air of the internal combustion engine, containing a fan installed between the blowers and the cylinders, a three-way bypass device with a drive and an air charge air cooler, a bypass line, a second three-way bypass device with a drive and a charge air heater in contact with the coolant, which is dosed a second three-way bypass device, a charge air temperature sensor installed at the inlet of a three-way bypass device, and a coolant temperature sensor located at the inlet to the charge air heater, a microprocessor controller that controls the position of the three-way air and coolant flow control valves, connected to temperature sensors and an electronic unit engine control unit, characterized in that it additionally contains a heat exchanger installed in the bypass line, the charge air heater is liquid m remote, and coolant is used as a coolant. 2. The automatic system of claim. 1, characterized in that its elements are installed in the charge air line in front of the intake manifold.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к системам впуска наддувочного воздуха и может быть применена для двигателей, работающих в области низких и высоких температур.The utility model relates to the field of engine building, namely to charge air intake systems and can be applied to engines operating in the field of low and high temperatures.

Известна топливная система дизельного двигателя, содержащая топливопровод с двумя байпасными линиями, в одной из которых включены обратный клапан и вставка с высоковольтными электродами, причем внутренняя геометрия вставки спрофилирована в виде параболоида вращения (RU №2239719, МПК 7 F02M 55/02, F02N 17/08, опубл. 10.11.2004).A known diesel engine fuel system comprising a fuel line with two bypass lines, one of which includes a non-return valve and an insert with high voltage electrodes, the internal geometry of the insert being profiled as a rotation paraboloid (RU No. 2239719, IPC 7 F02M 55/02, F02N 17 / 08, published November 10, 2004).

Данная топливная система предназначена для облегчения подачи загустевшего при отрицательных температурах окружающей среды дизельного топлива в форсунку при запуске двигателя.This fuel system is designed to facilitate the supply of diesel fuel thickened at low ambient temperatures into the nozzle when the engine is started.

Известна система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания с байпасным каналом наддувочного воздуха, на котором установлен перепускной клапан наддувочного воздуха, охладитель наддувочного воздуха и блок управления с подключенными к нему датчиками (RU №2472950, МПК F02B 37/16, F02B 37/18, F02B 37/22, F02D 23/00 (2006.01), опубл. 27.10.2012).There is a known system of turbocharging an internal combustion engine with a bypass channel for charge air, on which a by-pass valve for charge air is installed, a charge air cooler and a control unit with sensors connected thereto (RU No. 2472950, IPC F02B 37/16, F02B 37/18, F02B 37 / 22, F02D 23/00 (2006.01), published on 10.27.2012).

Управляющий узел в данном техническом решении не пропорционален по потокам воздуха, имеет низкую пропускную способность, ограниченные функциональные возможности.The control unit in this technical solution is not proportional to the air flows, has a low throughput, limited functionality.

Известна также автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания, являющаяся наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату, содержащая установленные во впускном коллекторе между нагнетателем и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха и включенную в коллектор байпасную линию с помещенными в ней вторым трехходовым перепускным устройством с приводом и газовым подогревателем наддувочного воздуха, омываемым выхлопными газами, дозирование подвода которых осуществляют при помощи второго трехходового перепускного устройства, привод которого связан с датчиком температуры надувочного воздуха, установленным во впускном коллекторе между воздушным охладителем наддувочного воздуха и цилиндрами, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, вентилятор (RU №2262603, МПК 7 В60К 17/28, опубл. 20.10.2005).Also known is an automatic temperature control system for charge air temperature of an internal combustion engine, which is the closest to the claimed technical solution by the set of essential features and technical result achieved, comprising a three-way bypass device with a drive and air charge air cooler installed in the intake manifold between the supercharger and the cylinders and included in collector bypass line with a second three-way bypass device placed in it ohm with a drive and a gas charge air heater, washed by exhaust gases, the dosing of the supply of which is carried out using a second three-way bypass device, the drive of which is connected to the charge air temperature sensor installed in the intake manifold between the charge air air cooler and the cylinders, a microprocessor controller that controls the position three-way valves for controlling air flow and coolant associated with temperature sensors and an electronic control unit detecting engine fan (RU №2262603, IPC7 V60K 17/28, publ. 10/20/2005).

Данное изобретение направлено на улучшения пуска двигателя при низких температурах, но не обеспечивает высокую надежность пуска при высоких температурах, а также его работы при низких и высоких температурах окружающей среды.This invention is aimed at improving engine starting at low temperatures, but does not provide high reliability of starting at high temperatures, as well as its operation at low and high ambient temperatures.

Была поставлена задача за счет обеспечения минимального снижения температуры воздуха на входе в цилиндры двигателя в процессе его пуска и работы повысить надежность пуска и работы двигателя при низких и высоких температурах окружающей среды.The task was set by increasing the reliability of starting and operating the engine at low and high ambient temperatures by ensuring a minimum reduction in the air temperature at the inlet to the engine cylinders during its start-up and operation.

Поставленная задача решается тем, что автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС, содержащая вентилятор, установленные между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха, байпасную линию, второе трехходовое перепускное устройство с приводом и подогреватель наддувочного воздуха, контактирующий с теплоносителем, дозирование которого осуществляется вторым трехходовым перепускным устройством, датчик температуры наддувочного воздуха, установленный на входе трехходового перепускного устройства, и датчик температуры теплоносителя, расположенный на входе в подогреватель наддувочного воздуха, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, дополнительно содержит установленный в байпасной линии теплообменник, подогреватель наддувочного воздуха выполнен жидкостным дистанционным, а в качестве теплоносителя используют охлаждающую жидкость. Элементы автоматической системы установлены в трубопроводе наддувочного воздуха перед впускным коллектором.The problem is solved in that an automatic internal combustion engine temperature control system comprising a fan, a three-way bypass device with a drive and a charge air cooler installed between the blowers and cylinders, a bypass line, a second three-way bypass device with a drive and a charge air heater in contact with the coolant dosing of which is carried out by a second three-way bypass device, charge air temperature sensor an ear installed at the inlet of the three-way bypass device, and a temperature sensor for the coolant located at the inlet to the charge air heater, a microprocessor controller that controls the position of the three-way air and coolant flow control valves, connected to temperature sensors and an electronic engine control unit, additionally contains a bypass line heat exchanger, charge air heater made by liquid remote, and used as a heat carrier call coolant. Elements of the automatic system are installed in the charge air pipe in front of the intake manifold.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что осуществляют нагрев воздуха в специальном теплообменнике как во время предпусковой подготовки двигателя, так и во время пуска, в качестве теплоносителя применяют охлаждающую жидкость, используемую в качестве теплоносителя для предпусковой подготовки двигателя и подготовленную на базе подогревателя жидкостного дистанционного, обеспечивает при его пуске в условиях низких температур процесс устойчивого и надежного горения в цилиндрах двигателя.The set of distinctive features, which consists in the fact that the air is heated in a special heat exchanger both during engine start-up and during start-up, coolant is used as a coolant, used as a coolant for engine start-up and prepared on the basis of a liquid remote heater , provides when it is started at low temperatures, the process of stable and reliable combustion in the engine cylinders.

Таким образом, в совокупности отличительные признаки позволяют повысить надежность пуска и работы двигателя при низких и высоких температурах окружающей среды за счет минимального снижения температуры воздуха на входе в цилиндры двигателя в процессе пуска.Thus, in the aggregate, the distinguishing features make it possible to increase the reliability of engine start-up and operation at low and high ambient temperatures due to the minimum reduction in the air temperature at the inlet of the engine cylinders during the start-up process.

Кроме того, техническое решение обеспечивает высокие экологические характеристики ДВС при пуске.In addition, the technical solution provides high environmental performance of the internal combustion engine during start-up.

В результате проведенного анализа уровня техники по патентам и другим источникам научно-технической информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения, обнаружено не было. Следовательно, предложение соответствует условию патентоспособности «новизна».As a result of the analysis of the prior art on patents and other sources of scientific and technical information, an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed technical solution was not found. Therefore, the proposal meets the condition of patentability “novelty”.

На чертеже представлена принципиальная схема автоматической системы регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС.The drawing shows a schematic diagram of an automatic temperature control system for the charge air temperature of the internal combustion engine.

Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС содержит установленные в трубопроводе 1 наддувочного воздуха перед впускным коллектором 2 между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство 3 с приводом 4 и воздушный охладитель 5 наддувочного воздуха. В трубопровод 1 включена байпасная линия 6, связанная с системой охлаждения двигателя, и теплообменник 10. Состояние линии зависит от температуры циркулирующего в контурах системы теплоносителя, который через второе трехходовое перепускное устройство 7 с приводом 8 направляется в подогреватель 9 наддувочного воздуха, выполненный жидкостным дистанционным, и при необходимости, в теплообменник 10 наддувочного воздуха. Выполнение подогревателя 9 жидкостным дистанционным позволяет реализовать заложенный алгоритм воздействия на наддувочный воздух как при предпусковой подготовке (подогрев охлаждающей жидкости), так и при эксплуатации двигателя для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости через теплообменник, использующий ее в качестве теплоносителя.The internal combustion engine automatic temperature control system for the charge air temperature comprises the charge air installed in the pipe 1 in front of the intake manifold 2 between the blowers and the cylinders, a three-way bypass device 3 with a drive 4 and a charge air cooler 5. A bypass line 6 connected to the engine cooling system and a heat exchanger 10 are included in the pipeline 1. The condition of the line depends on the temperature of the coolant circulating in the circuits, which, through the second three-way bypass device 7 with the drive 8, is directed to the charge air heater 9, made by a remote liquid and if necessary, into the charge air heat exchanger 10. The implementation of the heater 9 liquid remote allows you to implement the inherent algorithm of exposure to charge air both during pre-start preparation (heating coolant), and during operation of the engine to ensure the circulation of coolant through a heat exchanger that uses it as a coolant.

В трубопроводе 1 на входе трехходового перепускного устройства 3 установлен датчик 11 температуры наддувочного воздуха. На входе в подогреватель 9 наддувочного воздуха установлен датчик 12 температуры теплоносителя. Микропроцессорный контроллер 13 управляет положением трехходовых клапанов 3 и 7 управления потоками воздуха и теплоносителя, связан с датчиками температуры 11 и 12 и электронным блоком 14 управления дизельного двигателя 15, имеющим датчик 16 температуры наддувочного воздуха.In the pipe 1 at the inlet of the three-way bypass device 3, a charge air temperature sensor 11 is installed. At the entrance to the charge air heater 9, a temperature sensor 12 is installed. The microprocessor controller 13 controls the position of the three-way valves 3 and 7 control the flow of air and coolant, connected with temperature sensors 11 and 12 and the electronic control unit 14 of the diesel engine 15 having a charge air temperature sensor 16.

Автоматическая система подготовки воздуха дизельного двигателя обеспечивает нагрев наддувочного воздуха как при пуске двигателя при низкой температуре t₁, так и в условиях его эксплуатации при низкой температуре t₁ и высоких нагрузках дизельного двигателя 15, когда отсутствует необходимость использовать охладитель 5 наддувочного воздуха с максимальной эффективностью при согласованной работе турбокомпрессора 17 и поршневой части дизельного двигателя. Подогреватель 9 жидкостный дистанционный при низкой температуре t₁ в течение периода подготовки к пуску дизельного двигателя обеспечивает нагрев и циркуляцию охлаждающей жидкости через рубашку охлаждения двигателя минуя теплообменник 10 подготовки наддувочного воздуха. При температуре охлаждающей жидкости t2, достигшей в процессе предпусковой подготовки двигателя значений выше 45°C, микропроцессорный контролер 13 подает управляющий сигнал на привод 8 трехходового перепускного устройства 7, направляет поток охлаждающей жидкости через теплообменник 10 подготовки воздуха, происходит нагрев воздуха в зоне теплообменника и накопление тепла в «теле» теплообменника и близко расположенных воздухотрубопроводов. Перед пуском двигателя при низкой температуре t₁ положение трехходового перепускного устройства 3 соответствует проходу воздуха через байпасную линию 6 и теплообменник 10 подготовки наддувочного воздуха.The automatic air preparation system of the diesel engine provides heating of the charge air both when starting the engine at a low temperature t ₁ and in the conditions of its operation at a low temperature t ₁ and high loads of the diesel engine 15, when there is no need to use a charge air cooler 5 with maximum efficiency at the coordinated operation of the turbocharger 17 and the piston of the diesel engine. The liquid heater remote 9 at a low temperature t ₁ during the preparation period for starting the diesel engine provides heating and circulation of the coolant through the engine cooling jacket bypassing the charge air preparation heat exchanger 10. When the coolant temperature t2, which reached values above 45 ° C during the pre-start preparation of the engine, the microprocessor controller 13 supplies a control signal to the drive 8 of the three-way bypass device 7, directs the flow of coolant through the air preparation heat exchanger 10, air is heated in the heat exchanger zone and accumulation heat in the "body" of the heat exchanger and closely located air ducts. Before starting the engine at low temperature t _{1, the} position of the three-way bypass device 3 corresponds to the air passage through the bypass line 6 and the charge air preparation heat exchanger 10.

При пуске двигателя происходит теплообмен между теплоносителем и наддувочным воздухом. При повышении температуры t₃ выше значений 40°C микропроцессорный контролер 13 подает управляющий сигнал на привод 4 трехходового перепускного устройства 3, направляет поток наддувочного воздуха в штатные элементы системы охлаждения наддувочного воздуха и в охладитель 5 наддувочного воздуха. Приток внешнего воздуха для охлаждения самого охладителя осуществляется вентилятором 18. При работе двигателя и при понижении температуры наддувочного воздуха t₃ ниже значений 20°C микропроцессорный контролер 13 на основе данных с электронного блока 14 управления двигателем и связанного с ним датчика 16 температуры воздуха на входе в двигатель подает управляющий сигнал на привод 4 трехходового перепускного устройства 3, направляет поток наддувочного воздуха в байпасную линию 6 для нагрева воздуха.When starting the engine, heat exchange occurs between the coolant and charge air. When the temperature t ₃ rises above 40 ° C, the microprocessor controller 13 supplies a control signal to the drive 4 of the three-way bypass device 3, directs the charge air flow to the standard elements of the charge air cooling system and to the charge air cooler 5. The external air supply for cooling the cooler itself is carried out by the fan 18. When the engine is running and when the charge air temperature t _{3 is} lower than 20 ° C, the microprocessor controller 13 is based on data from the electronic engine control unit 14 and the associated inlet air temperature sensor 16 the engine supplies a control signal to the actuator 4 of the three-way bypass device 3, directs the flow of charge air into the bypass line 6 for heating the air.

Claims (2)

1. Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС, содержащая вентилятор, установленные между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха, байпасную линию, второе трехходовое перепускное устройство с приводом и подогреватель наддувочного воздуха, контактирующий с теплоносителем, дозирование которого осуществляется вторым трехходовым перепускным устройством, датчик температуры наддувочного воздуха, установленный на входе трехходового перепускного устройства, и датчик температуры теплоносителя, расположенный на входе в подогреватель наддувочного воздуха, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, отличающаяся тем, что дополнительно содержит установленный в байпасной линии теплообменник, подогреватель наддувочного воздуха выполнен жидкостным дистанционным, а в качестве теплоносителя используют охлаждающую жидкость.1. An automatic internal combustion engine charge air temperature control system, comprising a fan, a three-way bypass device with a drive and a charge air cooler, a bypass line, a second three-way bypass device with a drive and a charge air heater in contact with the coolant, which is dosed second three-way bypass device, charge air temperature sensor installed at the inlet of the three-way of a by-pass device, and a temperature sensor for the coolant located at the inlet to the charge air heater, a microprocessor controller that controls the position of the three-way air flow and coolant control valves, connected to temperature sensors and an electronic engine control unit, characterized in that it further comprises a bypass line heat exchanger, charge air heater is liquid remote, and cooling is used as a coolant uy liquid. 2. Автоматическая система по п. 1, отличающаяся тем, что ее элементы установлены в трубопроводе наддувочного воздуха перед впускным коллектором.

2. The automatic system according to claim 1, characterized in that its elements are installed in the charge air pipe in front of the intake manifold.

Images