RU190869U1

RU190869U1 - Система воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания с замкнутым контуром охлаждения

Info

Publication number: RU190869U1
Application number: RU2018140771U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Молотков; Денис Юрьевич Молотков
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2019-07-16

Abstract

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является снижение энергетических затрат, сокращение времени выхода на заданный режим работы, снижение уровня шума и вибрации, повышение надежности и экономичности системы воздушного охлаждения требуемой для охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Сущность полезной модели заключается в том, что система воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит воздушный тракт, выполненный в виде герметичной рубашки охлаждения и нагнетателя воздуха, выполненного в виде компрессора. Согласно полезной модели система содержит также двигатель Стирлинга обратного цикла с камерой охлаждения, воздуховод холодного воздуха, воздуховод горячего воздуха, причем выход нагнетателя воздуха через воздуховод горячего воздуха соединен с входом камеры охлаждения, выход которой через воздуховод холодного воздуха соединен с входом герметичной рубашки охлаждения. При этом ее выход соединен с входом нагнетателя воздуха с образованием замкнутого контура охлаждения, а коленчатый вал соединен с нагнетателем воздуха и двигателем Стирлинга обратного цикла посредством ременной передачи. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобиля.

Известен двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащий расположенные под негерметичным капотом блок и головку цилиндров, кожух, образующий вместе с блоком и головкой цилиндров охлаждающую рубашку, соединенную с закапотным пространством с помощью входного и выходного каналов, при этом во входном канале установлен вентилятор, а выходной канал снабжен эжектором, всасывающий тракт которого сообщен с подкапотным пространством (Патент РФ №2131047 - 1999 г.)

Недостатком этой системы является потребность в большой мощности на охлаждение двигателя внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащий по меньшей мере один цилиндр и головку цилиндра с ребрами охлаждения, вентилятор с направляющим кожухом и два дефлектора, расположенных параллельно оси коленчатого вала двигателя по обе стороны цилиндра и головки, а каждый дефлектор со стороны выхода охлаждающего воздуха из межреберных каналов головки и цилиндра выполнен в форме полуцилиндрической поверхности, образующих в совокупности замкнутый контур, диаметр которого определен по формуле d=(1,1-1,3)D, где d - диаметр совокупного цилиндрического замкнутого контура, D - диаметр цилиндра, причем ось цилиндрического замкнутого контура расположена параллельно оси коленчатого вала и смещена от плоскости разъема цилиндра с головкой в сторону головки на расстояние Н=(0,2-0,4) D, где Н - расстояние от оси замкнутого цилиндрического контура до плоскости разъема цилиндра с головкой, D - диаметр цилиндра (Патент РФ №2133839 - 1999 г.)

Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является система воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный тракт и нагнетатель воздуха, которая снабжена конденсатором, пневмотурбиной, аккумуляторной батареей, коммутационным аппаратом, стартером-генератором, при этом нагнетатель воздуха выполнен в виде компрессора, а воздушный тракт - в виде герметичной рубашки охлаждения ДВС, причем выход компрессора соединен со входом рубашки охлаждения, ее выход - со входом пневмотурбины, аккумуляторная батарея соединена параллельно с конденсатором и через коммутационный аппарат - со стартером-генератором, который совместно с компрессором и пневмотурбиной расположены на едином валу (Патент РФ №2168640 - 2001 год).

Недостатком известной конструкции является сложность схемного решения с применением большого количества исполнительных элементов, что снижает надежность системы воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания и увеличивает ее стоимость.

Общим недостатком существующих систем воздушного охлаждения является незамкнутость контура охлаждения двигателя внутреннего сгорания, где забор воздуха происходит из внешней среды по средствам элементов различной конструкции, высокие энергетические затраты, низкий КПД, медленный выход на заданный режим работы, большие вибрации, высокий уровень шума, сложность конструкции.

Задачей предполагаемой полезной модели является снижение энергетических затрат, сокращение времени выхода на заданный режим работы, снижение уровня шума и вибрации, повышение надежности и экономичности системы воздушного охлаждения требуемой для охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная задача решается тем, что известная система воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный тракт, выполненный в виде герметичной рубашки охлаждения и нагнетателя воздуха, выполненного в виде компрессора, она содержит двигатель Стирлинга обратного цикла с камерой охлаждения, воздуховод холодного воздуха, воздуховод горячего воздуха, причем выход нагнетателя воздуха через воздуховод горячего воздуха соединен с входом камеры охлаждения, выход которой через воздуховод холодного воздуха соединен с входом герметичной рубашки охлаждения, при этом ее выход соединен с входом нагнетателя воздуха с образованием замкнутого контура охлаждения, а коленчатый вал соединен с нагнетателем воздуха и двигателем Стирлинга обратного цикла посредством ременной передачи.

Полезная модель поясняется чертежом (фиг. 1), на котором представлена система воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания с замкнутым контуром охлаждения. Система воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит рубашку охлаждения двигателя внутреннего сгорания, выполненную герметично 1, коленчатый вал 2, двигатель Стирлинга обратного цикла 3, камеру охлаждения 4, нагнетатель воздуха 5, воздуховод горячего воздуха 6, воздуховод холодного воздуха 7.

При этом выход нагнетателя воздуха 5 через воздуховод горячего воздуха 6 соединен с входом камеры охлаждения 4, выход которой через воздуховод холодного воздуха 7 соединен с входом герметичной рубашки охлаждения 1, а ее выход соединен с входом нагнетателя воздуха 5, с образованием замкнутого контура охлаждения, при этом коленчатый вал 2 соединен с нагнетателем воздуха 5 и двигателем Стирлинга обратного цикла 3 посредствам ременной передачи.

Работа системы воздушного охлаждения осуществляется следующим образом. Нагнетатель воздуха 5, работающий от коленчатого вала 2 по средством ременной передачи подает сжатый горячий воздух, в камеру охлаждения 4, где охлаждается за счет созданной в ней области отрицательных

температур, сформированной на выходе двигателя Стирлинга обратного цикла 3, также работающего от коленчатого вала 2 по средствам ременной передачи. Охлажденный воздух через воздуховод холодного воздуха 7 поступает в рубашку охлаждения двигателя внутреннего сгорания 1. После нагрева сжатого воздуха теплом двигателя внутреннего сгорания он по средствам воздуховода горячего воздуха поступает в нагнетатель воздуха 5 с последующим нагнетанием горячего воздуха обратно в камеру охлаждения 4. Таким образом, организуется замкнутый цикл прохождения воздушного потока, с его периодическим охлаждением, исключающего связь с внешней средой.

Полезная модель за счет использования замкнутого контура охлаждения, исключающего большинство конструктивно сложных и дорогостоящих элементов предыдущих конструкций, обеспечивает снижение энергетических затрат, сокращает время выхода на заданный режим работы, снижает уровень шума и вибрации, повышает надежность и экономичность системы воздушного охлаждения.

Claims

Система воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный тракт, выполненный в виде герметичной рубашки охлаждения и нагнетателя воздуха, выполненного в виде компрессора, отличающаяся тем, что она содержит двигатель Стирлинга обратного цикла с камерой охлаждения, воздуховод холодного воздуха, воздуховод горячего воздуха, причем выход нагнетателя воздуха через воздуховод горячего воздуха соединен с входом камеры охлаждения, выход которой через воздуховод холодного воздуха соединен с входом герметичной рубашки охлаждения, при этом ее выход соединен с входом нагнетателя воздуха с образованием замкнутого контура охлаждения, а коленчатый вал соединен с нагнетателем воздуха и двигателем Стирлинга обратного цикла посредством ременной передачи.