RU148097U1

RU148097U1 - DEVICE FOR COOLING SYSTEM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU148097U1
Application number: RU2014102358/06U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Яковлевич Носырев; Максим Сергеевич Савин
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая контур охлаждения воды двигателя, включающий водяной насос, контур охлаждения масла двигателя, включающий масляный насос и водомасляный теплообменник и водовоздушный теплообменник охлаждения надувочного воздуха, датчик температуры надувочного воздуха и автоматический орган управления, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены контур утилизации, на который последовательно установлены насос прокачки воды и электроуправляемая задвижка, а также водоводяной теплообменник и водогазовый теплообменник утилизации теплоты отработавших газов, причем датчик температуры соединен с автоматическим органом управления, который, в свою очередь, управляет электроуправляемой задвижкой и всеми насосами.An internal combustion engine cooling system comprising an engine water cooling circuit including a water pump, an engine oil cooling circuit including an oil pump and a water-oil heat exchanger and an air-to-air charge air cooler, a charge air temperature sensor and an automatic control unit, characterized in that the system additionally a recycling circuit has been introduced, on which a water pump and an electrically controlled valve, as well as tap water, are installed in series a heat exchanger and a water-gas heat exchanger utilizing the heat of exhaust gases, the temperature sensor being connected to an automatic control unit, which, in turn, controls an electrically controlled valve and all pumps.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) магистральных тепловозов.The utility model relates to mechanical engineering, namely to engine building, and can be used in internal combustion engines (ICE) of mainline diesel locomotives.

Известна система охлаждения ДВС, содержащая контур охлаждения воды двигателя, включающий воздуховодяной радиатор, вентилятор с приводом и водяной насос, контур охлаждения масла двигателя, включающий масляный насос, водомасляный теплообменник, водяной насос, воздуховодяной радиатор и вентилятор с приводом, и водовоздушный теплообменник охлаждения наддувочного воздуха, подключенный к контуру охлаждения масла двигателя [Жилин Г.А. и др. Пассажирский тепловоз, ТЭП-60. М.: Транспорт, 1971, с.376].A known ICE cooling system comprising an engine water cooling circuit including an air-water radiator, a fan with a drive and a water pump, an engine oil cooling circuit including an oil pump, a water-oil heat exchanger, a water pump, an air-water radiator and a fan with a drive, and a charge-air cooling air-water heat exchanger connected to the engine oil cooling circuit [G. Zhilin and others. Passenger locomotive, TEP-60. M .: Transport, 1971, p.376].

Недостатками этой системы являются высокие теловые потери системы охлаждения и непроизвольные потери тепла отработанных газов охлаждения воды и масла.The disadvantages of this system are the high body losses of the cooling system and the involuntary heat loss of the exhaust gas cooling water and oil.

Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая контур охлаждения воды двигателя, включающий последовательно соединенные насос и радиатор с вентилятором обдува воздухом, контур охлаждения масла двигателя, включающий насос и водомасляный теплообменник, соединенный при помощи трубопровода с радиатором, имеющим вентилятор обдува и водовоздушный теплообменник охлаждения наддувочного воздуха, трубопроводы с управляемыми запорными органами, причем один из трубопроводов подсоединен к водовоздушному теплообменнику для отвода пара в атмосферу, а другой к контуру охлаждения воды двигателя [Патент РФ №2059081, МПК F01P 3/20, опубл. 27.04.1996 г., автор Евенко Владимир Иосифович «Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания»].A known cooling system of an internal combustion engine comprising an engine water cooling circuit including a pump and a radiator connected in series with an air blowing fan, an engine oil cooling circuit including a pump and an oil-water heat exchanger connected by a pipe to a radiator having a blower fan and a charge air-to-air water heat exchanger air, pipelines with controlled locking elements, one of the pipelines connected to a water-air heat exchanger y for discharging vapor into the atmosphere and the other to the engine cooling water circuit [Russian Patent №2059081, IPC F01P 3/20, publ. 04/27/1996, the author Vladimir Iosifovich Evenko "The cooling system of an internal combustion engine"].

Недостатками этой системы являются высокие тепловые потери системы охлаждения и непроизвольные потери тепла отработанных газов, охлаждения воды и масла.The disadvantages of this system are the high heat loss of the cooling system and the involuntary heat loss of the exhaust gases, water and oil cooling.

Техническим результатом является снижение тепловых потерь за счет утилизации теплоты отработавших газов, охлаждающей воды и масла.The technical result is to reduce heat loss by utilizing the heat of exhaust gases, cooling water and oil.

Технический результат достигается тем, что в систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащую контур охлаждения воды двигателя, включающий водяной насос, контур охлаждения масла двигателя, включающий масляный насос и водомасляный теплообменник и водовоздушный теплообменник охлаждения наддувочного воздуха, датчик температуры надувочного воздуха и автоматический орган управления, согласно полезной модели дополнительно введены контур утилизации, на который последовательно установлены насос прокачки воды и электроуправляемая задвижка, а также водоводяной теплообменник и водогазовый теплообменник утилизации теплоты отработавших газов, причем датчик температуры соединен с автоматическим органом управления, который, в свою очередь, управляет электроуправляемой задвижкой и всеми насосами.The technical result is achieved by the fact that in the cooling system of an internal combustion engine containing an engine water cooling circuit including a water pump, an engine oil cooling circuit including an oil pump and a water-oil heat exchanger and a charge air / air heat exchanger, a charge air temperature sensor and an automatic control unit, according to the utility model, a recycling circuit is additionally introduced, on which a water pump and an electric control are sequentially installed an adjustable valve, as well as a water-water heat exchanger and a water-gas heat exchanger for utilizing the heat of the exhaust gases, the temperature sensor being connected to an automatic control unit, which, in turn, controls the electrically controlled valve and all pumps.

Дополнительное введение в систему контура утилизации, насоса прокачки воды, электроуправляемой задвижки, водоводяного теплообменника и водогазового теплообменника утилизации теплоты отработавших газов позволяет собирать и утилизировать тепло от отработавших газов, воды и масла, что снижает тепловые потери.An additional introduction to the system of a recycling circuit, a water pump, an electrically operated gate valve, a water / water heat exchanger, and a gas-water heat exchanger utilizing the heat of the exhaust gases makes it possible to collect and utilize heat from the exhaust gases, water and oil, which reduces heat losses.

На фиг. изображена принципиальная схема системы охлаждения ДВС.In FIG. shows a schematic diagram of the engine cooling system.

Устройство системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания 1 содержит контур охлаждения масла 2 двигателя внутреннего сгорания, контур охлаждения воды 3 двигателя внутреннего сгорания, водовоздушный теплообменник 4, масляный насос 5, водомасляный теплообменник 6, контур утилизации 7, электроуправляемую задвижку 8, насос прокачки воды 9, контур надувочного воздуха 10, водяной насос 11, водоводяной теплообменник 12, водогазовый теплообменник утилизации теплоты отработавших газов 13, датчик температуры наддувочного воздуха 14, автоматический орган управления (АОУ) 15.The device of the cooling system of the internal combustion engine 1 contains an oil cooling circuit 2 of the internal combustion engine, a water cooling circuit 3 of the internal combustion engine, a water-air heat exchanger 4, an oil pump 5, a water-oil heat exchanger 6, a recycling circuit 7, an electrically controlled valve 8, a water pump 9, a circuit charge air 10, water pump 11, water-water heat exchanger 12, water-gas heat exchanger for heat recovery of exhaust gases 13, charge air temperature sensor 14, automatic Management Rang (AOU) 15.

Система охлаждения работает следующим образом.The cooling system operates as follows.

Масло, циркулирующее в контуре охлаждения масла 2, из двигателя внутреннего сгорания 1 масляным насосом 5 подается в водомасляный теплообменник 6, в котором теплота от масла передается охлаждающей воде. Охлажденное масло поступает в двигатель внутреннего сгорания 1.The oil circulating in the oil cooling circuit 2 is supplied from the internal combustion engine 1 by an oil pump 5 to a water-oil heat exchanger 6, in which heat from the oil is transferred to the cooling water. Chilled oil enters the internal combustion engine 1.

Вода, циркулирующая в контуре охлаждения воды 3, из двигателя внутреннего сгорания 1 водяным насосом 11 подается в водоводяной теплообменник 12, где охлаждается водой, поступающей от водомасляного теплообменника 6, и возвращается в двигатель внутреннего сгорания 1.The water circulating in the water cooling circuit 3 from the internal combustion engine 1 by the water pump 11 is supplied to the water-to-water heat exchanger 12, where it is cooled by the water coming from the oil-water heat exchanger 6 and returned to the internal combustion engine 1.

Масляный насос 5 и водяной насос 11 управляются автоматическим органом управления 15.The oil pump 5 and the water pump 11 are controlled by an automatic control 15.

Наддувочный воздух, температура которого контролируется датчиком температуры надувочного воздуха 14, поступает от турбокомпрессора в водовоздушный теплообменник 4 и далее в двигатель внутреннего сгорания 1 и омывает снаружи трубный пучок водовоздушного теплообменника 4, заполненный водой. Датчик температуры 14 соединен с автоматическим органом управления 15 и передает в него значения измеренных параметров.Charging air, the temperature of which is monitored by the temperature sensor of the charge air 14, enters from the turbocharger into a water-air heat exchanger 4 and then into an internal combustion engine 1 and washes outside the tube bundle of a water-air heat exchanger 4 filled with water. The temperature sensor 14 is connected to the automatic control 15 and transmits the values of the measured parameters into it.

Контур утилизации 7 работает следующим образом. Ввода из системы утилизации насосом прокачки воды 9 через электроуправляемую задвижку 8, которые управляются автоматическим органом управления 15, подается в водомасляный теплообменник 6 контура охлаждения масла 2 двигателя внутреннего сгорания, где нагревается и подается по контуру утилизации 7 в водоводяной теплообменник 12 контура охлаждения воды 3 двигателя внутреннего сгорания, где повторно нагревается и по контуру утилизации 7 подается в воздуховодяной теплообменник 4, где собирает тепло от наддувочного воздуха и далее подается в водогазовый теплообменник утилизации теплоты отработавших газов 13, где нагревается до максимальной температуры от выхлопа дизеля, поступающего в теплообменник по контуру надувочного воздуха 10, далее нагретая вода уходит в систему утилизации, а отработавшие газы по контуру надувочного воздуха 10 в атмосферу. Теплообменники с промежуточным терморегулирующим теплоносителем выполнены так, что остаточная теплота накапливается теплоносителем и если двигатель внутреннего сгорания работает не на полную мощность, то температура воды и масла колеблется, а за счет теплоносителя происходит поддержка рабочей температуры воды и масла двигателя.The recycling circuit 7 operates as follows. The input from the recycling system by the water pump 9 through the electrically controlled valve 8, which are controlled by the automatic control 15, is supplied to the oil-water heat exchanger 6 of the oil cooling circuit 2 of the internal combustion engine, where it is heated and fed through the recycling circuit 7 to the water-water heat exchanger 12 of the engine water cooling circuit 3 internal combustion, where it is reheated and recycled through the recycling circuit 7 is supplied to the air-water heat exchanger 4, where it collects heat from the charge air and then fed to ogazovy exchanger recycling exhaust heat 13 where it is heated to a maximum temperature of diesel engine exhaust entering the heat exchanger on the charge air circuit 10 further heated water leaving the recycling system, and the exhaust gases along the contour charge air 10 into the atmosphere. Heat exchangers with an intermediate heat-regulating coolant are designed so that the residual heat is accumulated by the coolant and if the internal combustion engine does not work at full power, the temperature of the water and oil fluctuates, and due to the coolant, the operating temperature of the water and engine oil is maintained.

Предлагаемое устройство обладает простотой организации охлаждения, сокращает потери тепла на 20-30%, сокращает электропотребление на 5-10%.The proposed device has the simplicity of cooling, reduces heat loss by 20-30%, reduces power consumption by 5-10%.

Claims

An internal combustion engine cooling system comprising an engine water cooling circuit including a water pump, an engine oil cooling circuit including an oil pump and a water-oil heat exchanger and an air-to-air charge air cooler, a charge air temperature sensor and an automatic control unit, characterized in that the system additionally a recycling circuit has been introduced, on which a water pump and an electrically controlled valve, as well as tap water, are installed in series a heat exchanger and a water-gas heat exchanger utilizing the heat of exhaust gases, the temperature sensor being connected to an automatic control unit, which, in turn, controls an electrically controlled valve and all pumps.