Устройство системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания тепловоза

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) магистральных тепловозов. Техническим результатом является снижение тепловых потерь за счет утилизации теплоты отработавших газов, охлаждающей воды и масла. 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. 1 илл.

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) магистральных тепловозов.

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].

Недостатками этой системы являются высокие теловые потери системы охлаждения и непроизвольные потери тепла отработанных газов охлаждения воды и масла.

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»].

Недостатками этой системы являются высокие тепловые потери системы охлаждения и непроизвольные потери тепла отработанных газов, охлаждения воды и масла.

Техническим результатом является снижение тепловых потерь за счет утилизации теплоты отработавших газов, охлаждающей воды и масла.

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.

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.

На фиг. изображена принципиальная схема системы охлаждения ДВС.

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.

Система охлаждения работает следующим образом.

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.

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.

Масляный насос 5 и водяной насос 11 управляются автоматическим органом управления 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.

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.

Предлагаемое устройство обладает простотой организации охлаждения, сокращает потери тепла на 20-30%, сокращает электропотребление на 5-10%.

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.