RU2577914C1 - Internal combustion engine cooling system - Google Patents
Internal combustion engine cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2577914C1 RU2577914C1 RU2015104683/06A RU2015104683A RU2577914C1 RU 2577914 C1 RU2577914 C1 RU 2577914C1 RU 2015104683/06 A RU2015104683/06 A RU 2015104683/06A RU 2015104683 A RU2015104683 A RU 2015104683A RU 2577914 C1 RU2577914 C1 RU 2577914C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- cooling system
- internal combustion
- cover
- liquid
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано при построении эффективных и простых систем охлаждения преимущественно ДВС автотранспортной и автотракторной техники, работающей в сложных климатических условиях с низкими зимними температурами.The invention relates to the field of internal combustion engines (ICE) and can be used in the construction of efficient and simple cooling systems, mainly ICE motor vehicles and tractors operating in difficult climatic conditions with low winter temperatures.
Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая заполненные охлаждающей жидкостью каналы в теле деталей двигателя, жидкостный насос, заполненный охлаждающей жидкостью радиатор, имеющий нижний и верхний бачки, соединенные трубчатой решеткой (см., например, Ю.И. Боровских, Ю.Н. Буралев, К.А. Морозов, В.М. Никифоров, А.И. Фещенко. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей. М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1997. - 528 с, стр. 39-47, рис. 4.1, 4.2, 4.4, 4.6).A known cooling system of an internal combustion engine, containing channels filled with cooling liquid in the body of engine parts, a liquid pump, a radiator filled with cooling liquid, having a lower and an upper tank connected by a tubular grid (see, for example, Yu.I. Borovskikh, Yu.N. Buralev, K.A. Morozov, V.M. Nikiforov, A.I. Feshchenko, Device, maintenance and repair of automobiles.M .: Higher school; Publishing center "Academy", 1997. - 528 s, p. 39- 47, Fig. 4.1, 4.2, 4.4, 4.6).
Известна также система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая заполненные охлаждающей жидкостью каналы в теле деталей двигателя, жидкостный насос, заполненный охлаждающей жидкостью радиатор, имеющий нижний и верхний бачки, соединенные трубчатой решеткой, причем верхний бачок имеет крышку, снабженную прямым переливным клапан с замыкающим органом и пружиной и обратным клапаном с замыкающим органом, а верхний бачок разделен горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю полость, имеющей отверстие, соединяющее эти полости (см., например, АС № 853129, «Радиатор системы охлаждения», МПК F01P 11/02 по заявке №2738778 от 19.03.1979, опубл. 07.08.1981).Also known is a cooling system of an internal combustion engine, comprising channels filled with cooling liquid in the body of engine parts, a liquid pump, a radiator filled with cooling liquid, having a lower and an upper tank connected by a tubular grill, the upper tank having a lid equipped with a direct overflow valve with a closing member and a spring and a check valve with a closing body, and the upper tank is divided by a horizontal partition into the upper and lower cavity having an opening connecting these strips and (see., e.g., AU 853129 № "cooling system radiator" IPC
Недостатком известных конструкций является неудобство обслуживания (трудно даже оценить уровень жидкости в радиаторе), низкая надежность при работе в условиях резко меняющихся температур, что вызывает разгерметизацию соединения «радиатор-трубопровод - расширительный бачок» в связи с обязательным наличием расширительного бачка, а также быстрое остывание радиатора при низкой температуре, т.к. при остывании в радиатор попадает холодная жидкость из расширительного бачка, что впоследствии требует дополнительного времени на прогрев ДВС. Кроме того, расширительный бачок занимает определенное место в подкапотном пространстве, что приводит к уплотнению размещения агрегатов ДВС и затруднению его обслуживания и ремонта при эксплуатации.A disadvantage of the known constructions is the inconvenience of maintenance (it is difficult even to estimate the liquid level in the radiator), low reliability when working in conditions of sharply changing temperatures, which causes a leak in the radiator-pipe-expansion tank connection due to the mandatory presence of an expansion tank, as well as quick cooling radiator at low temperature, as when cooling, cold liquid enters the radiator from the expansion tank, which subsequently requires additional time to warm up the engine. In addition, the expansion tank occupies a certain place in the engine compartment, which leads to a tightening of the placement of ICE units and the difficulty of its maintenance and repair during operation.
Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик системы охлаждения ДВС и самого ДВС.An object of the invention is to improve the operational characteristics of the engine cooling system and the internal combustion engine itself.
Указанная задача решается за счет того, что в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащей заполненные охлаждающей жидкостью каналы в теле деталей двигателя, жидкостный насос, заполненный охлаждающей жидкостью радиатор, имеющий нижний и верхний бачки, соединенные трубчатой решеткой, причем верхний бачок имеет крышку, снабженную прямым переливным клапаном с замыкающим органом и пружиной и обратным клапаном с замыкающим органом, и разделен горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю полость, имеющей отверстие, соединяющее эти полости, согласно изобретению перегородка, разделяющая верхний бачок радиатора на верхнюю и нижнюю полости, имеет седло, контактирующее с замыкающим органом прямого переливного клапана, причем пружина этого клапана прикреплена к крышке, которая установлена соосно с седлом и расположена в верхней полости. Верхняя полость верхнего бачка может быть снабжена устройством для визуального и мануального контроля уровня охлаждающей жидкости, и это устройство может быть установлено в крышке верхней полости.This problem is solved due to the fact that in the cooling system of an internal combustion engine containing channels filled with cooling liquid in the body of engine parts, a liquid pump, a radiator filled with cooling liquid, having a lower and upper tank connected by a tubular grid, and the upper tank has a lid provided a direct overflow valve with a closing body and a spring and a check valve with a closing body, and is divided by a horizontal partition into the upper and lower cavity with an opening connected the septum, according to the invention, which divides these cavities, separating the upper radiator tank into upper and lower cavities, has a seat in contact with the closing element of the direct overflow valve, the spring of this valve being attached to the cover, which is installed coaxially with the seat and is located in the upper cavity. The upper cavity of the upper tank can be equipped with a device for visual and manual control of the level of coolant, and this device can be installed in the cover of the upper cavity.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображена полностью простейшая двухконтурная система охлаждения ДВС.In FIG. 1 depicts a completely simple two-circuit engine cooling system.
На фиг. 2 схематично изображена верхняя часть радиатора.In FIG. 2 schematically shows the upper part of the radiator.
На фиг. 3 - схема установки устройства визуального и мануального контроля в крышке радиатора.In FIG. 3 is a diagram of a visual and manual control device in a radiator cap.
Система жидкостного охлаждения ДВС (фиг. 1) состоит из малого круга (малого контура) 1 и большого круга (контура) 2 и содержит заполненные охлаждающей жидкостью каналы 3 в теле деталей двигателя 4, жидкостный насос 5, заполненный охлаждающей жидкостью радиатор 6, имеющий нижний 7 и верхний 8 бачки, соединенные трубчатой решеткой. Термостат 9 служит для переключения работы системы охлаждения с малого 1 на большой 2 контур при прогреве двигателя, а кран 10 - для подачи прогретой жидкости к печке 11 отопителя салона.The ICE liquid cooling system (Fig. 1) consists of a small circle (small circuit) 1 and a large circle (circuit) 2 and contains
Верхний бачок 8 (фиг. 2) имеет крышку 12, снабженную прямым переливным клапаном 13 с замыкающим органом 14 и пружиной 15, и обратным клапаном с замыкающим органом 16, и разделен горизонтальной перегородкой 17 на верхнюю 18 и нижнюю 19 полость, имеющей отверстие 20, соединяющее эти полости. Перегородка 17, разделяющая верхний бачок 8 радиатора 6 на верхнюю 18 и нижнюю 19 полости, имеет седло 21, контактирующее с замыкающим органом 14 прямого переливного клапана 13, причем пружина 15 этого клапана прикреплена к крышке 12, которая установлена соосно с седлом 21 и расположена в верхней полости 18 бачка 8. Нижняя полость 19 перекрывает трубчатую решетку 22 радиатора 6. В данной конструкции верхняя полость 18 выполняет функцию расширительного бачка, а перегородка 17 - функцию крышки радиатора. Пластины 23 и 24 служат для крепления пружины 15 к крышке 12 и к клапану 13. Таким образом, крышка 12 с пружиной 15, запорным органом 13 и запорным органом 16 представляют собой единый конструкционный узел, установленный соосно с седлом 21. Крышка 12 установлена на горловине 25, припаянной к кожуху 26 полости 18 верхнего бачка 8.The upper tank 8 (Fig. 2) has a
Верхняя полость 18 верхнего бачка 8 снабжена устройством для визуального и мануального контроля уровня охлаждающей жидкости 27 и содержит трубку 28 с отверстиями 29. В трубку 28 вставлен поплавок 30 крестообразного сечения, количество отверстий 29 меньше или больше на один количества выступов тела поплавка 30 (например, если выступов четыре, то отверстий 29 - три или пять). На верхнем конце поплавка 30 установлена чашеобразная крышка 31, перекрывающая трубку 28.The
При установке устройства для визуального и мануального контроля уровня охлаждающей жидкости 27 в крышке 12 (фиг. 3) поддержка положения поплавка 30 (центрирование) осуществляется выступами 32 самой крышки 12. Горловина 25 установлена на кожухе 26 полости 18 через теплоизолирующую прокладку 33. Использование прокладки 33 желательно и в конструкции, показанной на фиг. 2.When installing a device for visual and manual control of the level of
Система охлаждения работает следующим образом (фиг. 1).The cooling system operates as follows (Fig. 1).
При включении двигателя, когда температура жидкости низкая, насос 5 проталкивает жидкость по малому кругу 1, и она последовательно проходит через каналы 3 деталей двигателя 4 (через блок цилиндров и головку блока), радиатор 11, кран 10 и возвращается на всасывание насоса 5. Такой маршрут движения жидкости обусловлен тем, что термостат 9 при низкой температуре жидкости закрыт. Это обеспечивает быстрый прогрев блока цилиндров и головки блока, так как их теплопередающая поверхность мала и интенсивного отвода теплоты в окружающую среду не происходит.When the engine is turned on, when the liquid temperature is low, the
При достижении жидкостью определенной температуры термостат 9 открывается и жидкость начинает двигаться в пределах большого круга 2 - поток делится на две части, и одна часть продолжает движение по малому кругу 1, а другая часть - через радиатор 6, в котором она интенсивно передает теплоту окружающей среде, благодаря большой поверхности трубной решетки 22 (фиг. 2). Оба потока встречаются в насосе 5 и интенсивно в нем перемешиваются. Замыкающий орган 14 в это время закрыт под давлением предварительно натянутой пружины 15, а замыкающий орган 16 открыт под действием силы собственного веса.When the liquid reaches a certain temperature, the thermostat 9 opens and the liquid begins to move within the large circle 2 - the flow is divided into two parts, and one part continues to move in the
При нагреве жидкость расширяется и увеличивается в объеме, ее давление в связи с тем, что она находится в ограниченном объеме, повышается, появляется давление со стороны полости 19 на запорный орган 16, и он закрывается. При дальнейшем нагреве жидкости ее давление достигает некоторой наперед заданной величины (обычно около 0,05 МПа), что приводит к открытию обратного клапана 13, сжимающего пружину 18. При этом появляется поток жидкости в зазоре между замыкающим органом 14 и седлом 21 из полости 19 в полость 18, давление жидкости в системе сразу падает до величины, определенной силой пружины 15 и площадью отверстия 20 седла 21.When heated, the liquid expands and increases in volume, its pressure due to the fact that it is in a limited volume, increases, there is pressure from the side of the
При поступлении нагретой жидкости из полости 19 в полость 18 уровень находящейся там жидкости 27 повышается, а избыток воздуха эвакуируется через отверстия 29 (фиг. 2) и далее через свободное пространство поплавка 30 в атмосферу - через зазор между крышкой 31 и трубкой 28, а в конструкции, изображенной на фиг. 3, - сразу в свободный канал поплавка 30 и через зазор между крышкой 31 и выступом 32 крышки 12 - в атмосферу. Движение вытесняемого воздуха показано стрелками.Upon receipt of the heated fluid from the
Работа термостата 8 и всей системы охлаждения позволяет добиться постоянной оптимальной температуры деталей ДВС в пределах 85-95°С независимо от температуры окружающей среды. При этом в каналах системы охлаждения поддерживается давление, необходимое для нормальной бескавитационнной работы насоса 5 центробежного типа.The operation of the thermostat 8 and the entire cooling system makes it possible to achieve a constant optimum temperature of the internal combustion engine parts within 85-95 ° C regardless of the ambient temperature. At the same time, in the channels of the cooling system, the pressure necessary for normal cavitation-free operation of the
За счет перепуска горячей жидкости через седло 21 в полость 18 и из-за теплопередачи теплоты от горячей жидкости полости 18 через стенку 17 жидкость в полости 18, выполняющей в данной конструкции одновременно функцию расширительного бачка, нагревается до некоторой средней температуры между температурой полости 19 (температуры жидкости системы охлаждения) и температуры окружающей среды. Пары жидкости 27 конденсируются на внутренней холодной верхней части кожуха 26 и на внутренней поверхности крышки 12, которая имеет еще более низкую температуру, особенно, если она отделена от кожуха 26 теплоизоляционной прокладкой 33 (фиг. 3).Due to the transfer of hot liquid through the
При выключении двигателя подвод теплоты к охлаждающей жидкости в каналах 3 блока цилиндров и головки блока прекращается она остывает и ее объем уменьшается, в связи с чем во всей системе охлаждения давление жидкости падает. Как только это давление становится ниже атмосферного, открывается замыкающий орган 16 и теплая жидкость 27 из полости 18 начинает сливаться через него в нижнюю часть 19 верхнего бачка 8 радиатора 6, практически не снижая нормальную температуру в системе охлаждения.When the engine is turned off, the supply of heat to the coolant in the
В связи с этим двигатель остывает медленнее, чем при использовании известных систем охлаждения, и при его повторном пуске быстрее выходит на нормальный тепловой режим. При очень низких температурах окружающей среды более медленное остывание охлаждающей жидкости позволяет сохранить температуру двигателя 4 до температуры, позволяющей в принципе включить двигатель без постороннего подогрева, что существенно повышает его эксплуатационные свойства.In this regard, the engine cools more slowly than when using known cooling systems, and when it is restarted, it quickly reaches normal thermal conditions. At very low ambient temperatures, the slower cooling of the coolant allows the temperature of the
При нормальном уровне жидкости 27 в полости 18 поплавок 30 находится во «взвешенном» состоянии и между нижним торцом крышки 31 и кожухом 26 (фиг. 2) или между плоскостью крышки 12 и нижним торцом крышки 22 (фиг. 3) имеется некоторое расстояние А. Это можно наблюдать визуально, или проверить мануально, нажав пальцем на крышку 31, чтобы почувствовать наличие зазора А. Если зазора нет, то необходимо пополнить количество жидкости 27. Если уровень жидкости 27 слишком большой, то крышка 31 поднята высоко и можно визуально видеть тело поплавка 30. В этом случае нужно понизить уровень жидкости 27 путем ее отбора.At a normal level of
Поскольку в данной конструкции расширительный бачок, функцию которого выполняет полость 18, расположен непосредственно над полостью 19, включенной в объем жидкости системы охлаждения, и соединен с полостью 19 замыкающим органом 16, находящимся при остывшем двигателе в открытом состоянии, то по уровню жидкости 27, который легко контролируется поплавком 30, автомеханик или водитель всегда может знать о заполнении всей системы охлаждения жидкостью сразу, в то время как в известных системах он должен отдельно контролировать уровень жидкости в радиаторе (для этого нужно открыть крышку 12, чего в предложенной конструкции делать не надо) и отдельно в расширительном бачке, а также отдельно производить их пополнение или снижение уровня, что увеличивает время контроля и обслуживания, усложняет его проведение и ухудшает эксплуатационные свойства системы охлаждения.Since in this design the expansion tank, the function of which is the
Кроме того, в данной конструкции отсутствуют отдельные коммуникации, соединяющие верхний бачок радиатора с расширительным бачком, присущие известным конструкциям системы охлаждения, что дополнительно повышает компактность и надежность системы охлаждения в целом.In addition, in this design there are no separate communications connecting the upper tank of the radiator with the expansion tank inherent in the known designs of the cooling system, which further increases the compactness and reliability of the cooling system as a whole.
Таким образом, предложенная конструкция системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить его эксплуатационные свойства и эксплуатационные свойства самой системы охлаждения за счет более длительного удержания рабочей температуры жидкости в системе охлаждения после выключения двигателя, а также за счет повышения удобства и снижения времени обслуживания этой системы, что позволяет считать техническую задачу выполненной.Thus, the proposed design of the cooling system of an internal combustion engine makes it possible to increase its operational properties and the operational properties of the cooling system itself due to a longer retention of the working temperature of the liquid in the cooling system after the engine is turned off, as well as by increasing the convenience and reducing the service time of this system, which allows you to consider the technical task completed.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015104683/06A RU2577914C1 (en) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | Internal combustion engine cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015104683/06A RU2577914C1 (en) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | Internal combustion engine cooling system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2577914C1 true RU2577914C1 (en) | 2016-03-20 |
Family
ID=55648075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015104683/06A RU2577914C1 (en) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | Internal combustion engine cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2577914C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682793C1 (en) * | 2017-02-13 | 2019-03-21 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Method and system for maintaining the engine coolant level |
RU2789952C1 (en) * | 2022-10-06 | 2023-02-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Reciprocating engine closed-circuit liquid cooling system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3524499A (en) * | 1968-09-10 | 1970-08-18 | Continental Motors Corp | Multistage condenser for internal combustion engines |
SU853129A1 (en) * | 1979-03-19 | 1981-08-07 | Предприятие П/Я Р-6194 | I.c. engine cooling system radiator |
RU2117781C1 (en) * | 1997-04-10 | 1998-08-20 | Савин Михаил Александрович | Internal combustion engine liquid cooling system |
-
2015
- 2015-02-11 RU RU2015104683/06A patent/RU2577914C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3524499A (en) * | 1968-09-10 | 1970-08-18 | Continental Motors Corp | Multistage condenser for internal combustion engines |
SU853129A1 (en) * | 1979-03-19 | 1981-08-07 | Предприятие П/Я Р-6194 | I.c. engine cooling system radiator |
RU2117781C1 (en) * | 1997-04-10 | 1998-08-20 | Савин Михаил Александрович | Internal combustion engine liquid cooling system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682793C1 (en) * | 2017-02-13 | 2019-03-21 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Method and system for maintaining the engine coolant level |
RU2789952C1 (en) * | 2022-10-06 | 2023-02-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Reciprocating engine closed-circuit liquid cooling system |
RU222534U1 (en) * | 2023-08-10 | 2024-01-09 | Сергей Александрович Смирнов | Water supply system connection unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3969605A (en) | Thermal pulse type heater for coolant systems and the like | |
KR101542989B1 (en) | Valve for vehicle | |
GB2525415A (en) | An Engine Cooling System Expansion Reservoir | |
KR101519961B1 (en) | Transmission oil bypass assembly | |
US20130139903A1 (en) | Expansion reservoir for a coolant circuit | |
KR20110058614A (en) | Integrated coolant flow control and heat exchange device | |
US10024219B2 (en) | Engine system having coolant control valve | |
US10060326B2 (en) | Cooling apparatus for internal combustion engine | |
RU2577914C1 (en) | Internal combustion engine cooling system | |
US4787445A (en) | Hermetically sealed, relatively low pressure cooling system for internal combustion engines and method therefor | |
US5111777A (en) | Evaporation cooling system for a liquid-cooled internal-combustion engine | |
US20160160740A1 (en) | Dual Chamber Coolant Reservoir | |
KR101362579B1 (en) | Coolant circuit for an internal combustion engine | |
US2612349A (en) | Radiator type heat exchanger | |
US4739824A (en) | Hermetically sealed, relatively low pressure cooling system for internal combustion engines and method therefor | |
US9359933B2 (en) | Thermostatic valve assembly | |
JP2012184672A (en) | Internal combustion engine cooling device | |
US10598078B2 (en) | Method and apparatus for active coolant volume reduction for automobile applications | |
RU127823U1 (en) | LIQUID COOLING SYSTEM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND HEATING OF THE VEHICLE | |
RU53728U1 (en) | THERMOSTAT COMBINED WITH THE COOLANT TEMPERATURE SENSOR | |
RU178604U1 (en) | FUEL SYSTEM OF THE VEHICLE | |
US20190128442A1 (en) | Coolant control valve unit | |
US1865877A (en) | Cooling device | |
RU131816U1 (en) | LIQUID COOLING SYSTEM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND HEATING OF THE VEHICLE | |
CN110886646A (en) | Engine cooling system |