RU62695U1 - Блок радиаторов - Google Patents

Abstract

Решение относится к теплообмену, элементам теплообменных устройств, в частности трубчатым, и может быть эффективно использовано при охлаждении машин, прежде всего двигателей, в частности, к жидкостному их охлаждению, и, прежде всего, к устройствам для охлаждения наддувочного воздуха.

Выполнение опорных пластин 1 остовов 2 и 3 каждой из секций зацело в блоке радиаторов, содержащем опорные пластины 1 остова, трубки 4 и ленты 5 ,а также бачки б и7 с патрубками 8 и 9 и средства крепления 12 и 13 .позволит достичь технического результата, а именно упростить изготовление , установку и эксплуатацию блока радиаторов из-за рационального выполнения, размещения и стыковки его элементов.

Description

Решение относится к теплообмену, элементам теплообменных устройств, в частности трубчатым, и может быть эффективно использовано при охлаждении машин, прежде всего двигателей, в частности, к жидкостному их охлаждению, и прежде всего, к устройствам для охлаждения наддувочного воздуха.

В двигателе внутреннего сгорания примерно треть энергии топлива превращается в полезную работу. Эффективность такого преобразования во многом зависит от охлаждения рабочего тела, поступающего в цилиндры двигателя. Оно осуществляется двояко: непосредственным охлаждением воздуха и косвенно охлаждением жидкостью. При оснащении двигателя системой наддува эффективность зависит от температуры наддувочного воздуха, величина которой зависит от упомянутых факторов. К настоящему времени разработаны теоретические основы конструирования радиаторов (см., например, Р.Бюссиен. Автомобильный справочник, т.2, Машгиз, М., 1959 г., стр.156-163), которые могут быть использованы при расчете устройств охлаждения наддувочного воздуха, при этом рационально использовать известные типы и конструкции радиаторов (см.163-166).

Отвод тепла радиатором находится в степенной зависимости от объема продуваемого через него воздуха. В большинстве случаев вентилятор устанавливают в непосредственной близости от радиатора водяного охлаждения. Что касается радиатора наддувочного воздуха, то его расположение относительно двигателя и вентилятора весьма произвольно. Известна система охлаждения турбопоршневого двигателя транспортного средства, состоящая из вентилятора, агрегата наддува с охладителем воздуха, водяного радиатора (см. книгу Двигатели внутреннего сгорания под общей редакцией А.С.Орлина, М.Г.Круглова - М., Машиностроение, 1985 г., стр.456). Из-за безвозвратных тепловых потерь в атмосферу эффективность двигателя невысока.

Широко известны системы охлаждения рабочего тела двигателей внутреннего горения, содержащие агрегаты охлаждения жидкостей и теплообменник наддувочного воздуха (Куликов Ю.А. Система охлаждения силовых установок тепловозов М., 1988, стр.7-13). Для повышения эффективности работы двигателя в этих системах регулируют температуру теплоносителей и изменяют поток воздуха на обдув радиаторов.

В системах питания двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом предусмотрены охладители (см., например US 2388350, 2540916, 2474203, 2477668, 2464548, 2491372, 2433326, 2518660, 2474018, 2487049, 2627370, 2703560, 2877622, 2952958, 3102381, 3103780, 3096615, 3173242, 3143849, 3232042, 3303348 и 3355877; DE 953129, 1003505, 1220199). Ни в одном из приведенных случаев нет описания конструкции охладителя, что важно, несмотря на то, что рассмотренные случаи, в которых регулирующий орган реагирует на несколько параметров рабочей среды или работы двигателя, в частности, на параметр газообразной рабочей среды двигателя. Следует отметить, что при описании способа турбонаддува по US 3336911 приведена индикаторная диаграмма двигателя и раскрыто влияние охладителя, также как в системе по US 3257797.

В системах наддува по US 2195082, 2306277, 2359615, 2356370, 2355759, 2362493, 2443717, 2428708, 2372467, 2417363, 3091228 охладитель размещен так, что на него не поступает охлаждающий воздух от вентилятора. Эффективность охлаждения в дефлекторах по DE 1476402 и UK 1326328 и 1334816 во многом зависит от размещения

вентилятора. В двигателях по US 2195082, 2306277, 2518062 предусмотрено охлаждение наддувочного воздуха оребренным радиатором.

Устройство для охлаждения наддувочного воздуха по SU 297787 содержит выполненный в корпусе вентилятора теплообменник с развитой поверхностью охлаждения. Устройство для охлаждения дизеля по SU 498915 содержит теплообменники, при этом точность регулирования температуры наддувочного воздуха обеспечена установкой термостата и дросселя. Эффективность работы как системы охлаждения по SU 714030, так и устройства охлаждения по SU 798335 зависит от выбора параметров вентилятора, смесительной камеры и каналов. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания с наддувом по SU 1333796 снабжена дополнительным вентилятором, в двигателе внутреннего сгорания по SU 1483069 и в дизельной установке по SU 1815360 предусмотрен блок управления системы воздухоснабжения, а в двигателе внутреннего сгорания по SU 1539353 - дополнительный теплообменник. Секции охладителя объединены общим сборным коллектором и имеют раздельные раздающие коллекторы у V-образного турбонаддувного двигателя по RU 2083855.

Системы наддува по US 2508311, 4258550, 4317439, 4702079, 5408843, 5544486; DE 2343300, 3200682; UK 1592089; SU 1038507, 1054557, 1153091, 1183697, 1250678; JP 58-40006, 2-18243, 60-93117, 60-93118, 60-189022; FR 2511080; EP 249718, WO 88/282, 88/6679; RU 2083855, 2136912, 13061, 14605; более эффективны, чем рассмотренные выше. В системах по US 2045816, 2362493, 2417363, 2773348, 2983265, 3091228 охладители выполнены с развитой площадью охлаждения. Трубчатыми выполнены охладители в устройствах по US 2375006, 2579643, 2452300; DE 953201. Перекрестное движение охлаждающей и рабочей сред предусмотрено в устройствах по US 2491380, 2544852, 2562890, 2702482, 2918787, 3142957.

Известны системы охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по SU 240157, в которых выходной патрубок турбокомпрессора связан через промежуточный воздухо-воздушный холодильник с впускным коллектором двигателя, а вентилятор холодильника кинематически связан с газовой турбиной. Система охлаждения внутреннего сгорания по US 3854459 содержит вентилятор и жалюзи, регулирующие поступление воздуха, при этом, по крайней мере, часть канала от жалюзи к вентилятору ограничена кожухом, имеющим щель. Такие системы сложны и дороги в изготовлении. Несколько проще система охлаждения по FR 2260690, но управление температурой наддувочного воздуха затруднено. Повышена эффективность работы систем охлаждения по SU 603759 и 732567, а также в устройстве для регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания по SU 1726810.

В транспортных средствах (US 1979191, 2242494, 2058228, 2092040, 2789647, 4706461; JP 60-156370, 60-254372; SU 1770162, 1800069) система охлаждения выполнена с учетом их компоновки. Системы охлаждения по US 2117040, 2228345; DE 755632; JP 6029811; SU 1236130, 1761968; RU 17064, 23085, 23673 имеют два радиатора, размещенные с учетом компоновки транспортного средства. Охлаждающий модуль по DE 19731999 оперт на две стойки, закрепленные на транспортном средстве. Узел радиатора системы охлаждения ДВС по RU 21624 снабжен демпфирующими прокладками, а каждая опорная пластина имеет второе средство крепления. В магистральном грузовом автомобиле по US 4736727 единый кожух вентилятора окружает полость между вентилятором и теплообменниками и направляет воздух, засосанный через оба теплообменника к вентилятору.

В двигателях по US 1958156, 2118484, 2086441, 2084940, 2136605, 2327491, 2498001, 2741234, 3255740; DE 754272, 908678, 970300, 1089212, 1140018, 1270885; FR 1258807, SU 1211429, 1280147, 1495464, 1553744, 1657687, 1740717, 1710795, 1826606, 1772368; RU 2064596, 43593, 49581 есть вариант выполнения радиатора из двух секций. Двигатель внутреннего сгорания по US 1958156 оснащен традиционной системой жидкостного охлаждения и содержит многочисленные патрубки. Система охлаждения двигателя по US

1980811 еще сложнее, а система по US 2498001 выполнена многосекционной, как и охладители по SU 1571282, 1546683; RU 2094243.

Известен охладитель цилиндрической формы, соосно установленный турбонагнетателю, и оснащенный спирально размещенными пластинами (см., например US 3257069). Такое выполнение охладителя сложно, а размещение чаще всего невозможно. Рационально размещен охладитель в двигателе по US 3027706, при этом он представляет собой трубчатую конструкцию с пластинами. Известен охладитель наддувочного воздуха, содержащий пластины остова, к которым прикреплены трубки и ленты, а также бачки с выходами, и средство крепления (см., например US 2451132). Корпус охладителя имеет фланцевое крепление к картеру двигателя. Бачки охладителя выполнены в литом корпусе с многократным креплением болтами к остову и соединены с охлаждающей системой, при этом один из остовов имеет отдельное крепление к переходнику. Такое конструктивное выполнение сложно, при этом большие затраты неизбежны при эксплуатации охладителя. По существу исключено использование охладителя применительно к другому двигателю, а также изменение взаимного расположения охладителя и двигателя. Следует отметить, что в этих охладителях использовано жидкая среда, что не всегда рационально.

Блок радиаторов двигателя внутреннего сгорания по RU 36451 содержит радиатор и закрепленный на нем фронтально, либо с тыльной стороны вспомогательный радиатор. В данном случае последовательное размещение радиаторов снижает, по крайней мере, эффективность работы одного из них в зависимости от условий эксплуатации. Блок радиаторов по RU 45817 включает секции, коллекторные камеры с торцовыми крышками и продольными полками, а также боковины, скрепленные с полками, при этом к бортам крышек с фронтальной и тыльной сторон на полки установлены накладки, а под полки - уголки, скрепленные с полками и между собой, к краям боковин с фронтальной и тыльной сторон присоединены планки, размещенные под уголками и скрепленные с уголками, с полками и с накладками. При таком выполнении блока его секции соседствуют боковинами, а такое их расположение может быть неэффективно для одной из секций.

Несмотря на многочисленные конструкции радиаторов, их узлов и деталей, использование упомянутых технических решений не позволит получить эффективно функционирующую конструкцию охладителя наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания.

Хотя упомянутые конструкции охладителей, их узлов и деталей, не столь многообразны, но и их использование не позволит получить эффективно функционирующую конструкцию охладителя наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания.

Известен блок радиаторов, содержащий опорные пластины остова, трубки и ленты, а также бачки с патрубками, и средство крепления (см., например US 4916902). Пластины остовов секций размещены относительно друг друга со смещением, что усложняет их установку и крепление. Бачки секций выполнены такой формы, что их исполнение приводит к дополнительным затратам в производстве как из-за различия их формы, так и из-за крепления к ним патрубков. Крепление блока конструктивно сложнее и ненадежно, особенно из-за размещения и привода жалюзи, что при этом приводит к большим затратам при эксплуатации охладителя наддувочного воздуха. По существу исключено использование такого блока применительно к другому двигателю, а также изменение взаимного расположения его агрегатов.

Задача - упрощение изготовления, установки и эксплуатации блока радиаторов.

Упрощение изготовления, установки и эксплуатации блока радиаторов обеспечено путем рационального выполнения, размещения и стыковки его элементов и агрегатов.

Для этого в блоке радиаторов, содержащем опорные пластины остовов, трубки и ленты, а также бачки с патрубками и средство крепления, опорные пластины остовов выполнены зацело.

Выполнение опорных пластин остовов каждой из секций зацело, в блоке радиаторов, содержащем опорные пластины остова, трубки и ленты, а также бачки с патрубками и средство крепления, упростит изготовление, установку и эксплуатацию блока радиаторов из-за рационального выполнения, размещения и стыковки его элементов и агрегатов.

Для этого в блоке радиаторов, содержащем опорные пластины остова, трубки и ленты, а также бачки с патрубками и средство крепления, патрубки и бачки имеют соединение участком конусообразной формы

Соединение патрубков и бачков участком конусообразной формы в блоке радиаторов, содержащем опорные пластины остова, трубки и ленты, а также бачки с патрубками и средство крепления, упростит изготовление, установку и эксплуатацию блока радиаторов из-за рационального выполнения, размещения и стыковки его элементов и агрегатов.

Этому техническому результату способствует выполнение каждого бачка с наклонной поверхностью.

Этому же способствует то, что каждый бачок охладителя выполнен с симметричными наклонными поверхностями.

Просто и надежно установить блок из-за того, что на бачках выполнены фиксаторы.

Этому же способствует то, что на нижнем бачке фиксаторы направлены взаимно перпендикулярно.

Изображено на:

фиг.1 - блок;

фиг.2 - блок, вид сбоку;

фиг.3 - блок, вид сверху;

фиг.4 - то же, что на фиг.1 с другим расположением радиаторов.

Блок радиаторов содержит опорные пластины 1 (фиг.1) остовов 2 и 3. Остовы 2 и 3 содержат трубки 4 и ленты 5. Блок содержит бачки 6 и 7 с патрубками 8 и 9. Накладки 10 и 11 оснащены средствами крепления 12 и 13 соответственно.

Опорные пластины 1 остовов 2 и 3 каждой из секций выполнены, как цельнотянутая двуполостная конструкция т.е зацело.

Выполнение опорных пластин 1 остовов 2 и 3 каждой из секций зацело в блоке радиаторов, содержащем опорные пластины 1 остова, трубки 4 и ленты 5, а также бачки 6 и 7 с патрубками 8 и 9 и средства крепления 12 и 13, позволит достичь технического результата, а именно упростить изготовление, установку и эксплуатацию блока радиаторов из-за рационального выполнения, размещения и стыковки его элементов.

Этому же способствует соединение участком 14 (фиг.2) конусообразной формы патрубков 8 и 9 бачков 6 и 7.

Этому техническому результату способствует выполнение каждого бачка 6 и 7 с наклонными поверхностями 15 и 16.

Этому же способствует то, что каждый бачок то, что каждый бачок 6 и 7 охладителя выполнен с симметричными поверхностями.

Просто и надежно установить блок из-за того, что на бачках 6 и 7 выполнены фиксаторы 17, 18 (фиг.3), 19 (фиг1).

Блок функционирует так.

При работе двигателя надувочный воздух проходит через входной патрубок 9 (20), затем поступает в бачок 7 (21), что позволяет ему продолжить движение по трубкам 4 и проследовать к выходному патрубку 20 (9) бачка 21 (7).

Охлаждающий теплоноситель (тосол) поступает в патрубок 22 далее в бачок 23, двигаясь по трубкам 4, выходит через патрубок 8 бачка 6.

Из-за наличия многочисленных трубок 4 и лент 5 происходит интенсивная теплоотдача тепла воздуху, подаваемого к элементам блока.

Claims (6)

1. Блок радиаторов, содержащий опорные пластины остовов, трубки и ленты, а также бачки с патрубками и средство крепления, отличающийся тем, что опорные пластины остовов каждой из секций выполнены зацело.

2. Блок по п.1, отличающийся тем, что присоединенные к пластинам остовов бачки и патрубки имеют соединение участком конусообразной формы, а бачок выполнен с наклонной поверхностью.

3. Блок по п.2, отличающийся тем, что каждый бачок выполнен с наклонной поверхностью.

4. Блок по п.3, отличающийся тем, что каждый бачок выполнен с симметричными поверхностями.

5. Блок по п.4, отличающийся тем, что на бачках выполнены фиксаторы.

6. Блок по п.5, отличающийся тем, что на нижнем бачке фиксаторы направлены взаимно перпендикулярно.