Фаталиев Н.Г., Алиев А.Я.

Особенности системы охлаждения с электроприводным насосом

АННОТАЦИЯ

В статье отмечаются недостатки системы охлаждения современных ДВС, в которых жидкостный насос приводится от коленчатого вала двигателя. Предлагается усовершенствованная конструкция системы охлаждения с индивидуальным электроприводным жидкостным насосом, обеспечивающая повышение КПД двигателя.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

система охлаждения, жидкостный насос, привод, коленчатый вал, электропривод.

ACT

In the article there are deficiencies in the system of cooling of modern internal combustion engines, in which the liquid pump is of a crankshaft of the engine. Offers advanced design of the cooling system with the individual электроприводным liquid pump, providing increase of efficiency of the engine.

KEY WORDS:

cooling system, liquid pump, drive, crank shaft, part-turn actuator.

Система охлаждения с электроприводным насосом

Д-р техн. наук Н.Г. Фаталиев, канд. техн. наук А.Я. Алиев,

Махачкалинский филиал Московского государственного авто-дорожного университета

В настоящее время на автомобильных двигателях электроника всё шире выполняет функции отдельных механизмов. Современный автомобильный двигатель имеет электронные системы управления топливоподачей, системой зажигания, антитоксичными устройствами, настройкой впускного трубопровода, фазами газораспределения и др.

Функции электроники постоянно расширяются и усложняются, что подтверждается рядом примеров из практики.

Одним из первых таких механизмов двигателя, получивший отдельный электромотор является вентилятор системы охлаждения двигателя. Ведётся активная исследовательская и практическая работа по совмещению генератора со стартёром.

В последнее время проводятся экспериментальные исследования по переводу привода насоса системы охлаждения двигателя, с механического от коленчатого вала на отдельный, от электромотора. Электрический привод насоса системы охлаждения обладает рядом преимуществ перед механическим:

1. снижается мощность, забираемая от коленчатого вала двигателя;

2. уменьшается расход топлива;

3. создаются условия для регулирования частоты вращения вала насоса, следовательно, и напора жидкости в системе охлаждения в соответствии с режимами работы двигателя.

Как известно, двигатели внутреннего сгорания на автомобилях, работают на различных режимах (запуска, холостого хода, минимальных и средних нагрузках, максимальных нагрузках, а также резких изменениях нагрузок от минимальных до максимальных).

При запуске двигателя и на малых оборотах коленчатого вала во время его прогрева до достижения температуры жидкости в системе охлаждения оптимальных значений нет необходимости в циркуляции охлаждающей жидкости в системе. Следовательно, на этом режиме отпадает необходимость в работе самого жидкостного насоса. Установка отдельного электродвигателя для привода жидкостного насоса позволяет включать и отключать его в зависимости от температурного режима системы охлаждения.

На существующих же автомобильных двигателях включение или отключение насоса системы охлаждения невозможно, так как его вал приводится во вращение от коленчатого вала с момента запуска двигателя. При этом охлаждающая жидкость циркулирует в холостую по внешнему контуру системы охлаждения с помощью насоса, который забирает некоторую часть мощности с коленчатого вала двигателя.

На холостых оборотах во время остановки автомобиля на остановках и «пробках» для поддержания температурного режима необходима более интенсивная циркуляция охлаждающей жидкости в системе, т.е. ротор с крыльчаткой насоса должен работать на более высоких оборотах, чем на холостых. Это можно осуществить с помощью электроприводного насоса системы охлаждения и температурного датчика.

На средних и максимальных нагрузках двигателя, ротор с крыльчаткой жидкостного насоса должна постепенно увеличивать обороты для повышения напора охлаждающей жидкости в системе и обеспечения температурного режима. Однако на современных автомобильных двигателях происходит обратное. С увеличением нагрузки на двигатель (при движении на подъём, бездорожье и т. д.) обороты коленчатого вала уменьшаются, следовательно, будут уменьшаться и обороты ротора насоса системы охлаждения. В результате уменьшается напор и ухудшается циркуляция охлаждающей жидкости в системе.

Аналогичная картина наблюдается и при резких изменениях нагрузок от минимальных до максимальных. И эти недостатки устраняются путём установки отдельного электродвигателя на насос системы охлаждения и температурного датчика.

1

2

3

4

5

Фиг. 2. Предлагаемый способ привода насоса системы

жидкостного охлаждения.

Из вышеизложенного следует, что для снижения потерь мощности на коленчатом валу и поддержания температурного режима в системе охлаждения на различных режимах работы двигателя, насос системы охлаждения необходимо приводить с помощью отдельного электродвигателя, как показано на рисунке. Кроме этого в системе охлаждения следует предусмотреть термостат с электронным управлением.

Литература:

1. Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. В.Н. Луканина, 2-еизд. М.: «Машиностроение», 2004.

2. Автотракторные двигатели. / Под ред. М.С. Ховаха, 2-е изд. М.: Машиностроение», 1997.

3. Колчин А.И. «Расчёт автомобильных и тракторных двигателей»/ Колчин А.И., Демидов В.П. 3-е изд. перераб. и доп. –М.: Высшая школа, 2002.