RU2366581C1

RU2366581C1 - System for cooling and pre-start heating of engine and suspension of transport vehicle

Info

Publication number: RU2366581C1
Application number: RU2008118810/11A
Authority: RU
Inventors: Федор Николаевич Хламцов (RU); Федор Николаевич Хламцов; Станислав Зигмундович Бовшовский (RU); Станислав Зигмундович Бовшовский
Original assignee: Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.П. ДУБЫНИНА
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2009-09-10

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: system comprises autonomous circuit of cooling and pre-start heating of traction engine, which includes the first radiator, the first pump, the first box of thermostats, cooling jacket of traction engine block of cylinders, boiler of pre-start heater, the third pump. System also comprises autonomous circuit of cooling for unit of hydraulic shock absorbers, including the second radiator, the second pump, cooling jacket of hydraulic shock absorbers unit. System is additionally equipped by three-way slide valve, which receives control signal from cooling fluid temperature detector. Inlet of three-way slide vale is hydraulically connected to discharge of the third pump. The first outlet of three-way slide valve is hydraulically connected to inlet of the first box of thermostats. The second outlet of three-way slide valve is hydraulically connected to the second inlet of the second thermostat box. The first inlet of the second thermostat box is hydraulically connected to discharge of the second pump. The first and second outlet of the second thermostat box is hydraulically connected to cooling jacket of hydraulic shock absorber unit and the second radiator accordingly. Inlet of pre-start heater boiler has hydraulic connections to both autonomous circuits.

EFFECT: stability of external characteristics of hydraulic shock absorbers and lower probability of shock absorber failure.

1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и конкретно к конструкции систем охлаждения двигателя и подвески транспортных средств.The invention relates to a transport mechanical engineering and specifically to the design of engine cooling systems and vehicle suspensions.

Известна система охлаждения двигателя, а также система охлаждения подвески, описанные в [1]. Система охлаждения двигателя содержит автономный контур охлаждения и предпускового подогрева тягового двигателя, включающий радиатор, насос, привод которого связан с тяговым двигателем, коробку термостатов, рубашку охлаждения блока цилиндров тягового двигателя, котел предпускового подогревателя, второй насос, привод которого механически связан с электродвигателем. Система охлаждения двигателя имеет возможность поддержания только температурного режима двигателя. Система охлаждения подвески содержит автономный контур охлаждения блока гидравлических амортизаторов, включающий радиатор, насос, привод которого механически связан с тяговым двигателем, и рубашку охлаждения блока гидравлических амортизаторов. Недостатком данной системы является невозможность обеспечения отсутствия функции подогрева, а также поддержания температуры блока гидравлических амортизаторов, равной в пределах 85-95С°.Known engine cooling system, as well as the suspension cooling system described in [1]. The engine cooling system contains an autonomous cooling and pre-heating circuit for the traction engine, including a radiator, a pump whose drive is connected to the traction engine, a thermostat box, a cooling jacket for the traction engine cylinder block, a pre-heater boiler, and a second pump, the drive of which is mechanically connected to the electric motor. The engine cooling system has the ability to maintain only the temperature of the engine. The suspension cooling system contains an autonomous cooling circuit of the hydraulic shock absorber unit, including a radiator, a pump whose drive is mechanically connected to the traction motor, and a cooling jacket for the hydraulic shock absorber unit. The disadvantage of this system is the impossibility of ensuring the absence of a heating function, as well as maintaining the temperature of the hydraulic shock absorber unit, equal to within 85-95 ° C.

Кроме того, известна система охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески транспортного средства [2], содержащая автономный контур охлаждения гидродинамического трансформатора и планетарной коробки передач, включающий первый радиатор и первый насос, привод которого соединен с тяговым двигателем, автономный контур охлаждения гидрообъемного механизма поворота, включающий второй радиатор вторую секцию теплообменника и второй насос, привод которого механически связан с тяговым двигателем, автономный контур охлаждения блока гидравлических амортизаторов, включающий третий радиатор и третий насос, привод которого механически связан с тяговым двигателем, и автономный контур охлаждения редуктора привода резервных генераторов, включающий четвертый насос, привод которого механически связан с тяговым двигателем, а также теплообменник, включающий первую, вторую и третью секции, выполненные в едином корпусе, внутренние полости которых соединены между собой трубками, а межтрубные полости секций теплообменника разделены перегородками, при этом межтрубная полость первой секции соединена входными и выходными каналами с редуктором привода резервных генераторов, межтрубная полость второй секции теплообменника соединена входными и выходными каналами с контуром охлаждения гидрообъемного механизма поворота, межтрубная полость третьей секции теплообменника соединена входными и выходными каналами с контуром охлаждения гидродинамического трансформатора и планетарной коробки передач, а внутренние полости секций теплообменника соединены входными и выходными каналами с контуром охлаждения блока гидравлических амортизаторов. Система охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески транспортного средства снабжена первой, второй, третьей и четвертой электромагнитными муфтами, соединенными соответственно с приводами первого, второго, третьего и четвертого насосов. Недостатком систем является отсутствие возможности поддержания температуры охлаждающей жидкости блока гидравлических амортизаторов в необходимом диапазоне, так как при понижении температуры вязкость жидкости увеличивается, соответственно и увеличиваются развиваемые амортизатором усилия, а более высокие температуры их снижают, нарушая внешнюю характеристику амортизаторов, кроме этого, отсутствует возможность подогрева блока гидравлических амортизаторов в условиях отрицательных температур для снижения динамических нагрузок, возникающих из-за чрезмерной вязкости рабочей жидкости, что может привести к выходу амортизаторов из строя при преодолении транспортным средством неровностей на высоких скоростях движения.In addition, there is a known hydromechanical transmission and vehicle suspension cooling system [2], comprising an autonomous cooling circuit of a hydrodynamic transformer and planetary gearbox, including a first radiator and a first pump, the drive of which is connected to the traction motor, an autonomous cooling circuit of a hydrostatic rotation mechanism, including a second radiator, the second section of the heat exchanger and the second pump, the drive of which is mechanically connected to the traction motor, an autonomous cooling circuit of the guide block of real shock absorbers, including a third radiator and a third pump, the drive of which is mechanically connected to the traction engine, and an autonomous cooling circuit of the gearbox of the backup generator drive, including the fourth pump, the drive of which is mechanically connected to the traction engine, as well as a heat exchanger, including the first, second and third sections made in a single housing, the internal cavities of which are interconnected by tubes, and the annular cavities of the sections of the heat exchanger are separated by partitions, while the annular cavity is per the second section is connected by input and output channels to the backup generator drive gear, the annular cavity of the second section of the heat exchanger is connected by the input and output channels to the cooling circuit of the hydrostatic rotation mechanism, the annular cavity of the third section of the heat exchanger is connected by the input and output channels to the cooling circuit of the hydrodynamic transformer and planetary gearbox, and the internal cavities of the sections of the heat exchanger are connected by input and output channels to the cooling circuit of the hydra unit shock-crystal. The cooling system of the hydromechanical transmission and vehicle suspension is equipped with first, second, third and fourth electromagnetic couplings connected respectively to the drives of the first, second, third and fourth pumps. The disadvantage of the systems is the inability to maintain the temperature of the coolant unit of the hydraulic shock absorbers in the required range, since with decreasing temperature the viscosity of the fluid increases, accordingly, the forces developed by the shock absorber increase, and higher temperatures reduce them, violating the external characteristics of the shock absorbers, in addition, there is no possibility of heating unit of hydraulic shock absorbers in conditions of negative temperatures to reduce dynamic loads nicks due to excessive viscosity of the working fluid, which can lead to failure of shock absorbers when the vehicle overcomes irregularities at high speeds.

Технический результат направлен на обеспечение стабильности внешних характеристик гидравлических амортизаторов и снижение вероятности выхода амортизаторов из строя путем поддержания температуры рабочей жидкости в необходимом диапазоне.The technical result is aimed at ensuring the stability of the external characteristics of hydraulic shock absorbers and reducing the likelihood of shock absorbers failing by maintaining the temperature of the working fluid in the required range.

Наиболее близкими по конструкции являются системы охлаждения, описанные в [1], которые и были выбраны в качестве прототипов.The closest in design are the cooling systems described in [1], which were chosen as prototypes.

Технический результат достигается тем, что система охлаждения и предпускового подогрева двигателя и подвески транспортного средства, содержащая автономный контур охлаждения и предпускового подогрева тягового двигателя, включающий первый радиатор, первый насос, привод которого механически связан с тяговым двигателем, первую коробку термостатов, рубашку охлаждения блока цилиндров тягового двигателя, котел предпускового подогревателя, третий насос, привод которого механически связан с электродвигателем, автономный контур охлаждения блока гидравлических амортизаторов, включающий второй радиатор, второй насос, привод которого механически связан с тяговым двигателем, рубашку охлаждения блока гидравлических амортизаторов, при этом система дополнительно снабжена трехходовой золотниковой коробкой, приводимой в действие управляющим сигналом от датчика температуры охлаждающей жидкости, вход трехходовой золотниковой коробки гидравлически связан с выходом второго насоса, первый выход трехходовой золотниковой коробки гидравлически связан с входом первой коробки термостатов, а второй выход трехходовой золотниковой коробки гидравлически связан со вторым входом, дополнительно установленной второй коробки термостатов, причем первый вход второй коробки термостатов гидравлически связан выходом второго насоса, а первый и второй выход второй коробки термостатов гидравлически связан с рубашкой охлаждения блока гидравлических амортизаторов и вторым радиатором соответственно, причем вход котла предпускового подогревателя имеет гидравлические связи как с контуром охлаждения и предпускового подогрева тягового двигателя, так и с контуром охлаждения блока гидравлических амортизаторов.The technical result is achieved in that the cooling system and preheating of the engine and suspension of the vehicle, comprising an autonomous cooling and preheating circuit of the traction engine, including a first radiator, a first pump, the drive of which is mechanically connected to the traction engine, a first thermostat box, a cylinder cooling jacket traction engine, preheater boiler, third pump, the drive of which is mechanically connected to the electric motor, autonomous cooling circuit block of hydraulic shock absorbers, including a second radiator, a second pump, the drive of which is mechanically connected to the traction motor, a cooling jacket for the block of hydraulic shock absorbers, the system is additionally equipped with a three-way spool box driven by a control signal from the coolant temperature sensor, the input of the three-way spool box is hydraulically connected to the output of the second pump, the first output of the three-way spool box is hydraulically connected to the input of the first box stats, and the second output of the three-way spool box is hydraulically connected to the second input of the additional installed thermostat box, the first input of the second thermostat box is hydraulically connected to the output of the second pump, and the first and second output of the second thermostat box are hydraulically connected to the cooling jacket of the hydraulic damper unit and the second with a radiator, respectively, and the input of the pre-heater boiler has hydraulic connections with both the cooling and pre-heating circuits t traction motor and a cooling circuit block hydraulic shock absorbers.

Сопоставительный анализ с прототипами позволяет сделать вывод, что заявляемая система отличается тем, что система охлаждения и предпускового подогрева тягового двигателя и подвески транспортного средства дополнительно снабжена трехходовой золотниковой коробкой, приводимой в действие управляющим сигналом от датчика температуры охлаждающей жидкости, вход трехходовой золотниковой коробки гидравлически связан с выходом второго насоса, первый выход трехходовой золотниковой коробки гидравлически связан с входом первой коробки термостатов, а второй выход трехходовой золотниковой коробки гидравлически связан со вторым входом дополнительно установленной второй коробки термостатов, причем первый вход второй коробки термостатов гидравлически связан выходом второго насоса, а первый и второй выход второй коробки термостатов гидравлически связан с рубашкой охлаждения блока гидравлических амортизаторов и вторым радиатором соответственно. Таким образом обеспечена гидравлическая связь между контуром охлаждения и предпускового подогрева двигателя и контуром охлаждения блока гидравлических амортизаторов и обеспечена возможность подогрева блока гидравлических амортизаторов в условиях низких температур.Comparative analysis with prototypes allows us to conclude that the inventive system is characterized in that the cooling system and preheating of the traction engine and vehicle suspension are additionally equipped with a three-way spool box driven by a control signal from the coolant temperature sensor, the input of the three-way spool box is hydraulically connected to the output of the second pump, the first output of the three-way spool box is hydraulically connected to the input of the first thermos box atov, and the second output of the three-way spool box is hydraulically connected to the second input of the optionally installed second thermostat box, the first input of the second thermostat box is hydraulically connected to the output of the second pump, and the first and second output of the second thermostat box is hydraulically connected to the cooling jacket of the hydraulic damper unit and the second radiator respectively. Thus, a hydraulic connection is provided between the cooling circuit and engine preheating and the cooling circuit of the hydraulic shock absorber block and the possibility of heating the hydraulic shock absorber block at low temperatures is provided.

На схеме представлена система охлаждения и предпускового подогрева двигателя и подвески транспортного средства.The diagram shows a cooling system and engine preheating and vehicle suspension.

Система охлаждения и предпускового подогрева тягового двигателя и подвески транспортного средства содержит контур охлаждения и предпускового подогрева 1 тягового двигателя 2, включающий первый радиатор 4, первый насос 5, привод которого механически связан с тяговым двигателем 2, первую коробку термостатов 6, рубашку охлаждения блока цилиндров 3 тягового двигателя 2, котел предпускового подогревателя 8, третий насос 9, привод которого механически связан с электродвигателем 10, трехходовую золотниковую коробку 11, получающую управляющий сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости 7, автономный контур охлаждения блока гидравлических амортизаторов 16, включающий второй радиатор 14, второй насос 12, привод которого механически связан с тяговым двигателем 2, рубашку охлаждения блока гидравлических амортизаторов 13, вторую коробку термостатов 15, причем вход трехходовой золотниковой коробки 11 гидравлически связан с выходом второго насоса 9, первый выход трехходовой золотниковой коробки 11 гидравлически связан с входом первой коробки термостатов 6, а второй выход трехходовой золотниковой коробки гидравлически связан со вторым входом второй коробки термостатов 15, первый вход второй коробки термостатов 15 гидравлически связан выходом второго насоса 12, а первый и второй выход второй коробки термостатов 15 гидравлически связан с рубашкой охлаждения блока гидравлических амортизаторов 13 и вторым радиатором 14 соответственно.The cooling system and preheating of the traction engine and vehicle suspension includes a cooling and preheating circuit 1 of the traction engine 2, including a first radiator 4, a first pump 5, the drive of which is mechanically connected to the traction engine 2, the first thermostat box 6, the cooling jacket of the cylinder block 3 traction engine 2, boiler pre-heater 8, a third pump 9, the drive of which is mechanically connected to an electric motor 10, a three-way spool box 11 receiving a control signal l from the temperature sensor of the coolant 7, an autonomous cooling circuit of the hydraulic shock absorber unit 16, including a second radiator 14, a second pump 12, the drive of which is mechanically connected to the traction motor 2, the cooling jacket of the hydraulic shock absorber unit 13, the second thermostat box 15, with a three-way spool input boxes 11 are hydraulically connected to the output of the second pump 9, the first output of the three-way spool box 11 is hydraulically connected to the input of the first thermostat box 6, and the second output of the three-way spool otnikovoy box hydraulically connected to the second input of the second box thermostat 15, the first input of the second box thermostat 15 fluidly connected output of the second pump 12 and the first and second output of the second thermostat box 15 is hydraulically connected with a cooling jacket unit of hydraulic shock absorbers 13 and the second heatsink 14 respectively.

Система охлаждения и предпускового подогрева двигателя и подвески транспортного средства работает следующим образом.The cooling system and preheating of the engine and suspension of the vehicle operates as follows.

Перед пуском тягового двигателя 2 транспортного средства в условиях низких температур - ниже плюс 5 С°, водитель запускает котел предпускового подогревателя 8 для прогрева охлаждающей жидкости до минимальной температуры, разрешающей пуск, при этом, в соответствии с сигналом от датчика температуры 7, трехходовая золотниковая коробка 11 гидравлически соединяет третий насос 9 и первую коробку термостатов 6, при этом теплогидравлический поток проходит по следующему пути: котел предпускового подогревателя 8, третий насос 9, трехходовая золотниковая коробка 11, первая коробка термостатов 6, рубашка охлаждения блока цилиндров 3 тягового двигателя 2, первый насос 5, датчик температуры 7 и снова замыкается на котле предпускового подогревателя 8. Таким образом, топливо, сгорая в котле предпускового подогревателя, разогревает охлаждающую жидкость и тем самым обеспечивается возможность разогрева рубашек охлаждения блока цилиндров 3, тягового двигателя 2 перед пуском.Before starting the traction engine 2 of the vehicle at low temperatures - below plus 5 ° C, the driver starts the boiler of the pre-heater 8 to warm up the coolant to the minimum temperature that allows starting, while, in accordance with the signal from the temperature sensor 7, a three-way spool box 11 hydraulically connects the third pump 9 and the first box of thermostats 6, while the thermo-hydraulic flow passes along the following path: boiler pre-heater 8, third pump 9, three-way spool box 11, the first box of thermostats 6, the cooling jacket of the cylinder block 3 of the traction engine 2, the first pump 5, the temperature sensor 7 and again closes on the boiler preheater 8. Thus, the fuel, burning in the boiler preheater, heats the coolant and thereby This provides the possibility of heating the cooling jackets of the cylinder block 3, the traction motor 2 before starting.

После прогрева блока цилиндров 3 тягового двигателя 2 до температуры, разрешающей пуск, водитель осуществляет пуск тягового двигателя 2, одновременно при достижении минимальной температуры охлаждающей жидкости, разрешающей пуск, управляющий сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости 7 переключает каналы трехходовой золотниковой коробки 6 таким образом, что гидравлически связывает между сбой третий насос 9 и вторую коробку термостатов 15, при этом теплогидравлический поток проходит по следующему пути: котел предпускового подогревателя 8, третий насос 9, трехходовая золотниковая коробка 11, вторая коробка термостатов 15, рубашка охлаждения блока гидравлических амортизаторов 13, снова замыкается на котле предпускового подогревателя 8. Таким образом, топливо, сгорая в котле предпускового подогревателя, разогревает охлаждающую жидкость и тем самым обеспечивается возможность разогрева блока гидравлических амортизаторов 13 до начала движения машины.After warming the cylinder block 3 of the traction motor 2 to a temperature that allows start-up, the driver starts the traction engine 2, at the same time when the minimum temperature of the coolant that allows start is reached, the control signal from the temperature sensor of the coolant 7 switches the channels of the three-way spool box 6 so that hydraulically connects between the failure the third pump 9 and the second box of thermostats 15, while the thermo-hydraulic flow passes along the following path: pre-heating boiler 8, the third pump 9, the three-way spool box 11, the second thermostat box 15, the cooling jacket of the hydraulic shock absorber block 13, again closes on the boiler of the pre-heater 8. Thus, the fuel, burning in the boiler of the pre-heater, heats the coolant and thereby provides the possibility of heating the block of hydraulic shock absorbers 13 before starting the movement of the machine.

Во время движения машины в контуре охлаждения и предпускового подогрева 1 тягового двигателя 2 температурный режим обеспечивается за счет первой коробки термостатов 6, регулирующей ток жидкости через первый радиатор 4, тем самым изменяя интенсивность охлаждения блока цилиндров 3 тягового двигателя 2 и поддерживая необходимый температурный режим в контуре охлаждения блока гидравлических амортизаторов 16, температурный режим обеспечивается за счет второй коробки термостатов 15, регулирующей ток жидкости через второй радиатор 14, тем самым изменяя интенсивность охлаждения блока гидравлических амортизаторов 13 и поддерживая необходимый температурный режим.During the movement of the machine in the cooling circuit and preheating 1 of the traction engine 2, the temperature regime is ensured by the first box of thermostats 6, which regulates the fluid flow through the first radiator 4, thereby changing the cooling rate of the cylinder block 3 of the traction engine 2 and maintaining the necessary temperature regime in the circuit cooling unit hydraulic shock absorbers 16, the temperature regime is ensured by the second box of thermostats 15, regulating the fluid flow through the second radiator 14, thereby changing the cooling intensity of the block of hydraulic shock absorbers 13 and maintaining the required temperature.

ЛитератураLiterature

1. Гусеничная машина ГМ-569 и ее модификации ГМ-577А, ГМ-579А, ГМ-567. Техническое описание и инструкция по эксплуатации (ТО) [текст]. - М: Воениздат, 1987. 296 с.1. Tracked vehicle GM-569 and its modifications GM-577A, GM-579A, GM-567. Technical description and instruction manual (TO) [text]. - M: Military Publishing House, 1987.296 s.

2. Пат. Российской Федерации 2273565, МПК В60К 11/02, В60Н 1/32, F01/P 7/16. Система охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески транспортного средства [Текст]. / Бовшовский С.З., Белошистый А.П.; заявитель и патентообладатель Военный автомобильный институт; заявл. 27.09.2002; опубл. 10.04.2006, Бюл. №10. - 6 с.: ил.2. Pat. Russian Federation 2273565, IPC B60K 11/02, B60H 1/32, F01 / P 7/16. Cooling system for hydromechanical transmission and vehicle suspension [Text]. / Bovshovsky S.Z., Beloshisty A.P .; Applicant and patent holder Military Automobile Institute; declared 09/27/2002; publ. 04/10/2006, Bull. No. 10. - 6 p.: Ill.

Claims

The cooling system and preheating of the traction engine and vehicle suspension, comprising an autonomous cooling and preheating circuit of the traction engine, including a first radiator, a first pump, the drive of which is mechanically connected to the traction engine, a first thermostat box, a cooling jacket of the traction engine cylinder block, a pre-launch boiler a heater, a third pump, the drive of which is mechanically connected to an electric motor, an autonomous cooling circuit of a hydraulic shock absorber unit c, including a second radiator, a second pump, the drive of which is mechanically connected to the traction engine, a cooling jacket for the hydraulic shock absorber unit, characterized in that the cooling system and preheating of the traction engine and vehicle suspension are additionally equipped with a three-way spool box receiving a control signal from the temperature sensor coolant, the inlet of the three-way spool box is hydraulically connected to the output of the third pump, the first output of the three-way spool the box is hydraulically connected to the input of the first thermostat box, and the second output of the three-way spool box is hydraulically connected to the second input of an additionally installed second thermostat box, the first input of the second thermostat box is hydraulically connected to the output of the second pump, and the first and second output of the second thermostat box are hydraulically connected to the cooling jacket of the hydraulic shock absorber unit and the second radiator, respectively, in addition, the input of the pre-heater boiler has hydraulic skie communication both with auxiliary cooling circuit and the preheating of the traction motor, and with an independent cooling circuit block hydraulic shock absorbers.