Крыльчатка центробежного насоса системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРЫЛЬЧАТКА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Глушко Константин Александрович Пекун Александр Иванович Сазонов Михаил Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Крыльчатка центробежного насоса системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающая корпус и нормально ориентированные к нему рабочей плоскостью спиралевидные лопатки, отличающаяся тем, что спиралевидные лопатки выполнены в геометрически изменяемой форме в виде биметаллических пластин с жестко закрепленными нижним и шарнирно верхним концами к корпусу крыльчатки. 44632008.06.30 Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Известна крыльчатка центробежного насоса системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающая корпус и нормально ориентированные к нему рабочей плоскостью радиальные лопатки 1. Недостатком данного устройства является невозможность регулирования подачи охлаждающей жидкости насоса на стадии прогрева двигателя за счет фиксированного положения лопаток крыльчатки - уменьшение подачи охлаждающей жидкости при холодном двигателе и увеличение до проектной величины - при прогретом двигателе. Уменьшение подачи охлаждающей жидкости обеспечивает снижение отбора тепла на стадии прогрева и улучшение качественных характеристик двигателя сокращение времени прогрева,уменьшение расхода топлива на прогрев двигателя, снижение загрязнения окружающей среды за счет сокращения выбросов СО и СН. Радиальное расположение лопаток не обеспечивает большой подачи охлаждающей жидкости. Наиболее близким к заявляемому устройству является крыльчатка центробежного насоса системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающая корпус и нормально ориентированные к нему рабочей плоскостью спиралевидные лопатки 2. Недостатком данного устройства является также невозможность регулирования подачи охлаждающей жидкости насоса за счет фиксированного положения лопаток крыльчатки на стадии прогрева двигателя. Задачей технического решения является изменение подачи крыльчатки центробежного насоса системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и соответственно отбор тепла от двигателя нарастающий от минимальной при холодном двигателе до максимальной(проектной) при прогретом двигателе. Технический результат заключается в сокращении времени прогрева, уменьшении расхода топлива на прогрев двигателя, снижении загрязнения окружающей среды за счет сокращения выбросов СО, СН. Указанный технический результат достигается тем, что в крыльчатке центробежного насоса системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающей корпус и нормально ориентированные к нему рабочей плоскостью спиралевидные лопатки, последние лопатки выполнены в геометрически изменяемой форме в виде биметаллических пластин с жестко закрепленными нижним и шарнирно верхним концами к корпусу крыльчатки. На чертеже представлено на фиг. 1 - план крыльчатки на фиг. 2 - ее разрез на фиг. 3 треугольник скоростей на фиг. 4 - теоретическая зависимость напора центробежного насоса от его расхода. Обозначения 1 - лопатка (штриховой линией в исходном состоянии и сплошной - в рабочем состоянии), 2 - нижний конец лопатки, 3 - верхний конец лопатки, 4 - корпус. Заявляемое устройство содержит лопатки 1 с жестко закрепленными нижним концом 2 и шарнирно верхним концом 3 к корпусу 4 крыльчатки. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при холодном двигателе лопатки 1 занимают положение, показанное штриховой линией. Угол наклона лопаток равен 2 л (индекс 2 означает выход, л - лопатки). Вектор скоростей в этом состоянии имеет вид, показанный на фиг. 1 3, стр. 162,где- вектор относительной скорости- вектор окружной (переносной) скорости. Вектор абсолютной скоростиравен геометрической сумме относительнойи окружнойскоростей. Треугольник скоростей на выходе из крыльчатки в исходном состоянии при угле 2 л лопатки имеет вид, показанный на фиг. 3 3, стр. 166. Углу 2 л соответствует проекция абсолютной скорости 2. По мере прогрева двигателя биметаллические лопатки изменяют свою форму. Жестко закрепленный нижний конец 2 биметаллических лопаток и шар 2 44632008.06.30 нирно верхний 3 исключают линейное их перемещение. Поэтому биметаллические лопатки выгибаются, имея возможность поворачиваться у верхнего шарнира, и занимают положение, показанное на фиг. 2 сплошной линией. Выгибание лопаток приводит к уменьшению угла 2 л, он становиться равным 2 л, как показано на фиг. 1 на векторной диаграмме и фиг. 3 треугольника скоростей. Из треугольника скоростей, фиг. 3, следует,что проекция абсолютной скорости на окружную 2 уменьшилась. Следуя уравнению Эйлера для прямоосного подвода жидкостит( 22 ) , где- угловая скорость вращения крыльчатки- радиус крыльчатки,уменьшение проекции абсолютной скорости на окружную приводит к уменьшению напора Н. Из графика связи Н(т), фиг. 4, следует, что со снижением напора растет подача т, т.е. уменьшение угла наклона лопаток от 2 л к 2 л приводит к росту подачи охлаждающей жидкости от 2 л до 2 л и интенсификации теплообмена охлаждающей жидкости и двигателя 3, стр. 168. Процесс выгибания лопаток крыльчатки и соответственно нарастания подачи насоса существует до тех пор, пока биметаллические пластины не займут своего положения при рабочей температуре двигателя. Таким образом, имеем дифференцированный отбор тепла по мере прогревания двигателя. При выключении двигателя и остывании охлаждающей жидкости лопатки крыльчатки возвращаются в исходное состояние. Процесс повторяется при запуске двигателя. Преимущества предлагаемого устройства над прототипом очевидны - улучшаются эксплуатационные качества автомобиля ускоряется прогрев, снижается расход топлива. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4