Система підігріву повітря та газу, що надходять у двигун внутрішнього згоряння - патент Україна 2295055

Винахід відноситься до галузі двигунобудування, а саме до систем живлення двигунів внутрішнього згоряння повітрям та паливом з підігрівом. Система підігріву повітря та газу, що надходять у двигун внутрішнього згоряння, містить корпус, редуктор, нагрівач, трубопроводи, електричний газовий клапан, свічку розжарювання, датчики температури, регулятор кількості газу, блок керування. Нагрівач має систему запалювання. Редуктор і нагрівач розташовані в корпусі, що має один випускний і два впускні патрубки, один з яких служить для забору холодного повітря, а в інший надходить підігріте повітря, що обтікає випускний колектор двигуна. У корпусі встановлена заслінка у місці з'єднання двох впускних патрубків, що дозволяє при повороті її щодо патрубків за сигналом з датчика температури та блоку управління повністю або частково перекрити один або інший впускний патрубок. Випускний патрубок виведений у підкапотний простір безпосередньо біля впускного патрубка, через який повітря надходить у двигун. 3 з.п. ф-ли, 1 іл.

Малюнки до патенту Україна 2295055

Винахід відноситься до галузі двигунобудування, а саме до систем живлення двигунів внутрішнього згоряння (надалі двигун) повітрям та газом.

Передпускові підігрівачі, які традиційно використовуються для прогріву двигуна, мають складну конструкцію, прогрівають охолоджувальну рідину і масло в двигуні, але не підігрівають повітря і газ, що надходять у двигун.

Простішу конструкцію має підігрівач (Заявка ФРН №05340547, публ. 23.07.85 №30), в якому підігрів походить від вихлопних газів. Перед запуском при негативних температурах підігріврідини або газу виробляється за допомогою спіралі, що нагрівається електричним струмом від акумуляторної батареї.

Недолік даної конструкції полягає у витраті електричної енергії акумуляторної батареї перед запуском двигуна, т.к. в холодну пору року запуск двигуна стартером при розрядженій акумуляторі стане неможливим.

Система підігріву повітря, що всмоктується в двигун з газоспалювальним повітронагрівачем і регулятором витрати підігрітого повітря (Заявка Японії №60-79149, публ. 04.05.85), дозволяє підігрівати повітря, що надходить у двигун, але не має можливості підігрівати паливо, а також не має захисних пристроїв, що автоматично відключають підігрівач в аварійній ситуації.

Зазначена заявка Японії приймається за прототип.

Недоліки конструкції підігрівача усуваються винаходом, що заявляється.

Завдання винаходу - підігрів повітря, що надходять у двигун повітря і газу перед запуском двигуна при негативних температурах і автоматичне підтримання температури повітря і газу в допустимих межах за рахунок використання тепла, що відводиться від випускного колектора обтікаючим його повітрям при роботі двигуна, а також автоматичне відключення системи підігріву як на робітникам, так і в аварійному режимах роботи.

Технічний результат полягає в надійному забезпеченні підігріву внутрішнього згоряння повітря і газу, що надходять у двигун, перед запуском двигуна при негативних температурах навколишнього повітря, підтримці в допустимих межах температури повітря і газу при працюючому двигуні за рахунок використання тепла, що відводиться від випускного колектора, а також в автоматичному відключенні системи підігріву повітря та газу як на робочому, так і на аварійному режимах роботи.

Технічний результат досягається в системі підігріву повітря та газу, що надходять у двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус, редуктор, нагрівач, трубопроводи, електричний газовий клапан, свічку розжарювання, датчики температури, регулятор кількості газу, блок управління. Згідно винаходу нагрівач забезпечений системою запалювання, причому редуктор і нагрівач розташовані в корпусі, що має один випускний і два впускні патрубки, один з яких служить для забору холодного повітря, а в інший надходить підігріте повітря, що обтікає випускний колектор двигуна. У корпусі встановлена заслінка в місці з'єднання двох впускних патрубків, що дозволяє при повороті її щодо патрубків за сигналом з датчика температури та блоку управління повністю або частково перекрити один або інший впускний патрубок, а випускний патрубок виведений у підкапотний простір безпосередньо біля впускного патрубка, через який повітря надходить у двигун. Система підігріву містить свічку розжарювання, встановлену в обсязі, через який газ надходить безпосередньо в редуктор, причому в трубопроводі, що відводить газ від редуктора в нагрівач і до двигуна, встановлений датчик температури, а в трубопроводі, що підводить газ в нагрівач, послідовно встановлені електричний газовий клапан та регулятор витрати газу. Датчик температури може бути встановлений у безпосередній близькості від нагрівача або поєднаний із нагрівачем.

Принципова схема запропонованого пристрою представлена на кресленні.

Система підігріву повітря і газу, що надходять у двигун, виконана по одному з декількох варіантів виконання, складається з корпусу 1, патрубка 2, через який проводиться забір холодного повітря, і патрубка 3, через який в корпус 1 направляється повітря,підігрітий від випускного колектора 4 двигуна.

Згідно винаходу заслінка 5, керована відомим способом, повертаючись навколо осі 6 (на кресленні показано стрілками), дозволяє перекривати повністю або частково один з патрубків (2 або 3) і тим самим дозволяє регулювати температуру повітря, що надходить в корпус 1.

Згідно винаходу вихід підігрітого повітря з корпусу здійснюється через випускний патрубок 7 в безпосередній близькості від патрубка 8, через який проводиться подача повітря двигун.

Згідно винаходу в корпусі 1 встановлений відомий нагрівач 9, який забезпечений відомою системою запалювання 10, а також відомим датчиком температури 11, встановленим у безпосередній близькості від нагрівача 9 або суміщеним з нагрівачем 9.

Згідно винаходу усередині корпусу 1 встановлений редуктор 12. На кресленні умовно показаний один редуктор. Можливе встановлення кількох редукторів, з'єднаних між собою послідовно, або встановлений одно-, дво- чи триступінчастий редуктор в одному загальному корпусі.

Підведення газу до редуктора 12 проводиться через об'єм 13. Відведення газу з редуктора 12 проводиться через трубопровід 14, який далі розгалужується і здійснює подачу газу до двигуна через трубопровід 15 і нагрівач 9 через трубопровід 16.

Згідно винаходу електричний газовий клапан 17, який подається сигнал від блоку управління (блок управління на кресленні не показаний). Дозволяє перекривати потік газу нагрівач 9. Температура газу, що виходить з корпусу редуктора 12, вимірюється відомим датчиком температури 18, встановленим у трубопроводі 14.

Згідно винаходу підігрів газу перед запуском системи підігріву повітря та газу здійснюється за сигналом з блоку управліннявідомим нагрівальним пристроєм, наприклад свічкою розжарювання 19, встановленою в обсязі 13, що підводить газ безпосередньо в редуктор 12.

Згідно винаходу відомий регулятор витрати газу 20 встановлюється на будь-якій ділянці трубопроводу 16, що підводить газ нагрівач 9.

Система підігріву повітря та газу згідно винаходу працює наступним чином.

Запуск системи підігріву, виконаної по одному з кількох варіантів виконання та представленої на кресленні, здійснюється з робочого місця водія транспортного засобу вручну шляхом включення тумблера або кнопки або автоматично при включенні запалювання.

При включенні живлення блоку управління напруга бортової мережі подається на відому свічку розжарювання 19, яка нагріває газ в обсязі 13 безпосередньо перед входом у відомий редуктор 12, і електричний газовий клапан 17, який у відкритому положенні направляє потік газу від об'єму 13 через редуктор 12, трубопроводи 14, 16 нагрівач 9.

Одночасно з подачею напруги на свічку розжарювання 19 і електричний клапан 17 подається напруга і систему запалювання 10, яка підпалює газ в нагрівачі 9 і потім відключається по сигналу з блоку управління одночасно зі свічкою розжарювання 19.

Теплом, що виділяється в нагрівачі 9, обігрівається редуктор 12, потім нагріте повітря через випускний патрубок 7 надходить безпосередньо до впускного патрубка 8, через який проводиться подача повітря в двигун.

При запуску двигуна підігрітий газ надходить до двигуна через трубопроводи 14 і 15 а підігріте повітря через патрубки 7 і 8, що дозволяє здійснювати надійний запуск двигуна при негативних температурах навколишнього повітря.

Згідно винаходу температура газу,що надходить в нагрівач 9 через трубопроводи 14 і 16 і двигуна через трубопроводи 14 і 15, вимірюється відомим датчиком температури 18.

Перед запуском двигуна заслінка 5 перекриває патрубок 2. При відкритому патрубку 3 після запуску двигуна випускний колектор 4 нагрівається газами, що відпрацювали.

У корпус 1 через патрубок 3 подається підігріте повітря, температура газу в корпусі редуктора 12 і трубопроводі 14 зростає і по сигналу з датчика 18 на блок управління і далі на електричний клапан 17 перекривається потік газу в нагрівач 9.

Система підігріву вимикається і надалі при роботі двигуна підігрів газу та повітря здійснюється потоком підігрітого повітря, що обтікає випускний колектор 4.

Згідно винаходу при зростанні температури газу в трубопроводах 14 і 15 по сигналу з датчика температури 18 і блоку управління будь-яким відомим способом проводиться поворот заслінки 5 навколо осі 6 у бік прикриття патрубка 3, при цьому відкривається патрубок 2, через який надходить холодне повітря корпус 1 , і таким чином регулюється температура повітря та газу, що подаються у двигун.

Згідно винаходу при зменшенні температури газу при роботі двигуна нижче допустимої система підігріву сигналу датчика температури 18 на блок управління запускається автоматично або вручну таким же чином, як і при непрацюючому двигуні.

Якщо з будь-яких причин під час запуску системи підігріву не відбувається займання газу в нагрівачі 9, датчик температури 11 видає аварійний сигнал на блок управління.

При цьому електричний газовий клапан 17 перекриває потік газу нагрівач 9, подається аварійний сигнал на панель приладів і блокується електричний ланцюг запуску двигуна.

Відповідно до винаходу відомий регулятор газу 20 дозволяє регулювати кількість газу, що надходить в нагрівач 9, використовується при початковому налаштуванні системи підігріву або в процесі її ремонту.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Система підігріву повітря і газу, що надходять у двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус, редуктор, нагрівач, трубопроводи, електричний газовий клапан, свічку розжарювання, датчики температури, регулятор кількості газу, блок управління, що відрізняється тим, що нагрівач забезпечений системою запалювання, причому редуктор і нагрівач розташовані в корпусі, що має один випускний і два впускні патрубки, один з яких служить для забору холодного повітря, а в інший надходить підігріте повітря, що обтікає випускний колектор двигуна.

2. Система підігріву повітря і газу, що надходять у двигун внутрішнього згоряння, за п.1, що відрізняється тим, що в корпусі встановлена заслінка в місці з'єднання двох впускних патрубків, що дозволяє при повороті її щодо патрубків за сигналом з датчика температури та блоку управління повністю або частково перекрити один або інший впускний патрубок, а випускний патрубок виведений у підкапотний простір безпосередньо біля впускного патрубка, через який повітря надходить у двигун.

3. Система підігріву повітря і газу, що надходять у двигун внутрішнього згоряння, за п.1, що відрізняється тим, що містить свічку розжарювання, встановлену в обсязі, через який газ надходить безпосередньо в редуктор, причому в трубопроводі, що відводить газ від редуктора в нагрівач до двигуна, встановлений датчик температури, а трубопроводі, що підводить газ в нагрівач, послідовно встановлені електричний газовий клапан і регулятор витрати газу.

4. Система підігрівуповітря і газу, що надходять у двигун внутрішнього згоряння, по п.1, що відрізняється тим, що датчик температури встановлений в безпосередній близькості від нагрівача або суміщений з нагрівачем.