Патент на изобретение №2295055

(54) СИСТЕМА ПОДОГРЕВА ВОЗДУХА И ГАЗА, ПОСТУПАЮЩИХ В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системам питания двигателей внутреннего сгорания воздухом и топливом с подогревом. Система подогрева воздуха и газа, поступающих в двигатель внутреннего сгорания, содержит корпус, редуктор, нагреватель, трубопроводы, электрический газовый клапан, свечу накаливания, датчики температуры, регулятор количества газа, блок управления. Нагреватель снабжен системой зажигания. Редуктор и нагреватель расположены в корпусе, имеющем один выпускной и два впускных патрубка, один из которых служит для забора холодного воздуха, а в другой поступает подогретый воздух, обтекающий выпускной коллектор двигателя. В корпусе установлена заслонка в месте соединения двух впускных патрубков, позволяющая при повороте ее относительно патрубков по сигналу с датчика температуры и блока управления полностью или частично перекрыть один или другой впускной патрубок. Выпускной патрубок выведен в подкапотное пространство непосредственно возле впускного патрубка, через который воздух поступает в двигатель. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системам питания двигателей внутреннего сгорания (в дальнейшем двигатель) воздухом и газом.

Предпусковые подогреватели, которые традиционно используются для прогрева двигателя, имеют сложную конструкцию, прогревают охлаждающую жидкость и масло в двигателе, но не подогревают поступающие в двигатель воздух и газ.

Более простую конструкцию имеет подогреватель (Заявка ФРГ №05340547, публ. 23.07.85, №30), в котором подогрев происходит от выхлопных газов. Перед запуском при отрицательных температурах подогрев жидкости или газа производится с помощью спирали, нагреваемой электрическим током от аккумуляторной батареи.

Недостаток данной конструкции заключается в расходовании электрической энергии аккумуляторной батареи перед запуском двигателя, т.к. в холодное время года запуск двигателя стартером при разряженной аккумуляторной батарее станет невозможным.

Система подогрева воздуха, всасываемого в двигатель с газосжигающим воздухонагревателем и регулятором расхода подогретого воздуха (Заявка Японии №60-79149, публ. 04.05.85), позволяет подогревать воздух, поступающий в двигатель, но не имеет возможности подогревать топливо, а также не имеет защитных устройств, автоматически отключающих подогреватель в аварийной ситуации.

Вышеуказанная заявка Японии принимается за прототип.

Недостатки конструкции подогревателя устраняются заявляемым изобретением.

Задача изобретения – подогрев поступающих в двигатель воздуха и газа перед запуском двигателя при отрицательных температурах и автоматическое поддержание температуры воздуха и газа в допустимых пределах за счет использования тепла, отводимого от выпускного коллектора обтекающим его воздухом при работе двигателя, а также автоматическое отключение системы подогрева как на рабочем, так и в аварийном режимах работы.

Технический результат заключается в надежном обеспечении подогрева поступающих в двигатель внутреннего сгорания воздуха и газа перед запуском двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха, поддержании в допустимых пределах температуры воздуха и газа при работающем двигателе за счет использования тепла, отводимого от выпускного коллектора, а также в автоматическом отключении системы подогрева воздуха и газа как на рабочем, так и на аварийном режимах работы.

Технический результат достигается в системе подогрева воздуха и газа, поступающих в двигатель внутреннего сгорания, содержащей корпус, редуктор, нагреватель, трубопроводы, электрический газовый клапан, свечу накаливания, датчики температуры, регулятор количества газа, блок управления. Согласно изобретению нагреватель снабжен системой зажигания, причем редуктор и нагреватель расположены в корпусе, имеющем один выпускной и два впускных патрубка, один из которых служит для забора холодного воздуха, а в другой поступает подогретый воздух, обтекающий выпускной коллектор двигателя. В корпусе установлена заслонка в месте соединения двух впускных патрубков, позволяющая при повороте ее относительно патрубков по сигналу с датчика температуры и блока управления полностью или частично перекрыть один или другой впускной патрубок, а выпускной патрубок выведен в подкапотное пространство непосредственно возле впускного патрубка, через который воздух поступает в двигатель. Система подогрева содержит свечу накаливания, установленную в объеме, через который газ поступает непосредственно в редуктор, причем в трубопроводе, отводящем газ от редуктора в нагреватель и к двигателю, установлен датчик температуры, а в трубопроводе, подводящем газ в нагреватель, последовательно установлены электрический газовый клапан и регулятор расхода газа. Датчик температуры может быть установлен в непосредственной близости от нагревателя или совмещен с нагревателем.

Принципиальная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Система подогрева воздуха и газа, поступающих в двигатель, выполненная по одному из нескольких вариантов исполнения, состоит из корпуса 1, патрубка 2, через который производится забор холодного воздуха, и патрубка 3, через который в корпус 1 направляется воздух, подогретый от выпускного коллектора 4 двигателя.

Согласно изобретению заслонка 5, управляемая известным способом, поворачиваясь вокруг оси 6 (на чертеже показано стрелками), позволяет перекрывать полностью или частично один из патрубков (2 или 3) и тем самым позволяет регулировать температуру поступающего в корпус 1 воздуха.

Согласно изобретению выход подогретого воздуха из корпуса осуществляется через выпускной патрубок 7 в непосредственной близости от патрубка 8, через который производится подача воздуха в двигатель.

Согласно изобретению в корпусе 1 установлен известный нагреватель 9, который снабжен известной системой зажигания 10, а также известным датчиком температуры 11, установленным в непосредственной близости от нагревателя 9 или совмещенным с нагревателем 9.

Согласно изобретению внутри корпуса 1 установлен редуктор 12. На чертеже условно показан один редуктор. Возможна установка нескольких редукторов, соединенных между собой последовательно, или установлен одно-, двух- или трехступенчатый редуктор в одном общем корпусе.

Подвод газа к редуктору 12 производится через объем 13. Отвод газа из редуктора 12 производится через трубопровод 14, который далее разветвляется и осуществляет подачу газа к двигателю через трубопровод 15 и в нагреватель 9 через трубопровод 16.

Согласно изобретению электрический газовый клапан 17, на который подается сигнал от блока управления (блок управления на чертеже не показан). Позволяет перекрывать поток газа в нагреватель 9. Температура газа, выходящего из корпуса редуктора 12, измеряется известным датчиком температуры 18, установленным в трубопроводе 14.

Согласно изобретению подогрев газа перед запуском системы подогрева воздуха и газа осуществляется по сигналу с блока управления известным нагревательным устройством, например свечой накаливания 19, установленной в объеме 13, подводящем газ непосредственно в редуктор 12.

Согласно изобретению известный регулятор расхода газа 20 устанавливается на любом участке трубопровода 16, подводящего газ в нагреватель 9.

Система подогрева воздуха и газа согласно изобретению работает следующим образом.

Запуск системы подогрева, выполненной по одному из нескольких вариантов исполнения и представленной на чертеже, производится с рабочего места водителя транспортного средства вручную путем включения тумблера или кнопки или автоматически при включении зажигания.

При включении питания блока управления напряжение бортовой сети подается на известную свечу накаливания 19, которая нагревает газ в объеме 13 непосредственно перед входом в известный редуктор 12, и на электрический газовый клапан 17, который в открытом положении направляет поток газа от объема 13 через редуктор 12, трубопроводы 14, 16 в нагреватель 9.

Одновременно с подачей напряжения на свечу накаливания 19 и электрический клапан 17 подается напряжение и на систему зажигания 10, которая поджигает газ в нагревателе 9 и затем отключается по сигналу с блока управления одновременно со свечой накаливания 19.

Выделяющимся в нагревателе 9 теплом обогревается редуктор 12, затем нагретый воздух через выпускной патрубок 7 поступает непосредственно к впускному патрубку 8, через который производится подача воздуха в двигатель.

При запуске двигателя подогретый газ поступает к двигателю через трубопроводы 14 и 15, а подогретый воздух через патрубки 7 и 8, что позволяет осуществлять надежный запуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха.

Согласно изобретению температура газа, поступающего в нагреватель 9 через трубопроводы 14 и 16 и к двигателю через трубопроводы 14 и 15, измеряется известным датчиком температуры 18.

Перед запуском двигателя заслонка 5 перекрывает патрубок 2. При открытом патрубке 3 после запуска двигателя выпускной коллектор 4 нагревается отработавшими газами.

В корпус 1 через патрубок 3 подается подогретый воздух, температура газа в корпусе редуктора 12 и в трубопроводе 14 возрастает и по сигналу с датчика 18 на блок управления и далее на электрический клапан 17 перекрывается поток газа в нагреватель 9.

Система подогрева выключается и в дальнейшем при работе двигателя подогрев газа и воздуха осуществляется потоком подогретого воздуха, обтекающего выпускной коллектор 4.

Согласно изобретению при возрастании температуры газа в трубопроводах 14 и 15 по сигналу с датчика температуры 18 и блока управления любым известным способом производится поворот заслонки 5 вокруг оси 6 в сторону прикрытия патрубка 3, при этом открывается патрубок 2, через который поступает холодный воздух в корпус 1, и таким образом регулируется температура воздуха и газа, подаваемых в двигатель.

Согласно изобретению при уменьшении температуры газа при работе двигателя ниже допустимой система подогрева по сигналу датчика температуры 18 на блок управления запускается автоматически или вручную таким же образом, как и при неработающем двигателе.

Если по каким-либо причинам при запуске системы подогрева не происходит воспламенения газа в нагревателе 9, датчик температуры 11 выдает аварийный сигнал на блок управления.

При этом электрический газовый клапан 17 перекрывает поток газа в нагреватель 9, подается аварийный сигнал на панель приборов и блокируется электрическая цепь запуска двигателя.

Согласно изобретению известный регулятор газа 20 позволяет регулировать количество газа, поступающего в нагреватель 9, используется при первоначальной настройке системы подогрева или в процессе ее ремонта.

Формула изобретения

1. Система подогрева воздуха и газа, поступающих в двигатель внутреннего сгорания, содержащая корпус, редуктор, нагреватель, трубопроводы, электрический газовый клапан, свечу накаливания, датчики температуры, регулятор количества газа, блок управления, отличающаяся тем, что нагреватель снабжен системой зажигания, причем редуктор и нагреватель расположены в корпусе, имеющем один выпускной и два впускных патрубка, один из которых служит для забора холодного воздуха, а в другой поступает подогретый воздух, обтекающий выпускной коллектор двигателя.

2. Система подогрева воздуха и газа, поступающих в двигатель внутреннего сгорания, по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе установлена заслонка в месте соединения двух впускных патрубков, позволяющая при повороте ее относительно патрубков по сигналу с датчика температуры и блока управления полностью или частично перекрыть один или другой впускной патрубок, а выпускной патрубок выведен в подкапотное пространство непосредственно возле впускного патрубка, через который воздух поступает в двигатель.

3. Система подогрева воздуха и газа, поступающих в двигатель внутреннего сгорания, по п.1, отличающаяся тем, что содержит свечу накаливания, установленную в объеме, через который газ поступает непосредственно в редуктор, причем в трубопроводе, отводящем газ от редуктора в нагреватель и к двигателю, установлен датчик температуры, а в трубопроводе, подводящем газ в нагреватель, последовательно установлены электрический газовый клапан и регулятор расхода газа.

4. Система подогрева воздуха и газа, поступающих в двигатель внутреннего сгорания, по п.1, отличающаяся тем, что датчик температуры установлен в непосредственной близости от нагревателя или совмещен с нагревателем.

РИСУНКИ