УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКОВОГО ПОДОГРЕВА Российский патент 1994 года по МПК F01P11/20 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для пускового подогрева двигателей внутреннего сгорания.

Известен пусковой подогреватель двигателя, состоящий из наливной воронки, топливного бака, контрольного крана, переключателя магнитного клапана и электродвигателя вентилятора, пульта управления, вентилятора, магнитного запорного клапана, свечи зажигания, котла, сливного крана, направляющего кожуха, радиатора с патрубками и шлангами, водяного насоса и рубашки охлаждения цилиндров [1].

Основным недостатком описанной выше системы является то, что для подогрева двигателя необходимо производить сжигание дополнительного топлива, что приводит также к загрязнению окружающей среды. Кроме того, запуск подогревателя в условиях низких температур значительно затруднен из-за уменьшения испарения топлива.

Известно устройство для регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания в условиях низких температур, содержащее подогреватель жидкости, включающий систему охлаждения двигателя, блоки электропитания, измерения температуры и аварийного слива воды, причем подогреватели выполнены в виде водогрейного котла на жидком топливе и теплообменников с нагревательными элементами, установленными в системе охлаждения двигателя, кроме того, блок измерения содержит три датчика, два из которых установлены в целях включения и выключения электронагревательных элементов и срабатывает соответственно при достижении максимальной и минимальной температуры. Третий датчик установлен в цепи для переключения с одного подогревателя на другой [2].

Основные недостатки устройства связаны с низкой оперативностью подготовки к применению, которая вызвана необходимостью нагрева охлаждающей жидкости, имеющей низкую температуру, и использованием водогрейного котла на жидком топливе, что затрудняет запуск устройства в условиях низких температур.

Наиболее близким техническим решением из известных является устройство для регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания, содержащее водогрейный котел, снабженный топливоотсечным клапаном с исполнительным механизмом управления, подключенным к цепи переключения подогревателей при помощи блока регулирования, причем блок регулирования снабжен теплoвым реле времени [3].

Однако устройство обладает низкой оперативностью подготовки к применению и не имеет конструктивных элементов, позволяющих длительное время сохранять тепло без использования электрической энергии и датчиков уровня охлаждения жидкости, что снижает его надежность.

Цель изобретения - повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что устройство для пускового подогрева двигателя внутреннего сгорания, содержащее подогреватель охлаждающей жидкости системы охлаждения, выполненный в виде реле с обмоткой и механизмом управления, подключенным к цепи переключения подогревателя посредством выполненного в виде температурного датчика блока регулирования, жидкостной насос с электродвигателем, электромагнитный кран с обмоткой, две сигнальные лампы и центральный переключатель с контактами, оно дополнительно снабжено датчиками минимального уровня охлаждающей жидкости соответственно в баке и системе охлаждения с входами и выходами, причем вход датчика минимального уровня охлаждающей жидкости в баке подключен к электродвигателю насоса, обмотке электромагнитного крана и контактам центрального переключателя, а выход - к одной из сигнальных ламп и обмотке реле, вход датчика минимального уровня охлаждающей жидкости системы охлаждения подсоединен к контактам центрального переключателя, а выход - к другой сигнальной лампе и обмотке реле, и центральный переключатель связан с электродвигателем насоса через клеммы обмотки реле.

На фиг. 1 изображен бак для охлаждающей жидкости; на фиг. 2 - пример выполнения датчика минимального уровня жидкости; на фиг. 3 - внешний вид устройства системы пускового подогрева, общий вид; на фиг. 4 - электрическая схема устройства.

Устройство для пускового подогрева двигателя 1 состоит из бака 2, выполненного например в виде двухслойной колбы, из пространства между стенками которой тщательно удален воздух. К баку 2 снизу закреплен электромагнитный кран 3, расположенный в кожухе 4. Электромагнитный кран 3 посредством трубопровода 5 соединен с электрическим насосом 6. Причем насос 6 снабжен теплоизоляцией и может располагаться, например, в спинке кресла 7, в которой могут размещаться агрегаты (поз. 2 и 3). Далее электрический насос 6 соединен посредством трубопровода 8 с нижним бачком 9 радиатора 10 через обратный клапан 11, кроме того трубопровод 8 соединен трубопроводом 12 с нижней точкой рубашки охлаждения цилиндров 13 двигателя 1. В верхней части бака 2 закреплена резьбовая втулка 14, в которую вворачивается дыхательный клапан 15, являющийся также пробкой заливной горловины. Дыхательный клапан 15 состоит из поршня 16 пружин 17 и 18 отверстий 19 и 20.

Устройство также содержит электросхему, включающую в себя расположенный в баке 2 блок регулировки, выполненный в виде температурного датчика 21, имеющего два контакта, один из которых закреплен на биметаллической пластине и соединен с обмоткой реле 22, а другой закреплен на жесткой стойке и соединен с преобразователем напряжения 23, который подключен через выключатель 24 к бытовой электрической сети переменного тока (220 В). К этой же сети подключены нормально разомкнутые контакты 25 реле 22, через которые электрический ток имеет возможность поступать к расположенному в баке 2 нагревателю 26.

Электрический ток от преобразователя напряжения 23 поступает на розетку 27, а также на выключатель 28, который подключен к аккумулятору 29 и к переключателю 30, который соединен с центральным переключателем 31, состоящим из контактов 32 и 33, штока с ручкой 34 и контактов 35 и 36. Ручка 34 может занимать три фиксированных положения А, Б и В. Контакты 35 и 36 соединены между собой и с электрическим двигателем 37 насоса 6, а также с обмоткой электромагнитного крана 3 и через датчик минимального уровня 38, который закреплен в нижней точке бака 2 с обмоткой реле 39 и сигнальной лампой 40 минимального уровня жидкости в баке 2. Контакты 32 соединены через нормально разомкнутые контакты 41 реле 42 с электрическим двигателем 37 насоса 6, а также через датчик минимального уровня в системе охлаждения 43 с сигнальной лампой 44 и обмоткой реле 42. Контакты 33 соединены через нормально разомкнутые контакты 45 реле 39 с электрическим двигателем 37 насоса 6. Датчики минимального уровня 38 и 43 содержат закрепленные на трубчатой диэлектрической подложке 46 электроды 47.

Устройство системы пускового подогрева работает следующим образом. После парковки транспортного средства на стоянку, не имеющую электрической сети (220 В), необходимо переключателем 30 подсоединить клемму аккумулятора 29 к контактам 32 центрального переключателя 31 и ручку 34 со штоком, перевести из нейтрального положения Б в положение А. При этом ток от контактов 32 через контактную пластину пойдет на нормально разомкнутые контакты 41 реле 42, а также на датчик минимального давления 43 системы охлаждения, и если его электроды 47 будут омываться водой, пространство между электродами 47 становится электропроводящим и электрический ток поступает через него на сигнальную лампу 44 минимального уровня системы охлаждения и обмотку реле 42, нормально разомкнутые контакты 41 которого замыкаются и электрический ток от контактов 32 поступает на электрический двигатель 37 насоса 6.

Вторая клемма электрического двигателя 37 и обмотка электромагнитного крана соединены с минусовой клеммой через контакты 35, соединенные контактной пластиной. Кроме того электрический ток от контактов 32 поступает через контакты 41 на обмотку соленоида электромагнитного крана 3, который открывается. Насос 6 вступает в работу и охлаждающая жидкость из радиатора 10 через обратный клапан 11 и из рубашки охлаждения цилиндров 13 по трубопроводу 12 поступает в трубопровод 8 и подается насосом 6 через открытый электромагнитный кран 3 в бак 2. При увеличении давления внутри бака 2 поршень 16 дыхательного клапана 15 перемещается вверх, сжимая пружину 17, и воздух из внутренней полости бака 2 через отверстия 19 и 20 выходит в атмосферу.

При парковке транспортного средства в гараже или на стоянке оборудованной бытовой электрической сетью (220 В) к ней через выключатель 24 может подключаться преобразователь напряжения 23, на выходе которого образуется постоянный ток (12 В). Кроме того, электрический ток от бытовой сети (220 В) поступает на нормально разомкнутые контакты 25 реле 22. Постоянный ток (12 В) от преобразователя напряжения 23 подается на розетку 27, которую можно использовать для питания радиоаппаратуры и других потребителей, и на выключатель 28, и при его включении на подзарядку аккумулятора 29 или запуск двигателя 1 транспортного средства, а также на переключатель 30, посредством которого электрический ток от преобразователя напряжения 23 может подаваться на контакты 32 и 36 центрального переключателя 31, при переводе ручки 34 со штоком из положения Б в положение А система сработает также, как описано выше, и охлаждающая жидкость из нижнего бачка 9 радиатора 10 через обратный клапан 11, а из нижней точки рубашки охлаждения цилиндров 13 через трубопровод 12 поступает в трубопровод 8 и закачивается через электромагнитный кран 3 насосом 6 в бак 2.

Обратный клапан 11 установлен для того, чтобы охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения цилиндров 13 при перекрытии клапаном термостата выхода охлаждающей жидкости в патрубках радиатора 10, при температуре ниже +65^оС не попала в радиатор 10 по трубопроводам 12 и 8.

Когда охлаждающая жидкость перестанет омывать электроды 47 датчика минимального уровня системы охлаждения 43, электрическая цепь разорвется и электрический ток перестанет поступать на обмотку реле 42, сигнальная лампа 44 погаснет, контакты 41 реле 42 разомкнутся и электрический двигатель 37 насоса 6 отключится, одновременно перестанет поступать электрический ток на обмотку соленоида электромагнитного крана 3, который закроется и перекроет трубопровод 5.

При понижении температуры охлаждающей жидкости в баке 2, например, ниже +50^оС биметаллическая пластина датчика 21 выпрямится, при этом контакты температурного датчика 21 замкнутся и электрический ток от преобразователя напряжения 23 поступает на обмотку реле 22, нормально разомкнутые контакты 25 которого замкнутся и электрический ток (220 В) поступит на нагреватель 26, который повысит температуру охлаждающей жидкости в баке 2 выше +50^оС, при этом биметаллическая пластина датчика 21 изогнется, контакты температурного датчика 21 разомкнутся, отключая нагреватель 26 от электрической сети (220 В). При повторном уменьшении температуры цикл повторится.

Для откачки воды из бака 2 перед запуском двигателя 1 необходимо переключателем 30 подключить контакты 36 центрального переключателя 31 к аккумулятору 29 или к преобразователю напряжения 23, а ручку 34 со штоком установить в положение В, при этом электрический ток через контакты 36 поступает на клемму электрического двигателя 37 и через датчик минимального уровня 38 в баке 2 - на обмотку реле 39, контакты 45 которого замыкаются, кроме того, электрический ток поступает на сигнальную лампу 40 минимального уровня охлаждающей жидкости в баке 2. Электрический ток токообмотки электромагнитного крана 3 с электродвигателя 37 поступает через замкнутые контакты 45 реле 39 и контакты 35 на минусовую клемму. Электромагнитный кран 3 открывается, насос 6 вступает в работу и охлаждающая жидкость из бака 2 перекачивается насосом 6 по трубопроводам 8 и 12 в рубашку охлаждения цилиндров 13 и в радиатор 10. При этом поршень 16 дыхательного клапана 15, преодолевая сопротивление пружины 18, опускается вниз и через отверстия 20 пропускает воздух в бак 2.

Когда бак 2 опорожнится и электроды 47 датчика 38 не будут омываться водой, электрическая цепь прервется и обмотка реле 39 обесточится, контакты 45 разомкнутся, электрический ток не будет поступать на клемму электрического двигателя 37 и на обмотку соленоида электромагнитного крана 3, который закроется и перекроет трубопровод 5. Горячая жидкость, поступившая в систему охлаждения, нагреет двигатель 1, что намного облегчит его запуск. (При использовании в системе охлаждения дистиллированной воды или другой, не проводящей ток жидкости, в качестве датчиков 38 и 43, должны использоваться датчики поплавкового типа). Электродвигатель 37 и насос 6 должны быть реверсирируемыми.

Предлагаемое устройство может использоваться и летом для пополнения охлаждающей жидкостью системы охлаждения двигателя 1, при этом жидкость может закачиваться в бак 2 насосом 6 из радиатора 10 с последующим его дополнением или через отверстие в резьбовой втулке, из которой выворачивается дыхательный клапан 15, выполняющий роль пробки. Для дополнения системы охлаждения двигателя 1 (при необходимости) охлаждающей жидкостью она перекачивается из бака 2 насосом 6 при открытом электромагнитном кране 3.

Предлагаемое устройство позволит примерно в течение 24 ч, а при подключении к бытовой электрической цепи неограниченное время, сохранять плюсовую температуру охлаждающей жидкости, причем горячая охлаждающая жидкость позволяет осуществлять предпусковой подогрев двигателя. Известно, что при кратковременных стоянках в зимнее время, двигатели транспортных средств не выключаются, а работают на оборотах малого газа, предлагаемое устройство позволит сэкономить огромное количество топлива и уменьшить загрязнение окружающей среды.

Сущность изобретения: устройство содержит подогреватель охлаждающей жидкости системы охлаждения, выполненный в виде реле 22 с обмоткой и механизмом управления, подключенным к цепи переключения подогревателя 26 посредством выполненного в виде температурного датчика 21 блока регулирования, жидкостной насос 6 с электродвигателем 37, электромагнитный кран 3 с обмоткой, две сигнальные лампы, а также центральный переключатель 30 с контактами 32, 33, 35, 36, причем устройство снабжено датчиками минимального уровня охлаждающей жидкости 43 и 38 соответственно в баке 2 и системе охлаждения с входами и выходами, причем вход датчика минимального уровня охлаждающей жидкости 38 в баке 2 подключен к электродвигателю 37 насоса 6, обмотке электромагнитного крана 3 и контактам 36 центрального переключателя 31, а выход-к сигнальной лампе 40 и обмотке реле 39, вход датчика минимального уровня охлаждающей жидкости системы охлаждения 43 подсоединен к контактам 32 и 36 центрального переключателя 31, а выход - к сигнальной лампе 44 и обмотке реле 42, центральный переключатель 31 связан с электродвигателем 37 насоса 6 через контакты 45 реле 39. Охлаждающая жидкость из радиатора 10 откачивается насосом 6 через агрегаты (поз. 9, 11, 12, 8, 3) в бак 2, который обладает свойствами термоса. Температура жидкости в баке поддерживается нагревателем 26, управляемым температурным датчиком 21. Перед запуском жидкость из бака 2 откачивается насосом 6 через агрегаты (поз. 3, 8, 12) в рубашку охлаждения цилиндров 13 и нагревается двигатель 1. 4 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКОВОГО ПОДОГРЕВА, содержащее подогреватель охлаждающей жидкости системы охлаждения, выполненный в виде реле с обмоткой и механизмом управления, подключенным к цепи переключения подогревателя посредством выполненного в виде температурного датчика блока регулирования, жидкостной насос с электродвигателем, электромагнитный кран с обмоткой, две сигнальные лампы и центральный переключатель с контактами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено датчиками минимального уровня охлаждающей жидкости соответственно в баке и системе охлаждения с входами и выходами, причем вход датчика минимального уровня охлаждающей жидкости в баке подключен к электродвигателю насоса, обмотке электромагнитного крана и контактам центрального переключателя, а выход - к одной из сигнальных машин и обмотке реле, вход датчика минимального уровня охлаждающей жидкости системы охлаждения подсоединен к контактам центрального переключателя, а выход - к другой сигнальной лампе и обмотке реле, и центральный переключатель связан с электродвигателем насоса через клеммы обмотки реле.