СИСТЕМА ПРЕДПУСКОВОГО ПОДОГРЕВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02N17/04 F01M5/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания.

Известно устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания, которое содержит жидкостной подогреватель, снабженный котлом с камерой сгорания для нагрева охлаждающей жидкости, насосом подачи топлива к форсунке, установленной в камере сгорания, нагнетателем воздуха в камеру сгорания, насосом прокачки охлаждающей жидкости, размещенными на валу электродвигателя, и магистралью отвода продуктов сгорания с подогревом масла поддона двигателя. Недостатком указанного устройства является высокая его сложность и большая энергоемкость процесса подогрева двигателя внутреннего сгорания.

Известно устройство для предпускового подогрева жидкости системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащее рубашку охлаждения, сообщенную трубопроводами с теплообменником, разделенным по меньшей мере на две полости, которые сообщены между собой в нижней части, а в верхней части сообщены с рубашкой, причем соединительные трубопроводы расположены один внутри другого. Недостатками указанного устройства являются низкая эффективность устройства и большое время процесса подогрева двигателя.

Известно устройство для нагрева охлаждающей жидкости двигателя, которое содержит установленный в разрыв нижнего патрубка, соединяющего рубашку охлаждения и радиатор, Т-образный держатель нагревателя, имеющий выступ, образующий почти прямой угол по отношению к держателю, внутрь которого вставлен нагреватель, нагревающий охлаждающую жидкость при остановке двигателя. К держателю прикреплен датчик для определения температуры охлаждающей жидкости, который присоединен к блоку управления, регулирующему нагрев жидкости по сигналу от датчика. Недостатком указанного устройства является отсутствие подогрева и регулирования температуры масла в системе смазки двигателя.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для автоматического управления работой жидкостного подогревателя, содержащее блок управления, снабженный коммутирующим устройством, мостовой измерительной схемой и реле времени, а также подогревателем охлаждающей жидкости. Кроме того, устройство содержит два датчика температуры охлаждающей жидкости, установленные на входе и выходе охлаждающей жидкости из подогревателя в рубашку охлаждения двигателя и подключенные к блоку управления, датчик температуры окружающей среды, реле времени и дополнительную мостовую измерительную схему, причем датчик температуры окружающей среды подключен к дополнительной мостовой измерительной схеме. Недостатками указанного устройства являются высокая его сложность и невысокая эффективность, вследствие отсутствия системы подогрева и регулирования температуры масла в системе смазки двигателя.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет обеспечения подогрева масла и контроля его температуры при одновременном упрощении устройства.

Устройство для автоматического управления работой жидкостного подогревателя, содержащее блок управления, снабженный коммутирующим устройством, мостовую измерительную схему и реле времени, а также подогреватель охлаждающей жидкости, дополнительно снабжено усилителем, пороговым элементом и подогревателем масла, при этом подогреватель масла расположен в поддоне картера двигателя и выполнен в виде поверхностно-распределенного термозависимого электронагревателя, а подогреватель охлаждающей жидкости выполнен, например, в виде трубчатого электронагревателя, причем электронагреватели образуют смежные плечи измерительного моста, к которым через коммутирующее устройство подключен источник напряжения, а противоположные плечи моста образованы уравновешивающими сопротивлениями, при этом в измерительную диагональ моста включен усилитель, выход которого через пороговый элемент и реле времени соединен с коммутирующим устройством.

Каждый из признаков устройства является известным, но совокупность их является новой и позволяет обеспечить возможность расширения функциональных возможностей устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема системы предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания.

Система состоит из нагревателя 1, обеспечивающего подогрев подаваемой от радиатора 2 охлаждающей жидкости, и выполненного, например, в виде трубчатого электронагревателя, термозависимого нагревателя 3, который наиболее целесообразно выполнить в виде поверхностно-распределенного нагревателя, расположенного в поддоне картера 4 двигателя внутреннего сгорания в зоне маслозаборника. Мощности нагревателей 1 и 3 конструктивно подобраны таким образом, чтобы обеспечить одновременный нагрев масла и охлаждающей жидкости до их требуемой рабочей температуры. Блок 5 управления содержит тиристорный коммутатор 6, через который проводится запитывание от источника напряжения двух последовательно соединенных нагревателей охлаждающей жидкости 1 и масла 3, усилитель 7, выполненный на базе транзистора 8, эмиттер которого подключен к общей точке двух последовательно соединенных электронагревателей 1 и 3, а база через переменный резистор 9 соединена с общей точкой двух последовательно соединенных между собой переменного и постоянного резисторов 10, 11 и параллельно подключенных к электронагревателям 1 и 3 так, что образован измерительный мост. На выход транзисторного усилителя 7 подключен пороговый элемент 12, содержащий электромагнитное реле с нормально-разомкнутым контактом 13 и катушкой 14, а также реле времени, роль которого выполняет электрический конденсатор 15, подключенный параллельно катушке 14 электромагнитного реле. При этом нормально-разомкнутый контакт 13 электромагнитного реле обеспечивает управление тиристорным коммутатором 6, а включение катушки 14 электромагнитного реле порогового элемента 12 через диод 16 обеспечивает разрядку электрического конденсатора 15 только на катушку 14 реле, тем самым обеспечивая максимальное время его нахождения в рабочем состоянии. Принципиальная электрическая схема блока управления 5 представлена для случая, когда термозависимый электронагреватель 3 выполнен с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Наличие термозависимого электронагревателя 3 масла в картере двигателя внутреннего сгорания обеспечивает поддержание заданного температурного режима масла, так как оно наиболее требовательно к температуре подогрева, а наличие электрической связи между нагревателями 1 и 3 обеспечивает с некоторой погрешностью поддержание температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Работает система следующим образом.

При включении системы в электрическую сеть через тиристорный коммутатор 6 на электрические нагреватели 1 и 3 подается напряжение U. При этом в момент включения оба нагревателя имеют начальную одинаковую температуру, что соответствует также минимальному сигналу ΔU в измерительной диагонали моста, образованного электронагревателями 1 и 3 и двумя резисторами 10, 11, обеспечивающими балансировку моста в холодном состоянии двигателя внутреннего сгорания. По мере нагрева масла и охлаждающей жидкости сопротивление термозависимого электронагревателя 3 будет изменяться (в данном случае увеличиваться), что приводит к возрастанию сигнала ΔU. Далее сигнал ΔU через усилитель 7, диод 16 поступает на конденсатор 15 и катушку 14 электромагнитного реле порогового элемента 12. Постепенно увеличиваясь, сигнал ΔU приводит к повышению напряжения на выходе усилителя 7, а соответственно и на конденсаторе 15, который, заряжаясь до напряжения срабатывания реле, приводит к замыканию контакта 13, отключающего коммутатор 6, а следовательно, подачу напряжения нагреватели 1 и 3. При этом нагрев масла и охлаждающей жидкости прекращается. После разряда конденсатора 15 на катушку 14 электромагнитного реле до напряжения отпускания реле его нормально-разомкнутый контакт 13 размыкается и напряжение питания на электронагреватели 1 и 3 подается снова. Достигнув напряжения срабатывания, электромагнитное реле снова отключает тиристорный коммутатор, тем самым обесточивая электронагреватели 1 и 3 и т. д. Время отключенного состояния электронагревателей 1 и 3 определяется сопротивлением катушки 14 реле его напряжением отпускания и емкостью конденсатора 15. Температура нагрева масла и охлаждающей жидкости задается с помощью переменного резистора 9, обеспечивающего изменение коэффициента усиления транзистора 8. Таким образом, система обеспечивает поддержание заданных температурных режимов охлаждающей жидкости и масла в двигателе внутреннего сгорания. Наличие электрической связи между электронагревателями масла и охлаждающей жидкости, а также использование в качестве нагревателя масла термозависимого электронагревателя создает простейшую схему регулирования, что позволяет обойтись без дополнительных датчиков температуры, измерительных мостовых схем, усилителей и тем самым значительно упрощает устройство предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания.

Сущность изобретения: система снабжена подогревателем масла, расположенным в картере двигателя и выполненным в виде поверхностно-распределительного термозависимого электронагревателя, подогреватель охлаждающей жидкости выполнен в виде трубчатого электронагревателя и блок управления снабжен усилителем, пороговым элементом и двумя уравновешивающими резисторами, причем смежные плечи моста образованы электронагревателями, а противоположные его плечи уравновешивающими резисторами. В измерительную диагональ моста подключен усилитель, выход которого соединен через пороговый элемент и реле времени с коммутирующим устройством. 1 ил.

СИСТЕМА ПРЕДПУСКОВОГО ПОДОГРЕВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, снабженного масляным картером, содержащая подогреватель охлаждающей жидкости, блок управления, имеющий коммутирующее устройство, мостовую измерительную схему и реле времени, и источник напряжения, подключенный через коммутирующее устройство к смежным плечам моста измерительной схемы, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она снабжена подогревателем масла, расположенным в картере двигателя и выполненным в виде поверхностно-распределительного термозависимого электронагревателя, подогреватель охлаждающей жидкости выполнен в виде трубчатого электронагревателя, и блок управления снабжен усилителем, пороговым элементом и двумя уравновешивающими резисторами, причем смежные плечи моста образованы электронагревателями, а противоположные его плечи уравновешивающими резисторами, и в измерительную диагональ моста подключен усилитель, выход которого соединен через пороговый элемент и реле времени с коммутирующим устройством.