ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2000 года по МПК F02M31/135 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах испарения топлива.

Известно электронагревательное устройство для двигателя с искровым зажиганием (европейский патент ЕР 0 061 848), которое содержит корпус, имеющий одну нагревательную поверхность, принимающую теплоту, и вторую противоположную поверхность, передающую теплоту в обогреваемую зону, нагревательные элементы из материала с положительным температурным коэффициентом: упругие элементы, электрически связанные с одной из сторон нагревательных элементов и прижимающие нагревательные элементы к нагревательной поверхности корпуса.

Недостатком данного устройства является его пониженная эффективность передачи теплоты в зону обогрева ввиду повышенных потерь теплоты в сторону, противоположную нагревательной поверхности корпуса через упругие элементы и через тело самого корпуса. Это устройство было использовано в качестве аналога.

Известно электронагревательное устройство для двигателя с искровым зажиганием (авторское свидетельство СССР N 1537872), которое содержит электронагревательный элемент, выполненный в виде стержня, и радиатор с оребрением, установленный на нагревательный элемент. Причем радиатор установлен концентрично стержню, а оребрение выполнено кольцевой формы. Это устройство было выбрано в качестве прототипа.

Благодаря компактному размещению нагревательного элемента в зоне обогрева, подогреваемая смесь омывает нагревательное устройство почти со всех сторон и данное устройство имеет меньшие тепловые потери в сторону, противоположную нагревательной поверхности, чем рассмотренное выше устройство. Недостатком данного устройства является затрудненная теплопередача от центральной зоны радиатора к оребрению и далее к топливу, что вызывается:
- во-первых, повышенным сопротивлением теплопередачи от центра радиатора к периферии относительно длинными пластинчатыми ребрами;
- во-вторых, недостаточным удержанием топлива на гладкой поверхности пластинчатого оребрения в условиях сильного обдува радиатора топливовоздушным потоком.

Решение технической задачи подразумевает повышение эффективности теплопередачи от корпуса электронагревательного устройства к топливу.

Поставленная задача решается тем, что электронагревательное устройство для подогрева топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, состоящее из корпуса-радиатора, сделанного из тепло- и электропроводного материала, имеющего центральную щелевидную полость и пластинчатое оребрение, расположенное вокруг центральной полости, электронагревательный элемент со стержневой структурой, расположенный в центральной полости, согласно изобретению, по крайней мере, одна плоская поверхность пластинчатого оребрения имеет вторичное оребрение в виде продолговатых выступов с высотой не менее 1,5-3 мм.

Наружное очертание пластинчатых ребер выполняется так, что оно повторяет очертание поперечного сечения центральной полости.

Длина пластинчатых ребер в продольном сечении электронагревательного устройства увеличивается от вершины к основанию радиатора.

Предлагается использовать вторичное оребрение на одной или обеих поверхностях пластин радиатора. Это вторичное оребрение должно быть выполнено в виде продолговатых выступов с высотой и шириной, соразмерными с толщиной пластины оребрения. Расположение выступов - преимущественно от центра радиатора к периферии.

Такое вторичное оребрение будет выполнять сразу несколько функций:
- служить дополнительными проводниками теплоты от центра радиатора к периферии;
- удерживать топливо на поверхности теплообменника в условиях сильного обдува радиатора топливовоздушным потоком;
- увеличивать площадь теплопередающей поверхности и, таким образом, обеспечивать достижение цели изобретения.

Сущность изобретения поясняется на приложенных фигурах: на фиг.1 показан разрез устройства; фиг.2 - вид сверху; фиг.3 - вид сбоку.

Электронагревательное устройство содержит корпус 1 с пластинчатым оребрением 2, нагревательный элемент 3, дополнительное оребрение 4. Питание +12 В подается на центральный электрод. Массовым контактом является корпус электронагревательного устройства.

Как показали экспериментальные исследования, для того чтобы эффективно воздействовать на топливную пленку, образующуюся на поверхности радиатора, необходимо применение дополнительного оребрения высотой не менее 1,52-3 мм, что соразмерно с толщиной пластинчатого оребрения. Ширина дополнительных ребер, соразмерная толщине пластинчатого оребрения, обеспечит достаточное улучшение теплопередачи по длине пластинчатых ребер.

Кроме указанных эффектов дополнительное оребрение позволяет сформировать после электронагревательного устройства поток неиспарившегося топлива на стенках впускного трубопровода, который обеспечивает необходимое распределение топлива по сечению трубопровода, т.е. позволяет улучшить смесеобразование.

Для эффективного использования пластинчатого оребрения и уменьшения металлоемкости радиатора наиболее удаленные зоны пластинчатых ребер радиатора можно убрать. Для этого наружное очертание пластинчатых ребер выполняется так, что оно повторяет очертание поперечного сечения центральной полости, что обеспечивает равномерный нагрев пластины оребрения.

Для облегчения доступа топлива ко всем пластинам оребрения радиатор выполняется так, что длина пластинчатых ребер в продольном сечении электронагревательного устройства увеличивается от вершины к основанию радиатора. Такое исполнение радиатора необходимо, в частности, при расположении электронагревательного устройства вершиной навстречу топливовоздушному потоку.

Электронагревательное устройство для подогрева топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса-радиатора, сделанного из тепло- и электропроводного материала, имеющего центральную щелевидную полость, и пластинчатого оребрения, расположенного вокруг центральной полости, и электронагревательного элемента со стержневой структурой, расположенного в центральной полости. По крайней мере одна плоская поверхность пластинчатого оребрения имеет вторичное оребрение в виде продолговатых выступов с высотой не менее 1,5-3 мм. Наружное очертание пластинчатых ребер выполняется так, что оно повторяет очертание поперечного сечения центральной полости. Длина пластинчатых ребер в продольном сечении электронагревательного устройства увеличивается от вершины к основанию радиатора. Технический результат заключается в повышении эффективности теплопередачи от корпуса электронагревательного устройства к топливу. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Электронагревательное устройство для подогрева топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, состоящее из корпуса-радиатора, сделанного из тепло- и электропроводного материала, имеющего центральную щелевидную полость и пластинчатое оребрение, расположенное вокруг центральной полости, электронагревательного элемента со стержневой структурой, расположенного в центральной полости, отличающееся тем, что по крайней мере одна плоская поверхность пластинчатого оребрения имеет вторичное оребрение в виде продолговатых выступов с высотой не менее 1,5-3 мм. 2. Электронагревательное устройство по п.1, отличающееся тем, что наружное очертание пластинчатых ребер выполняется так, что оно повторяет очертание поперечного сечения центральной полости. 3. Электронагревательное устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что длина пластинчатых ребер в продольном сечении электронагревательного устройства увеличивается от вершины к основанию радиатора.