УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ САМОПРОГРЕВОМ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F02N17/04 

Устройство управления самопрогревом двигателя внутреннего сгорания (ДВС), далее прибор Проскурикова, относится к машиностроению и может использоваться для беспроблемного запуска любой техники на базе ДВС, особенно стоящей на боевом дежурстве, в условиях отрицательных температур при отсутствии теплых гаражей и боксов, осуществлять контроль и управление технологическими процессами, для которых требуется температурный гистерезис от единиц до 80^o и более, включая и те процессы, в которых он не допустим.

Патентное исследование показало, что по потребительским свойствам близкими являются:
1. "Автомат - включатель двигателя автомобиля", автор В. Рыкунов (описание прибора опубликовано в журнале "Радио", N 2 за 1978 год, страница 24).

2. "Система автоматического предпускового подогрева и запуска двигателя внутреннего сгорания" (патент РФ 2127824, публикация 20.03.1999 год).

При несомненном достоинстве первого, коим является простота схемотехнического решения, к отрицательным свойствам прибора относятся:
- высокое энергопотребление из-за использования термовыключателей и термореле;
- наличие блока перезапуска ДВС;
- малый температурный гистерезис, уменьшающий период между остановкой и запуском ДВС.

Вторая система, взятая за прототип, при более высоких сервисных показателях имеет следующие отрицательные моменты:
- неоправданная сложность схемотехнического решения;
- высокое энергопотребление из-за наличия большого количества функциональных блоков, включая такие энергоемкие, как блоки термостабилизации и стабилизации напряжения;
- наличие блока перезапуска ДВС является самым опасным признаком системы, т. к. не запустившийся ДВС в лучшем случае нуждается в регулировке, в худшем подлежит ремонту, многократные бесконтрольные попытки запустить неисправный ДВС могут привести к еще белее серьезным поломкам, а если это происходит с холодным двигателем при 20-30-градусном морозе, что вполне допускают авторы, встроив в свою систему таймерное и дистанционное управление, когда даже в 10-градусный мороз очный запуск ДВС представляет серьезную проблему, а каждая попытка такого запуска сокращает моторесурс ДВС от 2 до 5 часов, особенно опасен перезапуск аккумуляторной батареи, у которой, даже при однократном глубоком разряде, разрушаются электроды, она резко теряет емкость и подлежит замене;
- бесполезен блок выключения ДВС по критическому давлению масла, т.к. период работающего на прогрев двигателя не превышает 3-5 минут, а за это время, даже при полном отсутствии в картере масла, что маловероятно, ДВС не пострадает;
- бесполезен блок автоматического выключения ДВС по критической температуре охлаждающей жидкости, такой температуры жидкость никогда не достигнет, этого не допустит блок контроля температурного состояния ДВС, ибо она находится за пределами его диапазона.

Наличие остальных блоков для данной системы оправдано, кроме диагностического, но это, возможно, необходимо из-за чрезмерной сложности системы.

Техническая задача предлагаемого прибора состоит в обеспечении постоянной готовности ДВС к запуску, увеличении его моторесурса, снижении эксплуатационных затрат в условиях отрицательных температур, снижении стоимости и доступности прибора для массового применения.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство управления самопрогревом двигателя внутреннего сгорания, питающегося от бортовой сети технического средства, включает блок управления и дополнительно содержит блок исполнения и блок защиты от запуска неисправного двигателя, блок управления включает блок контроля высокой температуры и блок контроля низкой температуры, входы которых через датчики температуры связаны с двигателем внутреннего сгорания, а их выходы имеют связь со входом блока исполнения, выход которого соединен с двигателем для его запуска и остановки, вход блока защиты от запуска неисправного двигателя через датчик температуры соединен с двигателем, а выход блока связан с блоками контроля высокой и низкой температуры и, в случае неисправности двигателя, блокирует их работу.

Обеспечение нового технического результата обусловлено:
- повышенным комфортом эксплуатации технического средства за счет возможности бесконтрольно оставлять его в дежурном режиме на сутки, неделю и более (на сколько хватит топлива в баке) и ДВС всегда будет оставаться теплым, готовым к мгновенному запуску, что обеспечивается высокой экономичностью энергопотребления (в дежурном режиме не более 30 мА, в момент запуска не более 80 мА), а также тем, что энергия от аккумуляторной батареи, затраченная на запуск исправного двигателя, в полной мере восполняется генератором за период работы ДВС на самопрогрев, в иных случаях потери невосполнимы;
- высокой экономичностью эксплуатации самого технического средства, определяемой расходом топлива за сутки в количестве не более часового потребления работающего на холостых оборотах ДВС, что не сопоставимо с эксплуатацией технического средства, с содержанием его в теплом гараже или боксе;
- повышением моторесурса ДВС за счет сведения к минимуму запуска холодного двигателя и полного отсутствия его бесконтрольного перезапуска;
- возможностью массового использования прибора, обусловленной низкой себестоимостью из-за простоты схемотехнического решения, применения доступных и недорогих компонентов, что позволяет наладить широкомасштабный выпуск не только специализированными заводами или цехами, но и предприятиями малого бизнеса;
- малыми габаритами (32•60•90 мм) и массой (не более 250 г), что позволяет встраивать прибор без врезок и доработок как во все существующие технические средства на базе ДВС, так и вновь создаваемые, с применением интегральных микросхем, габариты и масса прибора сокращаются примерно в полтора раза, а с завершением разработки специализированной интегральной микросхемы габариты прибора не превысят размеров половины спичечного коробка.

На чертеже представлена функциональная блок-схема предлагаемого прибора, где 1 - двигатель внутреннего сгорания (ДВС), 2 - блок контроля низкой температуры, 3 - блок контроля высокой температуры, 4 - блок исполнения, 5 - блок защиты от запуска неисправного ДВС.

Блок контроля низкой температуры 2, выполненный на стандартном триггере Шмитта с использованием термодатчика, обеспечивает функцию контроля нижнего порога температурного гистерезиса и по его достижении дает исполнительному блоку команду "запустить ДВС".

Блок контроля высокой температуры 3, выполненный аналогично блоку 2, при достижении работающим ДВС 1 верхнего порога температурного гистерезиса дает исполнительному блоку команду "заглушить ДВС".

Исполнительный блок 4, выполненный на стандартных электромеханических и электронных реле, приводит в исполнение команды вышеназванных блоков на запуск и глушение ДВС.

Блок защиты от запуска неисправного ДВС 5, выполненный аналогично блоку 2, при получении информации от не запустившегося ДВС блокирует работу блоков 2 и 3, переводя работу прибора в режим ожидания, при этом ток потребления не превышает 10 мА.

Работа прибора осуществляется следующим образом. После остановки ДВС 1 оператор тумблером подключает прибор к бортовой сети, переводя его работу в дежурный режим. Охлаждающийся двигатель, достигая нижнего порога температурного гистерезиса, обусловленного допустимой вязкостью масла в картере для беспроблемного запуска ДВС, информирует об этом блок контроля низкой температуры 2, который дает исполнительному блоку 4, связанному через замок зажигания с ДВС 1, команду "запустить ДВС". Через 3-5 минут работы двигатель прогревается до верхнего порога температурного гистерезиса, обусловленного температурой срабатывания термостата, которая должна быть на 2-3^o ниже, чтобы исключить циркуляцию охлаждающей жидкости, информирует об этом блок контроля высокой температуры 3, который дает команду исполнительному блоку 4 "заглушить ДВС". Период остывания двигателя до следующего запуска длится от 1 до 3 и более часов в зависимости от наружной температуры, модуля поверхности и теплозащиты ДВС.

В случае возникновения неисправности двигателя информация от него поступает на блок защиты 5, который блокирует работу блоков контроля высокой и низкой температуры, исключая несанкционированный запуск ДВС, при этом работа прибора переводится в режим ожидания, в котором он может находится сколь угодно долго.

Изобретение относится к машиностроению. Устройство включает блок управления и дополнительно снабжено блоками исполнения и защиты от запуска неисправного двигателя, при этом блок управления содержит блок контроля высокой температуры и блок контроля низкой температуры и, в случае неисправности двигателя, блокирует их работу. Изобретение обеспечивает постоянную готовность двигателя к запуску, увеличение его моторесурса, снижение эксплуатационных затрат в условиях отрицательных температур. 1 ил.

Устройство управления самопрогревом двигателя внутреннего сгорания, питающегося от бортовой сети технического средства, включающего блок управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок исполнения и блок защиты от запуска неисправного двигателя, а блок управления включает блок контроля высокой температуры и блок контроля низкой температуры, входы которых через датчики температуры связаны с двигателем внутреннего сгорания, а их выходы имеют связь со входом блока исполнения, выход которого соединен с двигателем для его запуска и остановки, вход блока защиты от запуска неисправного двигателя через датчик температуры соединен с двигателем, а выход блока связан с блоками контроля высокой и низкой температуры и, в случае неисправности двигателя, блокирует их работу.