Способ управления предпусковым подогревателем двигателя транспортного средства и устройство для его осуществления Российский патент 2024 года по МПК F02N19/10 F01N13/08 

Изобретение относится к способам управления устройством предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) транспортного средства, в частности, военной гусеничной машины (ВГМ) и собственно устройству для его осуществления.

Заявляемое техническое решение позволяет осуществить запуск двигателя ВГМ в условиях низких температур на качественно новом уровне, с использованием современных технологий, приемов, оборудования.

Техническим результатом является повышение надежности пуска двигателя при температуре окружающего воздуха ниже +5°С, предотвращение нештатных ситуаций, способных привести к возгоранию и выходу транспортного средства из строя, предотвращение повреждений, связанных с эксплуатацией транспортного средства с разгерметизированным выхлопным трубопроводом подогревателя и попаданием воды и грязи в подогреватель из внешней среды, улучшение условий работы экипажа при эксплуатации транспортного средства.

Для облегчения запуска двигателя в зимних условиях ВГМ оборудована системой, обеспечивающей подогрев текучих сред. Типовые инструкции по эксплуатации [1; Танк Т-72. Инструкция по эксплуатации. Часть вторая. 1980 г. с. 51] и публикации, описывающие боевые машины в более популярном изложении, подчеркивают данное оборудование [2; С.В. Суворов. Т-90 - первый серийный российский танк. М., «Восточный горизонт», 2002 г. С. 23-24], являющееся неотъемлемой составляющей эксплуатации многотопливного двигателя с жидкостным охлаждением [3; С.В.Суворов. Танк Т-72 вчера, сегодня, завтра. М., «Восточный горизонт», 2001 г. С. 12J.

Инструкция по эксплуатации боевой гусеничной машины детально описывает перечень действий, необходимых для разогрева силовой установки перед запуском [1; Танк Т-72. Инструкция по эксплуатации. Часть вторая. 1980 г. с. 51], перечисляя последовательность действий вручную. Очевидно, что осуществление данного порядка действий морально устарело.

Источник [4; Патент РФ № 2184871] приближает решение задачи программируемого подогрева двигателя в части размещения нагревательных элементов (в тексте - «клеммы») на электропроводные элементы конструкции двигателя, соединенные с преобразователями тока, соединенными с источником тока. Тепло, передающееся через элементы конструкции ДВС к трубопроводам текучих сред и воздухопроводам, осуществляет подогрев упомянутого двигателя по команде блока программного управления, задающего длительность импульсов тока в зависимости от массы двигателя, объема охлаждающей жидкости и горючесмазочных материалов и величины заданного подогрева. Осуществление сложно, результат, очевидно, теоретический, не получивший дальнейшего использования.

Еще одно техническое решение [5; Патент РФ № 2519623] патентообладатель позиционирует как устройство для автоматической подготовки силовой установки к пуску, при этом в формуле приводит реализацию устройства в самом общем виде - «..дополнительно установлен блок управления с дистанционным пультом, соединенным с запальной свечой, свечой подогрева, топливным краном..» и др. Для специалиста явно недостаточно сведений о его функционале. Что касается самого принципа работы устройства, то оно, скорее всего, неприемлемо для военной техники. Фактически - это повтор удаленного запуска легкового автомобиля, находящегося в шаговой доступности водителя.

Источники [6; Патент GB2284662], [7; Патент Беларуси № 9229], [8; Патент РФ № 2548451] представляют группу изобретений, имеющих управляющие модули, конструктивно содержащие внешние подогреватели, поддоны, встроенные змеевики, в том числе и для подогрева топлива, автономные и внешние источники электрического тока (провод с вилкой (!) для подключения к сети переменного тока [7; Патент Беларуси № 9229]), т.е. элементы и оборудование, неприемлемые для ограниченного пространства моторно-трансмиссионного отделения военной гусеничной машины. Тем не менее заявитель относит их к аналогам, поскольку эти технические решения содержат один из заявляемых признаков - автоматическое управление процессом подготовки двигателя к пуску.

Также аналогом заявляемого «Способа..» и устройства для его осуществления является система автоматического регулирования подогревателя (САРП) [9; Теория и конструкция ганка в десяти томах. Под ред. д.т.н. проф. П.П. Исакова. Т.4. Вопросы проектирования танковых силовых установок. М, Машиностроение, 1984 г. С. 292-300] - автоматическая система работы предпускового подогревателя, заключающаяся в поддержании, например, температуры антифриза в определенных пределах, в зависимости от технических условий на двигатель. САРП получил некоторое распространение как способ поддержания двигателя в рабочем состоянии за счет периодического включения двигателя при снижении температуры ниже заданного предела, например, +5°С. Но при продолжительном осуществлении он является критично затратным по расходу топлива.

Заявляемый «Способ управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания военной гусеничной машины и устройство для его осуществления» принципиально отличается от приведенных выше аналогов.

Предложенный способ управления предпусковым подогревателем двигателя транспортного средства, преимущественно военного назначения, заключается в управлении пуском, работой и остановом подогревателя в зависимости от сигналов датчика положения крышки выхлопной трубы подогревателя, датчика температуры выхлопных газов, датчика парообразования нагреваемой жидкости в котле подогревателя, датчика перегрева корпуса котла подогревателя.

В одном из вариантов для управления работой подогревателя дополнительно используются сигналы таймера.

В одном из вариантов для управления работой подогревателя дополнительно используются сигналы датчиков температуры нагреваемой жидкости на входе и выходе из котла подогревателя.

Предложенное устройство управления предпусковым подогревателем двигателя транспортного средства, преимущественно военного назначения, состоит из блока управления подогревателем, топливного и жидкостного насосов, нагнетателя воздуха, клапана подачи топлива, устройства воспламенения топлива, датчика положения крышки выхлопной трубы предпускового подогревателя, датчика температуры выхлопных газов, датчика парообразования нагреваемой жидкости, датчика перегрева корпуса котла.

В одном из вариантов для управления подогревателем дополнительно используются сигналы таймера.

В одном из вариантов для управления подогревателем дополнительно используются сигналы датчиков температуры нагреваемой жидкости на входе и выходе из котла подогревателя.

На Фиг. показана блок-схема, поясняющая функционал оборудования:

1 - предпусковой подогреватель двигателя внутреннего сгорания;

2 - блок управления с алгоритмом пуска, работы, останова подогревателя, электрически связанный:

с таймером пуска 3 и блокировкой 6 работы подогревателя;

с датчиком 4 положения крышки выхлопной трубы, позволяющего

осуществлять контроль запирания выхлопной трубы подогревателя после его

останова;

с датчиком температуры отработавших/выхлопных газов 5;

с датчиками 7 и 8 температуры текучих сред, в частности, охлаждающей жидкости, установленных на входе и выходе из подогревателя;

свечой воспламенения топлива 9;

топливным насосом 10.

Процесс управления предпусковым подогревателем осуществляет программируемый блок управления 2 - электронный блок, обеспечивающий автоматическую работу подогревателя или управление его работой в ручном режиме [10; Блок управления подогревателя: основа работы предпускового подогревателя. [Электронный ресурс] URL: https://www.avtoall.ru/ article/49133907/]. При этом обеспечивают выполнение следующих функций: запуск и выключение подогревателя, выбор режима функционирования (однократный разогрев, режим запуска по таймеру, режим поддержания теплового состояния), установка времени отложенного запуска через дисплейный комплекс механика-водителя, осуществляющего управление подогревателем при достижении температуры окружающего воздуха +5°С и ниже.

По сигналу таймера пуска 3 топливо из топливной системы ВГМ поступает в топливный насос 10 подогревателя 1 и далее в камеру сгорания котла (теплообменника), конструктивно входящего в предпусковой подогреватель. Туда же с помощью вентилятора подают воздух для сгорания топлива. На схеме котел и вентилятор не показаны. Блок управления 2 осуществляет включение свечи 9 для воспламенения топлива. В результате сгорания топлива осуществляют нагрев текучей среды предпускового подогревателя, а именно: охлаждающей жидкости (ОЖ), подаваемой насосом в ДВС, жидкостный тракт которого связан с таковым подогревателя. Температурные параметры пламени в камере котла контролируют по показаниям датчика температуры газов 5, датчика парообразования, датчика перегрева корпуса котла подогревателя (на блок-схеме не показаны), а температуру ОЖ - по показаниям датчиков 7 и 8. При критичных значениях температурных показателей блок управления 2 осуществляет прекращение работы предпускового подогревателя посредством блокировки 6. Автоматическое аварийное отключение устройства осуществляется при обнаружении неисправности одного или нескольких узлов/агрегатов, при срыве пламени в горелке, при превышении допустимой температуры ОЖ, при недопустимом понижении напряжения питающей электрической сети и т.д.

Принципиальным элементом оборудования в упомянутой схеме является крышка выхлопной трубы предпускового подогревателя, оснащенная датчиком 4 положения упомянутой крышки, защищающим подогреватель от пуска при закрытой крышке, а также подающий сигнал водителю при начале движения машины с открытой крышкой, что позволяет предотвратить попадание грязи в выхлопной тракт подогревателя и выход его из строя.

Таким образом, предлагаемый в качестве изобретения «Способ управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания военной гусеничной машины и устройство для его осуществления» обладает достаточным техническим уровнем, перспективой промышленного применения, отличается новизной, а его осуществление обеспечит заявленный технический результат - повышение надежности пуска двигателя при температуре ниже +5°С, предотвращение нештатных ситуаций, способных привести к возгоранию и выходу транспортного средства из строя, предотвращение повреждений, связанных с эксплуатацией транспортного средства с разгерметизированным выхлопным трубопроводом подогревателя и попаданием воды и грязи в подогреватель из внешней среды, улучшение условий работы экипажа при эксплуатации транспортного средства.

Литература:

1. Танк Т-72. Инструкция по эксплуатации. Часть вторая. 1980 г. с. 51.

2. С.В. Суворов. Т-90 - первый серийный российский танк. М., «Восточный горизонт», 2002 г. С. 23-24.

3. С.В. Суворов. Танк Т-72 вчера, сегодня, завтра. М., «Восточный горизонт», 2001 г. С. 12.

4. Игнатов Б.Н. и др. Способ предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания. Патент РФ № 2184871. Приоритет от 03.04.2000 г. МПК F02N 17/00. Патентообладатель Игнатов Б.Н., г. Москва. Не действует с 2004 г.

5. Москалев B.C. и др. Устройство для автоматической подготовки силовой установки военной гусеничной машины к пуску. Патент РФ № 2519623. Приоритет от 11.06.2013 г. МПК F01M 5/02, F02N 19/10, F02P 19/02. Патентообладатели - физлица - авторы. Действует «выставлен на продажу» п. 1 ст. 1366 части четвертой ГК РФ.

6. Erhard Bartsch (DE). Подогреватель автомобиля. Патент GB2284662. Приоритет DE 27.11.1992, GB 07.12.1993. МПК В60Н1/00 и др. Патентообладатель IVECO MAGIRUS [DE]. Опубл. 14.06.1994 г.

7. Стрешинский И.А (BY) и др. Система предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания. Патент Беларуси № 9229. Приоритет от 04.09.2003 г. МПК F02N 17/04, F01M 5/02. Опубл. 30.03.2005 г. Патентообладатель ПО «Беларусьнефть».

8. Москалев B.C. и др. Система подогрева силовой установки военной гусеничной машины. Патент РФ № 2548451. Приоритет от 08.07.2014 г. МПК F01M 5/02, F41H 7/02. Опубл. 20.04.2015, бюлл. № 11. Патентообладатель - физ.лицо. Действует по ст. 1366 ГК РФ.

9. Теория и конструкция танка в десяти томах. Под ред. д.т.н. проф. П.П.Исакова. Т. 4. Вопросы проектирования танковых силовых установок. М., Машиностроение, 1984 г. С. 292-300.

10. Блок управления подогревателя: основа работы предпускового подогревателя. [Электронный ресурс] URL: https://www.avtoall.ru/ article/49133907/. Обращение 30.09.2021 г.

Изобретение относится к способам и устройствам предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) транспортного средства (ТС) к пуску. Технический результат - повышение надежности пуска ДВС при температуре ниже +5°С, предотвращение нештатных ситуаций, способных привести к выходу ТС из строя, предотвращение повреждений, связанных с эксплуатацией ТС с разгерметизированным выхлопным трубопроводом подогревателя и попаданием воды и грязи в подогреватель из внешней среды. Предложено устройство управления предпусковым подогревателем 1 ДВС, включающим котел подогревателя, состоящее из блока управления 2 подогревателем, топливного 10 и жидкостного насосов, нагнетателя воздуха, клапана подачи топлива, устройства 9 воспламенения топлива, датчика 4 положения крышки выхлопной трубы предпускового подогревателя, датчика 5 температуры выхлопных газов, датчика парообразования нагреваемой жидкости, датчика перегрева корпуса котла. Устройство может быть оснащено таймером пуска 3 и блокировки 6 работы подогревателя, а также датчиками 7, 8 температуры нагреваемой жидкости на входе и выходе из котла подогревателя. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, преимущественно военного назначения, заключающийся в управлении пуском, работой и остановом подогревателя в зависимости от сигналов датчика положения крышки выхлопной трубы подогревателя, датчика температуры выхлопных газов, датчика парообразования нагреваемой жидкости в котле подогревателя, датчика перегрева корпуса котла подогревателя.

2. Способ управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по п. 1, отличающийся тем, что для управления работой подогревателя дополнительно используются сигналы таймера.

3. Способ управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по п. 1, отличающийся тем, что для управления работой подогревателя дополнительно используются сигналы датчиков температуры нагреваемой жидкости на входе и выходе из котла подогревателя.

4. Устройство управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, преимущественно военного назначения, причем предпусковой подогреватель включает котел подогревателя, состоящее из блока управления подогревателем, топливного и жидкостного насосов, нагнетателя воздуха, клапана подачи топлива, устройства воспламенения топлива, датчика положения крышки выхлопной трубы предпускового подогревателя, датчика температуры выхлопных газов, датчика парообразования нагреваемой жидкости, датчика перегрева корпуса котла.

5. Устройство управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по п. 4, отличающееся тем, что для управления подогревателем дополнительно используются сигналы таймера.

6. Устройство управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по п. 4, отличающееся тем, что для управления подогревателем дополнительно используются сигналы датчиков температуры нагреваемой жидкости на входе и выходе из котла подогревателя.