Устройство для прогрева силовой установки транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК F02N17/04 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при эксплуатации транспортных средств, преимущественно тепловозов, в условиях низких температур окружающего воздуха.

Известны устройства для прогрева тепловозных дизелей на стоянке, имеющие котел-подогреватель, циркуляционные насосы с приводом в водяной и масляной системах охлгикдения l 3.

Недостатками известного устройства являются малая скорость ее прогрева и высокий расход топлива вследствие низкого коэффициента полезного действия котла-подогревателя. Размещение водо-масляного теплообменника вне силовой установки требует наличия циркуляционного масляного насоса и его непрерывной работы, в результате чего происходит большой расход электроэнергии на работу насоса.

Цель изобретения - повышение эффективности прогрева силовой установки.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит тепловой аккумулятор, водо-воздушный теплообменник, вентилятор и блок ав.томатического регулирования, причем водо-воздушный и водо-масляный теплообменники подключены к системе циркуляции охлаждающей жидкости, водо-масляный теплообменник размещен в картере силовой установки, вентилятор кинематически связан с приводом водяного циркуляционного насоса, а тепловой аккумулятор, водо-воздушный теплооб10менник и вентилятор соединены между собой и образуют промежуточный контур циркуляции воздуха.

Тепловой аккумулятор подключен к системе выпуска отработавших газов и

15 выполнен в виде емкости, заполненной тёплопоглощающим материалом, и в последнем расположены каналы для нагреваемого воздуха и для отработавших газов.

20

В качестве привода водяного насоса может быть использован двигатель внутреннего сгорания, контур охлаждения которого подключен к системе циркуляции охлаждающей жидкости сило25вой установки, а трубопровод выпуска отработавших газов - к системе выпуска силовой установки на входе в тепловой аккумулятор.

На чертеже представлена принципи30альная схема устройства для прогрева силовой установки транспортного средства. Устройство включает тепловой аккумулятор. 1, каналы для нагреваемого воздуха 2, каналы для отработавших газов 3, водо-воздушный теплообменник |4, вентилятор 5, блок автоматического :регулирования 6, водяной циркуляционный насос 7, масляный теплообменник 8, картер силовой установки 9, водяная система охлаждения силовой установки 10, привод 11, запорные вентили 12 и 13, вентиль 14, заслонка 15, поворотная заслонка 16, трубопровод выпуска отработавших газов 17. При движении транспортного средстза тепловой аккумулятор 1 накапливает энергию от тепла отработавших газов, проходящих по каналам 3. Расход отработавших газов по каналам 3 регулируется с помощью заслонки 16 таким образом что он достигает максимума при работе силовой установки на холостых оборотах и малых нагрузках и миниг1ума - при работе силовой установки на форсированных режимах. При стоянке транспортного средств силовая установка выключается и вклю чается вспомогательный электрический . привод 11, обеспечивающий с помощью промежуточного контура пер-енос тепловой энергии, накопленной в аккумуляторе 1, к маслу в картере силовой установки через масляный теплообменник 8 и к водяной системе охлаждения 10 силовой установки. Для поддержани постоянной температуры в водяной сис теме охлаждения силовой установки 10 производительность вентилятора 5 и водяного циркуляционного насоса 7 осуществляется с помощью блока авт-оматического регулирования 6, сблокированного с заслонкой 15 и вентилем 14, расположенных в промежуточном контуре циркуляции воздуха и в водяной системе для прогрева силовой установки соответственно. Запорные вен тили 12 и 13 служат для отключения водо-масляного теплообменника 8 при движении и подключения его к системе при стойнке транспортного средства. Для обеспечения автономности работы устройства привод водяного насоса мо жет быть выполнен в виде вспомога- - тельного двигателя внутреннего сгора ния, контур охлаждения которого подключен к системе циркуляции охлаждающей жидкости силовой установки, а трубопровод выпуска отработавших газов - к системе выпуска силовой уста новки на входе в тепловой аккумулято {на чертеже не показано). Вес-и объем теплового аккумулятор 1 определяются характеристиками теплопоглощающего материала, температурой охлаждающего воздуха, температурой отработавших газов и ездовым цик лом транспортного средства. Так, для тепловоза ТЭ-3 при среднем времени отстоя 4 часа и температуре окружающего воздуха - 20°С при использовании в качестве теплопоглощающего материала смеси соли 50% Na2CO,+50% NaCH составляет около 1630 кг, а при использовании полиэфира рртокремниевой кислоты тетра- -крезоксилана )S 1054 кг. Устройство позволяет повысить эффективность прогрева силовой установки и обеспечивает экономию топлива. Формула изобретения 1.Устройство для прогрева силовой установки транспортного средства, снабженной системой выпуска отработавших газов, содержащее водяной циркуляционный насос с приводом, соединенный с системой циркуляции охлаждающей жидкости силовой установки и с водомасляным теплообменником, отличающее ся тем, ч:то, с целью повышения эффективности прогрева путем утилизации тепла отработавших газов, устройство дополнительно содер жит тепловой аккумулятор, водо-воздушный теплообменник, вентилятор и блок автоматического регулирования, причем водо-воздушный и водо-масляный теплообменники подключены к системе циркуляции охлаждающей жидкости, водо-масляный теплообменник размещен в картере силовой установки, вентилятор кинематически связан с приводом водяного циркуляционного насоса, а тепловой аккумулятор, водо-воздушный теплообменник и вентилятор соединены между собой и образуют промежуточный контур циркуляции воздуха. 2.Устройство по п.1, отличающее с я тем, что тепловой аккумулятор подключен к системе выпуска отработавших газов и выполнен в виде емкости, заполненной теплопоглотающим материалом, и в последнем расположены каналы для нагреваемого воздуха и для отработавших газов. 3.Устройство по П.1, о т л и- чающееся тем, что привод водяного насоса выполнен в виде вспомогательного двигателя внутреннего сгорания, причем контур охлаждения последнего подключен к системе циркуляции охлаждающей жидкости силовой установки, а трубопровод выпуска отработавших газов - к системе выпуска силовой установки на входе в тепловой аккумулятор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Иванов В.Н. и др. Конструкция .ft динамика тепловозов, м., ТраНс:порт, 1968, с. 58, рис. 30. /WVSA/V 1