Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02N17/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, а именно к устройствам для облегчения их запуска путем подогрева текучих сред.

Целью изобретения является- повышение эффективности запуска путем интенсификации циркуляции жидкости.

На фиг. 1 показана общая схема устройства на рядном автомобильном двигателе внутреннего сгорания; на фиг. 2 - электроподогреватель, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 5 и 6 - электронагревательный элемент, варианты.

Электроподогреватель 1 используется как отдельный подогреватель жидкости и установлен с горизонтальным расположением оси его корпуса 2, в полости 3 которого размещен электронагревательный элемент 4. Полость 3 ограничена верхней 5, нижней 6 и боковыми 7 и 8 стенками. Полость, ненная с переменной площадью проходного сечения вдоль ее горизонтальной оси, подключена через подводящее окно 9 трубопроводом к отверстию 10, размешенному в нижней части жидкостной полости блока цилиндров двигателя 11 со стороны носка коленчатого вала, а через отводящее окно 12 - к отверстию 13, расположенному в нижней части жидкостной полости блока цилиндров со стороны маховика. При этом подводящее окно 9 расположено со стороны полости с наименьшей площадью проходного сечения, а отводящее окно со стороны по- : лости с наибольшей площадью проходного сечения. Полость 3 в поперечном сечении, перпендикулярном ее горизонтальной оси, имеет форму, образованную со стороны нижней стенки 6 дугой окружности. Боковые стенки 7 и 8 образованы двумя сходящимися наклонными к вертикальной плоскости плоскостями, касательными к нижней стенке, причем угол наклона плоскости, образующей боковую стенку 8, расположенную напротив подводящего окна 9, меньше угла наклона плоскости, образующей боковую стенку 7. В продольном сечении электроподогревателя верхняя стенка 5 наклонена по отношению к нижней стенке, при этом угол наклона верхней стенки к горизонтальной плоскости должен составлять 6-15°. Электронагревательный элемент 4, размещенный в полости 3, смещен относительно горизонтальной оси поперечного сечения в сторону нижней стенки б, а относительно вертикаль- ной оси сечения в сторону стенки 8, имеющей меньший угол наклона к вертикальной плоскости.

Электронагревательный элемент выполнен в виде трубки, состоящей из двух частей 14 и 15, размещенных в двух плоскостях: в горизонтальной у нижней стенки бив плос

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кости, наклоненной к вертикальной эквидистантно боковой стенке 8, причем поверхность части 14 электронагревательного элемента 4, расположенной в горизонтальной плоскости, меньше половины его общей поверхности. Размеры электронагревательного элемента определяются, исходя из мощности электроподогревателя и величины тепловой напряженности его поверхности нагрева.

В одном из вариантов выполнения электронагревателя (фиг. 5) оси частей 14 и 15 трубки электронагревательного эле.мента образованы прямыми, сопряженными дугами окружности, при этом часть 15 электронагревательного элемента, имеющая большую площадь поверхности нагрева, расположена наклонно под углом ос к вертикальной плоскости, проходящей через горизонтальную ось полости 3, эквидистантно наклону стенки 8 с меньшим углом наклона к вертикальной плоскости. При этом прямолинейные участки этой части 15 электронагревательного элемента расположены под углом р к горизонтальной плоскости эквидистантно наклону верхней стенки 5 полости 3. В зависимости от мощности и типа электронагревательного элемента и величины удельной тепловой напряженности его поверхности нагрева угол наклона к вертикальной оси боковой стенки 8 составляет 12-17°, величина угла наклона верхней стенки выбирается такой, чтобы с учетом установки электроподогревателя на автомобиле и максимально допустимого угла постановки автомобиля на межсменную стоянку при работающем электроподогревателе он составлял не менее 5°. Угол наклона боковой стенки 7 в зависимости от тепловой напряженности электронагревательного элемента и его мощности может составлять от 30 до 75° с учетом обеспечения постепенного увеличения площади поперечного сечения полости 3. Минимально допустимый радиус изгиба трубки электронагревательного элемента в соответствии с нормативно-техническдй документацией на изготовление ТЭНов по оси трубки составляет два диаметра трубки, а максимальный радиус обусловлен возможностью размещения электронагревательного элемента 4 внутри полости 3.

Электроподогреватель с э.тектронагрева- тельным элементом, показанным на фиг. 6, отличается конструкцией последнего: ось части 14 трубки электронагревательного элемента образована сопряженными между собой дугами окружности, между которыми расположены прямолинейные участки различной длины, увеличивающейся по направлению к отводящему окну, или синусоидой с переменной амплитудой.

Часть 14 электронагревательного элемента, размещенная в горизонтальной плоскости, выполняется дугами окружности с ра

диусом не менее минимально допустимого или синусоидой, у которой кривая больше минимально допустимой окружности изгиба. Часть 15 электронагревательного элемента выполнена под углом ос. к вертикальной плос- кости эквидистантно стенке 8. Верхние участки этой части электронагревательного элемента за счет прямолинейных участков между дугами окружности или переменной амплитуды синусоиды выполнены под углом р к горизонтальной плоскости эквидистантно верхней стенке 5.

При втором варианте электронагревательного элемента обеспечивается возможность при сохранении размеров полости 3 электроподогревателя разместить в ней электронагревательный элемент с большей обшей длиной по сравнению с первым вариантом.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электронагре- вательный элемент происходит нагрев поверхности трубки. Так как большая часть поверхности электронагревательного элемента размещена в части 15, расположенной эквидистантно, боковой стенке 8, и на относительно небольшом расстоянии от нее. то там происходит более интенсивный прогрев жидкости, находящейся в полости 3. Размещение нря.молинейных участков части 15 электронагревательного элемента эквидис-. тантно верхней стенке 5 также обеспечивает более интенсивный нагрев жидкости. При нагреве жидкости уменьшается ее масса, и благодаря наклону боковой 8 и верхьйей 5 стенок нагретая жидкость устремляется к отводящему окну 12 и через отверстие 13 подается в полость блока цилиндров двигате- ля 11. Близкое размещение электронагревательного элемента у боковой стенки 8 и эквидистантно верхней стенке 5 обеспечивает направленный поток жидкости внутри теплообменника, а увеличиваюп1,аяся от подво- дящего 9 к отводящему 12 окну плоп1адь поперечного сечения полости 3, размещение в ней и форма электронагревательного элемента обеспечивает создание у подводящего окна 9 более низкого давления жидкости, чем у отводящего окна 12, что определяет подачу жидкости из полости блока цилиндров двигателя 11 через отводящее окно 12 в полость 3 электронагревателя через подводящее окно 9. Размещение части 15 электронагревательного элемента у боковой стенки 8 с меньщим углом наклона и выполнение прямолинейных участков этой части электронагревательного элемента эквидистантно наклону верхней стенки 5 обеспечивает мини.мально воз.можное гидравлическое сопротивление при движении жидкости от подводящего окна 9 к отводящему окну 12. Наклон боковых стенок 7 и 8 обеспечивает постепенное увеличение п.ющади попереч

5

5

0

0 0 5 0 5

0

ного сечения полости 3 прогюрционально степени нагрева жидкости при ее движении внутри полости 3 элсктроподогреватсля.

Формула изобретения

1.Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с подводящим и отводящим окнами для подключения к системе охлаждения двигателя и электронагревательный элемент, установленный в полости корпуса, ограниченной нижней, верхней и боковыми стенками, выполненной вдоль ее горизонтальной оси с переменной площадью проходного сечения, причем подводящее окно выполнено у нижней стенки напротив одной из боковых стенок со стороны полости с наименьшей про.ходного сечения, а отводящее окно - у верхней стенки со стороны полости с наибольщей площадью проходного сечения, нижняя стенка в поперечном сечении выполнена по дуге окружности, боковые стенки образованы двумя сходящимися наклонными к вертикальной плоскости плоскостями, касательными к нижней стенке, верхняя стенка в продольном сечении наклонена к нижней стенке, электронагревательный элемент выполнен в виде трубки, состоящей из частей, расположенных в двух плоскостях, и смещен относительно го- ризонталы1ой оси в сторону нижней стенки и вертикальной оси в сторону одной из боковых стенок, и одна из частей трубки расположена в горизонтальной плоскости у нижней стенкп, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем интенсификации циркуляции жидкости, боковая стенка, размещенная напротив подводящего окна, расположена под углом наклона, меньшим угла наклона другой боковой стенки, а смещение нагревательного элемента относительно вертикальной оси выполнено в сторону боковой стенки с меныпим углом наклона.

2.Устройство по п. I, отличающееся те, что остальная часть трубки электронагревательного элемента расположена в плоскости, наклоненной к вертикальной эквидистантно боковой стенке, размещенной напротив подводящего окна, причем поверхность части трубки, расположенной в горизонтальной плоскости, меньше половины ее общей поверхности.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оси частей трубки электронагревательного элемента, расположенных в двух плоскостях, образованы прямыми, сопряженными дугами окружности, при этом прямолинейные участки трубки, расположенные в плоскости, наклоненной к вертикальной, эквидистантны стенке.

-к Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что ось части трубки электронагревательного элемента, расположенной в горизонтальной плоскости, образована сопряженными между собой дугами окружности или синусоидой, а ось части трубки, расположенной в плоскости, наклоненной к вертикальной, образована дугами окружности, между которыми размещены прямолинейные участки различной длины, или синусоидой с переменной амплитудой, увеличивающейся по направлению к отводящему окну.

Изобретение позволяет повысить эффективность запуска двигателя путем интенсификации циркуляции жидкости. Полость 3 корпуса, в котором установлен электронагревательный элемент (Э) 4, вдоль своей горизонтальной оси выполнена с переменной площадью проходного сечения. Нижняя стенка 6 полости 3 в поперечном сечении выполнена по дуге окружности, боковые стенки образованы двумя сходящимися наклонными к вертикальной плоскости плоскостями, касательными к стенке 6. Боковая стенка, размещенная напротив подводящего окна 9, расположена под углом наклона меньще угла наклона другой боковой стенки, Э 4 выполнен в виде трубки, состоящей из двух частей 14 и 15, расположенных в двух плоскостях. Э 4 смещен относительно горизонтальной оси в сторону стенки 6 и относительно вертикальной оси в сторону боковой стенки с мепьщим углом наклона. Часть трубки Э 4 расположена в плоскости, наклоненной к вертикальной эквидистантно боковой стенке. Поверхность части 14 трубки, расположенной в горизонтальной плоскости, меньще половины ее общей поверхности. Оси частей 14 и 15 трубки Э 4 образованы прямыми, сопряженными дугами окружности. Прямолинейные участки трубки расположены в плоскости, наклоненной к вертикальной эквидистантно. При таком выполнении устройства обеспечивается миним. возможное гидравлическое сопротивление при движении жидкости от подводящего окна 9 к отводящему окну 12, а также постепенное увеличение площади поперечного сечения полости 3 пропорционально степени нагрева жидкости при ее движении внутри полости. 3 з. п. ф-лы, 6 ил. S сл со со г со Oi

/3

А-А

Фиг.З

10

Фи.1

fpu.

ilj(Ри-г.5

14

15

d.

u.6