УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Советский патент 1997 года по МПК F02P19/02 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к устройствам для облегчения холодного запуска двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 показан узел топливоподачи (вариант на две свечи); на фиг. 2 - электрофакельная свеча.

Устройство для облегчения запуска содержит узел 1 топливоподачи и электрофакельную свечу 2. Узел 1 топливоподачи может подавать топливо одновременно на две свечи, как это показано на фиг. 1. Электрофакельная свеча 2 имеет корпус 3, термоуправляемый плунжером 4 топливный клапан 5, электронагреватель 6 в виде спирали и кожух 7. Корпус 3 выполнен в виде стакана 8 и закрепленной в нем крышки 9. На крышке 9 установлены штуцер 10 для подвода топлива, топливный клапан 5 с пружиной 11 и клемма 12 электронагревателя 6. В штуцере 10 размещены фильтр 13 и жиклер 14. Плунжер 4 установлен в полом стержне 15, полость которого заполнена сердечником 16, в качестве которого может использоваться плавкое вещество с заданным тепловым удлинением, например олово, сплав на медной основе и др. Стержень 15 размещен в разборном изоляторе 17. Спираль электронагревателя 6, изолятор 17 и стержень 15 размещены внутри кожуха 18, причем нижний конец стержня 15 и один конец 19 спирали электронагревателя 6 прикреплены к нижней части кожуха 18 и таким образом соединены с массой свечи. Трубка 20 топливоподачи выполнена двухступенчатой, она образует топливную камеру 21. Верхний конец 22 топливной камеры 21 закреплен в крышке 9 корпуса 3 запрессовкой. Нижний конец топливной камеры 21, имеющий больший диаметр поперечного сечения, чем верхний 22 и являющийся испарительной частью 23 камеры 21, закреплен в стакане 8 корпуса 3 свечи при помощи перфорированного кольца 24 с отверстиями 25. Между испарительным концом 22 топливной камеры 21 и корпусом 3 свечи размещена теплоизоляционная (например асбестовая) прокладка 26. Кольцо 24 наружной кромкой приварено к кожуху 7, а внутренней кромкой к кожуху 18. Между кожухом 18 и трубкой 20 топливоподачи имеется кольцевой зазор 27. Стержень 15 частично размещен внутри трубки 20 с образованием кольцевого зазора 28 и частично внутри электронагревателя 6. Клемма 12 соединена с электронагревателем 6 и снабжена дополнительным изолятором 29, размещенным в отверстиях 30 трубки 20 и кожуха 18. Место соединения изолятора с трубкой 20 и кожухом 18 выполнено герметичным. Стакан 8 корпуса имеет нижнюю резьбовую часть 31 для установки свечи на трубопровод двигателя и верхнюю часть 32 в виде шестигранника для монтажного инструмента. На резьбовую часть установлена контргайка 33. Изолятор 17 электронагревателя 6 выполнен в виде тонкостенной керамической трубки 34 толщиной 0,55 0,66 мм и накладок 35 из аналогичного материала, расположенных снаружи спирали. Для увеличения поверхности испарения топлива в топливной камере установлена испарительная сетка 36, а в кожухе 7 - объемная сетка 37. Узел, состоящий из электронагревателя 6 и клеммы 12 и кожуха 7, устанавливают в корпусе 3 и закрепляют при помощи завальцовки его нижней кромки. Для герметизации и теплоизоляции крышки 9 в последней выполнено отверстие 38, через которое полость корпуса 3 заполняют формовочной смесью, приготовленной на основе шамотной глины. Конец 39 электронагревателя подсоединен к клемме 12. Узел 1 топливоподачи выполнен в виде шланга 40 и электронагревательного элемента 41 в виде проволочного сопротивления. В описываемом варианте узла топливоподачи шланг 40 имеет угольники 42 для подвода топлива одновременно к двум свечам. Элемент 41, размещенный в шланге 40, представляет собой спираль из проволочного сопротивления, помещенную в изолятор 43, собранный из керамических бус (втулок). Спираль минусовым концом приварена к штуцеру 44, соединенному с массой двигателя, а изолированному с массой двигателя, а изолированным плюсовым концом приварена к тройнику 45, имеющему клемму 46. На тройник надеты дюритовые угольники 42, изолированные от него стекловолокнистым слоем 47. Номинальная температура подогреваемого его в шланге топлива +30 40^oC регулируется с помощью термореле (не показано).

Устройство работает следующим образом.

Наличное топливо в шланге 40 подогревается до определенной температуры током от аккумуляторной батареи. Последовательно за электронагревательным элементом 41 или одновременно с ним в работу включается электронагреватель 6 свечи 2. После выдержки времени контрольная лампа (не показана) сигнализирует о готовности устройства к образованию факела, т.е. о достаточном нагреве свечей, топлива и об открытии клапана.

Принцип работы устройства заключается в следующем. При провертывании коленчатого вала двигателя (стартером или сжатым воздухом) топливоподкачивающий насос дизеля создает давление в системе питания двигателя. Подогретое топливо под давлением через открытый клапан 5 свечи 2 подается в кольцевые зазоры 27 и 28 топливной камеры, выполненной вокруг плунжера 4, где топливо подогревается до температуры кипения. Затем топливо поступает к сетке 36 и там испаряется. Пары топлива проходят через отверстия 25 кольца 24 и поступают на объемную сетку 37, окруженную кожухом 7 с двумя рядами отверстий.

Таким образом, предварительно нагретое топливо подают через фильтр 13, жиклер 14 и клапан 5 и обеспечивают надежный подогрев впускного воздуха. При проворачивании коленчатого вала двигателя во время запуска в трубопроводе возникает поток воздуха, который обдувает свечи, при этом происходит воспламенение паров топлива и образуется горящий факел. Это облегчает запуск двигателя и выход его на режим устойчивой работы. Сопровождение работы двигателя работой устройства сокращает выход двигателей на устойчивый режим работы.

Термоуправляемый клапан является автоматическим регулятором подачи топлива. Для электрофакельного устройства, например, на двигателе типа 5Д20 оптимальная величина давления топлива 0,2 0,4 кГ/с/см². Увеличение или уменьшение этого давления приводит к изменению величины и формы факела пламени. С увеличением давления, вызываемого повышением частоты вращения двигателя, плунжер укорачивается, при этом уменьшается количество топлива, проходящего через клапан. Это ведет к увеличению температуры плунжера, он удлиняется и подача топлива соответственно увеличивается и т.д. В начале увеличения частоты вращения двигателя увеличивается количество подаваемого топлива, благодаря чему факел пламени удерживается от срыва. В последующем величина подачи топлива через клапан выравнивается за счет постоянной частоты вращения двигателя.

Благодаря наличию электронагревательного элемента в шланге создаются благоприятные условия для поддерживания устойчивой работы свечи при обдувании ее впускным воздухом, снижается максимальная температура ее нагрева и соответственно повышается долговечность устройства для облегчения запуска двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для облегчения холодного запуска двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит узел топливоподачи и электрофакельную свечу. Свеча имеет термоуправляемый плунжером топливный клапан и электронагреватель в виде спирали, размещенный внутри трубки топливоподачи. Узел топливоподачи выполнен в виде шланга и размещенного внутри него электронагревательного элемента в виде проволочного сопротивления. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее узел топливоподачи и электрофакельную свечу, имеющую корпус, термоуправляемый плунжером топливный клапан и электронагреватель в виде спирали, свободный конец которой связан с массой свечи, другой конец соединен с клеммой, причем нагреватель помещен в трубку топливоподачи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности, свеча снабжена разборным изолятором и кожухом для спирали и полым стержнем, заполненным терморасширяющимся наполнителем, причем клапан выполнен подпружиненным, а плунжер размещен в полости стержня между клапаном и терморасширяющимся наполнителем. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стержень с наполнителем частично размещен в трубке топливоподачи с образованием кольцевого зазора между ними и частично внутри электронагревателя. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что узел топливоподачи выполнен в виде шланга и размещенного внутри него электронагревательного элемента, выполненного в виде проволочного сопротивления. 4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что изолятор спирали электронагревателя выполнен в виде тонкостенной керамической трубки и накладок, расположенных по поверхности спирали. 5. Устройство по пп. 1 4, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным изолятором для клеммы свечи, а в кожухе и трубке топливоподачи имеются отверстия для размещения дополнительного изолятора, причем место соединения дополнительного изолятора с кожухом и трубкой выполнено герметичным. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что свеча снабжена топливной камерой, испарительная часть которой выполнена в виде двухступенчатой трубки, причем верхний конец топливной камеры закреплен в свече, а нагревательный элемент размещен внутри топливной камеры. 7. Устройство по пп.1 и 6, отличающееся тем, что корпус свечи снабжен крышкой, а топливная камера теплоизолирующей прокладкой, причем верхний конец топливной камеры запрессован в крышку, а теплоизоляционная прокладка установлена между испарительной частью топливной камеры и корпусом свечи.