Система подогрева двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F01N5/02 F02N17/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестро нию, а именно к устройствам для подогрева двигателей внутреннего сгорания и может быть применено в эксплуатации экскаваторов и других машин, имеющих постоянные противове сы или балласт. Известны системы подогрева двига телей, содержащие подогреватель, ра ботающий на газообразном или жидком топливе, емкость для топлива и управления работой подогревателя 1 . В случае внезапного прекращения горения топлива в подогревателе при неработающем двигателе возможно замерзание охлаждающей жидкости и сис теме, что является недостатком так систем подогрева. Известны также системы, в которы вместо непосредственного горения использован котел с термоэлектрона|гревательным элементом, трубопроводы для соединения с системой охлаждения; двигателя, термовыключатель, компенсационный бак/для помещения охлаждающей жидкости при ее расширении и приборы управления работой системы подогрева 2J. В этих системах отмеченный выше недостаток устранен, но появляется необходимость в источнике силовой : электроэнергии. ; Таким образом, во всех известных устройствах на подогрев двигателя затрачивается энергия и в то же время потери тепла отработавшими газами двигателя и потери тепла в систему охлаждения не используются. Целью изобретения является упроиение конструкции и уменьшение тепловых noTejJb в источнике тепла. : Это достигается тем, что источник тепла выполнен в виде аккумулятора ;тепла, корпус которого снабжен газовыми и.жидкостными каналами, пер.вые из которых соединены с выпускной трубой двигателя через газовый трубопровод с коллектором, а последние с рубашкой охлаждения двигателя и с компенсационным баком - через жид|Костные трубопроводы и откачивающий ;насос. Аккумулятор тепла и газовый тру;бопровод снабжены тепловой изоляцией.

Аккумулятор тепла может быть использован в качестве противовеса экскаватора.

На фиг. 1 дана принципиальная схема системы подогрева двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - продольный разрез аккумулятора тепла; на фиг. 3 - разрез аккумулятора тепла (А-А фиг. 2) ; на фиг. 4. - разрез аккумулйтора тепла (В-В фиг. 2) .

Система подогрева двигателя 1 внуреннего сгорания включает аккумулято тепла 2, в качестве которого может использоваться, например, противовес экскаватора, теплоизолированный газовый трубопровод 3, с заслонками 4, выпускную трубу 5, нагреватль 6 масла в маслобаке гидросистемы, компенсационный бак 7 и откачивающий насос 8, который нагнетающим патрубком соединен трубопроводом 9 с нижней частью компенсационного бака 7.

К верхним отводящим патрубкам аккумулятора тепла 2 прикреплен отводящий водосборник 10, который соеднен трубопроводом 11 с рубашкой охлаждения двигателя, трубопроводом 12 с нижним подводящим патрубком нагревателя 6 масло в маслобаке гидросистемы и трубопроводом 13 с верхней частью компенсационного бака 7 .

В трубопроводе 11 между отводами трубопроводов 12 и 13 установлен обратный клапан 14.

Верхний отводящий патрубок нагревателя 6 масла в маслобаке гидросистемы соединен трубопроводом 15 через электромагнитный клапан 16 с нижней .частью компенсационного бака, а трубопроводом 17 с подводящим водосборником 18, соединенным в свою очередь трубопроводом 19 через запорный электромагнитный клапан 20 с отводящим патрубком рубашки охлаждения двигателя и через обратный клапан 21 с всасывающим патрубком электjJOHacoca 8. На подводящем водосборнике также установлен спускной кран 22. В водораспределительной трубе двигателя смонтирован термовключатель 23.

Аккумулятор тепла представляет собой массивную чугунную отливку 24 весом 1,5-3 т с газовыми 25 и водяными 26 каналами.

Водяные каналы в верхней и нижней части соединены с отводящими 27 и подводящими 28 патрубками, которые крепятся к металлу аккумулятора через изоляционные прокладки 29.

Чугунная отливка аккумулятора тепла, с целью уменьшения теплопотерь, имеет тепловую изоляцию 30 из шлаковой ваты или другого изоляционного материала. Тепловая изоляция защищена металлическим кожухом 31. В местах выхода отводящих и подводящих водяных патрубков установлены

резиновые уплотнители 32, с торцовой части чугунная отливка закрыта теплоизолированной легкосъемной крьшкой 33.

Система подогрева работает следующим образом.

Перед пуском двигателя 1, после межсменной стоянки машины, из водяных каналов 26 аккумулятора тепла 2 и из отводр щего водосборника 10 перекачивается охлаждгиощая жидкость(антифриз) с помоьуаю насоса 8 в компенсационный бак 7, емкость которого превосходит емкость водяных каналов 26 аккумулятора тепла. При этом электромагнитные клапаны 16 и 20 должны быть закрыты. При этом разрежения в этих полостях не образуется, так они соединены трубопроводом 13 через компенсационный бак 7 с атмосферой.

Жидкость, находящаяся в системе охлаждения дизеля, удерживается обратным 14 и электромагнитным 20 клапанами.

Когда из аккумулятора и подводящего водосборника 18 будет откачана вся жидкость, обратный клапан 21 закрывается, препятствуя поступлению жидкости при неработающем насосе обратно в аккумулятор 1.

В случае отказа в работе электронасоса 8 жидкость из аккумулятора 2 может быть слита в какую-либо, емкость .через спускной кран 22.

После начала работы двигателя 1 внутреннего сгорания для разогрева аккумулятора тепла 2 необходимо открыть теплоизолированную крышку 33 и с помощью заслонки 4 направить отработавшие газы по теплоизолированному газовому трубопроводу 3 в аккумулятор тепла 2. Отработавшие газы, проходя по газовым каналам 25 аккумулятора 2, отдают ему часть тепла и нагревают его. Тепловоспринимающая поверхность газовых каналов аккумулятора 2 имеет 4 канала с продольным оребрением с общей поверхностью 2,9 в результате чего за 5 часов работы дизеля металл аккумулятора 2 нагревается с учетом теплопотерь до 200-250С.

После окончания работы мсшаины необходимо закрыть теплоизолированную крьшку 33 и подать напряжение от аккумуляторной батареи на термовключатель 23. При понижении температуры охлаждающей жидкости до определенного значения (например, плюс 40с) термовключатель 23 автоматически подает напряжение на электромагнитные клапаны 16 и 20 и открывает их. Жидкость из компенсационного бака 7 поступает по трубопроводам 15 и 17 в подводящий водосборник 18 и далее в водяные: каналы 26 аккумулятора тепла 2. Нагретая в аккумуляторе тепла, жидкость термосифоном подается через ОТВОДЯ1ЦИЙ водосборник 10 и обратный клапан 14 по трубопроводу 11 в рубашку охлаждения двигателя, а по тру бопроводу 12 - в нагреватель 6 масла в баке гидросистемы. Отдав часть тепла двигателю и мас лу у жидкость через открытый электромагнитный клапан 20 и трубопроводы 19 и 17 вновь возвращается в аккуму ятор тепла 2, где снова нагревается и, таким образом, поддерживается постоянная циркуляция ее по системе .подогрева/ . . Теплсютдающая поверхность водяных каналов аккумулятора тепла рассчитан на поддержание заданной температуры двигателя (например, плюс 40°С) при температуре окружающего воздуха минус в зависимости от скорости ветра в течение 14-19 час. . Предлагаемая система подогрева по сравнению с электрической системой подогрева с питанием от индивидуальной дизель-генераторной установ ки упрощает конструкцию/ .позволяет снизить расход топлива. Формула изобретения 1. Система подогрева двигателя внутреннего сгорания, например для экскаватора, содержащая источник тепла, трубопроводы для подвода тепла к двигателю, компенсационный бак и термовыключатель, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения тепловых потерь в источнике тепла и упрощения конструкции, последний выполнен в виде аккумулятора тепла, корпус которого снабжен газовыми и жидкостными каналами, первые из которых соединены с выпускной трубой двигателя через газовый трубопровод с коллектором, а последние - с рубашкой охлаждения двигателя и с компенсационным баком - через жидкостные трубопроводы и откачивающи насос. . 2,Система по п.1, отличающая с я тем, что аккумулятор тепла и газовый трубопровод снабжены тепловой изоляцией. . 3.Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что аккумулятор тепла использован в качестве противовеса экскаватора. Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 2612885, кл. 123-142.5, 1952 (прототип). 2.Патент США 34007ОО, кл. 123-142.5, 1968.

25

«

J/ 26

A-A

/ I

JO

/

8-B П

ФигЛ

-25