СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к системам отопления и может быть использовано для отопления кабин и салонов различных автотранспортных средств.
Известна система отопления транспортного средства, работающая на тепле выхлопных газов его двигателя и использующая жидкость в качестве промежуточного теплоносителя. Такая система содержит расширительный бачок, насос прокачки промежуточного теплоносителя, отопитель с вентилятором в салоне транспортного средства, соединительные трубопроводы и газожидкостный теплообменник с перепускной трубой и установленной в ней заслонкой [Журавец Н.Б., Миллер А.А. Средства отопления кабин тракторов с дизелями воздушного охлаждения. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1997, 9, стр.17-19].
В теплообменнике данной системы отопления, даже при полностью открытой заслонке перепуска, часть газа протекает через полость матрицы теплообменника, в результате чего в матрице может происходить кипение промежуточного теплоносителя. В автомобиле ГАЗ-3309 с такой системой отопления, на высоких эксплуатационных режимах работы двигателя при температуре окружающей среды -10° и выше происходят выбросы паров и самого жидкого теплоносителя из системы отопления. Следствием этого является уменьшение надежности работы системы отопления.
Известна система отопления транспортного средства, газожидкостный теплообменник которой в перепускной трубе имеет заслонку, выполненную в виде двух створок, установленных с возможностью перекрывания окон пропуска газа в полость матрицы теплообменника и с возможностью смыкания друг с другом путем поворота вокруг оси, нормальной к оси трубы [Патент РФ №2151701 «Газожидкостный теплообменник системы отопления»].
Однако в этом теплообменнике, даже при полностью перекрытых створками заслонки окнах пропуска, выхлопные газы двигателя заполняют полость теплообменной матрицы и покидают ее. Происходит этот процесс через окна выпуска газа из полости матрицы теплообменника в результате пульсаций давления выхлопного газа в перепускной трубе. В автомобиле ГАЗ-32214, имеющего систему отопления с таким газожидкостным теплообменником, при неработающем вентиляторе отопителя и на низких режимах работы вентилятора происходят выбросы паров и жидкого промежуточного теплоносителя в окружающую среду при температуре выше 0°С. Это приводит к снижению надежности работы системы отопления.
Известна система отопления транспортного средства, содержащая расширительный бачок, насос прокачки промежуточного теплоносителя, газожидкостный теплообменник, отопитель с вентилятором в салоне транспортного средства и соединительные трубопроводы, имеет установленный снаружи транспортного средства воздушно-жидкостный охладитель промежуточного теплоносителя, выполненный в виде оребренной трубки и подключенный параллельно отопителю салона, а в одном из двух стыков параллельного соединения расположен крановый распределитель. [Патент РФ №2187435 «Система отопления транспортного средства»].
Наиболее близким техническим решением к предложенной системе отопления транспортного средства является система отопления (см. кн. Автомобили. Москвич - 412, 427, 434), в которую входит соединенные трубопроводами радиатор охлаждения, насос системы охлаждения, связанный с рубашкой охлаждения двигателя и радиатором отопителя.
Недостатком указанных систем отопления автотранспортного средства является низкая эффективность отопления кабин, замерзание стекол при низких температурах окружающей среды.
Попытки улучшения работы систем отопления транспортных средств, сводятся к увеличению габаритов радиатора, замене вентиляторов пропеллерного типа на радиальные, а также к электроподогреву стекол, к установке дополнительного отопителя. Естественно конструкция усложняется дополнительными трубопроводами, электропроводкой, переключателями, насосом и т.п., а при современной компоновке автомобилей установка дополнительного оборудования по отоплению, которое было бы еще и легкодоступным для ремонта, является проблематичным.
Меняются модели автомобилей, ставятся другие радиаторы отопления, вентиляторы, но схема остается прежней со всеми ее недостатками, которые заключаются в основном в недостаточном количестве теплоносителя, проходящего через радиатор. Теплоноситель, перекачиваемый насосом в системе охлаждения и отопления, может циркулировать по нескольким ветвям. Теплоноситель циркулирует от насоса через охлаждающую рубашку двигатель, через коробку термостата опять к насосу (малый круг), а при открытом кране - через радиатор отопителя (большой круг). В связи с тем ветвь малого круга циркуляции теплоносителя очень короткая (5-15 см), а ветвь отопителя в основном длинная и составляет иногда несколько метров. При такой длине ветви отопителя возрастает сопротивление движению жидкости и, соответственно, скорость ее прохождения снижается, к тому же следует отметить, что теплоноситель проходит через радиатор отопителя с его множеством узких трубок. Практика показывает, что по малому кругу циркулирует около 70% теплоносителя, а через ветвь отопителя - 30% и, соответственно, тепла в кабине нет. И это происходит при оборотах двигателя не ниже средних, а на малых оборотах циркуляция через отопитель почти прекращается, отсюда и низкая эффективность работы известных систем отопления автотранспортных средств.
Технический результат, достигаемый заявляемым техническим решением, заключается в повышении эффективности и надежности работы системы отопления автотранспортного средства.
Технический результат достигается тем, что система отопления автотранспортного средства, включающая радиатор охлаждения, термостат с коробкой, рубашку охлаждения двигателя, насос системы охлаждения, радиатор отопителя, соединенные между собой трубопроводом с теплоносителем, снабжена двух позиционным крановым распределителем, установленным на трубопроводе между коробкой термостата и насосом системы охлаждения, при этом термостат выполнен с одним клапаном, регулирующий поток теплоносителя на радиатор охлаждения
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где изображены схемы предложенной системы отопления автотранспортного средства с различными потоками циркуляции теплоносителя: на фиг.1 - схема отопления автотранспортного средства при работе малого круга, в котором движение теплоносителя при закрытом клапане термостата, регулирующим поток теплоносителя на радиатор охлаждения, и закрытом двух позиционным крановым распределителем на радиатор отопителя; на фиг.2 - схема отопления автотранспортного средства при работе большего круга, в котором движение теплоносителя при закрытом клапане термостата, регулирующим поток теплоносителя на радиатор охлаждения, и открытом двух позиционным крановым распределителем на радиатор отопителя.
Система отопления автотранспортного средства (фиг.1, фиг.2) включает радиатор охлаждения 1, термостат 2 в коробке 3, рубашку охлаждения двигателя 4, насос системы охлаждения 5, радиатор отопителя 6, которые соединены между собой трубопроводом 7 для прохождения теплоносителя 8. Система отопления автотранспортного средства снабжена двух позиционным крановым распределителем 9, который установлен на трубопроводе 7 между коробкой 3 термостата 2 и насосом системы охлаждения 5. Термостат 2 выполнен с одним клапаном 10, который регулирует только поток теплоносителя 8 на радиатор охлаждения 1.
Работает система отопления следующим образом (фиг.1): благодаря введению двух позиционного кранового распределителя 9 в систему отопления весь поток теплоносителя 8 можно направить по малому кругу и одновременно закрыть поток теплоносителя на радиатор отопителя 6. Теплоноситель 8 проходит по пути малого круга: насос системы охлаждения 5 - рубашка охлаждения двигателя 4 - коробка 3 термостата 2 - насос охлаждения 5 двигателя.
При повороте двух позиционного кранового распределителя 9 на 90° можно направить весь поток теплоносителя 8 по большому кругу: насос системы охлаждения 5 - рубашка охлаждения двигателя 4 - коробка 3 термостата 2 - радиатор отопителя 6 - насос охлаждения 5 двигателя.
При такой предложенной схеме работы системы отопления автотранспортного средства нарушить нормальную циркуляцию теплоносителя через рубашку охлаждения двигателя невозможно.
В связи с тем, что весь поток теплоносителя 8 проходит по большому кругу и, соответственно, через радиатор отопителя 6 происходит быстрый прогрев салона автомобиля, так как нагретый теплоноситель в рубашке охлаждения двигателя начинает циркулировать по радиатору отопителя 6 уже с первых минут работы двигателя, что отсутствовало у известных систем отопления, используемых в отечественных автотранспортных средствах.
Предлагаемая система отопления обеспечивает достаточную циркуляцию теплоносителя в охлаждающей рубашке двигателя, так как при работе большого круга выполняется функция работы малого круга. Тем самым обеспечивается повышение эффективности и надежности не только системы отопления транспортного средства, но и работы двигателя.