УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ЗАПУСКА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Заявляемая полезная модель «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания» относится к области автомобилестроения, а именно к устройствам, облегчающим запуск автомобильных двигателей при низких температурах воздуха в зимний период эксплуатации автомобиля за счет предпускового разогрева охлаждающей жидкости.
Известно устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, трубчатый электронагревательный элемент, размещенный в полости корпуса, входной и выходной патрубки, соединенные с жидкостной полостью охлаждения блока цилиндров двигателя, обратный клапан, оборудованный на входном патрубке, который выполнен заодно с крышкой, закрывающей полость электрических соединений, смещенной относительно центральной оси в противоположную сторону от нижнего контактного стержня электронагревательного элемента и соединяется с полостью корпуса через отверстие во фланце, выштампованного из тонколистового металла в форме ванночки с впаянным в него трубчатым электронагревательным элементом в виде спирали с отогнутыми в одну сторону выводами, расположенными касательно образующей спирали, а лепестковый обратный клапан содержит выступы на боковых поверхностях по оси поворота, входящие в углубления, расположенные на торце входного патрубка (см. Патент РФ №2133372, МПК F02N 17/06, опубл. 20.07.1999)
Недостатками известного устройства являются низкая надежность и герметичность низкие эксплуатационные возможности и срок службы нагревательного элемента.
Данный недостаток обусловлен недостаточной жесткостью фланца в местах креплений узла соединения входного патрубка с фланцем и фланца с корпусом, возможность образования воздушной полости внутри корпуса, что сокращает срок службы нагревательного элемента, горизонтальное расположение входного патрубка затрудняет установку промежуточных патрубков (шлангов) при монтаже устройства на двигатель.
Известно также устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания (см. Патент РФ №2023200, МПК F02N 17/06, опубл. 15.11.1994), содержащее вертикально расположенный в нижнем месте цилиндрический корпус, электронагревательный элемент, размещенный в полости корпуса, входной патрубок, установленный на боковой стенке корпуса и соединенный через запорный орган с жидкостной полостью охлаждения блока цилиндров двигателя, и выходной патрубок, установленный на верхней торцевой стенке корпуса и связанный с жидкостной полостью охлаждения головки блока цилиндров, запорный орган выполнен в виде цилиндрической втулки, установленной с контактом во входном патрубке, размещенной одним концом в полости корпуса и выполненной с внутренней цилиндрической поверхностью, переходящей на концах втулки в конические поверхности, вершины конусов которых расположены вне втулки, и прорезями, выполненными на конце втулки, размещенном в полости корпуса, и шарика, расположенного во втулке с возможностью перемещения между ее коническими поверхностями.
Недостатками вышеупомянутого устройства являются низкие эксплуатационные качества, производительность, надежность и безопасность, а также высокая материалоемкость конструкции.
Данные недостатки обусловлены конструктивными особенностями устройства, обуславливающими низкую проходимость запорного устройства, а также отсутствием термореле.
Наиболее близким из известных решений является принятое за прототип устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания, (см. патент на изобретение РФ №2206785, МПК 7 F02N 17/06, опубликовано 2003.06.20), содержащее вертикально расположенный корпус, электронагревательный элемент, размещенный в полости корпуса, запорный орган, входной патрубок, установленный на боковой стенке корпуса, выходной патрубок, установленный на верхней торцевой стенке корпуса, причем корпус выполнен заодно с входным и выходным патрубками, имеет выступы по периметру на уплотняющей поверхности и сквозные отверстия в его верхней части, а также направленный вертикально вверх ввод электрического провода.
Недостатком известного устройства являются сложность изготовления, низкие надежность, эффективность и эксплуатационные качества.
Данный недостаток обусловлен тем, что запорный орган подобной конструкции при значительной сложности изготовления и установки его в полость корпуса имеет низкие эксплуатационные качества, низкую надежность и эффективность, поскольку установленный в пазы корпуса по направляющим он имеет окно в корпусе клапана с наклонной боковой поверхностью, соединяющее полость корпуса с входным патрубком, а лепестковый клапан запорного органа, подвижно закрепленный на оси, установленной в отверстия корпуса клапана очень быстро выходит из строя и не обеспечивает надежную работу.
Техническим результатом заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания» является снижение сложности изготовления, повышение надежности, эффективности и эксплуатационных качеств.
Для достижения указанного технического результата предлагается, устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания характеризуется наличием корпуса с подводящими и отводящими каналами и связанной с корпусом крышки в виде поддона, размещенным во внутренней полости корпуса на подложке электронагревательным элементом со средствами соединения с источником питания, причем нижнее основание корпуса и верхнее основание крышки выполнены в виде фланцев, связанных с упомянутой подложкой, а в подводящем канале корпуса размещен запорный орган в виде клапана с ограничителем, подводящий канал размещен в нижней части корпуса и ориентирован наклонно, а отводящий канал размещен в верхней части корпуса и ориентирован вертикально, при этом верхняя часть корпуса выполнена с приливом, имеющим одно и более сквозных отверстий под крепежные элементы, горизонтальная поверхность нижнего, выполненного в виде фланца основания корпуса, содержит один или более уплотняющих выступов, верхнее основание поддона, выполненное в виде фланца, связано с подложкой и с нижним основанием корпуса посредством крепежных элементов, а подложка выполнена в виде фланца, дублирующего нижним основанием корпуса и верхнее основание поддона корпуса.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа наличие корпуса с подводящими и отводящими каналами и герметично связанной с корпусом крышки в виде поддона, в конструкции заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания» повышает надежность, эффективность и эксплуатационные качества, поскольку средства соединения с источником питания электронагревательного элемента ограждены от нагреваемой жидкости, проходящей во внутренней полости корпуса, где на верхнем основании подложки закреплен электронагревательный элемент. Выполнение нижнего основания корпуса и верхнего основания крышки в виде фланцев, связанных с упомянутой подложкой, также повышает надежность, и эксплуатационные качества, поскольку обеспечивает надежное крепление между этими конструктивными частями заявляемого устройства посредством простых крепежных элементов. Размещение в подводящем канале корпуса запорного органа в виде обычного шарового клапана с ограничителем снижает себестоимость изготовления заявляемого устройства, а также повышает долговечность работы клапана и его надежность. Выполнение горизонтальной уплотняющей поверхности нижнего, выполненного в виде фланца основания корпуса с одним и более уплотняющими выступами, снижает вероятность попадания подогреваемой жидкости в поддон, что также увеличивает надежность и эксплуатационные качества заявляемого устройства.
Результаты проведенных экспериментальных испытаний показали, что предполагаемый технический результат полностью подтвержден. В совокупности предложенных признаков заявляемое устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания просто в изготовлении и имеет низкую себестоимость, надежность и высокие эксплуатационные качества.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания», позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания», а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания».
Следовательно, заявленная полезная модель «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания» соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания», может быть многократно использовано в производстве при изготовлении и применении аналогичных устройств для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания с получением технического результата, заключающегося в повышении эффективности, надежности, повышении эксплуатационных качеств, а также в упрощении конструкции, заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания», что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Таким образом, приведенная совокупность существенных признаков в заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания» отсутствует в вышеописанных аналогах и не известна из уровня техники в области автомобильного приборостроения, а результаты проведенных испытаний подтверждают возможность реализации заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания» с получением нового полезного технического результата, в связи с чем можно сделать вывод, что заявляемое «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания», соответствует критериям патентоспособности объекта полезная модель.
Сущность заявляемой полезной модели «Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания», поясняется примером конкретного выполнения, где:
- на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания;
- на фиг.2 изображено устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания в разрезе;
- на фиг.3 изображен устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания, вид сверху;
- на фиг.4 изображен вид снизу корпуса устройства для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания и установленной в нем подложки электронагревательного элемента со средствами соединения с источником питания;
- на фиг.5 изображен вид сверху крышки корпуса с видом на ее верхнее основание;
- на фиг.6 изображен вид крышки корпуса по разрезу А-А;
- на фиг.7 изображен вид крышки корпуса по разрезу Б-Б;
- на фиг.8 изображена принципиальная электрическая схема электронагревательного элемента со средствами соединения его с источником питания.
Устройство для облегчения запуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания состоит из штампованного металлического корпуса 1 с подводящим каналом 2 для холодной (неподогретой) жидкости и отводящим каналом 3 для подогретой жидкости. Корпус 1 снизу закрыт съемной пластмассовой крышкой 4, имеющей форму поддона 5. Во внутренней полости 6 корпуса 1 на металлической подложке 7 установлен выполненный в виде спирали круглой формы - трубчатый электронагревательный элемент 8 со средствами соединения 9 его с источником питания (на чертеже не показан). Нижнее основание 10 корпуса 1 выполнено в виде фланца 11, а верхнее основание 12 крышки 4 выполнено в виде фланца 13. Оба фланца 11 и 13 связаны между собой крепежными элементами 14. Металлическая подложка 7 выполнена в виде прямоугольного фланца со скругленными углами и закреплена посредством крепежных элементов 15 на горизонтально расположенной уплотняющей поверхности 16 нижнего основания 10 корпуса 1. Подводящий канал 2 размещен в нижней части 17 корпуса 1 и ориентирован наклонно по отношению к вертикальной оси Х-Х корпуса 1. В подводящем канале 2 корпуса 1 размещен запорный орган 18, который выполнен в виде клапана 19, представляющего собой, шариковый обратный клапан с ограничителем хода 20 шарикового обратного клапана, который выполнен в виде перемычки, закрепленной на стенках 21 подводящего канала 2. Отводящий канал 3 размещен в верхней части 22 корпуса 1 и ориентирован вертикально, т.е. параллельно вертикальной оси Х-Х корпуса 1. Верхняя часть 22 корпуса 1 выполнена с приливом 23, имеющим два сквозных отверстия 24 под крепежные элементы (на чертеже не показаны). Уплотняющая поверхность 16 нижнего основания 10, корпуса 1, выполненного в виде фланца 11, содержит один уплотняющий выступ 25, ориентированный по периметру, и четыре отверстия 26 для закрепления уплотняющей плоской прокладки 27 и металлической подложки 7, выполненной в виде стального фланца, совпадающего по форме периметра с уплотняющей поверхностью 16 нижнего основания 10, корпуса 1. Металлическая подложка 7 выполнена с четырьмя отверстиями 28, совпадающими при установке с отверстиями 26 под крепежные элементы - болты 15. На металлической подложке 7 с электронагревательным элементом 8, размещенным в полости 6 корпуса 1, т.е. с ее внешней нижней стороны 29, обращенной к полости 30 крышки 4, имеющей форму поддона 5, установлены терморегулятор 31 и аварийный термовыключатель 32, которые устанавливаются на металлической подложке 7 на теплопроводной пасте, которая обеспечивает надежный тепловой контакт с металлической подложкой 7. Верхнее основание 12, имеющей форму поддона 5 крышки 4 выполнено с круговой установочной канавкой 33 под установочный бордюрчик 34 нижнего основания 10 корпуса 1, а также с двумя установочными штифтами 35 и отверстиями 36 для этих штифтов в основании 10 корпуса 1 для точной установки дальнейшего закрепления основания 10 корпуса 1. Рядом со штифтами 35 на фланцевой поверхности крышки выполнены отверстия 37 под крепежные элементы 14.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Холодная жидкость из системы охлаждения по подводящему каналу 2, связанному с нижней частью блока цилиндров двигателя поступает и заполняет внутреннюю полость 6 корпуса 1 устройства. В полости корпуса 1 жидкость нагревается электронагревательным элементом 8, подключенным к сети напряжения 220 В, давление нагретой жидкости внутри корпуса 1 возрастает и срабатывает шариковый обратный клапан 19, перекрывая подводящий канал 2, а нагретая жидкость устремляется по отводящему каналу 3 далее к блоку цилиндров двигателя. В результате во внутренней полости 6 корпуса 1 происходит сброс давления и за счет сброса давления шариковый обратный клапан 19 открывает подводящий канал 2, упираясь в ограничитель хода 20, и жидкость из системы охлаждения вновь поступает во внутреннюю полость 6 корпуса 1 и роцесс нагрева ее повторяется, вызывая циркуляцию нагретой жидкости в полость системы охлаждения. Контроль за работой устройства осуществляется с помощью терморегулятора 31, исключающего перегрев устройства.
Использование настоящей полезной модели «Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания» позволит не только повысить качество предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания, но и, одновременно, повысить надежность и эффективность запуска двигателя внутреннего сгорания, а также эксплуатационные качества и долговечность двигателя внутреннего сгорания транспортного средства в условиях Сибири и других регионов с суровой морозной зимой.