ГИДРОТЕПЛОАККУМУЛЯТОР

Полезная модель относится к машиностроению в частности, к двигателестроению, а именно, к устройствам и способам для прогрева смазки, облегчающим пуск двигателя внутреннего сгорания и может быть применена при эксплуатации транспортных средств в зимнее время.
Известна система предпускового разогрева двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащая аккумулятор тепла, снабженный теплоизолирующим корпусом, теплоаккумулирующим веществом и жидкостными трубами, соединенными с рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, емкость для хранения охлаждающей жидкости, размещенную в упомянутом теплоизолирующем корпусе и отделенную от аккумулятора тепла разделительной перегородкой, причем теплоаккумулирующее вещество, изменяющее агрегатное состояние, расположено в свободном пространстве аккумулятора тепла, емкость для хранения охлаждающей жидкости соединена с аккумулятором тепла через отверстия, выполненные в разделительной перегородке, в заливном патрубке указанной емкости размещен паровоздушный клапан. [Свидетельство на полезную модель РФ №12192, МПК F02N 17/00, опубл. 16.12.1999., авторы Ильчук И.А., Суркин В.И., Афанасьев А.С., Царев В.И. «Система предпускового разогрева двигателя внутреннего сгорания»].
Недостатком данной системы является низкая теплоаккумулирующая способность, необходимость дополнительного прокачивания жидкости через теплоаккумуляторы.
Известен гидротеплоаккумулятор смазочной системы, содержащий гидроаккумулятор, включающий поршень с кольцом герметизации и пружину, поверх гидроаккумулятора расположен теплоаккумулятор, имеющий капсулы, заполненные изменяющим свое агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур теплоаккумулирующим составом, омываемые горячим маслом из смазочной системы двигателя внутреннего сгорания. [Патент на полезную модель РФ №44352, F01M 5/02, опубл. 10.03.2005., БИ №7, авторы Богданов А.И., Кухаренко И.Л., Усенко С.П., Копачев А.Э., Широков Д.В., Балакирев В.Ю., Голубев И.В. и др. «Гидротеплоаккумулятор смазочной системы»].
Недостатком устройства является низкая теплоаккумулирующая способность и низкая теплоизоляция.
Техническим результатом является повышение теплоаккумулирующей способности и ресурса гидротеплоаккумулятора.
Технический результат достигается тем, что в гидротеплоаккумуляторе, содержащем теплооаккумулятор и гидроаккумулятор с патрубками, в корпусе теплоаккумулятора помещены капсулы, заполненные изменяющим свое агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур теплоаккумулирующим веществом, омываемые горячим маслом и расположенные в гидроаккумуляторе поршень с кольцом герметизации, пружина, закрепленная одним концом к задней стенке гидроаккумулятора, другим - взаимодействует с поршнем, блок управления с клапаном на выходном патрубке гидроаккумулятора, дополнительно введен поверх первого теплоаккумулятора второй теплоаккумулятор, выполненный в виде цилиндрического корпуса, расположенного с зазором со всех сторон относительно первого теплоаккумулятора, в этом зазоре размещены капсулы овальной формы, заполненные высокотемпературным теплоаккумулирующим веществом, омываемые выхлопными газами, в первом теплоаккумуляторе овальные капсулы выполнены большего объема и заполнены низкотемпературным теплоаккумулирующим веществом, входные и выходные патрубки теплоаккумуляторов и гидроаккумулятора теплоизолированы и на них установлены электромагнитные клапаны, которые соединены с блоком управления, причем направление подачи горячего масла в первом теплоаккумуляторе и выхлопных газов во втором теплоаккумуляторе производят встречно, а в гидроаккумуляторе у задней стенки установлен электромагнит, охватывающий пружину и выполненный в виде корпуса цилиндрической формы, в котором расположено не менее шести электромагнитов U-образной формы, на полюсах которых размещена обмотка и которые параллельно подключены к блоку управления.
Технический результат достигается за счет установки второго теплоаккумулятора, работающего от горячих выхлопных газов, применения разнотемпературного теплоаккумулирующего вещества, установки электромагнитных клапанов и теплоизоляции на всех патрубках гидротеплоаккумулятора и повышение ресурса за счет применения фильтра выхлопных газов.
На фиг.1 представлен гидротеплоаккумулятор.
На фиг.2 представлен электромагнит.
Гидротеплоаккумулятор содержит второй теплоаккумулятор 1, капсулы 2, заполненные высокотемпературным теплоаккумулирующим веществом 3, электромагнитный клапан 4, первый теплоаккумулятор 5, капсулы 6, заполненные низкотемпературным теплоаккумулирующим веществом 7, электромагнитный клапан 8, гидроаккумулятор 9, входной патрубок 10, с электромагнитным клапаном 11, выходной патрубок 12, с электромагнитным клапаном 13, внутри гидроаккумулятора установлен поршень 14, с маслосъемным кольцом 15 и уплотнительными кольцами 16 и 17, и пружиной 18, датчик температуры 19, манометр 20, блок управления 21, теплоизоляция входных и выходных патрубков 22, электромагнит 23 установленный в гидроаккумуляторе, имеющий цилиндрический корпус с n-ным количеством U-образных электромагнитов 24 расположенных по образующей, электромагнитный клапан 25, фильтр выхлопных газов 26, электромагнитные клапаны 27 и 28.
Гидротеплоаккумулятор работает следующим образом.
При работе двигателя внутреннего сгорания часть горячих выхлопных газов поступает через фильтр 26, который препятствует загрязнению второго теплоаккумулятора 1 и открытый электромагнитный клапан 25 и впускной патрубок второго теплоаккумулятора и нагревает овальной формы капсулы 2 с высокотемпературным теплоаккумулирующим веществом 3 и выходит через выпускной патрубок с открытым электромагнитным клапаном 4 в выпускную магистраль, при этом высокотемпературное теплоаккумулирующее вещество 3 постепенно нагревается до температуры плавления, плавится, переходя из твердого состояния в жидкое и запасая тепловую энергию достигает максимальной температуры 130-140°С образуя горячую воздушную прослойку. Одновременно в первый теплоаккумулятор через впускной патрубок с открытым электромагнитным клапаном 27 поступает горячее масло, из масляной системы двигателя внутреннего сгорания омывая при этом овальной формы капсулы увеличенного объема 6 с низкотемпературным теплоаккумулирующим веществом 7, далее масло сливается через выпускной патрубок с открытым электромагнитным клапаном 8 в картер двигателя внутреннего сгорания, низкотемпературное теплоаккумулирующее вещество 7 при этом нагревается до температуры плавления, плавится, переходя из твердого состояния в жидкое и запасая тепловую энергию, достигает максимальной температуры 90-100°С. Одновременно рабочая жидкость через открытый электромагнитный клапан 11 и патрубок 10 поступает в гидроаккумулятор, заполняя рабочий объем, рабочая жидкость (масло) начинает сжимать пружину 18, включается электромагнит 23, который полностью сжимает пружину и перемещает поршень 14, одновременно открывается электромагнитный клапан 28, который сбрасывает давление воздуха в подпоршневом пространстве. За счет разогрева теплоаккумулятора 5 происходит нагрев рабочей жидкости (масло) до температуры 90-100°С. По показаниям манометра 20 и датчика температуры 19 производится контроль заряда гидроаккумулятора. Время зарядки гидроаккумулятора сокращено за счет противотока выхлопных газов и горячего масла в теплоаккумуляторах, также время зарядки зависит от режима работы двигателя внутреннего сгорания и при температуре окружающего воздуха минус 40°С составляет около 20-25 минут.
После завершения работы двигателя электромагнитные клапаны 4, 8, 11, 13, 25, 27 по команде блока управления 21 закрываются, а электромагнит 23 выключается, отпуская пружину, после чего электромагнитный клапан 28 закрывается, в результате нагретая рабочая жидкость (масло) хранится под давлением в гидроаккумуляторе, второй теплоаккумулятор препятствует преждевременному охлаждению первого теплоаккумулятора, образуя замкнутый теплоизолирующий корпус с прослойкой горячего газа, температура которого поддерживается за счет высокотемпературного теплоаккумулирующего вещества 3, температура первого теплоаккумулятора стабилизируется за счет низкотемпературного теплоаккумулирующего вещества 7, рабочая жидкость гидроаккумулятора поддерживается за счет термостатирования на уровне 70-90°С в течение 110-140 часов.
Перед запуском двигателя внутреннего сгорания с блока управления 21 подается сигнал на открытие электромагнитного клапана 13 и 28, в результате горячая рабочая жидкость под давлением поршня 14, который перемещается за счет пружины 18, подается в масляную систему двигателя внутреннего сгорания к критическим местам, облегчая запуск.
Предложенное техническое решение позволяет повысить ресурс работы гидротеплоаккумулятора на 10-12% и повысить теплоаккумулирующую способность теплогидроаккумулятора на 60-70%.