Средство предварительного подогрева воздуха для двигателя внутреннего сгорания автомобиля

Область техники
Полезная модель относится к средствам предварительного обогрева воздуха перед впуском в двигатель.
Уровень техники
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является подогреватель впускного коллектора (Prom.ua — маркетплейс Украины, Потребительские товары/Авто-, мото/Автозапчасти/Система зажигания двигателя/Свечи накаливания и зажигания/Подогреватель впускного коллектора, URL: https://prom.ua/p29773599-podogrevatel-vpusknogo-kollektora.html, дата обращения 19.11.2018г). Подогреватель впускного коллектора содержит корпус, две пары держателей из диэлектрического материала, два пластинчатых зигзагообразно изогнутых нагревательных элемента и два токопроводящих элемента для подсоединения электрического контакта. Корпус выполнен прямоугольной конфигурации. Корпус выполнен из металла. Нагревательные элементы закреплены в держателях. Держатели закреплены в корпусе. Концы нагревательных элементов подсоединены к токопроводящим элементам, представляющим собой болты с гайками, вкрученные в корпус. На противоположных концах токопроводящих элементов подсоединены электрические контакты. Причём, таким образом, производят подсоединение как положительного, так и отрицательного заряда от аккумулятора или генератора, тем самым ещё более нагружая проводами подкапотное пространство автомобиля.
Недостатком прототипа является наличие нескольких проводов для подключения электрической цепи.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции устройства.
Поставленный технический результат достигается за счёт того, что в средстве предварительного подогрева воздуха для двигателя внутреннего сгорания автомобиля, содержащем корпус, два держателя, нагревательный элемент, два коннектора, втулку, токопроводящий элемент, при этом корпус выполнен электропроводным, в корпусе выполнено первое отверстие и второе отверстие, держатели выполнены из диэлектрического материала и закреплены в корпусе, нагревательный элемент выполнен электропроводным и закреплён в держателях, нагревательный элемент выполнен в виде ленты с двумя коннекторами на её концах, токопроводящий элемент закреплён во втором отверстии корпуса и электрически изолирован от него, токопроводящий элемент электрически соединён с одним из коннекторов и выполнен с обеспечением возможности подсоединения к электрической цепи автомобиля, другой коннектор электрически присоединён к корпусу, втулка выполнена электропроводной и закреплена в первом отверстии с обеспечением электрического контакта с корпусом, во втулке выполнена резьба для обеспечения механического и электрического контакта корпуса с электропроводящим элементом крепления, электрически соединённым с электрической цепью автомобиля.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежом (фиг. 1-2), где на фиг. 1 показан вид спереди, на фиг. 2 показан вид сверху с разрезом в месте установки втулки.
Раскрытие полезной модели
На фигурах обозначены защитный экран 1, токопроводящий элемент 2, гайка 3, коннектор 4, нагревательный элемент 5, корпус 6, держатель 7, первое отверстие 8, втулка 9, вторая часть 10, первая часть 11, второе отверстие 12, первое расширение 13, внешняя поверхность 14, внутренняя поверхность 15, второе расширение 16, третье отверстие 17, сужение 18, выступ 19, первая сторона 20, вторая сторона 21.
Основными элементами средства предварительного подогрева воздуха для двигателя внутреннего сгорания автомобиля (далее по тексту именуемого средством подогрева) являются корпус 6, держатели 7, втулка 9, нагревательные элементы 5, коннекторы 4, защитный экран 1 и токопроводящие элементы 2 с гайками 3.
Корпус 6 представляет собой основную часть средства подогрева, в которой установлены все остальные его составные части и детали. Корпус 6 выполнен состоящим из двух первых частей 11 и двух вторых частей 10, соединённых друг с другом с образованием замкнутого периметра с первой стороны 20 и второй стороны 21. Причём корпус 6 может быть изготовлен монолитным, при этом разделение его на первые части 11 и вторые части 10 выполнено условно для удобства описания. При этом первые части 11 расположены друг напротив друга, и вторые части 10 расположены друг напротив друга. Первые части 11 и вторые части 10 выполнены вытянутыми, т.е. имеющими один размер больший, чем два других его размера. Первая часть 11 и вторая часть 10 могут быть выполнены прямолинейными с образованием прямоугольного периметра с первой стороны 20 и второй стороны 21, или криволинейными, например изогнутых в виде дуги с образованием круглого периметра с первой стороны 20 и второй стороны 21. При этом форма первых частей 11 и вторых частей 10 может быть выполнена одинаковой или отличаться, например, при выполнении первых частей 11 прямолинейными, а вторых частей 10 дугообразными с первой стороны 20 и второй стороны 21 можно получить овальную форму корпуса 6. Внутреннее пространство корпуса 5, т.е. пространство, образованное обращёнными друг к другу поверхностями первых частей 11 и вторых частей 10, предназначено для размещения в нем нагревательных элементов 5 и держателей 7. При этом первые части 11 могут быть снабжены какими-либо выступающими элементами для фиксации в них держателей 7. В частном случае каждая первая часть 11 снабжена пластинами фиксаторами, выполненными с обеспечением возможности крепления к соответствующей первой части 11 и надёжной фиксации в ней держателя 7. Корпус 6 выполнен электропроводным, например из силумина. В корпусе 6 выполнены первые отверстия 8. В частном случае первых отверстий 8 выполнено четыре.
Первые отверстия 8 выполнены сквозными с первой стороны 20 на вторую сторону 21 корпуса 6. Первые отверстия 8 расположены вблизи соединения каждой первой части 11 с каждой второй частью 10. При этом в местах соединения первый частей 11 со вторыми частями 10 корпуса 6 могут быть выполнены утолщения материала корпуса 6. Первые отверстия 8 предназначены для присоединения корпуса 6 к другим устройствам, например, к впускному коллектору двигателя, кузову или к воздухозаборнику посредством, например, болтов.
Одно из первых отверстий 8 выполнено с обеспечением возможности установки в нём втулки 9. Указанное первое отверстие 8 выполнено по конфигурации внешней поверхности втулки 9 с обеспечением возможности её неподвижной установки, например, с натягом или посредством резьбового соединения. Указанное первое отверстие 8, в частном случае, по направлению от второй стороны 21 корпуса 6 к первой стороне 20 корпуса 6 имеет последовательные первое расширение 13 и второе расширение 16.
Втулка 9 представляет собой электропроводную деталь трубчатой формы с третьим отверстием 17, предназначенную для установки в соответствующее первое отверстие 8 корпуса 6 с образованием плотного механического и электрического контакта между ними. Втулка может быть выполнена, например, из латуни. Третье отверстие 17 расположено соосно втулке 9 и выполнено сквозным. Внешняя поверхность 14 втулки 9 обращена наружу втулки 9. На внешней поверхности 14 втулки 9 выполнены насечки или резьба, для обеспечения надёжной фиксации втулки 9 в соответствующем первом отверстии 8, и предотвращения её выпадения или прокручивания. В частном случае вблизи одного из торцов втулка 9 снабжена выступом 19 со стороны внешней поверхности 14. Выступ 19 выполнен кольцевым. Выступ 19 расположен соосно втулке 9. Третье отверстие 17 ограничено внутренней поверхностью 15. В частном случае на внутренней поверхности 15 на некотором расстоянии от торца с выступом 19 выполнено сужение 18, представляющее собой переход от большего диаметра третьего отверстия 17 к меньшему диаметру третьего отверстия 17. На внутренней поверхности 15 с меньшим диаметром выполнена резьба для обеспечения механического и электрического контакта корпуса 6 с электропроводящим элементом крепления, электрически соединённым с электрической цепью автомобиля. Данная резьба предназначена для вкручивания в неё токопроводящего элемента или болта, соединяющего корпус 6 с другим устройством, присоединённым к кузову автомобиля, например, с впускным коллектором двигателя или с воздухозаборником, с обеспечением электрического контакта между корпусом 6 и кузовом автомобиля.
В каждой второй части 10 корпуса 6 выполнено по крайней мере одно второе отверстие 12. Возможно выполнение в каждой второй части 10 по два вторых отверстия 12, в случае использования двух нагревательных элементов 5 с двумя держателями 7 каждый, как показано на фигуре 1. Второе отверстие 12 выполнено сквозным с внешней стороны второй части 10, т.е. обращённой наружу корпуса 6, на внутреннюю сторону второй части 10, т.е. обращённую к другой второй части 10. Второе отверстие 12 предназначено для размещения в нем какого-либо крепёжного элемента, в частности, например, болта или токопроводящего элемента 2, с изолятором между ним и корпусом 6.
Токопроводящий элемент 2 выполнен с возможностью обеспечения электрического контакта между элементами электрической цепи с возможностью крепления к нему указанных электрических контактов. Токопроводящий элемент 2 может быть выполнен в виде стержня с резьбой по крайней мере вблизи его концов. В частном случае токопроводящий элемент 2 может представлять собой электропроводный металлический стержень с резьбой на одном конце для навинчивания гайки 3 и головкой на другом конце, т.е. в виде болта. Токопроводящий элемент 2 выполнен меньшего диаметра, чем отверстие, в которое он установлен, в частности, чем второе отверстие 12. Зазор между токопроводящим элементом 2 и поверхностью второй части 10, ограничивающей второе отверстие 12, выполнен с обеспечением возможности размещения изолятора, предотвращающего прохождение электрического тока между токопроводящим элементом 2 и корпусом 6. Токопроводящий элемент 2 расположен во втором отверстии 12 корпуса 6 и электрически изолирован от него. При этом головка токопроводящего элемента 2 расположена со стороны внутреннего пространства корпуса 6, а резьбовая часть с наружной стороны. Токопроводящий элемент 2 электрически соединён с одним из коннекторов 4 и выполнен с обеспечением возможности подсоединения к электрической цепи автомобиля. На резьбовой части токопроводящего элемента 2 размещён защитный экран 1 и две гайки 3.
Защитный экран 1 представляет собой конструктивный элемент средства подогрева, применяемый для отделения электрической цепи и/или проводников от опасных токоведущих частей. Защитный экран 1 выполнен из пластин диэлектрического материала. Защитный экран 1 частично расположен между соответствующим участком второй части 10 корпуса 6 и гайками 3, обеспечивающими крепление электрического контакта, а также вокруг указанных гаек 3. Защитный экран 1 выполнен с обеспечением возможности защиты от прямого контакта электрических проводников, а также для защиты от случайной искры в процессе монтажа-демонтажа и эксплуатации. В защитном экране 1 могут быть выполнены различные вырезы с обеспечением возможности доступа обслуживающего персонала к месту подсоединения электрического контакта.
Нагревательные элементы 5 представляют собой вытянутые элементы из электропроводного материала для преобразования электрической энергии в тепловую. Нагревательные элементы 5 могут быть выполнены любой формы, например, в виде проволоки, пластин, спирали или стержней. Нагревательные элементы 5 расположены внутри корпуса 6. В частном случае нагревательные элементы 5 представляют собой металлическую ленту, изогнутую зигзагообразно в виде змейки. При этом прямолинейные части нагревательных элементов 5 расположены в целом параллельно друг другу и вдоль вторых частей 10 корпуса 6. Нагревательные элементы 5 закреплены в держателях 7, в частном случае изгибами металлической ленты.
Держатель 7 выполнен из диэлектрического материала, например, керамики, предотвращающего непосредственный контакт нагревательных элементов 5 с материалом корпуса 6 и тем самым, не допуская электрического контакта между ними. В держателе 7 могут быть выполнены различные полости и выступающие фрагменты, обеспечивающие надёжную фиксацию в нем нагревательных элементов 5.
Коннектор 4 представляет собой средство соединения электрической цепи. Коннектор 4 расположен между соответствующим вторым отверстием 12 и соответствующим концом нагревательного элемента 5. В частном случае в качестве коннекторов 4 выступают части металлической ленты, из которой изготовлен нагревательный элемент 5, вблизи её концов со средствами подсоединения к электрической цепи, например, в виде прорезей. Один коннектор 4 установлен с обеспечением электрического контакта с токопроводящим элементом 2. В частном случае токопроводящий элемент 2 пропущен через прорезь соответствующего коннектора 4, выполненную на его конце. При этом между коннектором 4 и соответствующим участком второй части 10 расположен изолирующий элемент, предотвращающий прохождение электрического тока от корпуса 6 к коннектору 4. Другой коннектор 4 электрически присоединён к корпусу 6, т.е. своей прорезью одет на болт, пропущенный через второе отверстие 12 другой второй части 10. При этом в случае необходимости между головкой болта и коннектором 4 и/или коннектором 4 и корпусом 6 может быть расположена изолирующая прокладка.
Осуществление полезной модели
В случае использования указанных выше элементов и средств, полезная модель реализуется следующим образом. Последующее описание представляет собой лишь частный случай реализации.
Изготавливают корпус 6, держатели 7 и втулку 9 описанной выше конфигурации. Втулку 9 запрессовывают в соответствующее первое отверстие 8 с первой стороны 20 корпуса 6. Длина втулки 9 выполнена с обеспечением её размещения до окончания первого расширения 13 соответствующего первого отверстия 8. При этом выступ 19 втулки 9 упирается в переход от второго расширения 16 в первое расширение 13. За счёт выполнения на внешней стороне втулки 9 насечек обеспечивается более плотный контакт внешней поверхности 14 втулки 9 с поверхностью корпуса 6, ограничивающей соответствующее первое отверстие 8.
Держатели 7 закрепляют в первых частях 11 корпуса 6 любым доступным способом. В качестве нагревательных элементов 5 используют металлическую ленту. Металлическую ленту изгибают волнообразно с образованием нагревательного элемента и устанавливают в соответствующие пазы в двух противоположно расположенных держателях 7. Концы металлической ленты в держателях 7 не закрепляют, образуя посредством данных концов коннекторы 4. На концах коннекторов 4 заранее выполняют прорези. Противоположные коннекторы 4 подводят к соответствующим вторым отверстиям 12 противоположных вторых частей 10 корпуса 6. Во всех вторых отверстиях 12 обеспечивают электроизолирующее покрытие, для предотвращения электрического контакта между корпусом 6 и болтом или токопроводящим элементом 2. Токопроводящий элемент 2 пропускают через прорезь соответствующего коннектора 4, изолирующую прокладку и соответствующее второе отверстие 12. На резьбовую часть токопроводящего элемента 2, с наружной стороны корпуса 6, надевают защитный экран 1 и по крайней мере одну гайку 3. Болт пропускают через прорезь другого коннектора 4 и соответствующее второе отверстие 12. С наружной стороны на болт накручивают гайку 3. Болт электрически изолируют от корпуса 6 и коннектора 4, например, посредством установки изолирующих прокладок. При этом между коннектором 4 и корпусом 6 изоляцию не устанавливают, тем самым обеспечивая прохождения тока между ними.
Средство подогрева устанавливают первой стороной 20 перед впускным коллектором двигателя. Присоединение осуществляют посредством болтов, пропущенных через первые отверстия 8. На болты со стороны присоединения впускного коллектора устанавливают изолирующие прокладки. Со второй стороны 21 присоединяют воздухозаборник, например, посредством трубопровода, закреплённого любым доступным способом. На токопроводящий элемент 2 надевают клемму положительного электрического контакта от аккумулятора или генератора и зажимают её посредство гайки 3.
При повороте ключа в замке зажигания ток от аккумуляторной батареи или генератора поступает на клемму и через токопроводящий элемент 2 проходит на соответствующий коннектор 4. Далее по нагревательным элементам 5 происходит передача электрической энергии на другой коннектор 4, который передаёт её на корпус 6. Вследствие выполнения одного из первых отверстий 8 с втулкой 9, плотно закреплённой в указанном первом отверстии 8, ток поступает с корпуса 6 на втулку 9. В резьбовой части втулки 9 и в резьбовой части указанного токопроводящего элемента или болта осуществляется передача электрической энергии на болт, а затем на деталь машины, подсоединённую к кузову, который в свою очередь подсоединён к отрицательному контакту аккумулятора или генератора. Таким образом, вследствие прохождения электрического тока по нагревательным элементам 5 происходит их нагрев. Воздух от воздухозаборника поступает со второй стороны 21 и при прохождении между нагревательными элементами 5 нагревается. Далее нагретый воздух выходит с первой стороны 20 и поступает во впускной коллектор двигателя, обеспечивая тем самым облегчение его запуска при отрицательных температурах. При этом за счёт установки втулки 9 в соответствующее первое отверстие 8, обеспечивают надёжный электрический контакт между корпусом 6, втулкой 9 и устанавливаемым во втулку болтом, электрически соединённым с деталью, закреплённой на кузове, подсоединённом к отрицательному контакту аккумулятора или генератора. Таким образом, исключают необходимость использования дополнительного провода и электрического контакта для подключения к отрицательному контакту аккумулятора или генератора.
В случае необходимости в корпусе 6 устанавливают два нагревательных элемента 5 с держателями 7, располагая один с первой стороны 20 корпуса 6, другой со второй стороны 21 корпуса 6. При этом коннекторы 4 второго нагревательного элемента 5 закрепляют болтами вблизи соответствующих вторых отверстий 12. При этом между соответствующими коннекторами 4 и соответствующими участками корпуса 6 при необходимости размещают изолирующие прокладки. Противоположные концы болтов закрепляют посредством гаек 3. Между гайками 3 и соответствующим участком корпуса 6 размещают электроизолирующие прокладки.
В случае необходимости параллельного включения двух нагревательных элементов 5 соответствующие коннекторы 4 обоих, обращённые к одной второй части 10, подсоединяют к токопроводящему элементу 2 с обеспечением электрического контакта между ними. Указанные коннекторы 4 изолируют от корпуса 6. Другие коннекторы 4 обоих нагревательных элементов 5, обращённые в сторону другой второй части 10, подсоединяют к корпусу, обеспечивая их электрический контакт.
В случае необходимости последовательного включения двух нагревательных элементов 5, один из коннекторов 4 одного нагревательного элемента 5 электрически соединяют с токопроводящим элементом 2, другой коннектор 4 этого же нагревательного элемента соединяют электрически с коннектором 4 другого нагревательного элемента 5, обращённым в ту же сторону. При этом соединённые между собой коннекторы 4 электрически изолируют от корпуса 6. Другой коннектор 4 другого нагревательного элемента 5 подсоединяют к корпусу 6 с обеспечением электрического контакта между ними.
Таким образом, выполнение средства подогрева описанным выше образом обеспечивает упрощение конструкции средства подогрева путём исключения необходимости использования дополнительного провода, обеспечивающего электрический контакт с отрицательным зарядом аккумулятора. Данная особенность обеспечена за счёт выполнения одного из первых отверстий 8 в корпусе 6 с плотно установленной в нём втулкой 9, обеспечивающей надёжное замыкание между ними электрической цепи. А также за счёт выполнения в третьем отверстии 17 втулки 9 резьбы для вкручивания токопроводящего элемента, например, болта, и образования между ним и втулкой 9 надёжного электрического контакта. И в свою очередь за счёт выполнения соединения средства подогрева с другим устройством, подсоединённым к кузову автомобиля, а, следовательно, и к отрицательному заряду аккумулятора, посредством указанного болта, вкрученного во втулку 9.