НЕСУЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ
BEARING STRUCTURE

Настоящее изобретение относится к несущей конструкции, посредством которой на транспортном средстве устанавливают предпочтительно отопитель, работающий на топливе.
Для встраивания отопителей в транспортные средства, например, в виде автономного отопителя и/или дополнительного отопителя известны, как правило, гнутые из металлического листа несущие конструкции. Они имеют участок крепления для установки в транспортном средстве посредством, например, винтового соединения. В установочной зоне такой несущей конструкции устанавливают отопитель, привинчивая, например корпус отопителя к несущей конструкции. При этом необходимо как при позиционировании несущей конструкции относительно транспортного средства, так и при позиционировании отопителя относительно несущей конструкции оставлять доступными различные места подключения отопителя, например место подачи первичного воздуха, место подачи и отведения теплоносителя в или из теплообменника отопителя и место отведения отработанных газов из зоны горелки отопителя, чтобы обеспечить возможность подключения магистралей этих сред.
Задачей настоящего изобретения является создание несущей конструкции для установки отопителя, предпочтительно топливного, в транспортном средстве, обеспечивающую при надежной установке возможность простого и надежного соединения отопителя с различным средствам посредством подводных или отводных магистралей.
Согласно изобретению эту задачу решают посредством несущей конструкции для установки предпочтительно бензинового отопителя в транспортном средстве, включающей монтажный участок для установки несущей конструкции в транспортном средстве и несущий участок для установки отопителя на несущей конструкции, включающей также:
- участок магистрали первичного воздуха для подачи первичного воздуха к месту входа первичного воздуха в отопитель,
и/или
участок магистрали теплоносителя для подачи теплоносителя, циркулирующего в тепловом контуре транспортного средства, сквозь несущую конструкцию и/или к или от теплообменника отопителя транспортного средства.
В несущую конструкцию с устройством по данному изобретению встроены различные магистральные участки, в частности магистральный участок для подачи первичного воздуха и/или магистральный участок для подачи теплоносителя, нагреваемого в отопителе. Таким образом, обеспечена возможность сначала свести в единую конструктивную группу отопитель и подобную несущую конструкцию и при этом обеспечить привязку отопителя к различным магистральным участкам, выполненным на несущей конструкции. После этого созданную таким образом конструктивную группу встраивают в транспортное средство или устанавливают на раме транспортного средства, используя, например, монтажный участок. При этом установку в транспортное средство осуществляют, обеспечивая для отопителя оптимальное положение, без учета необходимости оставить доступными различные выполненные у отопителя места подключения. Подключение, в частности, к выполненному в транспортном средстве контуру теплоносителя осуществляют дополнительно.
Интегрирование дополнительной функции в несущую конструкцию по данному изобретению обеспечено наличием в магистральном участке первичного воздуха участка подключения первичного воздуха ко входу первичного воздуха в отопителе и участка глушителя выше по потоку участка подключения первичного воздуха.
В особенно предпочтительном варианте выполнения несущей конструкции магистральный участок теплоносителя включает:
- первый магистральный участок с подключаемым к контуру теплоносителя первым участком подключения контура теплоносителя и подключаемым к распределительному клапану первым участком подключения распределительного клапана,
и/или
- второй магистральный участок с подключаемым к контуру теплоносителя вторым участком подключения контура теплоносителя и подключаемым к распределительному клапану вторым участком подключения распределительного клапана,
и/или
- третий магистральный участок с подключаемым к контуру теплоносителя третьим участком подключения контура теплоносителя и подключаемым к распределительному клапану третьим участком подключения распределительного клапана,
и/или
- четвертый магистральный участок с подключаемым к участку теплообменника первым участком подключения участка теплообменника и подключаемым к распределительному клапану четвертым участком подключения распределительного клапана,
и/или
- пятый магистральный участок с подключаемым к участку теплообменника вторым участком подключения участка теплообменника и подключаемым к контуру теплоносителя четвертым участком подключения контура теплоносителя,
и/или
- соединенный с первым магистральным участком шестой магистральный участок с подключаемым к контуру теплоносителя пятым участком подключения контура теплоносителя.
Чтобы обеспечить, не смотря на относительно комплексную структуру, возможность простой в реализации компоновки несущей конструкции, последняя включает, по меньшей мере, соединяемых между собой модуля несущей конструкции, причем в первом модуле несущей конструкции выполнен монтажный участок, а в первом модуле несущей конструкции и/или во втором модуле несущей конструкции выполнен несущий участок.
Для обеспечения экономичной и одновременно конструктивно надежной компоновки предложено выполнение, по меньшей мере, одного модуля несущей конструкции, по меньшей мере, частично, предпочтительно главным образом из полимерного материала. Так как циркулирующий, в частности в контуре теплоносителя транспортного средства жидкий теплоноситель, т.е. охлаждающая жидкость двигателя внутреннего сгорания, как правило, не превышает температуру примерно 120ºС, нет опасности перегревания структурного материала несущей конструкции.
Магистральный участок подвода первичного воздуха выполняют, например, на втором модуле несущей конструкции.
Чтобы обеспечить для простой компоновки распределение выполняемых в несущей конструкции магистральных участков между разными модулями несущей конструкции, предложено выполнение первого магистрального участка и/или третьего магистрального участка и/или четвертого магистрального участка и/или пятого магистрального участка и/или шестого магистрального участка в первом модуле несущей конструкции.
Второй магистральный участок выполняют опять же во втором модуле несущей конструкции.
Для компактной компоновки предложено, чтобы первый модуль несущей конструкции и второй модуль несущей конструкции окружали пространство для установки отопителя.
Если несущий участок включает, по меньшей мере, участок подключения участка теплообменника в магистральном участке теплоносителя и/или участок подключения первичного воздуха, то эти участки подключения выполняют дополнительную функцию надежной установки отопителя. Следует учесть, что альтернативно или дополнительно отопитель прочно соединяют с несущей конструкцией, в частности с одним или несколькими модулями несущей конструкции посредством органов крепления, например, винтов, заклепок и т.п.
Настоящее изобретение относится также к конструктивному узлу несущей конструкции с отопителем для транспортного средства, включающей предпочтительно отопитель, работающий на топливе и установленный на несущей конструкции по данному изобретению.
Для обеспечения возможности специального управления подачей или отведением теплоносителя к или от отопителя или несущей конструкции предложено соединить распределительный клапан, по меньшей мере, с участком подключения распределительного клапана в магистральном участке теплоносителя.
При этом в связи с описанной выше компоновкой несущей конструкции предложено соединить распределительный клапан с первым участком подключения распределительного клапана, со вторым участком подключения распределительного клапана и с третьим участком подключения распределительного клапана и/или соединить распределительный клапан посредством предпочтительно гибкой соединительной магистрали с первым участком подключения участка теплообменника.
Для интегрирования дополнительной функции в конструктивный узел несущей конструкции с отопителем предложено наличие насоса в соединительной магистрали.
Для отведения выхлопных газов, образующихся в процессе сгорания в зоне горения отопителя, на несущей конструкции устанавливают выхлопную систему, подключенную к выходу отработанных газов отопителя. Так как температура таких отработанных газов достигает нескольких 100°C, предпочтительно выполнение отдельной и соответственно термоустойчивой выхлопной системы с ее включением в качестве отдельной конструктивной группы в конструктивный узел несущей конструкции с отопителем.
Изобретение относится также к отопительной системе транспортного средства, включающей контур теплоносителя, по меньшей мере, с отопительным теплообменником и/или, по меньшей мере, приводной агрегат, предпочтительно ДВС и узел несущей конструкции с отопителем по данному изобретению.
Данное изобретение далее подробно описано на основе приложенных чертежей, на которых представлено следующее:
фиг.1 – аксонометрия конструктивного узла несущей конструкции с отопителем;
фиг.2 – конструктивный узел несущей конструкции с отопителем по фиг.1 по линии II на фиг.1;
фиг.3 – конструктивный узел несущей конструкции с отопителем по фиг.1 по линии III на фиг.1;
фиг.4 – конструктивный узел несущей конструкции с отопителем по фиг.1 по линии IV на фиг.1;
фиг.5 – аксонометрия частей конструктивного узла несущей конструкции с отопителем на фиг.1;
фиг.6 – следующая аксонометрия частей конструктивного узла несущей конструкции с отопителем на фиг.1;
фиг.7 – конструктивный узел несущей конструкции с отопителем по фиг.1 в разобранном виде с двумя модулями несущей конструкции, отопителем и распределительным клапаном;
фиг.8 – аксонометрия первого модуля несущей конструкции конструктивного узла несущей конструкции с отопителем по фиг.1;
фиг.9 – модуль несущей конструкции по фиг.1 по линии IX на фиг.8;
фиг.10 – аксонометрия второго модуля несущей конструкции конструктивного узла несущей конструкции с отопителем по фиг.1;
фиг.11 – принципиальная схема встраивания конструктивного узла несущей конструкция с отопителем по фиг.1 в отопительную систему транспортного средства.
На фиг.1 – 7 показан конструктивный узел несущей конструкции с отопителем с общим условным обозначением 10 или ее части, встраиваемые в показанную на фиг.11 отопительную систему транспортного средства с общим условным обозначением 12. Конструктивный узел 10 несущей конструкции с отопителем включает в качестве основной составной части несущую конструкцию с общим условным обозначением 14, состоящую в показанном примере выполнения из двух модулей 16, 18 несущей конструкции. Оба модуля 16, 18 несущей конструкции состоят предпочтительно из полимерного материала и выполнены, например, по отдельности литьем или собраны из нескольких полимерных деталей.
Первый модуль 16 несущей конструкции включает монтажный участок с общим условным обозначением 20, которым несущую конструкцию крепят к транспортному средству, например к лонжерону рамы транспортного средства или к другой конструктивной группе транспортного средства. Крепление осуществляют винтовое и/или с защелкиванием, причем предпочтительно гибкие разъединительные элементы 22, 24, 26 обеспечивают разъединение с вибрационной развязкой. Первый модуль 16 несущей конструкции включает изготовленный из пластин с закругленными углами корпус 28 модуля с установленными в модуле 16 несущей конструкции или выполненными в нем несколькими описанными далее магистральными участками.
Второй модуль 18 несущей конструкции включает, например коробчатый, корпус 30 модуля, в котором также выполнено или установлено несколько магистральных участков. Корпус 30 второго модуля 18 несущей конструкции соединяют винтами, защелками и т.п. с корпусом 28 первого модуля 16 несущей конструкции для образования между обоими корпусами 28, 30 модулей или между двумя ходулями 16, 18 несущей конструкции пространства с общим условным обозначением 32 для установки предпочтительно отопителя 34, работающего на топливе.
Отопитель 34 включает схематично показанную на фиг.11 зону горелки 36, в которую подают первичный воздух и топливо, при сгорании которых в камере горения зоны горелки 36 образуются отработанные газы, проходящие через участок 38 теплообменника. К выходу отработанных газов отопителя 34 с общим условным обозначением 40 подключена выхлопная система 42 с трубным участком 44. Трубный участок 44 проходит до глушителя 46, от которого отведена выпускная труба 48. Во втором модуле 188 несущей конструкции выполнен монтажный участок 50, к которому прикрепляют выхлопную систему 42, например, в зоне глушителя 46.
Во втором модуле 18 несущей конструкции выполнен магистральный участок 52 первичного воздуха. Участок 54 магистрального участка 52 первичного воздуха подключен или подключаем ко входу первичного воздуха нагнетателя первичного воздуха, например вентилятора с боковым каналом отопителя 34. Примыкающий к участку 54 участок 56 магистрального участка первичного воздуха образует за счет звукопоглощающего материала или, например, за счет извилистого направления потока участок 58 глушителя, на котором магистральный участок 52 первичного воздуха открыт наружу, чтобы первичный воздух мог поступать через участок 58 глушителя или через оба участка 56, 54 и вход 55 свежего воздуха в зону горелки 36 отопителя 34.
Несущая конструкция 14 или ее модули 16, 18 несущей конструкции включают также магистральный участок теплоносителя с общим условным обозначением 60. Он, как указано далее, подразделен на оба модуля 16, 18 несущей конструкции. Так, например, в первом модуле 16 несущей конструкции выполнен первый магистральный участок с общим условным обозначением 62 магистрального участка 60 теплоносителя. Этот первый магистральный участок 62 включает участки 64, 66, 68, 70. Участок 64 образует первый участок 72 подключения контура теплоносителя. Участок 70 образует первый участок 74 подключения распределительного клапана. Он обеспечивает возможность подключения первого магистрального участка 62 к первой подводке 76 распределительного клапана с общим условным обозначением 78. Например, распределительный клапан 78 вставляют первой подводкой 76 в первый участок 74 подключения распределительного клапана и герметично подсоединяют его.
Во втором модуле 18 несущей конструкции выполнен второй магистральный участок магистрального участка 60 теплоносителя с общим условным обозначением 80. Второй магистральный участок 89 включает участки 82, 84, 86, 88, 90, 92. Участок 82 образует второй участок 94 подключения контура теплоносителя. Участок 92 образует второй участок 96 подключения распределительного клапана с возможностью герметичного подключения второй подводки 98 распределительного клапана 78, например, путем втыкания.
В первом модуле 16 несущей конструкции выполнен также третий магистральный участок 100 магистрального участка 60 теплоносителя. Третий магистральный участок 100 включает участки 102, 104. Участок 102 образует третий участок 106 подключения контура теплоносителя. Участок 104 образует третий участок 108 подключения распределительного клапана с возможностью герметичного подключения третьей подводки 110 распределительного клапана 78, например, путем втыкания.
Четвертый магистральный участок 112 магистрального участка 60 теплоносителя включает предпочтительно гибкий трубопровод 114 со встроенным насосом 116 теплоносителя. Гибкий трубопровод 114 образует четвертый участок 118 подключения распределительного клапана с возможностью герметичного соединения, например путем втыкания, к четвертой подводке 120 распределительного клапана 78. В этом случае для обеспечения прочного подсоединения применяют хомут или т.п. Гибкий трубопровод 114 подсоединен также к выполненному в первом модуле 16 несущей конструкции участку 122, являющемуся первым участком 124 подключения зоны теплообменника для подсоединения к зоне 38 теплообменника отопителя 34. Например, первый участок 122 подключения зоны теплообменника герметично вставляют в соответствующий штуцер зоны 38 теплообменника. Аналогично различным подводкам 76, 98, 110, 120 распределительного клапана 78 герметичное подсоединение осуществляют, используя, например кольцевой уплотнительный элемент или несколько подобных уплотнительных элементов. Для прочного закрепления гибкого трубопровода 114 во втором модуле 18 несущей конструкции выполнен также крепежный участок 126 с возможностью зажимного крепления гибкого трубопровода 114.
В первом модуле 16 несущей конструкции выполнен также пятый магистральный участок 128 магистрального участка 60 теплоносителя. Он включает участки 130, 132, 134. Участок 130 образует второй участок 136 подключения зоны теплообменника с возможностью герметичного вставления в соответствующий штуцер зоны 38 теплообменника. Участок 134 образует четвертый участок 138 подключения контура теплоносителя.
В первом модуле 16 несущей конструкции выполнен также шестой магистральный участок магистрального участка 60 теплоносителя с общим условным обозначением 140. Он отходит, например, от участка 64 первого магистрального участка 62 и включает участки 142, 144, 146, 148. Участок 148 образует пятый участок 150 подключения теплоносителя.
В собранном виде конструктивного узла 10 несущей конструкции с отопителем отопитель установлен и закреплен между двумя модулями 16, 18 несущей конструкции. При этом отопитель 34 закрепляют путем привинчивания и/или арретирования или другим способом, по меньшей мере, к одному из двух модулей 16, 18 несущей конструкции. Альтернативно или дополнительно соединение различных входов и выходов отопителя 34 с соответствующими участками подключения различных магистральных участков обеспечивает за счет комплексного несущего действия прочное удержание отопителя 34 между двумя модулями 16, 18 несущей конструкции. Это означает, что для отопителя 34 различными или некоторыми соединяемыми с отопителем 34 участками подключения создан несущий участок с общим условным обозначением 152. Альтернативно или дополнительно он обеспечивает путем привинчивания, арретирования или другим способом прочное присоединение, по меньшей мере, к одному из двух модулей 16, 18 несущей конструкции. Распределительный клапан 78, в свою очередь, прикрепляют, например, к соединительному участку 154 второго модуля 18 несущей конструкции путем привинчивания и/или арретирования или подобным способом.
Далее со ссылкой на фиг.11 описано встраивание показанной на фиг.11 контурной пунктирной линией конструктивного узла 10 несущей конструкции с отопителем в отопительную систему 12 или в контур хладагента.
Отопительная система 12 включает в качестве важной составной части два отопительных теплообменника 152, 154. Их размещают в разных местах транспортного средства. Одну из ведущих к отопительному теплообменнику 152 магистралей подключают к четвертому участку 138 подключения контура теплоносителя пятого магистрального участка 128. Отходящую от отопительного теплообменника 152 магистраль 158 подключают к первому участку 72 подключения контура теплоносителя первого магистрального участка 62. От магистрали 165 отходит за пределы конструктивный узел 10 несущей конструкции с отопителем магистраль 160, ведущая к отопительному теплообменнику 154. Одну из ведущих от этого отопительного теплообменника 154 магистраль 162 подключают к мятому участку 150 подключения контура теплоносителя шестого магистрального участка 140. Оба отопительные теплообменника 152, 154 подключены, таким образом, в основном параллельно друг другу и выходящий из зоны 38 теплообменника отопителя 34 теплоноситель, т.е., как правило, жидкость, проходит через них параллельно.
Второй участок 94 подключения контура теплоносителя второго магистрального участка 80 соединен с магистралью 166, ведущей к водяной рубашке приводного агрегата 164, например ДВС. Одну из ведущих от приводного агрегата 164 магистраль 168 подключают к третьему участку 106 подключения контура теплоносителя третьего магистрального участка 100.
С приводным агрегатом 164 сопряжен также теплообменник 170 охлаждения. Им управляют или отключают его, например, посредством терморегулирующего клапана 172, чтобы при необходимости выделять наружу тепло через этот теплообменник 170 охлаждения.
На фиг.11 показана также принципиальная схема питающего топливопровода 174, подающего жидкое топливо в зону 36 горелки отопителя 34. Отопитель 34 естественно подключают посредством различной электропроводки также, например, к бортовой сети транспортного средства, чтобы обеспечить отопитель34 электроэнергией и, в отдельных случаях, важной для его работы информацией.
Во время работы, показанной на фиг.11 отопительной системы 12 распределительный клапан 78, с одной стороны, переводят в положение, обеспечивающее магистральное соединение между первой подводкой 76 и второй подводкой 98 и магистральное соединение между третьей подводкой 110 и четвертой подводкой 120. Теплоноситель, пропускаемый через насос 116 теплоносителя, проходит, например, по магистрали 168 от приводного агрегата 164 через распределительный клапан 78 и зону 38 теплообменника к обоим теплообменникам 152, 154. Из них обратный поток теплоносителя попадает через участки 72, 150 подключения контура теплоносителя в первый магистральный участок 62 и через распределительный клапан 78 во второй магистральный участок и в магистраль 166, а по ней снова назад в приводной агрегат 164. Таким образом, с одной стороны, оба теплообменника 152, 154 передают производимое отопителем 34 тепло, например воздуху, поступающему внутрь транспортного средства. С другой стороны, тепло от теплоносителя передают на приводной агрегат 164, например, для его прогрева перед запуском. Кроме этого в этом положении распределительного клапана 78 при выключенном отопителе 34 теплоноситель, дополнительно не нагретый в отопителе 34, проходит как через приводной агрегат 164, так и через оба теплообменника 152, 154. чтобы передать тепло от приводного агрегата 164, например, воздуху, поступающему внутрь транспортного средства.
Во втором коммутационном положении распределительный клапан 78 обеспечивает соединение первой подводки 76 и четвертой подводки 120, а также соединение третьей подводки 110 и второй подводки 98. В этом положении приводной агрегат 164 отсоединен от отопителя 34 и от обоих отопительных теплообменников 152, 154. Отопитель 34, в свою очередь, соединен только с двумя отопительными теплообменниками 152, 154. Таким образом, в этом положении отопитель 34 передает произведенное им тепло только через зону отопительных теплообменников 152, 154, например, воздуху, поступающему внутрь транспортного средства. Приводной агрегат 164 термодинамически не взаимодействует с отопителем 34. Это положение выбирают, если, например, в приоритете преднагрев внутреннего пространства транспортного средства.
В заключение необходимо указать на то, что, в частности, показанная на фиг.11 отопительная система 12 может быть модифицирована различными способами или, что возможно использование более двух отопительных теплообменников. Аналогично шестому магистральному участку можно выполнить привязанный к третьему магистральному участку седьмой магистральный участок, чтобы осуществить ответвление ко второму отопительному теплообменнику уже внутри конструктивного узла несущей конструкции.
Компоновка несущей конструкции по данному изобретению или конструктивного узла несущей конструкции с отопителем обеспечивает возможность простого и одновременно прочного встраивания отопителя в транспортное средство, причем наличие в несущей конструкции различных магистральных участков обеспечивает также возможность простого подключения такого конструктивного узла, в частности, к контуру теплоносителя в транспортном средстве. Это позволяет отказаться от предварительного монтажа шланговых соединений. В частности, различные подводки контура теплоносителя выполняют в виде т.н. Quick-Connector(быстроразъемных)-подключений, обеспечивающих возможность простого сопряжения различных магистралей контура теплоносителя с конструктивным узлом несущей конструкции. Применение полимерного материала в качестве основного конструктивного материала обеспечивает возможность прочного и одновременно легкореализуемого выполнения. Термические перегрузки исключены, так как температура теплоносителя в различных магистральных участках, как правило, не превышает примерно 120°C, а отработанные газы горения выводят из конструктивной группы через специально выполненную выхлопную систему.