СИСТЕМА ПРЕДПУСКОВОЙ ПОДГОТОВКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно для многоцелевой техники, а также гусеничных машин, в качестве системы предпусковой подготовки двигателей внутреннего сгорания для облегчения их запуска в условиях отрицательных температур.
Известно устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания (смотри авторское свидетельство СССР №983301, 1982 г.), содержащее жидкостной подогреватель, снабженным котлом с камерой сгорания для нагрева охлаждающей жидкости, насосом подачи топлива к форсунке, установленной в камере сгорания, нагнетателем воздуха в камере сгорания, насосом прокачки охлаждающей жидкости, размещенными на валу электродвигателя, и магистралью отвода продуктов сгорания с подогревателем масла поддона двигателя, магистраль отвода продуктов сгорания выполнена с разветвлением на два трубопровода, первый из которых сообщен с впускным коллектором двигателя, а второй, снабженный подогревателем масла, - с поддоном двигателя, и в месте разветвления размещен орган взаимного изменения проходных сечений трубопроводов.
Недостатком известного устройства является то, что во время его работы продукты сгорания направляются во впускной коллектор двигателя и его поддон, что вызывает нагарообразование на стенках цилиндров двигателя и деталей кривошипно-шатунного механизма приводит к снижению времени работы устройства.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является система предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания, состоящая из аккумуляторной батареи, двигателя, коренных подшипников, кожуха поддона картера двигателя, подогревателя, подвода горячего воздуха к коренным подшипникам, подвода горячего воздуха к цилиндрам, направляющего кожуха вентилятора системы охлаждения, воздушный коллектор с индивидуальным подводом воздуха к цилиндрам и их головкам, воздушная заслонка подвода горячего воздуха к цилиндрам, электродвигатель, на валу которого установлен вентилятор для подачи воздуха, теплогенератор, установленный на стенке теплообменника подогревателя, который представляет собой теплопередающее устройство, состоящее из корпуса цилиндрической формы, в котором размещен теплообменник с пульсирующей камерой сгорания и резонансной трубой, имеющий вход и выходы для воздуха, и выход для продуктов сгорания (Патент RU 151185 от 27.03.2015).
Недостатком данной системы предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания является то, что воздействие горящих газов приводит к износу воздушного клапана и, как следствие, к снижению ресурса работы системы.
Задачей предполагаемой полезной модели является повышение ресурса работы системы предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания за счет исключения воздействия горящих газов на лепестки воздушного клапана.
Сущность полезной модели заключается в том, что в систему предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания, состоящую из аккумуляторной батареи, двигателя, коренных подшипников, кожуха поддона картера двигателя, подогревателя, подвода горячего воздуха к коренным подшипникам, подвода горячего воздуха к цилиндрам, направляющего кожуха вентилятора системы охлаждения, воздушного коллектора с индивидуальным подводом воздуха к цилиндрам и их головкам, воздушной заслонки подвода горячего воздуха к цилиндрам, электродвигателя, на валу которого установлен вентилятор для подачи воздуха, теплогенератора, установленного на стенке теплообменника подогревателя, который представляет собой теплопередающее устройство, состоящее из корпуса цилиндрической формы, в котором размещен теплообменник с пульсирующей камерой сгорания и резонансной трубой, имеющий вход и выходы для воздуха, и выход для продуктов сгорания, отличающаяся тем, что в нее введена форкамера с обратным воздушным клапаном, установленная под углом 90° к оси камеры сгорания, причем обратный воздушный клапан выполнен в виде полихлорвиниловой мембраны.
На фигуре 1 представлена схема системы предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания.
Система предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания состоит из кожуха поддона картера двигателя 1 с приемным и выпускным трубопроводами продуктов сгорания, теплопередающего устройства 2, электродвигателя 3 в сборе с вентилятором 4, теплогенератора 5, теплообменника 6, пульсирующей камеры сгорания с резонансной трубой 7 соединенной с форкамерой 8 и обратным воздушным клапаном 9, причем форкамера 8 установлена под углом 90° к оси камеры сгорания с резонансной трубой 7, а обратный воздушный клапан 9 выполнен из полихлорвиниловой мембраны. Подвода горячего воздуха к коренным подшипникам 10, подвода горячего воздуха к цилиндрам 11, воздушной заслонки 12 подвода горячего воздуха к цилиндрам, воздушного коллектора с индивидуальным подводом воздуха к цилиндрам и их головкам 13, причем теплопередающее устройство 2 через выход и приемный трубопровод продуктов сгорания соединено с кожухом поддона картера двигателя 1, через выходной трубопровод и подвод горячего воздуха 10 соединен с картером двигателя и через подвод горячего воздуха 11, воздушную заслонку 12, воздушный коллектор 13 с цилиндрами двигателя и их головками.
Система предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
При включении пускового клапана на пульте управления топливо, находящееся в собственном баке системы, за счет избыточного давления создаваемого компрессором низкого давления с электрическим приводом (на фигуре не показано) вытесняется и поступает в камеру сгорания с резонансной трубой 7 теплопередающего устройства 2. Воздух, нагнетаемый тем же компрессором, поступает через обратный воздушный клапан 9 в форкамеру 8, где происходит смешение горючего и воздуха, образуя топливную смесь, которая воспламеняется от искровой свечи (на фигуре не показано). Горячие продукты сгорания из пульсирующей камеры сгорания с резонансной трубой 7 проходят по теплообменнику 6, нагревают его стенки и передают тепло потоку воздуха, нагнетаемого вентилятором 4 с приводом от электродвигателя 3, который направляется по выходному трубопроводу из теплопередающего устройства 2, подводы горячего воздуха 10 и 11 к коренным подшипникам и цилиндрам двигателя. Двигатель разогревается горячим воздухом, подводимым как во внутреннюю полость картера, так и к цилиндрам, и их головкам. Часть нагнетаемого воздуха из теплопередающего устройства 2 через подвод горячего воздуха к коренным подшипникам 10 подается во внутреннюю полость картера двигателя, отдает часть тепла коренным подшипникам, а остальное тепло другим деталям кривошипно-шатунного механизма, а также маслу, находящемуся в поддоне картера. Для выхода воздуха из внутренней полости картера используется сапун (на фигуре не показано). Другая часть нагнетаемого воздуха из теплопередающего устройства 2 через подвод горячего воздуха к цилиндрам 11 направляется через открытую воздушную заслонку 12 к воздушному коллектору с индивидуальным подводом воздуха к цилиндрам и их головкам 13 и через открытые впускные клапаны (например с помощью декомпрессионного механизма) поступает в цилиндры двигателя, через открытые выпускные клапаны выходит из цилиндров в выпускной коллектор двигателя. При движении горячего воздуха по воздушному коллектору с индивидуальным подводом воздуха к цилиндрам и их головкам 13 осуществляется интенсивная теплоотдача газов и нагрев деталей впускного тракта и камер сгорания двигателя. Это обеспечивает подогрев всасываемого воздуха при запуске двигателя, повышение температуры сжатия и сокращение продолжительности запуска. Воздушная заслонка 12 подвода горячего воздуха к цилиндрам 11 открывается при начале прогрева двигателя перед пуском, обеспечивает проход горячего воздуха с избыточным давлением к цилиндрам через впускной тракт в момент пуска и закрывается после достижения устойчивой работы двигателя. Продукты сгорания из теплопередающего устройства 2 по трубопроводу направляются в кожух поддона картера двигателя 1 и разогревают масло. Теплогенератор 5, закрепленный на торцевой стенке теплообменника 6, за счет разности температур между его сторонами, преобразует тепловую энергию в электрическую и обеспечивает автономную работу электродвигателя 3 в сборе с вентилятором 4 для всасывания и нагнетания воздуха, а также заряд аккумуляторной батареи (на фигуре не показано).
За счет расположения форкамеры 8 под углом 90° воздействие горящих газов на лепестки клапана является незначительным, так как горящие газы будут выходить по пути наименьшего сопротивления, через резонансную трубу пульсирующей камеры сгорания 7, часть тепла будет отдаваться в стенку пульсирующей камеры сгорания 7, а оставшаяся часть тепла будет передаваться стенкам форкамеры 8. В этом случае воздействие горящих газов на лепестки клапана становится минимальным и материал лепесткового клапана выполненного из жаропрочной нагартовонной стали заменяется на полихлорвинилованную мембрану, обладающую большим ресурсом работы. Тем самым, достигается эффект долгосрочной работы установки.
Предлагаемая полезная модель позволяет, на основе экспериментальных исследований в рамках НИР «Парник» согласно техническому заданию и рабочей программе исследований, повысить ресурс работы системы предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания.