СИСТЕМА НАГРЕВА ПАРОВ МАСЛА, ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗ КОНТУР, РАЗМЕЩЕННЫЙ СНАРУЖИ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, А ТАКЖЕ ДВИГАТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ИМЕЮЩИЙ ТАКУЮ СИСТЕМУ
SYSTEM FOR HEATING VAPORS OF OIL FLOWING IN CIRCUIT ARRANGED OUTSIDE OF TRANSPORT FACILITY ENGINE, AND TRANSPORT FACILITY ENGINE WITH SAID SYSTEM

Настоящее изобретение относится к системе нагрева паров масла, проходящих через контур, размещенный снаружи двигателя транспортного средства.
Как известно, например, из патента США №4768492, в двигателе происходит испарение масла или прорыв газов. Термин прорыв газов относится к утечке газа между поршнем/кольцами и гильзой цилиндра, вызванной высоким давлением в камере сгорания. Это испарение заканчивается в картере, который должен быть обеспечен соответствующей вытяжной трубкой для предотвращения повреждения двигателя. Эта вытяжная трубка отделяет капли масла от паров, заставляя масло возвращаться назад в свой контур. При этом в контуре остается часть паров масла.
Раньше эти пары выпускались в атмосферу, а в настоящее время для того, чтобы не загрязнять окружающую среду, газ передается через соответствующие наружные трубки и повторно вводится в контур воздухозаборника двигателя для его сжигания в процессе сгорания.
При погодных условиях с внешней температурой ниже нуля, пары масла могут застаиваться и даже замерзать в наружных трубках, расположенных вокруг двигателя, в частности, когда двигатель не работает, и создавать закупорку при их охлаждении.
Это неудобство может привести к развитию дополнительного давления в двигателе, которое станет причиной разрушения прокладок и последующей утечки масла.
Для устранения этой проблемы известно использование нагревательных резисторов, расположенных на внешней стороне трубок. Однако они не всегда обеспечивают наилучший результат во всех эксплуатационных режимах, особенно в очень холодных климатических условиях, приводя к чрезмерно длительным тепловым нестационарным режимам. Кроме того, нагревательные резисторы используют большое количество энергии, заставляя использовать сверхгабаритные аккумуляторы и устанавливать дополнительную электрическую проводку, тем самым приводя к увеличению производственных издержек. Поэтому целью настоящего изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков и создание системы для нагрева паров масла, проходящих через контур, размещенный снаружи двигателя транспортного средства, в которой наружные трубы закрыты внешним коаксиальным кожухом, состоящим из трубы, выполненной из металла, предпочтительно стали, и в которой вода, поступающая из системы охлаждения двигателя, циркулирует и осуществляет процесс теплообмена, при котором быстро происходит нагревание, причем более быстрое, чем при использовании нагревательных резисторов.
Предпочтительно, используемой водой является вода, нагнетаемая из контура обогрева кабины водителя, до ее повторного введения в основной контур двигателя.
В частности, согласно одному объекту настоящего изобретения создана система нагрева паров масла, проходящих через контур, размещенный снаружи двигателя транспортного средства, содержащая одну или более труб, выполненных с возможностью передачи паров масла, проходящих от двигателя, и их повторного введения в контур забора чистого воздуха двигателя, и один или более наружных кожухов, выполненных с возможностью образования полостей, которые закрыты с боковых сторон и расположены вокруг одной или более труб, и в которых для осуществления процесса теплообмена для нагрева паров масла обеспечивается циркуляция воды, поступающей из контура охлаждения двигателя.
Предпочтительно, один или более наружных кожухов соединены с контуром обогрева кабины водителя транспортного средства до их повторного прохождения в охлаждающий контур двигателя.
Предпочтительно, одна или более труб и один или более кожухов выполнены из металла.
Согласно другому объекту настоящего изобретения создан двигатель транспортного средства, имеющий описанную выше систему нагрева паров масла, проходящих через контур, находящийся снаружи двигателя транспортного средства.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут очевидны после прочтения последующего подробного описания его предпочтительных вариантов осуществления, приведенных в качестве неограничивающих примеров и описанных со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1а и 1b - виды сбоку системы нагрева паров масла согласно настоящему изобретению;
Фиг.2 - пример применения системы на двигателе; и
Фиг.3 - график, иллюстрирующий изменение температуры со временем в различных точках двигателя и в различных конфигурациях.
На чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые детали.
На Фиг.1а, 1b и 2 ссылочной позицией 1 обозначена труба (трубопровод, канал и т.п.), по которой переносятся пары масла из двигателя 2, в частности, от клапана 3, который отделяет капли масла от испарений прорыва газа, поступающих из двигателя, и возвращает эти капли в основной контур двигателя.
Оставшаяся часть паров, которая не преобразована в масло и которая подлежит сожжению в процессе сгорания, передается через трубу 1 и повторно вводится в контур воздухозаборника двигателя через противоположный конец трубы 1' посредством системы, которая не показана и которая известна в данной области техники, например посредством присоединения труб к контуру забора чистого воздуха двигателя.
Труба 1 закрыта, по меньшей мере, частично внешним кожухом 4, например, состоящим из стальной трубы, который образует вокруг этой трубы полость, закрытую с боковых сторон, и имеющим входное отверстие 5 и выходное отверстие 6, причем для осуществления процесса циркуляции используется вода, поступающая из системы охлаждения двигателя (не показана на Фиг.2).
Муфты труб для соединения с охлаждающим контуром соединены с отверстиями 5 и 6 известным способом. Вода поступает через отверстие 5 и выходит через отверстие 6, возвращаясь в основной охлаждающий контур двигателя через точку ввода 7 непосредственно в водяной насос двигателя.
Используемой водой, предпочтительно, является вода, нагнетаемая из контура обогрева кабины водителя, обычно представляющего собой линию, отведенную от основного контура охлаждения, до ее возвращения в основной контур двигателя. Предпочтительно, трубы изготавливают из металла (листового металла или стали) с хорошей высокой теплопроводностью и низкой ценой. То же самое относится к наружному кожуху.
Длина наружного кожуха 4 определяется в соответствии с параметрами двигателя, на котором он используется. То же самое относится к диаметру и длине трубы 1.
Были проведены эксперименты, которые подтвердили полученное значительное улучшение использования системы согласно настоящему изобретению.
Тесты были выполнены в охлаждающей трубе согласно условиям Стандарта 7.Т1135.
Сначала тест был выполнен с металлической трубой без какого-либо нагревательного устройства: при внешней температуре ниже -20°С, при которой пары вводили в трубку забора чистого воздуха для сгорания, остающуюся при температуре ниже нуля непрерывно в течение неограниченного периода времени (-6°С - с внешней температурой -21°С), что является неприемлемым.
Затем тест был выполнен с металлической трубой и нагревательным резистором, используя устройства, известные в уровне техники: с внешней температурой ниже
-20°С, при которой пары вводили в трубку забора чистого воздуха для сгорания, остающуюся при температуре ниже нуля непрерывно в течение 25 минут, которых могло быть достаточно для некоторых эксплуатационных режимов в не очень холодных климатических условиях (после 10 минут кривая вышла почти на ноль при внешней температуре -17°С/-18°С), что все еще было неприемлемым для холодного климата.
Последний тест был выполнен с металлическими трубами, обеспеченными системой согласно изобретению: с внешней температурой ниже -20°С, при которой пары вводили в трубку забора чистого воздуха для сгорания, остающуюся ниже нуля только 10 минут. Как можно видеть на графике с Фиг.3, в течение приблизительно 50 минут толстая сплошная линия представляет собой кривую наружной температуры (а), которая является практически постоянной -20°С; верхняя пунктирная линия (b) представляет собой температурную кривую паров масла, выходящих из двигателя (клапан 3, Фиг.2); пунктирная линия представляет собой температурную кривую (с) воды, циркулирующей в камере 4; толстая пунктирная линия представляет собой температурную кривую (d) паров масла, поступающих в трубу 1; тонкая сплошная линия представляет собой температурную кривую (d) паров масла, нагнетаемых в точке 1' и, таким образом, в точке, в которой пары входят в канал чистого воздуха, которая, как можно видеть, поднимается выше нуля после 10 минут.
Специалисту в данной области будет очевидно, что могут быть выполнены и сконструированы другие альтернативные и эквивалентные варианты осуществления изобретения, не выходя из объема настоящего изобретения.
Например, может быть использовано множество труб 1, каждая из которых оборудована своим собственным внешним кожухом 4 и которые соединены таким же способом с двигателем и охлаждающим контуром.
Использование системы согласно настоящему изобретению обеспечивает ряд очевидных преимуществ.
Изобретение обеспечивает преимущества в переводе на стоимость, а также энергопотребление, так как оно использует тепло, которое уже доступно и не должно быть специально произведено, как в случае нагревательных резисторов, позволяя сократить нагрузку на аккумуляторы. Кроме того, система является более надежной и экономичной из-за отказа от использования нагревательных резисторов и соответствующей электропроводки.
На основании вышеприведенного описания специалисту в данной области техники будет очевидна реализация настоящего изобретения, без введения дополнительных конструктивных деталей.