УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА ЖИДКОСТЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам для подготовки и подачи жидкостей в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), в частности, для подогрева жидкого топлива и охлаждающей жидкости (антифриза) за счет температуры выхлопных газов.
Известно устройство для рециркуляции отработавших газов ДВС основной задачей которого является снижение токсичности газов.
(См. авторское свидетельство №1035265 по классу МПК F02M 25/06, заявл. 18.11.81, опубл. 15.08.83 «Система рециркуляции отработавших газов ДВС»).
Недостатком известной конструкции является ограниченное использование температуры отработавших газов, а именно, для смешивания только с потоком топливовоздушной смеси, ее подогрева и отсутствием контактов с охлаждающей жидкостью.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству для подогрева жидкостей ДВС и выбранным в качестве наиболее близкого аналога является устройство для подогрева топлива ДВС, содержащее цилиндрический корпус с установленным внутри него змеевиком, который получает тепло от внешнего источника.
(См. патент RU на изобретение №2681873, заявл.26.12.2016 г., опубл. 26.06.2018 г., по классу МПК F02M 31/18 «Способ подачи топлива в ДВС и система с парогенератором для его осуществления»)
Недостатком известного устройства с парогенератором является сложность конструкции и ограниченное использование температуры выхлопных газов, а именно, для подогрева топлива.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, позволяющего обеспечить улучшение топливной экономичности за счет снижения расхода топлива и снижение токсичности выхлопных газов за счет увеличения процента сгорания топлива.
Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу, является одновременный подогрев жидкого топлива ДВС и охлаждающей жидкости при минимальных изменениях в конструкции выпускного коллектора автомобиля за счет использования температуры выхлопных газов.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для подогрева жидкостей ДВС, содержащем корпус с установленным внутри него змеевиком, который получает тепло от внешнего источника, согласно полезной модели, внутри корпуса коаксиально установлен цилиндр, нижний конец которого жестко связан с днищем корпуса, а верхний закрыт, жестко закрепленной на нем, крышкой, выполненной с двумя отверстиями для вывода вертикальных элементов змеевика, установленного внутри цилиндра, при этом цилиндр установлен с зазором между стенками цилиндра и стенками корпуса и с зазором между крышкой цилиндра и верхней частью корпуса, зазоры выполнены в виде каналов для прохождения охлаждающей жидкости, внутренняя поверхность змеевика связана с системой подачи жидкого топлива, наружная поверхность змеевика связана с системой подачи выхлопных газов, днище корпуса снабжено двумя патрубками для подачи и отвода выхлопных газов, верхняя часть корпуса выполнена с патрубками для входа и выхода охлаждающей жидкости и отверстиями для вывода вертикальных элементов змеевика.
Элементы устройства для подогрева жидкостей ДВС (змеевик, корпус, цилиндр) могут быть выполнены из нержавеющей стали.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют о том, что предлагаемое устройство для подогрева жидкостей ДВС не известно, т.е. соответствует критерию «новизна».
Предлагаемое устройство для подогрева жидкостей ДВС может быть изготовлено на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование широко выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью.
Таким образом, заявляемое устройство для подогрева жидкостей ДВС соответствует критерию «промышленная применимость».
Выполнение корпуса устройства в виде камеры разогрева охлаждающей жидкости, позволяет в одном, уже существующем корпусе обеспечить подогрев и жидкого топлива и охлаждающей жидкости, что снижает расход топлива и одновременно снижает токсичность выхлопных газов за счет увеличения процента сгорания топлива.
Установка внутри корпуса цилиндра, нижний конец которого жестко связан с днищем корпуса, а верхний закрыт, жестко закрепленной на нем, крышкой, выполненной с двумя отверстиями для вывода вертикальных элементов змеевика, установленного внутри цилиндра, при этом цилиндр установлен с зазором между стенками цилиндра и стенками корпуса и с зазором между крышкой цилиндра и верхней частью корпуса, позволяет создать каналы для прохождения охлаждающей жидкости для дальнейшего ее подогрева выхлопными газами, что снижает токсичность выхлопных газов.
Выполнение внутренней поверхности змеевика связанной с системой подачи жидкого топлива, наружной поверхности змеевика связанной с системой подачи выхлопных газов позволяет обеспечить одновременный подогрев жидкого топлива и охлаждающей жидкости, что приводит к снижению расхода топлива и одновременно снижению токсичности выхлопных газов.
Снабжение днища корпуса двумя патрубками для подачи и отвода выхлопных газов, обеспечивает прохождение выхлопных газов внутри цилиндра, отдачу их тепла топливу и охлаждающей жидкости и далее отвод за пределы устройства через предназначенные для этого трубки, что опять-таки позволяет снизить токсичность выхлопных газов и одновременно снизить расход топлива.
Выполнение верхней части корпуса с патрубками для входа и выхода охлаждающей жидкости и отверстиями для вывода вертикальных элементов змеевика, позволяет обеспечить подачу, прохождение и отвод топлива и охлаждающей жидкости и их подогрев от выхлопных газов, что опять-таки снижает расход топлива, охлаждающей жидкости и снижает токсичность выхлопных газов.
Выполнение элементов устройства из нержавеющей стали позволяет повысить срок службы устройства, повысить его эксплуатационные качества, гарантировать безопасность в обеспечении подогрева жидкого топлива и охлаждающей жидкости ДВС в течении длительного времени.
Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемого устройства для подогрева жидкостей ДВС позволяет достичь заявленного технического результата, а именно, обеспечение одновременного подогрева жидкого топлива ДВС и охлаждающей жидкости при минимальных изменениях в конструкции выпускного коллектора автомобиля за счет использования температуры выхлопных газов.
И, следовательно, решить поставленную задачу - создание устройства, позволяющего обеспечить улучшение топливной экономичности за счет снижения расхода топлива и снижение токсичности выхлопных газов, повышение КПД и уменьшение времени прогрева ДВС автомобиля.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами:
На фиг. 1 - общий вид устройства
На фиг. 2 - общий вид устройства в разрезе
Устройство для подогрева жидкостей ДВС содержит цилиндрический корпус 1 с установленным внутри него змеевиком 2, который получает тепло от внешнего источника, внутри корпуса 1коаксиально установлен цилиндр 3, нижний конец которого жестко связан с днищем 4 корпуса 1, а верхний закрыт, жестко закрепленной на нем, крышкой 5, выполненной с двумя отверстиями для вывода вертикальных элементов 6, 7 змеевика 2, установленного внутри цилиндра 3, при этом цилиндр 3 установлен с зазором между стенками цилиндра 3 и стенками корпуса 1 и с зазором между крышкой 5 цилиндра 3 и верхней частью 8 корпуса 1, зазоры выполнены в виде каналов для прохождения охлаждающей жидкости, внутренняя поверхность змеевика 2 связана с системой подачи жидкого топлива, наружная поверхность змеевика 2 связана с системой подачи выхлопных газов, днище 4 корпуса 1 снабжено патрубками 9, 10 для подачи и отвода выхлопных газов, верхняя часть корпуса 1 выполнена с патрубками 11, 12 для входа и выхода охлаждающей жидкости и отверстиями для вывода вертикальных элементов 6, 7 змеевика 2. Подачу топлива в змеевик 2 осуществляют из штатного выхода топлива из бака (на чертеже не показано), подачу охлаждающей жидкости осуществляют так же через штатную систему подачи такой жидкости (на чертеже не показано).
Элементы устройства могут быть выполнены из нержавеющей стали Устройство для подогрева жидкостей ДВС работает следующим образом:
предварительно устройство собирают и далее устанавливают в свободное место подкапотного пространства, при этом собирают так, чтобы змеевик 2 расположился внутри цилиндра 3, а цилиндр 3 устанавливают внутри корпуса 1 и нижний конец цилиндра 3 приваривают к днищу 4 корпуса 1, цилиндр 3 устанавливают внутри корпуса 1 с зазорами, которые служат каналами для прохождения охлаждающей жидкости, через змеевик 2 проводят жидкое топливо, патрубки 9, 10 соединяют с системой прохождения выхлопных газов, в процессе начала работы ДВС выхлопные газы поступают через патрубок 10 в пустое пространство цилиндра 3, где и происходит отдача тепла выхлопных газов топливу и охлаждающей жидкости, при этом тепло от выхлопных газов нагревает стенки каналов для прохождения охлаждающий жидкости, а они в свою очередь отдают тепло самой охлаждающей жидкости, одновременно тепло от выхлопных газов нагревает наружные стенки змеевика 2, по которому проходит топливо, в результате топливо тоже нагревают, выхлопные газы проходят в полости цилиндра 3 1 и затем выходят через патрубок 9.
В результате одновременного нагрева топлива и охлаждающей жидкости ДВС резко снижается расход топлива, до 30%, при этом, особенно в условиях низких температур, уменьшается время прогрева ДВС автомобиля и одновременно происходит снижение токсичности выхлопных газов за счет увеличения процента сгорания топлива. Кроме того, выхлопные газы отдают свое тепло и теряют свои объемы.
Устройство отличается простотой конструкции и монтажа, компактностью и незначительными затратами на производство, при этом используют штатные топливные шланги ВАЗ и все материалы, изготовленные в РФ.
Заявляемое устройство отличается безопасностью, что позволяет составить достойную конкуренцию газовому оборудованию.
Заявитель изготовил опытные образцы устройства и испытал их на автомобиле TOYOTA VENZA 2014 г. в. объемом двигателя 2,7 л. В результате испытаний установлено, что время прогрева ДВС уменьшилось более, чем в 2 раза, экономия топлива составила до 30%. Проверка выхлопных газов показала: при работе двигателя при 650об/мин соответствует стандартам Евро-3, а при работе более 1200 об/мин соответствует стандартам Евро-4, при этом глушитель без катализатора.
Дополнительным достоинством заявляемого устройства является возможность легко и быстро модернизировать его под другие марки автомобилей.