ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ВИХРЕВОГО ИНДУКЦИОННОГО ПОДОГРЕВА ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА ДИЗЕЛЕЙ ТИПА В-2 В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использована для облегчения пуска дизелей типа В-2 бронетанковой военной техники в условиях низких температур.
Известно устройство для нагрева воды или воздуха содержащее индуктор промышленной частоты, вихревую камеру в виде пакета пластин из ферромагнитного материала, размещенных в ее рабочем объеме с зазорами между пластинами для прохода воды или воздуха, с периферийным завихрителем и с патрубками подвода холодной воды или воздуха и отвода подогретой воды или воздуха. (Авторское свидетельство RU №2337279, F24H 1/00, F24H 3/00, опубликовано 27.10.2008).
Изобретение относится к теплотехническому оборудованию, и может быть использовано для нагрева в небольших количествах воды или воздуха в сельском хозяйстве, строительстве, на базах отдыха, на военных полигонах, в геологических партиях и т.д. Задача изобретения заключается в разработке малогабаритного, простого в устройстве и надежного в эксплуатации нагревателя для небольших объемов воды или воздуха с использованием электрического тока промышленной частоты.
Недостатками данного устройства являются его габариты (ввиду использования периферийного завихрителя) и адаптация к системам с использованием электрического тока промышленной частоты. Ввиду ограниченного пространства в моторно-трансмиссионном отсеке образца бронетанковой военной техники, подогрев воздушного заряда целесообразней проводить без использования периферийного завихрителя, тем самым уменьшить сопротивление при прохождении воздушного заряда и повысить скорость циркуляции подогретого заряда (увеличить количество циркуляционных циклов во впускном коллекторе). Индуктор вихревого подогревателя адаптировать под ток бортовой сети образца военной техники.
Данная конструкция является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за наиболее близкий аналог (прототип).
Технический результат модели направлен на совершенствование системы воздухоснабжения с целью повышения пусковых качеств дизелей типа В-2 в условиях низких температур.
Технический результат модели достигается созданием электронной системы вихревого индукционного подогрева воздушного заряда дизелей типа В-2 в условиях низких температур. Электронная система вихревого индукционного подогрева воздушного заряда дизелей типа В-2 содержит блок индуктора, вихревую камеру подогревателя при этом во впускной коллектор дополнительно введен соединительный канал, внутри которого размещены вихревая камера с сердечником и вентилятор, обеспечивающие подогрев и принудительную циркуляцию воздушного заряда в условиях низких температур окружающего воздуха.
Для приведения в действие вихревого индукционного подогревателя воздушного заряда используется электроэнергия бортовой сети.
Анализ предлагаемого решения позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется рисунком, где изображена электронная система вихревого индукционного подогрева воздушного заряда дизелей типа В-2 в условиях низких температур.
Для облегчения пуска дизелей типа В-2 конструкцией предусмотрен предпусковой подогреватель. В соответствии с инструкцией по эксплуатации объекта, подогреватель необходимо использовать при температуре окружающей среды от +5°С и ниже, при этом производится подогрев охлаждающей жидкости, которая в процессе теплообмена (через змеевик основного масленого бака) повышает температуру моторного масла. Конструктивно подогрев воздушного заряда может осуществляться системой экстренного пуска с помощью двух электрофакельных горелок 16, пользоваться которыми в повседневной деятельности запрещено, их ресурс строго ограничен. Другим способом подогрев впускного заряда воздуха не предусмотрен. При этом температура в конце такта сжатия может быть недостаточной для надежного воспламенения рабочей смеси.
Предлагаемая система содержит:
штатные аккумуляторные батареи 1, блок индуктора 2, вихревая камера 3, электронный блок управления 4, электровентилятор 5, датчик температуры охлаждающей жидкости 6, датчик температуры воздуха во впускном коллекторе 7, трубопровод охлаждающей жидкости 8; дополнительный соединительный канал впускных коллекторов 9, правый воздушный коллектор 10, правый полублок двигателя 11, заслонка в дополнительном соединительном канале впускных коллекторов с исполнительным механизмом 12, генераторная установка 13, левый воздушный коллектор 14, левый полублок двигателя 15, компрессор 17, турбина 18.
Предлагаемая электронная система вихревого индукционного подогрева воздушного заряда дизелей типа В-2 в условиях низких температур работает следующим образом.
При включении питания электронный блок управления 4 обрабатывает показания датчиков температур 6 и 7, сигнал от генераторной установки 13. Условиями для активации системы служат: отсутствие сигнала от генераторной установки 13 (дизель не заведен), показания на датчике температуры воздуха 7 (+5°С и ниже), показания на датчике температуры охлаждающей жидкости 6 (на ΔT ниже минимальной температуры для пуска дизеля (время работы предпускового подогревателя намного продолжительнее, чем время, необходимое на подогрев воздушного заряда во впускном коллекторе). При пуске подогревателя в условиях низких температур производится нагрев охлаждающей жидкости, показания считываются датчиком температуры охлаждающей жидкости 7. При достижении температуры охлаждающей жидкости значения:
ПВИП
МПД
Т = Т - ΔT,
ПВИП
где, Т - температура охлаждающей жидкости на датчике 7, соответствующая началу работы вихревого индукционного подогревателя;
МПД
Т - минимальная температура, для надежного пуска дизеля (определяется техническими условиями в зависимости от температуры окружающей среды);
ΔT - разница температур, при которой происходит нагрев воздушного заряда вихревым индукционным подогревателем во впускном коллекторе (то есть время, необходимое для подогрева воздушного заряда во впускном коллекторе, соответствующее времени повышения температуры охлаждающей жидкости на температуру ΔT, определяется в зависимости от температуры окружающей среды).
1
МПД
Сигнал с электронного блока управления 4 поступает на блок индуктора, где электрический ток преобразуется и направляется в камеру вихревого индукционного подогревателя 3, повышая внутреннюю энергию находящегося в ней сердечника (нагревательного элемента). Параллельно с этим открывается заслонка 12 дополнительного соединительного канала впускных коллекторов 9, включается электровентилятор 5, принудительно подавая в камеру вихревого индукционного подогревателя 3 холодный воздух. Осуществляется циклический подогрев воздушного заряда во впускных коллекторах 10 и 14 полублоков 11 и 15 соответственно. Цикличность подогрева обеспечивается созданием разряжения в зоне соединения дополнительного соединительного канала впускных коллекторов 9 и правого воздушного коллектора 10 полублока 11 за счет работы электровентилятора 5. Направление движения воздуха в процессе подогрева: левый воздушный коллектор 14 полублока 15, зона компрессора 17, правый воздушный коллектор 10 полублока 11, дополнительный соединительный канал впускных коллекторов 9. При достижении необходимой температуры воздушного заряда, датчиком 7 подается сигнал на электронный блок управления 4 и система подогрева отключается. При понижении температуры воздуха во впускном коллекторе (до пуска дизеля) на ΔT подогрев возобновляется, поддерживая температуру воздушного заряда в заданных пределах. При достижении температуры охлаждающей жидкости до значения Т механик-водитель производит пуск дизеля. После пуска дизеля электронный блок управления считывает сигнал от генераторной установки 13 и деактивирует систему (выключая вихревой индукционный подогреватель, электровентилятор 5, и закрывая заслонку 12 в дополнительном соединительном канале впускных коллекторов 9). Расположение данной системы в дополнительном канале производилось с целью недопущения создания дополнительного сопротивления во впускных коллекторах на различных режимах работы дизеля, понижения давления наддува, вследствие чего понижения мощностных, экономических и экологических показателей дизеля.
По сравнению с наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемая электронная система вихревого индукционного подогрева воздушного заряда дизелей типа В-2 в условиях низких температур характеризуется использованием прямоточной конструкции вихревой индукционной камеры (ввиду ограниченного пространства в моторно-трансмиссионном отсеке образца бронетанковой военной техники), электрической энергии бортовой сети образца бронетанковой военной техники для совершения полезной работы (вихревого индукционного подогрева воздушного заряда во впускном коллекторе).
Система позволяет осуществить более качественное регулирование процесса воздухоснабжения дизеля за счет вихревого индукционного подогрева воздушного заряда в условиях низких температур, повысить его пусковые свойства, и, как следствие, сохранить его ресурс.