Термоэлектрический автомобильный подогревающий модуль

Полезная модель относится к транспорту, а именно к дополнительно устанавливаемым устройствам, предназначенным для подогрева и поддержания оптимальной температуры рабочих жидкостей дополнительных узлов и агрегатов, а также стабильного запуска двигателей внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур окружающей среды в целях повышения их надежности, долговечности и работоспособности.
Известно устройство для разогрева масла (патент РФ №2006598 МКИ F01M 5/00), содержащее установленный на днище поддона картера ДВС под маслоприемником электрический нагреватель, корпус которого выполнен в виде пары горизонтальных пластин из теплостойкого электроизоляционного материала, между которыми размещена тонкая лента с подводящими и отводящим электродами и предохранительными вставками со стыковыми паяными швами, в верхней пластине выполнены сквозные окна для обеспечения непосредственного контакта масла с нагревательным элементом - тонкой лентой.
Недостатком данного устройства является необходимость встраивания устройства в поддон картера двигателя, большое количество задействованных узлов и деталей, невозможность восполнения затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой тепловой энергии двигателя.
Известно устройство - термоэлектрический подогреватель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий термоэлектрические модули Пельтье, установленные на наиболее нагреваемых зонах корпуса двигателя внутреннего сгорания и подключенные электрическими проводами к контроллеру с таймером и конденсатором, электронагревательный элемент, закрепленный на корпусе и поддоне картера двигателя (патент РФ №185324 МКИ F01M 5/00, взято за прототип)
Недостатком данного устройства является невысокая энергоотдача в связи с отсутствием преобразователя напряжения, установкой элементов Пельтье непосредственно на корпусе двигателя и слабым охлаждением элемента, высокая стоимость конденсатора.
Технической задачей полезной модели является подогрев и поддержание оптимальной температуры рабочих жидкостей дополнительных узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации, стабильный запуск двигателя внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур окружающей среды, высокие параметры энергоотдачи, а также возможность восполнения затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой тепловой энергии выхлопных газов двигателя.
Техническим решением задачи является создание термоэлектрического автомобильного подогревающего модуля, способного при простоте изготовления и высоких параметрах энергоотдачи осуществить подогрев и поддержание оптимальной температуры рабочих жидкостей узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации, способствовать стабильному запуску двигателя внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур окружающей среды, имеющего возможность восполнения затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой тепловой энергии выхлопных газов двигателя, а, следовательно, повышающего их надежность, долговечность и работоспособность.
Поставленная задача достигается тем, что термоэлектрический автомобильный подогревающий модуль выполнен в виде комплекса, объединенного электрической сетью, и включающего энергоблок, монтируемый на выхлопной трубе глушителя автомобиля, состоящий из батареи термоэлектрических модулей Пельтье, соединенных последовательно и закрепленных клеевым составом двухрядно на внешних плоскостях установочной муфты, выполненной в виде тонкостенной алюминиевой трубы квадратного сечения, при этом установочная муфта располагается внутри охладителя, имеющего вид тонкостенной алюминиевой трубы квадратного сечения большего диаметра с краевыми монтажными отверстиями, на один из углов которого методом аргонной сварки вварена ветронаправляющая плоскость в виде однотаврового алюминиевого швеллера, преобразователя напряжения, тягового щелочного аккумулятора, контроллера с таймером, двух электронагревательных элементов с внешним теплоизолирующим слоем, один из которых закреплен на блоке цилиндров двигателя, а другой на емкости с рабочей жидкостью для дополнительных узлов и агрегатов автомобиля.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема термоэлектрического автомобильного подогревающего модуля, на фиг. 2 изображен профильный вид энергоблока термоэлектрического автомобильного подогревающего модуля.
Термоэлектрический автомобильный подогревающий модуль выполнен в виде комплекса, объединенного электрической сетью, и включающего энергоблок 1, монтируемый на выхлопной трубе глушителя автомобиля, состоящий из батареи термоэлектрических модулей Пельтье 2, соединенных последовательно и закрепленных клеевым составом двухрядно на внешних плоскостях установочной муфты 3, выполненной в виде тонкостенной алюминиевой трубы квадратного сечения, при этом установочная муфта 3 располагается внутри охладителя, имеющего вид тонкостенной алюминиевой трубы 4 квадратного сечения большего диаметра с краевыми монтажными отверстиями 5, на один из углов которого методом аргонной сварки вварена ветронаправляющая плоскость 6 в виде однотаврового алюминиевого швеллера, преобразователя напряжения 7, тягового щелочного аккумулятора 8, контроллера 9 с таймером, двух электронагревательных элементов 10 и 11 с внешним теплоизолирующим слоем, при этом элемент 10 закреплен на блоке цилиндров 12 двигателя 13, а другой элемент 11 на емкости 14 с рабочей жидкостью для дополнительных узлов и агрегатов автомобиля.
Устройство работает следующим образом:
При запуске и работе автомобиля происходит нагрев отработавшими газами двигателя выхлопной трубы глушителя и внутренней поверхности установочной муфты энергоблока 1 с закрепленными элементами Пельтье 2, охлаждение элементов Пельтье 2 производится внешней температурой и потоком воздуха, производящего обдув охладителя, имеющего вид тонкостенной алюминиевой трубы 4, при движении автомобиля, при этом электрическая энергия, вырабатывая элементами Пельтье 2, проходя через преобразователь напряжения 7 поступает для зарядки тягового щелочного аккумулятора 8, что позволяет своевременно восполнять затрачиваемую энергию, и далее направляется контроллером 9 с таймером на один из электронагревательных элементов 10 или 11, выполняя работу по подогреву и поддержанию оптимальной температуры рабочих жидкостей дополнительных узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации методом передачи тепловой энергии и нагрева емкости 14 с рабочей жидкостью, или давая возможность провести стабильный запуск двигателя внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур путем предпускового разогрева блока цилиндров 12 двигателя 13.
При этом контроллер 9 при помощи программирования таймера способен осуществлять отбор электроэнергии от тягового щелочного аккумулятора 8 в зависимости от необходимости выполняемой работы и времени готовности автомобиля к эксплуатации.
Наличие в предлагаемой схеме устройства преобразователя напряжения при входном напряжении 0,8 вольт, позволяет снять с его выхода фиксированное напряжение 3,3 или 5 вольт, или изменяемое от 1,8 до 5,5 вольт, что значительно превышает параметры действующего прототипа.
При отсутствии необходимости предварительного разогрева двигателя, подогрева и поддержания оптимальной температуры рабочих жидкостей водителем отключается контроллер 9 с таймером и энергоблок 1 работает на заряд тягового щелочного аккумулятора 8.
При наступлении теплого времени года термоэлектрический автомобильный подогревающий модуль демонтируется.
Использование данной полезной модели, при ее невысокой стоимости, простоте изготовления и высокой надежности, реализации восполнения затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой тепловой энергии выхлопных газов двигателя, удобстве в обслуживании и эксплуатации, позволит осуществить подогрев и поддержание оптимальной температуры рабочих жидкостей узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации, способствовать стабильному запуску двигателя внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур окружающей среды, повысить надежность, долговечность и работоспособность машин, что приведет к экономии энергозатрат и увеличит экономический эффект от его применения в сельском хозяйстве.