УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПРИ НИЗКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Полезная модель предназначена для обеспечения запуска при низких отрицательных температурах двигателей внутреннего сгорания (далее - ДВС), снабженных системой впрыска топлива с помощью электромагнитных инжекторов-распылителей (далее - форсунок) и может быть использована в двигателях транспортных средств, энергетических установок, сварочных и других специальных агрегатов и машин с приводом от ДВС, сокращает затраты времени и средств на предпусковую подготовку двигателя.
Системы питания современных двигателей внутреннего сгорания с впрыском топлива запрограммированы на изменение пропорций в приготовлении топливовоздушной смеси в зависимости от температуры окружающего воздуха и температуры охлаждающей жидкости внутри ДВС. При низких отрицательных температурах топливовоздушная смесь подготавливается «богатая», а испаряемость топлива становится низкой. Запуск двигателя при низких отрицательных температурах приводит к впрыску большого объема топлива в жидкой фазе, невозможности воспламенения большого количества топлива. В случае бензинового двигателя свечи зажигания заливаются, что полностью исключает возможность запуска ДВС до их просушки или замены.
Известно устройство для обеспечения запуска при низких отрицательных температурах двигателей внутреннего сгорания (далее - ДВС) с помощью подогрева топливовоздушной смеси, содержащее теплообменный нагревательный элемент, в котором топливо нагревается и подогретое топливо поступает через систему впрыска непосредственно в цилиндры (патент US 4711223, опубл. 08.12.1987 г.).
Недостатком этого технического решения является конструктивная сложность и необходимость введения значительных конструктивных изменений двигателя, что делает его непригодным для использования в уже выпущенных автомобилях и значительно увеличивает стоимость автомобиля при введении его в заводскую конструкцию ДВС.
Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах., содержащее электрический подогреватель, который размещается внутри корпуса топливного фильтра и зафиксирован при помощи двух пружинных распорных колец. (Заявка РФ на изобретение №93045926/06, опубл. 20.04.1996 г.)
Недостатком этого технического решения является необходимость разборки и внесения конструктивных изменений в систему питания двигателя, что требует определенных навыков и самостоятельная установка на двигатель может быть недопустимой при наличии гарантий завода-изготовителя.
Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание устройства для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах, позволяющего установку его на ДВС без внесения каких-либо конструктивных изменений в ДВС.
Для решения этой технической задачи предлагается устройство для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах, содержащее эластичные нагревательные элементы с токоподводами и фиксирующие пружины по числу форсунок, блок управления, размеры эластичных нагревательных элементов соответствуют наружным геометрическим размерам корпусов форсунок, фиксирующие пружины выполнены обжимными с возможностью охвата форсунок с нагревательными элементами, токоподводы нагревательных элементов подключены к источнику питания через блок управления. Блок управления устройства для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах может быть выполнен в виде кнопки, в виде таймера, в виде выключателя и термореле, термочувствительный элемент которого размещен в тепловом контакте с форсункой. Шкала таймера может быть отградуирована в градусах температуры.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлен пример использования предлагаемого устройства для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах в автомобиле с системой впрыска топлива с четырьмя форсунками по числу цилиндров ДВС.
Других известных технических решений аналогичного назначения с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Совокупность существенных признаков заявляемого устройства для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Поэтому заявитель считает, что заявляемое устройство для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах соответствует критерию «новизна». Устройство для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах может быть изготовлено на известном оборудовании и использовано в двигателях транспортных средств, энергетических установок, сварочных и других специальных агрегатов и машин с приводом от ДВС. Поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Основные технические особенности и преимущества предлагаемого технического решения описаны в представленном предпочтительном варианте осуществления на примере его использования в бензиновом ДВС. Объем защиты полезной модели не ограничивается описанным примером, а включает различные варианты исполнения в соответствии с общей концепцией.
На фиг. 1 показан эластичный нагревательный элемент с токоподводами, на фиг. 2 - схема подключения эластичных нагревательных элементов для ДВС с четырьмя форсунками, на фиг. 3 показано крепление эластичного нагревательного элемента и закрепление термочувствительного элемента термореле на форсунке
На фигурах обозначены: эластичный нагревательный элемент 1 с токоподводами 2, фиксирующая пружина 3, блок 4 управления, форсунка 5, термочувствительный элемент 6 термореле (не показано). Размеры эластичных нагревательных элементов 1 соответствуют наружным геометрическим размерам поверхности корпусов форсунок 5, имеющих форму цилиндров.
Устройство работает следующим образом: каждый нагревательный элемент 1 оборачивают вокруг наружной поверхности форсунки 5 и закрепляют (фиксируют) на форсунке 5 обжимной пружиной 3, которая охватывает форсунку 5 с эластичным нагревательным элементом 1, что обеспечивает надежный тепловой контакт нагревательного элемента 1 и форсунки 5, токоподводы 2 соединяют для подключения к источнику питания (аккумулятору автомобиля, не показан) через блок 4 управления. Блок 4 управления размещают в любом удобном для водителя месте, например, под капотом двигателя или на передней приборной панели в кабине автомобиля. Термочувствительный элемент 6 термореле при использовании блока 4 управления, выполненного в виде последовательно включенных выключателя и термореле, размещают в тепловом контакте с форсункой под нагревательным элементом 1, обернутым вокруг наружной поверхности форсунки 5 и закрепленным на форсунке 5 пружиной 3.
Если блок 4 управления выполнен в виде кнопки, то перед запуском двигателя кнопку нажимают и удерживают. Нагревательные элементы 1 под воздействием протекающего тока нагреваются и нагревают форсунки 5. Время удержания кнопки в этом случае водитель определяет опытным путем. Мощность нагревательных элементов 1 выбирают такой, чтобы тепловой баланс (температура форсунки при неограниченно длительном нагревании и отрицательной наружной температуре воздуха) не превышал 100 градусов по Цельсию. После прогрева форсунок 5 (сразу после отпускания кнопки) производят запуск ДВС. Находящийся в форсунках 5 теплый бензин распыляется, переходит в паровую фазу и воспламеняется от искры свечи зажигания.
Если блок 4 управления выполнен в виде таймера, то перед запуском двигателя на таймере устанавливают требуемое время включения нагревательных элементов 1. Для упрощения запуска шкала таймера может быть отградуирована в градусах внешней температуры.
Если блок 4 управления выполнен в виде последовательно включенных выключателя и термореле, термочувствительный элемент которого размещен в тепловом контакте с форсункой 5, выключатель обеспечивает включение нагревательных элементов 1, а термореле - их отключение в момент нагрева до требуемой температуры. Запуск ДВС во всех случаях производят после требуемого нагрева форсунок 5.
Опытные образцы предлагаемого устройства для обеспечения запуска двигателей внутреннего сгорания при низких отрицательных температурах были изготовлены и испытаны со следующими характеристиками:
1. Для автомобиля ВАЗ Н=15 мм, L=50 мм, толщина 1,2 мм, мощность нагревателя=35 вт. Питание - от аккумулятора автомобиля. Оптимальное время нагрева при Т=-10 C° составило 1 мин, при -15 C° составило 1,5 мин.
2. Для автомобиля Форд Н=15 мм, L=50 мм, толщина 1,2 мм, мощность нагревателя=50 вт. Питание - от аккумулятора автомобиля. Оптимальное время нагрева при Т=-15 C° составило 0,5 мин,
при - 20 C° составило 1 мин.
Предлагаемое устройство показало свою эффективность в диапазоне температур от -5 до -40 °C -. обеспечивает эффективность предпускового подогрева, надежность запуска двигателя и его ускоренный прогрев после запуска.