УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Устройство для поддержания теплового режима
двигателя внутреннего сгорания
Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройствам подогревателей двигателей внутреннего сгорания перед их запуском через жидкостную систему охлаждения двигателя.
В зимнее время многие владельцы транспортных средств испытывают проблемы с запуском силового агрегата, а также прогревом двигателя до нужной температуры. Это связано с массой вариантов неполадок и конструктивными особенностями двигателя при запуске в условиях низких температур. Кроме того, постоянная работа двигателей транспортных средств в зимнее время, что и зачастую делается в холодных регионах, приводит к перерасходу топлива и загрязнению окружающей среды. Как известно, во дворах стоянка с включенным двигателем запрещена в соответствии с Правилами дорожного движения.
Потребность в отопительных системах в регионах с холодным климатом стабильно растет, что объясняется, главным образом, увеличением количества транспортной техники. В условиях зимы открытые стоянки для транспортных средств не могут быть задействованы, требуется строительство утепленных укрытий (гаражей), что не может решить проблему для обычного автолюбителя из-за дороговизны сооружений. Кроме того, подобные строения занимают значительные площади.
Решение проблемы возможно при поддержании теплового режима в двигателе транспортного средства при помощи устройств для обогрева.
Известны различные решения, например, предпусковые подогреватели, отопители и т.д. (см. http://motornoe.com/voditelyu/kak-progret-dvigatel-avtomobilya-zimoi.html). Однако, их использование достаточно затратно из-за дороговизны оборудования, а их эксплуатация не всегда может быть безопасна.
Известна система предпускового разогрева двигателя внутреннего сгорания (см. SU№956833, МПК F02N 17/06, опубл. 07.09.1982), содержащая подогреватель с впускным и выпускным трубопроводами, снабженного, по крайней мере, одним водяным насосом, к которым подсоединены головка блока с рубашкой блока цилиндров и термостат.
Известное решение устройства для поддержания двигателя внутреннего сгорания в прогретом состоянии (см. RU №50610, МПК F02N 17/06, опубл. 20.01.2006) содержит систему прогрева жидкости в резервуаре при помощи установленного в нем электрического подогревателя, включающую входной трубопровод, соединяющий рубашку охлаждения двигателя с резервуаром и выходной трубопровод, соединяющий резервуар с головкой блока цилиндров через рубашку охлаждения двигателя и термореле, соединенное электрокабелем с упомянутым электронагревателем.
Недостатками известных устройств являются сложность конструкции, низкая надежность и недолговечность элементов. Кроме того, в недостатки можно отнести длительное время предпускового разогрева двигателя, обусловленное конструктивными особенностями устройства, и прямую энергозависимость для подключения электроподогревателя.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности, надежности и экономичности использования устройств для обогрева двигателя внутреннего сгорания, в том числе в условиях экстремальных отрицательных температур.
Техническим результатом, получаемом при использовании полезной модели, является возможность поддерживать тепловой режим в двигателе в длительное время путем разогрева блока двигателя от внешнего источника тепловой энергии без существенных затрат на эксплуатацию и содержание устройства.
Для решения поставленной задачи устройство для поддержания теплового режима двигателя внутреннего сгорания, содержащее систему прогрева жидкости с теплообменником, включающую входной трубопровод, соединяющий рубашку охлаждения двигателя с теплообменником и выходной трубопровод, соединяющий теплообменник с головкой блока цилиндров через рубашку охлаждения двигателя, отличается тем, что теплообменник подсоединен к тепловой сети отапливаемого объекта, например, магистральной, кроме того, теплообменник снабжен терморегулятором, причем входной и выходной трубопроводы со стороны внутреннего помещения выполнены из жестких труб, например, из металлических, а с внешней стороны - из гибких шлангов. При этом система прогрева жидкости содержит циркуляционный насос с блоком из фильтра, обратного клапана и группы вентилей, расширительный бак, контрольный узел, подключенные к трубопроводам, и соединительные приспособления для подключения к системе охлаждения двигателя. Кроме того, устройство может быть снабжено разветвителем для одновременного присоединения нескольких потребителей. Штатный отопитель транспортного средства дополнительно может быть подключен к электросети через понижающий трансформатор для обогрева салона во время стоянки посредством включения его вентилятора.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, создание надежного устройства несложной конструкции, использование которого позволяет повысить эффективность обогрева двигателя в зимний период, в том числе в длительное время, за счет экономичности всего процесса.
Заявленное устройство для поддержания теплового режима двигателя внутреннего сгорания поясняется чертежом, где на фигуре показана схема устройства.
Устройство для поддержания теплового режима двигателя внутреннего сгорания предназначено для быстрого прогрева и поддержания положительной температуры в блоке охлаждения двигателя и включает систему прогрева (см. фиг.), которая содержит входной трубопровод, соединяющий рубашку охлаждения двигателя 2 с теплообменником 4, например, пластинчатой конструкции, и выходной трубопровод, соединяющий теплообменник с головкой блока цилиндров 3 через рубашку охлаждения двигателя. Входной и выходной трубопроводы со стороны внутреннего помещения отапливаемого объекта выполнены, например, из стальной трубы 5, 7 и гибкого шланга 6, 8 с внешней стороны объекта.
При этом в систему заливается обогревающая жидкость, например, низкотемпературная жидкость автомобильного назначения (антифриз).
Теплообменник 4 системы подсоединяется к сети отопления 1 отапливаемого объекта известными способами, при этом к точке присоединения может быть установлен терморегулятор 9, например, терморегулирующий вентиль известного устройства.
Для обеспечения циркуляции жидкости в системе к входному трубопроводу 5 подключен циркуляционный насос 10 стандартного устройства с блоком из фильтра 11, обратного клапана 12 и группы вентилей 13.
В целях обеспечения работоспособности и безопасности системы при изменении внутреннего давления на входном трубопроводе 5 установлен расширительный бак 14. При этом полезный объем расширительного бака соответствует увеличению объема жидкости в системе, заполняющей систему обогрева и систему охлаждения двигателя, при ее нагревании до средней расчетной (предельной) температуры.
Кроме того, в целях контроля работы системы дополнительно может быть установлен контрольный узел «группа безопасности» 15, состоящий из стандартных манометра для измерения давления, термометра для контроля над температурой жидкости в системе и предохранительного клапана, срабатывающего при повышении внутреннего давления свыше предельного, равного 1 атм. Подобный узел подключают к трубе выходного трубопровода 7.
Входные и выходные трубопроводы выводятся наружу отапливаемого объекта и замыкаются трубопроводными кранами 16, например, шаровыми, и соединительными приспособлениями 17, в частности, быстроразъемными штуцерами.
Внутренние трубопроводы 5, 7 соединены между собой для создания замкнутой системы 18, что образуется при закрытых положениях кранов 16. В этом случае, жидкость системы прогрева циркулирует по внутренней системе без контакта с двигателем транспортного средства.
К штуцерам 17 присоединяются гибкие шланги 6, 8 для жидкости, как правило, морозостойкого исполнения, посредством соединительных приспособлений известной конструкции, обеспечивающие быстрое и надежное присоединение к устройствам подключения, установленным в двигателе внутреннего сгорания.
0
В транспортном средстве, подключаемом к устройству для поддержания теплового режима, проводят предварительные подготовительные работы, заключаемые в установке блока обогрева 19 в подкапотном пространстве двигателя, состоящего из двух трубопроводов, например, гибких шлангов, приспособленных соединительными штуцерами, причем, один из них подсоединен к рубашке охлаждения и подключается при обогреве к входному трубопроводу устройства, а другой - к блоку двигателя и подключается к выходному трубопроводу. Таким образом, обогревающая жидкость (с температурой до 85С) циркулирует по «малому» кругу системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Работа устройства для поддержания теплового режима двигателя внутреннего сгорания заключается в следующем.
0
В рабочем режиме жидкость в гидросистеме устройства находится под давлением, что обеспечивается циркуляционным насосом 10. При отсутствии подключения автомобиля жидкость циркулирует по внутреннему кругу устройства обогрева при закрытых положениях кранов 16. При этом температурный режим контролируется посредством терморегулятора 9. Максимальная температура в теплоносителе системы обогрева, в зависимости от температуры жидкости в теплосети, может составить до 85С.
Транспортное средство припаркуется в отведенном месте стоянки, где подведены соединительные приспособления входных и выходных трубопроводов устройства. При выключенном двигателе внутреннего сгорания для прогрева блока цилиндров через рубашку охлаждения двигателя внутреннего сгорания 2 при закрытых положениях кранов 16 внешние шланги 6, 8 через штуцеры 17 подключаются к соединительным штуцерам блока обогрева 19. При открытии кранов 16 система подключается, прогретая в теплообменнике 4 жидкость начинает циркулирование в каналах системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и, тем самым, поддерживает положительную температуру в двигателе. Таким образом, тепловой режим в двигателе может поддерживаться длительное время независимо от температуры внешней среды. Для отключения от системы пользователем закрываются краны 16, отсоединяются шланги 6, 8 со штуцерами 17 от блока обогрева 19.
Кроме того, устройство может быть снабжено разветвителем для подсоединения нескольких потребителей. В этом случае внешние элементы системы прогрева должны быть утеплены при помощи теплоизоляционных материалов.
Штатный отопитель транспортного средства дополнительно может быть подключен к электросети через понижающий трансформатор, вывод которого выносится наружу отапливаемого объекта, для обогрева салона во время стоянки посредством включения вентилятора.