Устройство для подогрева воздуха

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к устройствам для предпускового подогрева двигателей внутреннего сгорания.

Цель полезной модели - расширение пределов температуры гарантированного пуска двигателя и повышение надежности воспламенения топлива в дизельных ДВС большого рабочего объема.

Поставленная цель в устройстве для подогрева воздуха, достигается тем, что используется положительный эффект совокупности направленных воздействий: оптимизации смесеобразования за счет разделения потока впускного воздуха во впускной трубе 1 на нагреваемую, воспламененным свечей накаливания 2 топливом, и холодную (богатую кислородом) части в пропорции 3/1, а также минимизации энергетических затрат при нагреве впускного воздуха за счет использования многослойной теплоизоляции 3 и создания направленного потока горячего воздуха посредством углубления, натягом винтов 6 до постановки на стенки впускной трубы 1 упоров 5, выходных сечений отводящих патрубков 7 теплоизолированной трубы 4 на 23 мм в отводящие патрубки 8 впускной трубы 1. Такой подход позволяет существенно снизить уровень температуры гарантированного пуска дизельных ДВС большого рабочего объема.

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к устройствам для подготовки двигателей внутреннего сгорания к пуску.

Известно устройство для подогрева воздуха в двигателе внутреннего сгорания, состоящее из впускной трубы с углублением под свечу накаливания, расширяющимся по ходу воздуха, и имеющим подпорный экран, расположенный за предохранительным кожухом свечи накаливания перпендикулярно направлению потока; свечи накаливания с предохранительным кожухом [1].

Низкая эффективность данного устройства определяется малым КПД и сложностью пуска.

Наиболее близким устройством к предлагаемой полезной модели является устройство для подогрева воздуха, состоящее из впускной трубы с углублением под свечу накаливания, расширяющимся по ходу воздуха, и имеющим подпорный экран, расположенный за предохранительным кожухом свечи накаливания перпендикулярно направлению потока; свечи накаливания с предохранительным кожухом, штуцера для подвода топлива и клеммы подключения электронагревательного элемента; установленного вовнутрь трубы посадкой с натягом узла, состоящего из двух соединенных стяжным винтом пластин, отделенных одна от другой проставкой в виде втулки на расстояние, определяемое внутренним диаметром впускной трубы, расположенных вдоль продольной оси трубы в области горения факела так, чтобы пламя при работе свечи распространялось между пластинами, а пространство от наружной стороны каждой пластины до стенки трубы оставалось изолированным от пламени и свободным для поступления кислорода [2].

Однако использование данного устройства существенно ограничивается по температуре гарантированного пуска дизельных ДВС большого рабочего объема вследствие значительных потерь тепла разогретого воздуха через стенки впускной трубы.

Цель полезной модели - расширение пределов температуры гарантированного пуска двигателя и повышение надежности воспламенения топлива в дизельных ДВС большого рабочего объема.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для подогрева воздуха, состоящем из впускной трубы с углублением под свечу накаливания, расширяющимся по ходу воздуха, и имеющим подпорный экран, расположенный за предохранительным кожухом свечи накаливания перпендикулярно направлению потока; свечи накаливания с предохранительным кожухом, штуцера для подвода топлива и клеммы подключения электронагревательного элемента; установленного внутрь трубы посадкой с натягом узла, последний представляет собой теплоизолированную с внешней стороны трубу с площадью входного сечения, составляющей 3/4 от площади входного сечения впускной трубы, отводящие патрубки которой, площадью выходных сечений, соответствующие 3/4 площади выходного сечения отводящего патрубка впускной трубы, углублены на 23 мм выходными сечениями в отводящие патрубки впускной трубы.

На фиг. представлено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

Устройство содержит расположенную во впускной трубе 1 двигателя внутреннего сгорания свечу накаливания 2, выводящую факел горящего дизтоплива в теплоизолированную с внешней стороны многослойным теплоизоляционным покрытием 3 трубу 4, расположенную внутри впускной трубы 1 так, что упоры 5 опираются с двух сторон на нижние стенки впускной трубы, а натяг достигается посредством натяжных винтов 6, при этом отводящие патрубки 7 трубы 4 входят выходными сечениями на 23 мм в отводящие патрубки 8 впускной трубы 1.

В качестве многослойного теплоизоляционного покрытия 3 возможно использовать, например, четыре слоя следующего состава: 1 - термоэкран (1 мм гибкая графитовая фольга ТУ 5728-008-11590737-99); 2 - теплоизоляция (минеральная вата или асбестовая ткань); 3 - термостойкий пропиточно-заливочный компаунд (МБК-3); 4 - лакокрасочная ткань (ЛСК-155/180).

Устройство работает следующим образом. При пуске двигателя поток впускного воздуха разделяется так, чтобы 75% объема впускного воздуха проходило через теплоизолированную с внешней стороны многослойной теплоизоляцией 3 трубу 4 и нагревалось пламенем горящего топлива, инициированного свечей накаливания 2, с последующей доставкой через отводящие патрубки 7 в цилиндры ДВС, а остальные 25% объема впускного воздуха проходило вдоль внешней стороны теплоизолированной трубы 4 без нагрева для дальнейшей доставки по отводящим патрубкам 8 впускной трубы 1 воздуха, обогащенного кислородом, в цилиндры ДВС одновременно с горячим воздухом. За счет турбулизации потоков горячего и холодного воздуха в отводящих патрубках 8 впускной трубы 1 при движении в цилиндры ДВС, и последующего частичного смешивания, происходит образование нагретых зон, обогащенных кислородом, что способствует хорошему самовоспламенению топлива и соответственно повышению надежности пуска холодного ДВС, снижению уровня температуры гарантированного пуска дизельных ДВС большого рабочего объема.

Таким образом, реализация предлагаемой полезной модели позволяет на такте всасывания без существенных потерь тепла доставлять горячий воздух в цилиндры двигателя и при смешении там с холодным воздухом создавать благоприятные для самовоспламенения дизельного топлива зоны, тем самым увеличивая надежность пуска дизельного двигателя.

Положительный эффект работы устройства обеспечивается оптимизацией смесеобразования за счет разделения потока на нагреваемую и холодную (богатую кислородом) части в определенной пропорции, а также минимизацией энергетических затрат при нагреве впускного воздуха за счет использования многослойной теплоизоляции.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 973910, F02N 17/04, 1982 г.

2. Патент РФ на полезную модель 64294, F02N, 17/02 (17/04), 2006 г.

Устройство для подогрева воздуха, состоящее из впускной трубы с углублением под свечу накаливания, расширяющимся по ходу воздуха и имеющим подпорный экран, расположенный за предохранительным кожухом свечи накаливания перпендикулярно направлению потока; свечи накаливания с предохранительным кожухом, штуцера для подвода топлива и клеммы подключения электронагревательного элемента, установленного внутрь трубы посадкой с натягом узла, отличающееся тем, что последний представляет собой теплоизолированную с внешней стороны трубу с площадью входного сечения, составляющей 3/4 от площади входного сечения впускной трубы, отводящие патрубки которой площадью выходных сечений, соответствующие 3/4 площади выходного сечения отводящего патрубка впускной трубы, углублены на 23 мм выходными сечениями в отводящие патрубки впускной трубы.