Устройство для подогрева воздуха при запуске двигателя внутреннего сгорания

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА ВОЗДУХА ПРИ ЗАПУСКЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(71) Заявитель Производственное объединение Минский моторный завод (В)(73) Патентообладатель Производственное объединение Минский моторный за вод (В)(57) 1. Устройство для подогрева воздуха при 3. А.с. СССР 1347605, МКИ Р 02 Ы 17/053,запуске двигателя внутреннего сгорания, 1985.содержащее корпус с электромагнитным клапаном, установленным с возможностью перекрытия канала для подачи топлива, спираль накаливания, закрепленную в нижней части корпуса и расположенную в цилиндрическом кожухе с отверстиями для прохода воздуха и полостью для сбора топлива, размещенном во впускном коллекторе двигателя,отличающееся тем, что в полости для сбора топлива кожуха установлен выполненный из керамического материала стакан, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру спирали, нижний конец которой размещен в упомянутом стакане с возможностью обеспечения контакта с дном после- 1 днего.у-нч 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, О что в качестве керамического. материала применена корунловая керамика.Изобретение-относится к области машиностроения, а более конкретно - к двигателестроению, и может быть использовано для облегчения пуска дизелей.Заявляемое изобретение направлено на решение задачи повьпления эффективности пуска дизеля при низких температурах окружающего воздуха.Известно устройство для облегчения пуска двигателей внутреннего сгорания, обеспечивающие подогрев всасываемого воздуха в период прокручивания коленчатого вала ДВС пусковой системой, например, термостарт типа 357 фирмы САУ, Англия 1.Термостарт устанавливается во впускной трубопровод ДВС и состоит из корпуса, шарикового топливного клапана, расположенного в корпусе, стержня клапана, спирали накаливания и защитного колпачка. При включении напряжения Корпус термостарта нагревается, расширяется, стержень открывает клапан и топливо поступает в зону спирали, испаряется и воспламеняется с началом прокручивания коленчатого вала. Образовавшийся факел топлива нагревает поступающий в ДВС воздух, что улучшает воспламенение и сгорание топлива в цилиндрах дизеля.Недостаток этого аналога - уменьшение подачи топлива в зону спирали при снижении температуры окружающего воздуха из-за более интенсивного охлаждения корпуса клапана. Указанный недостаток ограничивает эффективность облегчения пуска термостартом температурами минус 15 - минус 18 С.Известны также подобные устройства для облегчения пуска, в которых описанный н едостаток устранен применением электромагъпигтното клапана, что позволяет осуществлять запуск ДВС при более низкой температуре(минус 18 - минус 20 С), например, электрофакельное устройство (ЭФУ) фирмы Возси,ФРГ 2. Устройство состоит из одной или двух свечей накаливания, корпуса, предохранительного кожуха, хшклера и испарительной сетки. Подача топлива от системы питанияДВС к ЭФУ осугцествзтяется через электромагнитный топливный клапан.Недостаток этого аналога - потеря части подаваемого к ЭФУ топлива Через открытый в нижней части кожух, что снижает эффективность ЭФУ.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для облегчения запуска двигателей внутреннего сгорания 3.Устройство содержит электромагнитный клапан, перекрывающий канал подвода топлива,спираль накаливания, закрепленную в них-дней части корпуса и заключенную в цилиндри 10ческий кожух, снабженный отверстиями для прохода воздуха и донышком. Часть корпуса,расположенная у ншкнего торца спирали, вьг полнена без отверстий и образует с донышком чашеобразную полость для сбора топлива. Часть спирали накаливания находится ниже уровня отверстий в коъкухе.Описанное устройство является наиболее эффективным из применяемых в настоящее время и обеспечивает возможность пуска дизелей при температурах до минус 20 - 22 С.У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие общие существенные признакиканал для подачи топлива к спирали с электромагнитным клапаном, размещенным с возможностью перекрытия подачи топливацилиндрический кожух с отверстиями для прохода воздуха и полостью для сбора топлива,в который заключена спираль накаливания.Недостатком прототипа является следующее.Для надежной работы спирали накаливания, находящейся под напряжением по отношению к кожуху, необходимо обеспечить конструктивный зазор между спиралью и металличесюгм кожухом, а также между торцом спирали и металлическим донышком кожуха. Этот зазор должен составлять несколько милштметров, так как при меньшем зазоре возможно замыкание спирали на кожух из-за ее вибраций при пуске дизеля. Соответственно, и объем собираемого в донышке топлива имеет значительную величину, что требует большого количества тепла и времени для прогрева и испарения этого топлива. Кроме того,часть топлива, находящаяся ниже торца спирали, из-за отсутствия контакта с последней прогревается и испаряется недостаточно интенсивно. Протекание этих процессов ухудшается и из-за высокой теплопроводности металлического доньшдка кожуха, интенсивно охлаждаемого потоком холодного воздуха.Описанный нежелательный технический результат обусловлен совокупностью признаков прототипа и является первопричиной недостатка прототипа.При использовании предлагаемого изобретения достигается следующий технический результат интенсивный нагрев и испарение топлива из полости для сбора топлива.Указанный технический результат обуславливает общественно-полезный результат более интенсивный нагрев всасываемого двигателем воздуха, а следовательно, надежный и быстрый запуск двигателя при низких темпе ратурах.Для получения указанного технического результата Заявляемое изобретение содержит следующие существенные признакиканал для подачи топлива к спирали с электромагнитным клапаном, размещенным с возможностью перекрытия подачи топливацилиндрический кожух с отверстиями для прохода воздуха и полостью для сбора топгшва,в который заключена спираль накаливанияполость для сбора топлива образована выполненным из керамического материала стаканом, внутренний диаметр которого соответствует диаметру спиралинижний конец спирали накаливания размещен в стакане с возможностью обеспечения контакта с дном последнегов качестве керамического материала применена корундовая керамика.Эти признаки включены в формулу изобрегения.По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличитель ные признаки полость для сбора топлива образована вы полненньш из керамического материала стаканом, внутренний диаметр которого соответствует диаметру спиралинижний конец спирали накаливания размещен в стакане с возможностью контакта св качестве керамического материала применена корундовая керамика.Приведенные отличия заявляемого устройства от прототипа обеспечивают новую совокупность признаков, создающую ряд новых свойств устройства.Введение в конструкцию устройства нового элемента - стакана, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру спирали, обеспечивает сбор в этом стакане меньшего количества топлива, чем в донышке кожуха у прототипа, что сокращает время,необхошиплое для прогрева и испарения топлива.В связи с тем, что нилший торец спирали накаливания опирается на дно стакана, все топливо, собранное в стакане, а не часть его,как у прототипа, прогревается теплом, выделяемым спиралью.Повышает эффективность прогрева и испарения топлива и выполнение стакана из корундовой керамики, имеющей низкую теплопроводность.Все приведенные конструктивные отличия заявляемого устройства от прототипа направлены на решение задачи лучшей организашш подогрева и испарения топлива и уменьшения потерь тепла в стенки и воздух, что повышает эффективность работы устройства.Так, результаты исследований Пуска тракторного дизеля типа Д-240 в камере холода показали. что при использовании заявляемого устройства в сравнении с применением прототипа сокращается Продолжительность пуска дизеля.Сущность изобретения поясняется графическими материалами.На фиг. изображен общий вид заявляемого устройстваЗаявляемое устройство для подогрева воздуха при запуске двигателя внутреннего сгорания в соответствии с формулой изобретения содержит корпус 1, клапан 2, управляемый катушкой 3 электромагнита и перекрывающий канал 4 подвода тошшва, спираль накаливания 5, закрепленную в нижней части корпуса 1 и заключенную в цилиндрический кожух 6,снабженный отверстиями 7 для прохода воздуха,стакан 8, выполненный из корундовой керамики. В стакан 8 вставлена нилсняя часть спирали 5, которая своим торцом опирается на дно 9 стакана.При установке устройства на ДВС кожух 6 размещается во внутренней полости впускного коллектора 10.Устройство работает следующим образом, Для пуска ДВС включают электрическую цепь спирали накаливания 5 и прогревают ед Теплом, вьщеляемым спиралью 5, Подогревается также и наполнительный стакан 8. Затем одновременно включают стартер ДВС и катушку 3 электромагнита. Клапан 2 перемещается вверх и топливо из канала 4 вытекает в зону разогретой спирали 5. Капли топлива,пролетев эту зону, частично испаряются, падают на разогретую поверхность наполнительного стакана 8, растекаются по ней,Количество топлива, поступившего из канала 4, превышает количество топлива, испаряемого в зоне спирали 5, и часть топлива накапливается в наполнительном стакане 8. Теплом раскаленной спирали, размещенной в стакане, эта часть топлива полностью испаряется.Таким образом обеспечивается стабильное горение топливного факела.Выполнение стакана 8 из корундовой керамики, имеющей низкую теплопроводность обеспечивает локализацию тепла, выделяемого спиралью, и также способствует улучшению испарения топлива. Кроме того, диэлектрические свойства этого материала позволяют осуществить контакт спирали с дном наполнительного стакана и, тем самым, интенсивно прогревать и испарять весь объем топлива, собирающийся в нем.Заявляемое конструктивное исполнение устройства, обеспечивающее сбор, последую 7 ВУ 1450 С 1 зЩИЙ подогрев и полное испарение топлива в теплоизолированном стакане, на дно которого опирается торец раскаленной спирали,обеспечивает рациональную организацию подогрева и испарения топлива, что реШЭВТ задачу эффективного облегчения пуска ДВС.Как показали результаты опытной проверки,проведенной на производственном объединен нии Минский моторный завод, при использовании заявляемого устройства для облегчения пуска двигателя внутреннего сго рания обеспечивается достижение следующих показателей.Пуск дизелей Д-240 и 245 на моторном масле класса вязкости 8 при температурах до минус 1 ОС с одной попытки стартования.Пуск дизелей Д-240 и 245 на моторном масле класса вязкости 43/8 при температурах до минус 20 С с одной попытки стартования и при температуре минус 25 С - с двух попь 1 ток стартования, что превышает требования стандарта по пуску тракторных и комбайновых дизелей.Государственное патентное ведомство Республики Беларусь.