RU165435U1

RU165435U1 - DEVICE FOR HEATING THE OIL FILTER OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU165435U1
Application number: RU2016111457/07U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Борисович Еремин; Борис Георгиевич Еремин; Сергей Владимирович Мартынов; Оксана Викторовна Смирнова; Николай Николаевич Николаев; Владимир Викторович Никитенко; Владимир Иванович Малий
Original assignee: Дмитрий Борисович Еремин; Борис Георгиевич Еремин; Сергей Владимирович Мартынов; Оксана Викторовна Смирнова; Николай Николаевич Николаев; Владимир Викторович Никитенко; Владимир Иванович Малий
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2016-10-20

Abstract

Устройство для обогрева масляного фильтра двигателя внутреннего сгорания, содержащее основание в виде втулки со сквозной прорезью вдоль оси, выполненной из эластичного теплостойкого материала, средство подключения нагревательного элемента к источнику энергии, средство крепления втулки на наружной поверхности фильтра, отличающееся тем, что электрический нагревательный элемент выполнен в виде гибкого многослойного электрически обогреваемого мата, изготовленного из лавсановых нитей с резистивным напылением оксидов металлов, в состав обогреваемого мата включен отражающий слой, выполненный из алюминиевой пленки путем вакуумного напыления.A device for heating an oil filter of an internal combustion engine, comprising a base in the form of a sleeve with a through slot along an axis made of elastic heat-resistant material, means for connecting a heating element to an energy source, means for fixing the sleeve on the outer surface of the filter, characterized in that the electric heating element is made in the form of a flexible multilayer electrically heated mat made of dacron threads with a resistive deposition of metal oxides, as a heated mat included reflecting layer made of aluminum film by vacuum deposition.

Description

Полезная модель относится к устройствам электрического резистивного нагрева, в частности, нагрева масляного фильтра двигателя внутреннего сгорания автомобиля перед запуском двигателя, преимущественно в условиях низких температур.The invention relates to devices of electric resistive heating, in particular, heating the oil filter of an internal combustion engine of a car before starting the engine, mainly at low temperatures.

Известен электронагреватель моторного масла двигателей внутреннего сгорания (Патент RU №2088767, МПК F01M 5/02, F02N 17/04, опубликован 27.08.1996 г.), содержащий нагревающий элемент, закрепленный в держателе и соединенный через узел коммутации, расположенный в держателе, с проводом электропитания. Нагревательный элемент выполнен гибким в виде провода с многопроволочными токопроводящими жилами, на оплетку которого уложен сплошной слой углеродных нитей. Жилы на конце провода оголены, провод снабжен цилиндрическим хвостовиком с наконечником из диэлектрического материала, скрепкой, при этом оголенные жилы равномерно ориентированы вдоль поверхности хвостовика, закрыты углеродными нитями и вместе с ними прижаты скрепкой к хвостовику. Провод вместе с оголенными жилами, нитями, хвостовиком и скрепкой заключен в диэлектрическую термостойкую резиновую оболочку, примыкающую вплотную к наконечнику.Known electric heater of motor oil of internal combustion engines (Patent RU No. 2088767, IPC F01M 5/02, F02N 17/04, published 08.27.1996), containing a heating element mounted in a holder and connected through a switching unit located in the holder, with power wire. The heating element is made flexible in the form of a wire with multi-wire conductive veins, on the braid of which a continuous layer of carbon filaments is laid. The wires at the end of the wire are exposed, the wire is equipped with a cylindrical shank with a tip of dielectric material, a clip, while the exposed wires are uniformly oriented along the surface of the shank, covered with carbon threads and pressed together with a clip to the shank. The wire, together with bare veins, threads, a shank and a paper clip, is enclosed in a dielectric heat-resistant rubber sheath adjacent adjacent to the tip.

Существенный недостаток его состоит в малой эффективности нагрева моторного масла, обусловленной малой поверхностью, передающей тепловой поток к маслу, недостаточная долговечность нагревательных элементов, выполненных из углеродных нитей, подверженных механическим повреждениям, высокая пожароопасность электронагревателя.A significant drawback is its low efficiency of heating engine oil, due to the small surface that transfers heat flux to the oil, insufficient durability of heating elements made of carbon filaments, subject to mechanical damage, high fire hazard of the electric heater.

Известно устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания (Патент RU №21621, МПК F01M 5/02, опубликован 27.01.2002 г.), содержащее нагревательный элемент, расположенный в корпусе, выполненном с возможностью его установки и фиксации на корпусе фильтра и обеспечивающим изоляцию нагревательного элемента, нагревательный элемент выполнен в виде спирали из нихрома, а корпус выполнен из термостойкого изоляционного материала, преимущественно полимера, при этом корпус с нагревательным элементом выполнен в виде обруча.A device is known for facilitating the starting of an internal combustion engine (Patent RU No. 21621, IPC F01M 5/02, published January 27, 2002) containing a heating element located in a housing configured to install and fix it on the filter housing and providing insulation for the heating element, the heating element is made in the form of a spiral of nichrome, and the casing is made of heat-resistant insulating material, mainly polymer, while the casing with the heating element is made in the form of a hoop.

Существенный недостаток низкая долговечность нагревательных элементов, выполненных из нихрома, подверженных механическим повреждениям, высокая пожароопасность устройства.A significant drawback is the low durability of the heating elements made of nichrome, subject to mechanical damage, high fire hazard of the device.

Наиболее близким аналогом является устройство для обогрева масляного фильтра двигателя внутреннего сгорания (Патент RU №25668, МПК Н05В З/58, F01M 5/02, опубликован 10.10.2002 г.), содержащее основание в виде втулки со сквозной прорезью вдоль оси, выполненной из эластичного теплостойкого материала, электрический нагревательный элемент, средство подключения нагревательного элемента к источнику энергии, средство крепления втулки на наружной поверхности масляного фильтра, электрический нагревательный элемент выполнен в виде полосы ткани с волокнами из стекловолокна, в средней части которой нанесен слой пиролитического углерода, а по краям пиролитического слоя расположены гибкие электропроводные контактные элементы, имеющие соединение со средством подключения нагревательного элемента.The closest analogue is a device for heating the oil filter of an internal combustion engine (Patent RU No. 25668, IPC Н05В З / 58, F01M 5/02, published 10.10.2002), containing a base in the form of a sleeve with a through slot along the axis made of elastic heat-resistant material, an electric heating element, means for connecting the heating element to an energy source, means for fixing the sleeve on the outer surface of the oil filter, the electric heating element is made in the form of a strip of fabric with fibers and glass fibers, in the middle of which is applied a layer of pyrolytic carbon and pyrolytic layer at the edges are flexible, electrically conductive contact elements having connection means for connecting with the heating element.

Основным недостатком данного технического решения является низкая долговечность нагревательных элементов, сопротивляемость механическим повреждениям, высокая пожароопасность устройства.The main disadvantage of this technical solution is the low durability of the heating elements, resistance to mechanical damage, high fire hazard of the device.

Задачей предполагаемой полезной модели является увеличение функционально-эксплуатационной надежности, возможность ступенчатого регулирования подогрева масла в фильтре в зависимости от наружной температуры окружающего воздуха, пожаробезопасность в процессе эксплуатации, повышение эффективности подогрева масла в предпусковой период, снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонта, повышение функциональной надежности устройства.The objective of the proposed utility model is to increase the functional and operational reliability, the possibility of stepwise regulation of oil heating in the filter depending on the external ambient temperature, fire safety during operation, increasing the efficiency of oil heating in the pre-start period, reducing the complexity of maintenance and repair, increasing the functional reliability of the device .

Технический результат полезной модели достигается благодаря тому, что в устройстве для обогрева масляного фильтра двигателя внутреннего сгорания, содержащем основание в виде втулки со сквозной прорезью вдоль оси, выполненной из эластичного теплостойкого материала, средство подключения нагревательного элемента к источнику энергии, средство крепления втулки на наружной поверхности фильтра, электрический нагревательный элемент выполнен в виде гибкого многослойного электрически обогреваемого мата, изготовленного из лавсановых нитей с резистивным напылением, например, оксидов металлов, в состав обогреваемого мата включен отражающий слой, выполненный из алюминиевой пленки путем вакуумного напыления.The technical result of the utility model is achieved due to the fact that in the device for heating the oil filter of an internal combustion engine containing a base in the form of a sleeve with a through slot along an axis made of elastic heat-resistant material, means for connecting the heating element to an energy source, means for fixing the sleeve on the outer surface filter, the electric heating element is made in the form of a flexible multilayer electrically heated mat made of dacron threads with resistive spraying, for example, metal oxides, a reflective layer made of aluminum film by vacuum spraying is included in the composition of the heated mat.

Выявленные отличительные признаки в совокупности с известными признаками обеспечивают достижение положительного эффекта, разрушая в результате интенсификации процесса теплообмена между нагревательным элементом и моторным маслом парафины, доводят масло по значению вязкости до такого состояния, когда возможен запуск двигателя при низких отрицательных температурах окружающей среды за более короткое время сравнительно с ближайшим аналогом.Identified distinguishing features in combination with well-known features provide a positive effect, destroying paraffins between the heating element and engine oil as a result of the intensification of the heat exchange process, adjusting the oil by viscosity value to such a state that it is possible to start the engine at low negative ambient temperatures in a shorter time Compared with the closest analogue.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованиям новизны.Therefore, the claimed utility model meets the requirements of novelty.

Сущность изобретения поясняется на чертежах:The invention is illustrated in the drawings:

- фиг. 1 - общий вид устройства для обогрева масляного фильтра двигателя внутреннего сгорания;- FIG. 1 is a general view of a device for heating an oil filter of an internal combustion engine;

- фиг. 2. - общий вид электрически обогреваемого мата.- FIG. 2. - general view of an electrically heated mat.

Устройство для обогрева масляного фильтра двигателя внутреннего сгорания находится с внешней стороны (на боковой образующей) фильтра масла, содержит основание в виде втулки 1 из упругого теплостойкого материала, со сквозной прорезью 2 вдоль оси втулки, на внутренней поверхности втулки 1 закреплен гибкий многослойный электрически обогреваемый мат 3, с размещенными децентрализованно в нем нагревающими проводами 4, выполненными из лавсановых нитей с резистивным напылением оксидов металлов.A device for heating the oil filter of an internal combustion engine is located on the outer side (on the side generatrix) of the oil filter, contains a base in the form of a sleeve 1 of an elastic heat-resistant material, with a through slot 2 along the axis of the sleeve, on the inner surface of the sleeve 1 a flexible multilayer electrically heated mat is fixed 3, with decentralized heating wires 4 arranged therein, made of polyester threads with resistive sputtering of metal oxides.

Источник питания подсоединен к нагревающему проводу 4 через изолированные от "массы" клеммы 5. Таким образом, каждая из клемм изолирована от "массы" и не зависит одна от другой, т.е. каждый блок (группа) нагревающих проводов 4 может получать электропитание только через свою, предназначенную только для него клемму, не зависимую от клеммы другого нагревательного элемента.The power source is connected to the heating wire 4 through the terminals 5 isolated from the ground. Thus, each of the terminals is isolated from the ground and is independent of one another, i.e. each block (group) of heating wires 4 can receive power only through its own dedicated terminal, independent of the terminal of another heating element.

С наружной поверхности обогреваемый мат 3 закрыт термоизоляционным кожухом втулки 1, которая жестко закреплена на корпусе фильтра ленточным хомутами 6.From the outer surface of the heated mat 3 is closed by a heat-insulating casing of the sleeve 1, which is rigidly fixed to the filter housing by tape clamps 6.

С наружной стороны термоизоляционного кожуха втулки 1 расположены клеммы 5, позволяющий подавать питание на нагревающие провода 4, как от бортовой сети автомобиля, так и от внешней сети 220 V, а также термореле 7, которое регулирует степень нагрева обогреваемого мата 3 в зависимости от температуры окружающей среды.On the outside of the heat-insulating casing of the sleeve 1 there are terminals 5, which allows to supply power to the heating wires 4, both from the vehicle's on-board network and from an external 220 V network, as well as a thermal relay 7, which controls the degree of heating of the heated mat 3 depending on the ambient temperature Wednesday.

Электрически обогреваемый мат выполнен из четырех слоев, расположенных в следующей последовательности (сверху вниз) в соответствии с фиг. 2:The electrically heated mat is made of four layers arranged in the following sequence (from top to bottom) in accordance with FIG. 2:

- первый слой А - предназначен для интенсивной передачи тепла к фильтру, а также обеспечивает плотное прилегание к внешним боковым образующим фильтра, учитывающий геометрическую форму фильтра, достаточно тонкая часть первого слоя многослойного обогреваемого мата обеспечивает минимальный тепловой зазор;- the first layer A - is designed for intensive heat transfer to the filter, and also provides a snug fit to the outer side generators of the filter, taking into account the geometric shape of the filter, a sufficiently thin part of the first layer of a multi-layer heated mat provides minimal thermal clearance;

второй слой Б - слой с размещенными в нем нагревающими проводами 4 (фиг. 1), выполненными из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра (оксидов металлов), которые могут подключаться ступенчато. Температура нагрева зависит от плотности тока, протекающего по нагревающим проводам 4, которая напрямую связана с величиной электрического напряжения, подводимого к специально формируемым токоподводящим клеммам 5 (фиг. 1). Задавая величину питающего напряжения, можно регулировать тепловыделение нагревающих проводов 4, а значит, и их температуру;the second layer B is a layer with heating wires 4 (Fig. 1) located in it, made of dacron threads with a resistive coating of silver (metal oxides), which can be connected in steps. The heating temperature depends on the density of the current flowing through the heating wires 4, which is directly related to the magnitude of the electric voltage supplied to specially formed current-supplying terminals 5 (Fig. 1). By setting the magnitude of the supply voltage, you can adjust the heat release of the heating wires 4, and hence their temperature;

третий слой В - защитный изолирующий слой предназначен для придания жесткости, гибкости, прочности при изгибе и влагостойкости, с малой теплопроводностью и высокой проницаемостью для теплового излучения;third layer B - a protective insulating layer designed to give rigidity, flexibility, bending strength and moisture resistance, with low thermal conductivity and high permeability to thermal radiation;

четвертый слой Г - отражающий слой размещен с тыльной стороны обогреваемого мата 3 (фиг. 1). Отражающая поверхность отражающего слоя сопряжена непосредственно с материалом изолирующего слоя, например, путем наложения металлической фольги на изолирующий слой способом вакуумного испарения. Этот слой предназначен для уменьшения теплопередачи тепла от нагревающего провода 4 к втулке 1, выполненной из упругого теплостойкого материала, со сквозной прорезью 2.the fourth layer G - a reflective layer is placed on the back of the heated mat 3 (Fig. 1). The reflective surface of the reflective layer is directly coupled to the material of the insulating layer, for example, by applying a metal foil to the insulating layer by vacuum evaporation. This layer is designed to reduce heat transfer from the heating wire 4 to the sleeve 1, made of an elastic heat-resistant material, with a through slot 2.

Свойства каждого из слоев электрически обогреваемого мата 3 в совокупности позволяют обеспечить заявленный технический результат.The properties of each of the layers of electrically heated mat 3 in the aggregate can provide the claimed technical result.

Электрически обогреваемый мат 3 устройства для обогрева масляного фильтра ДВС может быть выполнен в виде неразъемного изделия.Electrically heated mat 3 devices for heating the engine oil filter can be made in the form of an integral product.

Устройство для обогрева масляного фильтра ДВС работает следующим образом.A device for heating the oil filter of the internal combustion engine works as follows.

При подаче напряжения на изолированные от "массы" клеммы 5 электрический ток проходит через нагревающие провода 4, которые нагреваются до расчетной температуры выделяя тепло, тем самым происходит эффективное выделение тепла для нагрева масла в фильтре ДВС. Если температура обогреваемого мата 3 достигает установленного значения, в зависимости от температуры окружающей среды, то термореле 7 размыкает контакты и нагрев временно прекращается.When voltage is applied to terminals 5 isolated from the ground, electric current passes through the heating wires 4, which are heated to the design temperature to generate heat, thereby effectively generating heat to heat the oil in the ICE filter. If the temperature of the heated mat 3 reaches the set value, depending on the ambient temperature, the thermal relay 7 opens the contacts and heating stops temporarily.

Подогретое на боковой поверхности фильтра обогреваемым матом 3 масло порциями поступает в центральную часть фильтра, обеспечивая поддержание постоянной температуры масла.The oil heated on the side surface of the filter with a heated mat 3 is fed in portions into the central part of the filter, ensuring the maintenance of a constant oil temperature.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить температурную и вязкостную неравномерность прогрева масла и повысить эффективность использования обогреваемых матов 3 за счет эффективной теплоотдачи от них и увеличения теплообменной поверхности.Thus, the proposed device allows to reduce the temperature and viscosity unevenness of oil heating and increase the efficiency of using heated mats 3 due to the effective heat transfer from them and increase heat transfer surface.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что применение электрически обогреваемого мата такой конструкции позволяет обеспечить лучший термический контакт между двумя средами и соответственно повысить коэффициент полезного действия устройства для обогрева масляного фильтра ДВС.The technical and economic efficiency of the proposed device lies in the fact that the use of an electrically heated mat of this design allows for better thermal contact between the two environments and, accordingly, to increase the efficiency of the device for heating the engine oil filter.

Применение электронагревателя, в виде электрически обогреваемого мата, размещенного на внешней боковой поверхности корпуса фильтра обеспечивает более эффективный прогрев масла в фильтре двигателя, при этом масло, нагреваемое в фильтре, благодаря большей поверхности контакта с нагревательными элементами, прогревается быстрее. Максимальная температура электронагревателя, выполненного в виде электрически обогреваемого мата не превышает 180°С, а в случае перегорания электрического провода в обогреваемом мате, он не возгорается, что повышает пожаро- и взрывобезопасность устройства в целом.The use of an electric heater, in the form of an electrically heated mat, placed on the outer side surface of the filter housing provides more efficient heating of the oil in the engine filter, while the oil heated in the filter, thanks to its larger contact surface with heating elements, warms up faster. The maximum temperature of the electric heater, made in the form of an electrically heated mat, does not exceed 180 ° C, and in case of burnout of the electric wire in the heated mat, it does not ignite, which increases the fire and explosion safety of the device as a whole.

Децентрализованное размещение нагревающих проводов 4 по боковой поверхности фильтра снижает до минимума температурную и вязкостную неравномерность прогрева масла. При этом каждый виток нагревающего провода 4 обеспечивает изменение температуры масла в своей зоне размещения. Благодаря перемешиванию масла под действием гравитационных сил (теплового напора) вероятность перегрева масла полностью исключается. Кроме того, применение ступенчатого нагрева масла на боковой поверхности фильтра увеличивает эффективность использования тепла, вырабатываемого обогреваемым матом 3 за счет увеличения площади тепловоспринимающей поверхности.The decentralized placement of the heating wires 4 on the side surface of the filter minimizes the temperature and viscosity unevenness of the heating of the oil. Moreover, each turn of the heating wire 4 provides a change in the temperature of the oil in its area of placement. Due to the mixing of oil under the influence of gravitational forces (thermal pressure), the probability of oil overheating is completely eliminated. In addition, the use of stepwise heating of the oil on the side surface of the filter increases the efficiency of using the heat generated by the heated mat 3 by increasing the area of the heat-receiving surface.

Электрически обогреваемый мат для защиты изготавливается из водо- и морозостойкого материала, обеспечивающего эластичность материала тепловолокна с встроенной системой терморегулирования и термоотключения. Обогревающий мат предусматривает возможность регулирования поступления тепла к фильтру во избежание общего и локального перегревания фильтра. Поверхность обогреваемого мата не должна нагреваться выше плюс 30-40°С.The electrically heated protection mat is made of water- and frost-resistant material, providing elasticity of the heat-fiber material with a built-in thermal control and thermal shut-off system. The heating mat provides the ability to control the heat input to the filter to avoid general and local overheating of the filter. The surface of the heated mat should not be heated above plus 30-40 ° C.

Обогреваемый мат, изготовленный из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра (оксидов металлов), обладает следующими преимуществами:A heated mat made of dacron threads with a resistive coating of silver (metal oxides) has the following advantages:

- механическая стойкость и «супергибкость» - до 150000 изгибов на точку, можно мять, складывать в любые положения, стирать в стиральной машине;- mechanical resistance and "superflexibility" - up to 150,000 bends per point, can be wrinkled, folded in any position, washed in a washing machine;

- изделия успешно прошли испытания при экстремальных условиях;- products have successfully passed tests under extreme conditions;

- быстрая скорость нагрева тепловолокна - 1°С в секунду.- fast heating rate of the heat fiber - 1 ° C per second.

Повышение КПД устройства для обогрева масляного фильтра ДВС достигается тем, что техническое решение позволяет существенно увеличить площадь соприкосновения масла с обогреваемым матом 3, обеспечивая более быстрое нагревание масла в фильтре, с интенсивным его перемешиванием, что сокращает время подготовки двигателя к пуску. Достигается более полное и эффективное использование теплоты выделяемой нагревающим проводом 4, улучшаются экономические и экологические характеристики предпускового подогрева фильтра в целом.Increasing the efficiency of the device for heating the engine ICE oil filter is achieved by the fact that the technical solution allows to significantly increase the contact area of the oil with the heated mat 3, providing faster heating of the oil in the filter, with intensive mixing, which reduces the time for engine preparation for start-up. A more complete and efficient use of the heat generated by the heating wire 4 is achieved, and the economic and environmental characteristics of the preheating of the filter as a whole are improved.

Технический результат: быстрый и надежный пуск двигателя, а также более полное и эффективное использование теплоты выделяемой нагревательными элементами, повышается коэффициент полезного действия предпускового подогрева масла в фильтре ДВС.Effect: quick and reliable engine start, as well as a more complete and efficient use of the heat generated by the heating elements, increases the efficiency of the pre-heating oil in the engine filter.

В зависимости от объемов фильтров моторных масел, имеющих место в различных двигателях внутреннего сгорания, разработанный обогреваемый мат может быть изготовлен с различной длиной нагревающего провода, то есть удовлетворять потребности в нем практически всего парка транспортных средств, а также агрегатов, использующих двигатели внутреннего сгорания при низких температурах.Depending on the volume of engine oil filters that occur in various internal combustion engines, the developed heated mat can be made with different lengths of the heating wire, that is, it can satisfy the needs of almost the entire fleet of vehicles, as well as units using internal combustion engines at low temperatures.

Claims

A device for heating an oil filter of an internal combustion engine, comprising a base in the form of a sleeve with a through slot along an axis made of elastic heat-resistant material, means for connecting a heating element to an energy source, means for fixing the sleeve on the outer surface of the filter, characterized in that the electric heating element is made in the form of a flexible multilayer electrically heated mat made of dacron threads with a resistive deposition of metal oxides, as a heated mat included reflecting layer made of aluminum film by vacuum deposition.