RU2008498C1

RU2008498C1 - Fuel heater for diesel engine

Info

Publication number: RU2008498C1
Authority: RU
Inventors: Е.Н. Зайченко; И.П. Стекачев; М.А. Гурков
Original assignee: Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт
Priority date: 1990-12-14
Filing date: 1990-12-14
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: mechanical engineering; engines. SUBSTANCE: fuel heater has housing with fuel inlet and outlet connections and pipe arranged inside housing which serves for circulating heat carrier. Found on outer surface of pipe between above-mentioned connections are ribs conjugated by apexes with inner space of housing over greater part of perimeter of its cross-section. Heater has at least one heating element installed on outer surface of housing between above-mentioned connections. Longitudinal clearance is formed opposite to heating element between inner surface of housing and rib apexes. EFFECT: enhanced operation reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и именно к устройствам для тепловой обработки топлива. The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, and in particular to devices for heat treatment of fuel.

Известен нагреватель топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с патрубками для подвода и отвода топлива и размещенный внутри корпуса теплопередающий элемент в виде трубы для циркуляции теплоносителя, на наружной поверхности которой между упомянутыми патрубками выполнены ребра, вершины которых расположены с зазором относительно внутренней поверхности корпуса по всему периметру его поперечного сечения. Known is a fuel heater of an internal combustion engine, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging fuel and a heat transfer element located inside the housing in the form of a pipe for circulating the coolant, on the outer surface of which between the nozzles are made ribs, the vertices of which are located with a gap relative to the inner surface of the housing throughout perimeter of its cross section.

Известный нагреватель имеет низкую эффективность теплообмена, в частности, из-за относительно небольшой поверхности теплообмена и наличия протечек значительного количества топлива в кольцевом зазоре между ребрами и внутренней поверхностью корпуса. Обеспечение требуемой эффективности теплообмена в нагревателе связано с увеличением его габаритов и повышением его металлоемкости. The known heater has a low heat exchange efficiency, in particular, due to the relatively small heat exchange surface and the presence of leaks of a significant amount of fuel in the annular gap between the ribs and the inner surface of the housing. Ensuring the required heat transfer efficiency in the heater is associated with an increase in its dimensions and an increase in its metal consumption.

Известен нагреватель топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с патрубками для подвода и отвода топлива и размещенный внутри корпуса теплопередающий элемент в виде трубы для циркуляции теплоносителя, на наружной поверхности которой между упомянутыми патрубками выполнены ребра, сопряженные вершинами с внутренней поверхностью корпуса по всему периметру его поперечного сечения. Known is a fuel heater of an internal combustion engine, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging fuel and a heat transfer element located inside the housing in the form of a pipe for circulation of a heat carrier, on the outer surface of which between the nozzles are made ribs mated by vertices with the inner surface of the housing along the entire perimeter of its transverse sections.

Такое выполнение нагревателя способствует повышению эффективности теплообмена, однако при пуске двигателя при низких отрицательных температурах окружающего воздуха в оребренных каналах движение топлива не может быть осуществлено из-за отложений парафиновых фракций дизельного топлива, а тепла охлаждающей жидкости еще недостаточно для того, чтобы кристаллы парафина начали таять. Следствием отмеченного является недостаточная надежность пуска двигателя. This embodiment of the heater improves the efficiency of heat transfer, however, when the engine is started at low negative ambient temperatures in the fin channels, the fuel cannot be moved due to deposits of paraffin fractions of diesel fuel, and the heat of the coolant is still insufficient for paraffin crystals to melt . The consequence of this is the lack of reliability in starting the engine.

Известен нагреватель топлива дизеля, содержащий цилиндрический корпус, патрубки подвода и отвода топлива, теплопередающий элемент, выполненный в виде трубы, размещенной в корпусе соосно последнему, на наружной поверхности которой между патрубками выполнены ребра, сопряженные вершинами с внутренней поверхностью корпуса и образующие внутри корпуса винтовой канал, и по меньшей мере один электкрический нагревательный элемент, установленный на наружной поверхности корпуса между патрубками, причем патрубки сообщены с винтовым каналом. A known diesel fuel heater comprising a cylindrical housing, fuel supply and exhaust pipes, a heat transfer element made in the form of a pipe placed coaxially with the latter, on the outer surface of which ribs are connected between the pipes and connected with their vertices to the internal surface of the housing and form a helical channel inside the housing and at least one electric heating element mounted on the outer surface of the housing between the nozzles, and the nozzles are in communication with the screw channel.

Этот нагреватель топлива также недостаточно эффективен и не обеспечивает надежного пуска двигателя из-за наличия парафиновых фракций дизельного топлива на стенках топливных каналов. This fuel heater is also not efficient enough and does not provide reliable engine starting due to the presence of paraffin fractions of diesel fuel on the walls of the fuel channels.

Целью изобретения является повышение эффективности нагревателя топлива. The aim of the invention is to increase the efficiency of the fuel heater.

Эта цель достигается тем, что в нагреватель топлива дизеля, содержащем цилиндрический корпус, патрубки подвода и отвода топлива, теплопередающий элемент, выполненный в виде трубы, размещенной в корпусе соосно последнему, на наружной поверхности которой между патрубками выполнены ребра, сопряженные вершинами с внутренней поверхностью корпуса и образующие внутри корпуса винтовой канал, и по меньшей мере один электрический нагревательный элемент, установленный на наружной поверхности корпуса между патрубками, причем патрубки сообщены с винтовым каналом согласно изобретению на оребренной части поверхности трубы выполнен непрерывный продольный канал, расположенный напротив электрического нагревательного элемента. This goal is achieved by the fact that in a diesel fuel heater containing a cylindrical body, fuel supply and exhaust pipes, a heat transfer element made in the form of a pipe placed coaxially with the latter, on the outer surface of which between the pipes are made ribs mated by vertices with the inner surface of the body and forming a screw channel inside the housing, and at least one electric heating element mounted on the outer surface of the housing between the nozzles, and the nozzles are in communication with a screw channel according to the invention on the finned part of the surface of the pipe is made continuous longitudinal channel located opposite the electric heating element.

Проходное сечение непрерывного продольного канала составляет 2-4% общего проходного сечения винтового канала. The bore of the continuous longitudinal channel is 2-4% of the total bore of the screw channel.

При таком выполнении нагревателя обеспечивается разрушение парафиновых фракций топлива вдоль всего проходного сечения зазора при пуске и работе двигателя на холостом ходу и последующий прогрев топлива от нагретой охлаждающей жидкости по всему проходному сечению теплообменника. Повышение эффективности нагревателя обеспечивает нормальные условия для прокачиваемости топлива и гарантирует надежный пуск двигателя и последующую устойчивую его работу под нагрузкой. In this embodiment, the heater ensures the destruction of paraffin fractions of the fuel along the entire passage section of the gap when starting and running the engine at idle and subsequent heating of the fuel from the heated coolant throughout the passage section of the heat exchanger. Increasing the efficiency of the heater provides normal conditions for pumpability of the fuel and ensures reliable engine start and its subsequent stable operation under load.

На фиг. 1 представлен продольный разрез описываемого устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the described device; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Нагреватель дизеля транспортного средства содержит корпус 1 в виде цилиндрической трубы с патрубком 2 для подвода и патрубком 3 для отвода топлива и размещенный внутри корпуса 1 соосно ему теплопередающий элемент в виде трубы 4 с фланцами 5 и 6 для циркуляции теплоносителя из жидкостного контура системы охлаждения дизеля. Для правильной установки трубы 4 в корпусе 1 используется штифт 7. На наружной поверхности трубы между патрубками 2 и 3 выполнены многозаходные винтовые ребра 8, образующие в межтрубном пространстве винтовые каналы 9, которые сообщены с патрубками. На наружной поверхности корпуса вдоль него между патрубками 2 и 3 размещены электронагревательные элементы (позисторы) 10. Они установлены в гнездах на корпусе и фиксируются контактной пластиной 11, соединенной с положительной клеммой источника питания, и тепловым экраном 12 с помощью винтов 13. Напротив позисторов вершины 14 ребер усечены таким образом, что между ними и внутренней поверхностью корпуса образованы продольные каналы (зазор) 15, проходное сечение которых составляет предпочтительно 2-4% общего проходного сечения винтовых каналов 9. Вершины остальной части ребер в поперечном сечении корпуса по его периметру сопряжены с внутренней поверхностью корпуса. The vehicle’s diesel heater contains a housing 1 in the form of a cylindrical pipe with a supply pipe 2 and a pipe 3 for exhausting fuel and a heat transfer element coaxially located inside the housing 1 in the form of a pipe 4 with flanges 5 and 6 for circulating the coolant from the liquid circuit of the diesel cooling system. For proper installation of the pipe 4 in the housing 1, a pin 7 is used. On the outer surface of the pipe between the nozzles 2 and 3 there are made multiple helical ribs 8, forming helical channels 9 in the annulus which are in communication with the nozzles. On the outer surface of the housing along it between the nozzles 2 and 3 there are electric heating elements (posistors) 10. They are installed in the sockets on the housing and are fixed by a contact plate 11 connected to the positive terminal of the power supply and the heat shield 12 using screws 13. Opposite the top resistors 14 ribs are truncated in such a way that longitudinal channels (gap) 15 are formed between them and the inner surface of the housing, the passage section of which is preferably 2-4% of the total passage section of the screw channels 9. ershiny rest of the ribs in the cross section of the housing along its perimeter conjugate with the inner surface of the housing.

Нагреватель работает следующим образом. Перед запуском двигателя подают электропитание на нагреватель. Под действием тепла, выделяемого позисторами, прогреваются стенки, между которыми образован продольный зазор, и это обеспечивает разрушение парафиновых фракций, прокачиваемость топлива через него, уверенный пуск и работу дизеля на холостом ходу. При этом эффект прогрева топлива от позисторов усиливается прогревом его от жидкого теплоносителя. В дальнейшем по мере прогрева двигателя температура охлаждающей жидкости повышается, увеличивается теплоотдача, нагреватель полностью разблокируется от парафинов, движение топлива осуществляется по всему проходному сечению, нагреватель выходит на рабочий режим и позисторы отключают. При прогреве двигателя, когда движение топлива осуществляется по всему проходному сечению внутри корпуса нагревателя, выполнение ребер, сопряженных вершинами с внутренней поверхностью корпуса на большей части периметра его поперечного сечения, способствует дополнительному повышению эффективности работы нагревателя. Наибольшая эффективность достигается в том случае, если проходное сечение продольного канала 15 составляет 2-4% общего проходного сечения винтового канала внутри корпуса. The heater operates as follows. Before starting the engine, power is supplied to the heater. Under the influence of heat generated by posistors, the walls warm up, between which a longitudinal gap is formed, and this ensures the destruction of paraffin fractions, pumpability of fuel through it, confident start-up and idling of the diesel engine. In this case, the effect of heating the fuel from the posistors is enhanced by heating it from the liquid coolant. In the future, as the engine warms up, the temperature of the coolant rises, the heat transfer increases, the heater is completely unlocked from paraffins, the fuel moves throughout the entire cross-section, the heater enters the operating mode and the resistors are turned off. When the engine warms up, when the fuel moves over the entire bore inside the heater body, the implementation of the ribs mated with the vertices with the inner surface of the body for the greater part of the perimeter of its cross section contributes to an additional increase in the efficiency of the heater. The greatest efficiency is achieved if the bore of the longitudinal channel 15 is 2-4% of the total bore of the screw channel inside the housing.

Таким образом, использование комбинации оребренной (на большей части проходного сечения) и неоребренной (в виде продольного зазора) поверхностей в направлении движения топлива при наличии позисторов напротив этого зазора обеспечивает повышение эффективности работы подогревателя, как следствие, повышение надежности пуска двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха и надежную работу в послепусковой период. (56) Заявка РСТ N 87/00887, кл. F 02 M 31/16, опублик. 1987. Thus, the use of a combination of finned (for the most part of the passage section) and non-finned (in the form of a longitudinal gap) surfaces in the direction of fuel movement in the presence of posistors opposite this gap provides an increase in the heater's operating efficiency, as a result, an increase in the reliability of engine start-up at negative ambient temperatures and reliable post-launch operation. (56) PCT Application N 87/00887, CL F 02 M 31/16, published. 1987.

Claims

1. DIESEL FUEL HEATER, comprising a cylindrical body, fuel supply and exhaust nozzles, a heat transfer element made in the form of a pipe placed coaxially with the latter, on the outer surface of which ribs are connected between the nozzles with their vertices and the inner surface of the body forming inside the housing a helical channel, and at least one electric heating element mounted on the outer surface of the housing between the nozzles, and the nozzles are in communication with the screw channel, exl sistent in that, in order to increase efficiency, to the finned tube surface formed continuous longitudinal channel, situated opposite the electric heating element.

2. The fuel heater according to claim 1, characterized in that the bore of the continuous longitudinal channel is 2 to 4% of the total bore of the screw channel.