RU203844U1

RU203844U1 - DEVICE FOR PRE-STARTING HEATING OF CASE OIL OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE FOR MULTI-AXLE WHEEL CHASSIS

Info

Publication number: RU203844U1
Application number: RU2020144049U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Никитин; Алексей Сергеевич Мутовкин; Александр Алексеевич Савочкин; Николай Иванович Перебатов; Михаил Сергеевич Черепанов; Иван Сергеевич Костин; Антон Сергеевич Кучерявый; Сергей Сергеевич Мирцевич; Давид Дмитриевич Бабучаишвили
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Предлагаемая полезная модель обеспечивает надежность пуска двигателя в условиях низких температур, снижение термической и вязкостной неравномерности разогреваемого масла, а также повышение эффективности использования позисторов 2 за счет применения системы орошения коленчатого вала двигателя.Устройство размещается в поддоне 1 картера двигателя, саморегулируемые позисторы 2 и насос 11 системы орошения, соединенные с блоком управления 9, обеспечивают систематическую попеременную работу, что обеспечивает равномерность нагрева и лучшую смешиваемость верхних и нижних слоев масла, а также производит дополнительную смазку коленчатого вала двигателя.The proposed utility model ensures the reliability of starting the engine at low temperatures, reducing the thermal and viscous unevenness of the heated oil, as well as increasing the efficiency of using posistors 2 through the use of an irrigation system for the crankshaft of the engine. The device is located in the sump 1 of the crankcase, self-regulating posistors 2 and pump 11 irrigation systems connected to control unit 9 provide systematic alternating operation, which ensures uniform heating and better miscibility of the upper and lower layers of oil, and also produces additional lubrication of the engine crankshaft.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для облегчения запуска двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to engine building, namely to devices for facilitating the start of internal combustion engines.

Известна автономная система поддержания предпускового температурного режима дизельного двигателя транспортного средства в условиях низких температур, содержащая электроподогреватели моторного масла, аккумуляторной батареи, топливного фильтра, оснащенные датчиками температуры моторного масла и окружающей среды, электроподогреватели и датчики подключены к микропроцессорному блоку управления, оснащенному блоком индикации, отличающаяся тем, что каждый электроподогреватель представляет собой жесткий корпус из препрега, в точности повторяющий по форме внешнюю поверхность подогреваемых поддона картера двигателя, фильтра и аккумуляторной батареи, с запаянными внутри нагревательными элементами в виде токопроводящей ткани; токопроводящая ткань поддона картера двигателя выполнена из двух секторов, один из которых впаян в днище поддона, второй - в боковые его стенки; на наружной поверхности каждого электроподогревателя плотно закреплены секции из термоэлектрических модулей; а штатный масляный фильтр двигателя также снабжен электроподогревателем (RU №188976, 2018 г.).Known autonomous system for maintaining the pre-start temperature of a diesel engine of a vehicle at low temperatures, containing electric heaters for engine oil, battery, fuel filter, equipped with temperature sensors for engine oil and environment, electric heaters and sensors are connected to a microprocessor control unit equipped with an indication unit, which is characterized by the fact that each electric heater is a rigid prepreg body that exactly repeats the shape of the outer surface of the heated oil sump, filter and battery, with heating elements sealed inside in the form of a conductive fabric; the conductive fabric of the engine oil pan is made of two sectors, one of which is soldered into the bottom of the oil pan, the second - into its side walls; sections of thermoelectric modules are tightly fixed on the outer surface of each electric heater; and the standard engine oil filter is also equipped with an electric heater (RU No. 188976, 2018).

Недостатками известной системы являются большие теплопотери за счет отсутствия прямого контакта нагревательных элементов с маслом, возможность пригорания масла в связи с недостаточной конвекцией, высокая стоимость установки за счет применения термоэлектрических модулей и их низкий коэффициент полезного действия.The disadvantages of the known system are high heat losses due to the absence of direct contact of the heating elements with oil, the possibility of oil burning due to insufficient convection, the high cost of the installation due to the use of thermoelectric modules and their low efficiency.

Известно устройство подогрева топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащее топливозаборный патрубок, фильтры, топливный бак и саморегулируемые нагревательные полупроводниковые элементы (позисторы), один из которых установлен на топливозаборном патрубке, а другие на фильтрах (RU №2093373, 1996 г.).Known device for heating the fuel of an internal combustion engine, containing a fuel intake pipe, filters, a fuel tank and self-regulating heating semiconductor elements (posistors), one of which is installed on the fuel intake pipe, and others on filters (RU # 2093373, 1996).

Недостатком известного устройства является низкая его эффективность из-за неполного отбора тепла от саморегулируемых нагревательных полупроводниковых элементов (позисторов) при размещении их на внешней стороне корпуса. Кроме того, при его использовании для прогрева масла будет создаваться высокая температурная и вязкостная неравномерность прогрева. К тому же из-за конструктивных особенностей указанного устройства потребуется изменение конструкции поддона картера двигателя или формы его корпуса.The disadvantage of the known device is its low efficiency due to incomplete extraction of heat from self-regulating heating semiconductor elements (posistors) when placed on the outside of the case. In addition, when it is used to warm up the oil, a high temperature and viscosity unevenness of heating will be created. In addition, due to the design features of this device, it will be necessary to change the design of the engine oil pan or the shape of its body.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту, является устройство для предпускового подогрева картерного масла двигателя внутреннего сгорания включающее поддон картера, позисторы, провод, соединяющий источник питания с подогревателем, изолятор, при этом устройство выполнено в виде параллельных, прижатых к децентрализованно расположенным позисторам пластин, при этом конструктивная форма устройства копирует форму нижней части поддона (RU №2201525 от 2001 г.).The closest in technical essence to the claimed object is a device for preheating the crankcase oil of an internal combustion engine, including a sump, posistors, a wire connecting the power source with a heater, an insulator, while the device is made in the form of parallel plates pressed against decentralized posistors, the structural form of the device copies the shape of the lower part of the pallet (RU # 2201525 from 2001).

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность прогрева верхних слоев масла в поддоне из-за отсутствия вынужденной конвекции, осуществляющего принудительную конвекцию с целью обеспечения равномерности прогрева моторного масла двигателя транспортного средства. Кроме того, в известном устройстве имеется необходимость в масляных окнах для лучшего смешивания верхних и нижних слоев масла, что значительно уменьшает максимальную площадь контакта позисторов с маслом в картере двигателя.The disadvantage of the known device is the insufficient efficiency of heating the upper layers of oil in the pan due to the absence of forced convection, which carries out forced convection in order to ensure uniform heating of the engine oil of the vehicle engine. In addition, in the known device there is a need for oil windows for better mixing of the upper and lower layers of oil, which significantly reduces the maximum contact area of the posistors with oil in the engine crankcase.

Задачей полезной модели является обеспечение надежности пуска двигателя внутреннего сгорания в условиях низких температур, снижение термической и вязкостной неравномерности разогреваемого масла, а также повышение эффективности использования тепловой энергии от позисторов за счет принудительного перемешивания масла, а также орошения коренных опор коленчатого вала двигателя.The task of the utility model is to ensure the reliability of starting the internal combustion engine at low temperatures, to reduce the thermal and viscous unevenness of the heated oil, as well as to increase the efficiency of using thermal energy from the posistors due to forced mixing of the oil, as well as irrigation of the main bearings of the engine crankshaft.

Сущность полезной модели заключается в том, что в известное устройство для предпускового подогрева картерного масла двигателя внутреннего сгорания, включающее поддон картера, децентрализовано расположенные позисторы, провод, соединяющий источник питания с подогревателем, изолятор, дополнительно введены насос орошения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, блок управления, датчик температуры масла, две металлические сетки, расположенные параллельно друг другу, копирующие форму нижней части поддона, прикреплены к поддону картера и скреплены диэлектрическими стяжными винтами, при этом децентрализовано расположенные позисторы равномерно закреплены между металлическими сетками, насос орошения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и датчик температуры закреплены на металлической сетке в нижней части поддона, выход датчика температуры масла соединен с входом блока управления, выход которого соединен с позисторами и насосом орошения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.The essence of the utility model lies in the fact that the known device for preheating the crankcase oil of an internal combustion engine, including the oil pan, has decentralized posistors, a wire connecting the power supply to the heater, an insulator, an additional pump for irrigation of the crankshaft of an internal combustion engine, a control unit , oil temperature sensor, two metal grids located parallel to each other, copying the shape of the bottom of the sump, attached to the oil pan and fastened with dielectric tightening screws, while decentralized posistors are evenly fixed between the metal grids, an irrigation pump for the crankshaft of an internal combustion engine and a sensor temperatures are fixed on a metal grid in the lower part of the sump, the output of the oil temperature sensor is connected to the input of the control unit, the output of which is connected to the posistors and the pump for irrigation of the crankshaft of the internal engine orania.

На фиг. 1 приведена общая схема предлагаемого устройства для предпускового подогрева картерного масла двигателя внутреннего сгорания многоосных колесных шасси. На фиг. 2 приведена схема крепления позисторов между сетками.FIG. 1 shows a general diagram of the proposed device for preheating the crankcase oil of an internal combustion engine of multi-axle wheeled chassis. FIG. 2 shows a diagram of the attachment of the posistors between the grids.

Устройство для предпускового подогрева картерного масла двигателя внутреннего сгорания многоосных колесных шасси состоит из поддона 1 картера двигателя, саморегулируемых нагревательных полупроводниковых элементов - позисторов 2, соединенных с помощью провода через проходной изолятор 3 с источником питания. Позисторы 2 размещены в поддоне 1 картера двигателя между двух токопроводящих сеток - нижней 4 и верхней 5 и плотно к ним прижаты. Форма сеток 4 и 5 повторяет форму нижней части поддона 1 картера двигателя и огибает маслоприемник 6, при этом сетки 4 и 5 расположены параллельно и скреплены диэлектрическими стяжными винтами 7. Минусовая клемма (-) источника питания подключена к нижней сетке 4 с помощью болта 8. Плюсовая клемма (+) источника питания подключена к верхней сетке 5. Блок управления 9, расположенный вне поддона 1 картера двигателя, соединен с датчиком температуры 10 масла, расположенным в нижней части поддона 1 картера двигателя и закрепленным к нижней металлической сетке 4, а также с насосом 11 орошения коленчатого вала двигателя, закрепленным на металлической сетке 4 в нижней части поддона 1 картера двигателя. Выход насоса 11 орошения коленчатого вала двигателя соединен с Т-образной трубой 12 с соплами в ее горизонтальной части.The device for preheating the crankcase oil of an internal combustion engine of multi-axle wheeled chassis consists of a sump 1 of the engine crankcase, self-regulating heating semiconductor elements - posistors 2, connected by a wire through a bushing 3 to a power source. Posistors 2 are located in the pallet 1 of the crankcase between two conductive grids - lower 4 and upper 5 and are tightly pressed against them. The shape of the grids 4 and 5 follows the shape of the lower part of the sump 1 of the engine crankcase and bends around the oil receiver 6, while the grids 4 and 5 are arranged in parallel and fastened with dielectric tightening screws 7. The negative terminal (-) of the power supply is connected to the lower grid 4 using bolt 8. The positive terminal (+) of the power supply is connected to the upper grid 5. The control unit 9, located outside the sump 1 of the crankcase, is connected to the oil temperature sensor 10, located in the lower part of the sump 1 of the crankcase and fixed to the lower metal mesh 4, as well as with pump 11 for irrigation of the crankshaft of the engine, fixed on a metal mesh 4 in the lower part of the pallet 1 of the crankcase. The outlet of the pump 11 for irrigation of the engine crankshaft is connected to a T-shaped pipe 12 with nozzles in its horizontal part.

При подаче напряжения на нижнюю и верхнюю сетки 4 и 5 электрический ток проходит через позисторы 2, нагревая их до расчетной температуры - точки переключения. В момент достижения точки переключения резко возрастает электрическое сопротивление позисторов 2, потребление тока падает до минимума, тепловой поток от позисторов 2 к разогреваемому маслу уменьшается. В этот момент с датчика температуры 10 масла поступает сигнал на блок управления 9, который включает насос 11 орошения коленчатого вала двигателя. Насос 11 орошения коленчатого вала двигателя подает подогретое масло под давлением в Т-образную трубу 12, установленную внутри поддона 1 картера двигателя вдоль коленчатого вала, и орошения горячим маслом через сопла Т-образной трубы 12 коренных опор коленчатого вала, являющимися самым холодным местом в системе смазки двигателя перед его пуском в зимний период. В процессе орошения горячим маслом коренных шеек коленчатого вала осуществляется принудительное перемешивание масла, которое является наиболее эффективным по сравнению с естественной конвекцией. Крепление позисторов 2 между двух сеток 4 и 5 не препятствует перемешиванию слоев масла. В результате орошения холодных коренных шеек коленчатого вала и перемешивания масла его температура снижается до температуры переключения позисторов на нагрев, тем самым возобновляя работу устройства.When voltage is applied to the lower and upper grids 4 and 5, the electric current passes through the posistors 2, heating them to the design temperature - the switching point. At the moment of reaching the switching point, the electrical resistance of the posistors 2 sharply increases, the current consumption drops to a minimum, the heat flux from the posistors 2 to the heated oil decreases. At this moment, a signal is sent from the oil temperature sensor 10 to the control unit 9, which turns on the pump 11 for irrigation of the engine crankshaft. The pump 11 for spraying the crankshaft of the engine supplies heated oil under pressure into the T-shaped pipe 12 installed inside the sump 1 of the crankcase along the crankshaft, and spraying with hot oil through the nozzles of the T-shaped pipe 12 of the crankshaft main bearings, which are the coldest place in the system lubricating the engine before starting it in the winter. In the process of sprinkling with hot oil on the crankshaft journals, forced mixing of the oil is carried out, which is most effective compared to natural convection. Fastening the posistors 2 between the two grids 4 and 5 does not prevent mixing of the oil layers. As a result of irrigation of the cold main journals of the crankshaft and mixing of the oil, its temperature decreases to the temperature of switching the posistors to heating, thereby resuming the operation of the device.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет решить задачу обеспечения надежности пуска двигателя внутреннего сгорания многоосных колесных шасси в условиях низких температур за счет снижения термической и вязкостной неравномерности разогреваемого масла, а также повышения эффективности использования тепловой энергии от позисторов за счет принудительного перемешивания масла и орошения коренных опор коленчатого вала двигателя.Thus, the proposed device makes it possible to solve the problem of ensuring the reliability of starting an internal combustion engine of a multi-axle wheeled chassis at low temperatures by reducing the thermal and viscous unevenness of the heated oil, as well as increasing the efficiency of using thermal energy from posistors due to forced mixing of the oil and irrigation of the main bearings of the crankshaft motor shaft.

Claims

A device for preheating the crankcase oil of an internal combustion engine of multi-axle wheeled chassis, including a crankcase, decentralized posistors, a wire connecting the power source with a heater, an insulator, characterized in that it contains a pump for irrigation of the crankshaft of an internal combustion engine, a control unit, a sensor oil temperature, two metal grids located parallel to each other, copying the shape of the bottom of the sump, are attached to the oil pan and fastened with dielectric tightening screws, while decentralized posistors are evenly fixed between the metal grids, the irrigation pump for the crankshaft of the internal combustion engine and the temperature sensor are fixed on a metal mesh in the lower part of the pallet, the output of the oil temperature sensor is connected to the input of the control unit, the output of which is connected to the posistors and the irrigation pump of the crankshaft of the internal combustion engine.