RU2154186C1

RU2154186C1 - Electric heating device

Info

Publication number: RU2154186C1
Application number: RU98122629/06A
Authority: RU
Inventors: ченко И.И. Не; И.И. Неяченко; В.Н. Ершов; Г.П. Осипов; В.К. Гааг
Original assignee: Акционерное общество "АвтоВАЗ"
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-08-10

Abstract

FIELD: internal-combustion engines. SUBSTANCE: heater designed to heat up fuel-air mixture has cooling housing made of heat and electricity conducting material and provided with central slotted cavity and plate fins arranged around central cavity, as well as rod-structure electric heating element within central cavity. At least one flat surface of plate fins bears secondary fins in the form of oblong ridges, minimum 1.5-3 mm high. Outline of plate fins is made so that it follows that of central-cavity cross-section. Length of plate fins in longitudinal section of heating device increases from cooler top to its base. EFFECT: improved efficiency of heat transfer from device housing to fuel. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах испарения топлива. The invention relates to the field of engine engineering and can be used in fuel evaporation systems.

Известно электронагревательное устройство для двигателя с искровым зажиганием (европейский патент ЕР 0 061 848), которое содержит корпус, имеющий одну нагревательную поверхность, принимающую теплоту, и вторую противоположную поверхность, передающую теплоту в обогреваемую зону, нагревательные элементы из материала с положительным температурным коэффициентом: упругие элементы, электрически связанные с одной из сторон нагревательных элементов и прижимающие нагревательные элементы к нагревательной поверхности корпуса. Known electric heating device for a spark ignition engine (European patent EP 0 061 848), which contains a housing having one heating surface that receives heat and a second opposite surface that transfers heat to the heated zone, heating elements made of a material with a positive temperature coefficient: elastic elements electrically connected to one of the sides of the heating elements and pressing the heating elements to the heating surface of the housing.

Недостатком данного устройства является его пониженная эффективность передачи теплоты в зону обогрева ввиду повышенных потерь теплоты в сторону, противоположную нагревательной поверхности корпуса через упругие элементы и через тело самого корпуса. Это устройство было использовано в качестве аналога. The disadvantage of this device is its reduced efficiency of heat transfer to the heating zone due to increased heat loss in the direction opposite to the heating surface of the housing through the elastic elements and through the body of the housing itself. This device was used as an analog.

Известно электронагревательное устройство для двигателя с искровым зажиганием (авторское свидетельство СССР N 1537872), которое содержит электронагревательный элемент, выполненный в виде стержня, и радиатор с оребрением, установленный на нагревательный элемент. Причем радиатор установлен концентрично стержню, а оребрение выполнено кольцевой формы. Это устройство было выбрано в качестве прототипа. Known electric heating device for a spark ignition engine (USSR author's certificate N 1537872), which contains an electric heating element made in the form of a rod, and a radiator with fins mounted on a heating element. Moreover, the radiator is mounted concentrically to the rod, and the fins are made in a ring shape. This device was selected as a prototype.

Благодаря компактному размещению нагревательного элемента в зоне обогрева, подогреваемая смесь омывает нагревательное устройство почти со всех сторон и данное устройство имеет меньшие тепловые потери в сторону, противоположную нагревательной поверхности, чем рассмотренное выше устройство. Недостатком данного устройства является затрудненная теплопередача от центральной зоны радиатора к оребрению и далее к топливу, что вызывается:
- во-первых, повышенным сопротивлением теплопередачи от центра радиатора к периферии относительно длинными пластинчатыми ребрами;
- во-вторых, недостаточным удержанием топлива на гладкой поверхности пластинчатого оребрения в условиях сильного обдува радиатора топливовоздушным потоком.Due to the compact placement of the heating element in the heating zone, the heated mixture washes the heating device from almost all sides and this device has lower heat losses in the direction opposite to the heating surface than the above device. The disadvantage of this device is the hindered heat transfer from the central zone of the radiator to the fins and further to the fuel, which is caused by:
- firstly, increased heat transfer resistance from the center of the radiator to the periphery of the relatively long plate fins;
- secondly, the lack of fuel retention on the smooth surface of the plate fin in the conditions of strong airflow of the radiator with fuel-air flow.

Решение технической задачи подразумевает повышение эффективности теплопередачи от корпуса электронагревательного устройства к топливу. The solution to the technical problem involves increasing the efficiency of heat transfer from the housing of the electric heating device to the fuel.

Поставленная задача решается тем, что электронагревательное устройство для подогрева топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, состоящее из корпуса-радиатора, сделанного из тепло- и электропроводного материала, имеющего центральную щелевидную полость и пластинчатое оребрение, расположенное вокруг центральной полости, электронагревательный элемент со стержневой структурой, расположенный в центральной полости, согласно изобретению, по крайней мере, одна плоская поверхность пластинчатого оребрения имеет вторичное оребрение в виде продолговатых выступов с высотой не менее 1,5-3 мм. The problem is solved in that the electric heating device for heating the air-fuel mixture of the internal combustion engine, consisting of a radiator body made of heat and conductive material having a central slit-like cavity and plate finning located around the central cavity, an electric heating element with a rod structure, located in the central cavity according to the invention, at least one flat surface of the plate fin has a secondary rib ix in the form of elongated projections with at least 1.5-3 mm.

Наружное очертание пластинчатых ребер выполняется так, что оно повторяет очертание поперечного сечения центральной полости. The outer shape of the plate ribs is such that it repeats the shape of the cross section of the Central cavity.

Длина пластинчатых ребер в продольном сечении электронагревательного устройства увеличивается от вершины к основанию радиатора. The length of the plate fins in the longitudinal section of the electric heating device increases from the top to the base of the radiator.

Предлагается использовать вторичное оребрение на одной или обеих поверхностях пластин радиатора. Это вторичное оребрение должно быть выполнено в виде продолговатых выступов с высотой и шириной, соразмерными с толщиной пластины оребрения. Расположение выступов - преимущественно от центра радиатора к периферии. It is proposed to use secondary finning on one or both surfaces of the radiator plates. This secondary fins should be made in the form of elongated protrusions with a height and a width commensurate with the thickness of the fins. The location of the protrusions is mainly from the center of the radiator to the periphery.

Такое вторичное оребрение будет выполнять сразу несколько функций:
- служить дополнительными проводниками теплоты от центра радиатора к периферии;
- удерживать топливо на поверхности теплообменника в условиях сильного обдува радиатора топливовоздушным потоком;
- увеличивать площадь теплопередающей поверхности и, таким образом, обеспечивать достижение цели изобретения.Such a secondary finning will perform several functions at once:
- serve as additional conductors of heat from the center of the radiator to the periphery;
- to keep fuel on the surface of the heat exchanger in conditions of strong airflow of the radiator with a fuel-air flow;
- increase the area of the heat transfer surface and, thus, ensure the achievement of the objectives of the invention.

Сущность изобретения поясняется на приложенных фигурах: на фиг.1 показан разрез устройства; фиг.2 - вид сверху; фиг.3 - вид сбоку. The invention is illustrated in the attached figures: figure 1 shows a section of the device; figure 2 is a top view; figure 3 is a side view.

Электронагревательное устройство содержит корпус 1 с пластинчатым оребрением 2, нагревательный элемент 3, дополнительное оребрение 4. Питание +12 В подается на центральный электрод. Массовым контактом является корпус электронагревательного устройства. The electric heating device comprises a housing 1 with a plate fin 2, a heating element 3, an additional fin 4. A +12 V power supply is supplied to the central electrode. The mass contact is the housing of the electric heating device.

Как показали экспериментальные исследования, для того чтобы эффективно воздействовать на топливную пленку, образующуюся на поверхности радиатора, необходимо применение дополнительного оребрения высотой не менее 1,52-3 мм, что соразмерно с толщиной пластинчатого оребрения. Ширина дополнительных ребер, соразмерная толщине пластинчатого оребрения, обеспечит достаточное улучшение теплопередачи по длине пластинчатых ребер. As experimental studies have shown, in order to effectively act on the fuel film formed on the surface of the radiator, it is necessary to use additional fins with a height of at least 1.52-3 mm, which is commensurate with the thickness of the plate fins. The width of the additional ribs, commensurate with the thickness of the plate fin, will provide a sufficient improvement in heat transfer along the length of the plate ribs.

Кроме указанных эффектов дополнительное оребрение позволяет сформировать после электронагревательного устройства поток неиспарившегося топлива на стенках впускного трубопровода, который обеспечивает необходимое распределение топлива по сечению трубопровода, т.е. позволяет улучшить смесеобразование. In addition to these effects, additional ribbing allows the formation of a stream of unevaporated fuel on the walls of the inlet pipe after the electric heating device, which ensures the necessary distribution of fuel over the pipe cross section, allows to improve mixture formation.

Для эффективного использования пластинчатого оребрения и уменьшения металлоемкости радиатора наиболее удаленные зоны пластинчатых ребер радиатора можно убрать. Для этого наружное очертание пластинчатых ребер выполняется так, что оно повторяет очертание поперечного сечения центральной полости, что обеспечивает равномерный нагрев пластины оребрения. To effectively use plate finning and reduce the radiator metal consumption, the most remote areas of the plate radiator fins can be removed. For this, the outer outline of the plate ribs is made so that it repeats the outline of the cross section of the Central cavity, which ensures uniform heating of the fins.

Для облегчения доступа топлива ко всем пластинам оребрения радиатор выполняется так, что длина пластинчатых ребер в продольном сечении электронагревательного устройства увеличивается от вершины к основанию радиатора. Такое исполнение радиатора необходимо, в частности, при расположении электронагревательного устройства вершиной навстречу топливовоздушному потоку. To facilitate the access of fuel to all fins, the radiator is made so that the length of the plate fins in the longitudinal section of the electric heating device increases from the top to the base of the radiator. This design of the radiator is necessary, in particular, when the electric heating device is positioned with its apex towards the fuel-air flow.

Claims

1. An electric heating device for heating the air-fuel mixture of an internal combustion engine, consisting of a radiator body made of heat and conductive material having a central slit-like cavity and plate finning located around the central cavity, an electric heating element with a rod structure located in the central cavity, characterized in that at least one flat surface of the plate fin has a secondary fin in the form of elongated protrusions in with a height of at least 1.5-3 mm.

2. The electric heating device according to claim 1, characterized in that the outer outline of the plate ribs is made so that it repeats the outline of the cross section of the Central cavity.

3. The electric heating device according to claims 1 and 2, characterized in that the length of the plate ribs in the longitudinal section of the electric heating device increases from the top to the base of the radiator.